تصميم وتطوير محول محاذاة قناع مجهر مطبوع ثلاثي الأبعاد لتصنيع أجهزة Microfluidic متعددة الطبقات

هذا البروتوكول مهم لأنه يسمح لتوليد منصة فعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام التي تساعد في إنتاج قوالب رئيسية دقيقة متعددة الطبقات microfluidic. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها لا تتطلب سوى استخدام المنصة المطبوعة ثلاثية الأبعاد والمعدات المختبرية القياسية الموجودة عادة في المختبرات التي تنتج أجهزة ميكروفلويديك. العرض التوضيحي المرئي لهذا البروتوكول أمر بالغ الأهمية لتوضيح كيفية تخصيص واستخدام محول محاذاة قناع المجهر المطبوع ثلاثي الأبعاد.

الحصول على أبعاد علبة من نظام الانبعاثات ضوء الأشعة فوق البنفسجية المتاحة لتكون الحد العلوي لأبعاد حامل رقاقة. قياس قطر الحافة الدائرية الداخلية، والارتفاع الداخلي لأنظمة الأشعة فوق البنفسجية أنظمة الانبعاثات، والعرض الإجمالي وطول الدرج. باستخدام تطبيق تصميم الكمبيوتر، وتطبيق هذه الأبعاد لتخصيص حامل رقاقة لتناسب داخل علبة أنظمة الأشعة فوق البنفسجية الانبعاثات الخفيفة.

قياس الطول بين مسامير وعرض مسامير على مرحلة المجهر تستقيم المتاحة التي تعقد حامل الشريحة في مكان. باستخدام تطبيق تصميم الكمبيوتر، وتطبيق هذه الأبعاد لتخصيص حامل المغناطيسي لتناسب المجهر المتاحة للسماح لتثبيت سهلة ودقيقة من MMAA إلى المجهر. استخدام رقاقة السيليكون أربعة بوصة معك مقاومة الصورة المناسبة لإنشاء الطبقة الأولى من القالب الرئيسي، وضمان أن سمك أكبر من الطبقات اللاحقة لتحديد سهل من علامات المحاذاة.

استخدم قلم علامة فاتح اللون لتلوين علامات محاذاة الطبقة الأولى على جميع الجوانب الأربعة. باستخدام تعليمات مقاومة الصورة الشركة المصنعة، والشروع في الطبقة الثانية من القالب الرئيسي عن طريق طلاء تدور مقاومة الصورة على رقاقة وأداء خبز لينة. إدراج رقاقة المغلفة في حامل رقاقة من MMAA وإصلاح رقاقة المغلفة إلى MMAA باستخدام الشريط.

قم بإرفاق حامل الرقاقة بالمجهر المستقيم المتوفر باستخدام مثبت المجهر المغناطيسي. حرك موضع MMAA باستخدام مقابض الاتجاه X و Y لمرحلة المجهر حتى تظهر إحدى علامات المحاذاة الملونة على الرقاقة من خلال عدسة المجهر. إزالة حامل رقاقة من مرحلة المجهر وإدراج قناع الصورة الطبقة الثانية في حامل رقاقة على رأس رقاقة المغلفة.

تأكد من أن علامات المحاذاة الملونة للطبقة الأولى يمكن رؤيتها جزئيا من خلال علامات المحاذاة على قناع الصورة وأن الحافة المستقيمة لقناع الصورة يتم تركيبها مع الحافة المستقيمة لرقائق السيليكون. إرفاق حامل رقاقة مرة أخرى على مرحلة المجهر وإرفاق قناع الصورة إلى رفع مقص من خلال واحدة من القواطع الجانبية مع الشريط. استخدم المقص لضبط موضع اتجاه Z لقناع الصورة حتى يقع فوق الرقاقة المغلفة مباشرة.

مع الحفاظ على قناع الصورة لا يزال، ننظر من خلال عدسة المجهر وتحديد علامات المحاذاة الملونة الطبقة الأولى تحت علامات المحاذاة من قناع الصورة باستخدام المقابض اتجاه X و Y من مرحلة المجهر لتحريك موقف MMAA. اضبط موضع MMAA حتى يتم تركيب علامة المحاذاة على قناع الصورة مع علامة المحاذاة الملونة على الطبقة الأولى. تطبيق بعناية قوة طفيفة على قناع الصورة واستخدام الشريط لتأمين قناع الصورة في مكان على رأس رقاقة المغلفة.

افصل قناع الصورة عن رفع المقص وتأكد من أن جميع علامات المحاذاة الأربعة الموجودة على قناع الصورة تتم محاذاتها مع علامات المحاذاة الأربعة في الطبقة الأولى. محاذاة آخر، فصل بعناية حامل رقاقة من مرحلة المجهر. أدخل اللوحة العلوية الزجاجية أعلى الرقاقة وقناع الصورة لتقليل الفجوة بين القطعتين.

ضع حامل الرقاقة بالكامل في نظام التعرض للأشعة فوق البنفسجية المتاح واؤدي التعريض الضوئي للطبقة الثانية. قم بإزالة حامل الرقاقة من نظام التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ثم قم بإزالة الرقاقة المغلفة من حامل الرقاقة وفصل قناع الصورة عن الرقاقة. إكمال ما بعد خبز وتطوير الطبقة الثانية بعد الصورة مقاومة تعليمات الشركة المصنعة.

استرداد القالب الرئيسي ووضعه على خشبة المسرح من المجهر تستقيم لتحديد المسافة الفجوة بين الطبقة الأولى والطبقة الثانية. قياس المسافة التي يتم نقل الطبقة الثانية وتضليلها من الطبقة الأولى على هياكل القنوات الدقيقة. استخدم المجهر المستقيم لتحديد ما إذا كانت شريحة PDMS تحتوي على جدران قنوات مستقيمة مع حواف جهاز واضحة.

بالإضافة إلى ذلك، تحقق من شريحة PDMS لأي عيوب محتملة قد تعيق وظائف الجهاز. من خلال التحسين واستخدام MMAA ، تم تلفيق قوالب رئيسية متعددة الطبقات مع الحد الأدنى من خطأ المحاذاة. تم استخدام هذا النظام والبروتوكول الموصوف لمحاذاة العلامات على قناع الصورة مع علامات على الطبقة الأولية من القالب الرئيسي.

تم تصنيع الطبقة المزدوجة SU-8 الرئيسية لجهاز microfluidic مع نمط الرنجة وتبين أن لديها مسافة فجوة أقل من خمسة ميكرومترات بين الطبقتين. ثم تم استخدام طبقة اثنين من العفن الرئيسي لتصنيع رقائق PDMS. تظهر صور المجهر الإلكتروني المسح الضوئي أن الجهاز microfluidic مع نمط الرنجة يحتوي على حواف واضحة وجدران قناة مستقيمة وطبقات متوائمة بشكل جيد ، والتي تعتبر ضرورية لوظائف الجهاز المناسبة.

بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء قالب رئيسي من أربع طبقات مع ميزات دائرية بسيطة باستخدام MMAA لإظهار المحاذاة الناجحة لقالب رئيسي متعدد الطبقات. تؤكد بيانات مقياس التنميط الطبقات الأربع المتميزة للقالب الرئيسي. من المهم التحلي بالصبر والعمل ببطء عند محاذاة علامات محاذاة الطبقتين الأولى والثانية وفي حين تحديد قناع الصورة إلى الرقاقة المغلفة.

يمكن استخدام هذا الإجراء لإنتاج العديد من القوالب الرئيسية متعددة الطبقات المختلفة ، مما يسمح للباحثين من مختبرات أصغر باستكشاف تصاميم أجهزة microfluidic أكثر تعقيدا.