[发明专利]一种聚二甲基硅氧烷三维结构的功能涂层自图形化方法

摘要

本发明公开了一种聚二甲基硅氧烷(PDMS)三维微结构的功能涂层自图形化方法，通过对PDMS进行三维微结构制作、粗糙化、沉积CxFy聚合物、浇铸与脱模、覆盖易挥发的功能涂层溶液、蒸发至溶液只残留在粗糙表面、涂层固化、聚二甲基硅氧烷-玻璃邦定等一系列步骤，使得聚二甲基硅氧烷的图形化具有高覆盖率、高均匀性而不影响PDMS与衬底的邦定特性，对PDMS进行有效的表面改性。

主权项

一种聚二甲基硅氧烷三维结构的功能涂层自图形化方法，其特征在于包括以下步骤：1）三维微结构制作：选择衬底，在衬底上均匀涂布光刻胶层；经过对准和光刻之后，在光刻胶层进行光刻处理，形成若干贯穿光刻胶层的通孔，所述相邻通孔之间形成三维微结构；2）润湿特性修饰：利用干法刻蚀表面处理技术刻蚀三维微结构，使三维微结构的表面变得粗糙,而衬底保持光滑；3）沉积：通过CHF3等离子体处理从而在衬底上沉积CxFy聚合物，使得衬底恢复疏水性，便于在后续步骤中使聚二甲基硅氧烷顺利脱模；4）图形转移：在经过上述步骤2）处理的衬底上浇铸聚二甲基硅氧烷溶液，经脱气后在50°C ‑90°C的温度下加热固化；在上述步骤2）处理的衬底上形成聚二甲基硅氧烷图形膜，且所述聚二甲基硅氧烷图形膜覆盖光刻胶层；然后脱模，将聚二甲基硅氧烷图形膜从衬底上剥下，该聚二甲基硅氧烷图形膜上与三维微结构接触的位置形成微阱，若干所述微阱形成微阱阵列；该聚二甲基硅氧烷图形膜上与通孔接触的位置形成聚二甲基硅氧烷三维结构；该聚二甲基硅氧烷三维结构的表面为与三维微结构粗糙度相同的粗糙区域，其他部分为光滑区域；5）涂布：采用低粘滞性、易挥发的溶剂与功能涂层材料配成涂层溶液，再将所述涂层溶液浇铸到上述步骤4）处理过的聚二甲基硅氧烷图形膜上；接着在100°C ‑200°C下烘烤，聚二甲基硅氧烷图形膜光滑区域的溶液挥发无残留，聚二甲基硅氧烷三维结构表面则留下涂层薄膜；6）固化：烘烤上述步骤5）处理过的聚二甲基硅氧烷图形膜至功能涂层材料的固化温度100°C ‑250°C以上，且溶剂的挥发温度低于功能涂层材料的固化温度；从而除掉溶剂，固化涂层薄膜；7）邦定：将固化涂层薄膜的聚二甲基硅氧烷图形膜表面采用氧气等离子体活化，再将活化后的聚二甲基硅氧烷图形膜与玻璃进行粘接邦定从而构成器件。