Szilícium-üveg heterogén mikrofluidikai szerkezet megvalósítása bioanalitikai célokra

OData támogatás
Konzulens:
Horváth Veronika
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A dolgozat betekintést nyújt egy Si / üveg heterogén mikrofluidikai szerkezet gyártástechnológiájába. Ezen belül az üvegmarás és szeletkötés technológiájának fejlesztésével foglalkoztam, amelyekhez a kísérleteket az MTA MFA MEMS Laboratóriumában végeztem.

Az irodalomkutatás során általánosságban bemutattam a MEMS eszközöket, ezen belül a mikrofluidikai alkalmazások lehetőségeit. Mivel a kutatás távlati célja egy bioanalitikai eszköz fejlesztése, ezért kitértem a bioérzékelés témakörére is. Továbbá általánosságban írtam az elkészítendő eszköz gyártásának lépéseiről, mélyrehatóbban az üvegmarásról és szeletkötés technológiájáról.

Az nedves marást Pyrex7740 és Borofloat33 típusú bórüvegeken végeztem. A feladatkiírás szerinti 20-50 µm mély üregek kialakítása láthatóan kritikus pontja a munkának. Maszkoló anyag típusa alapján határoztam meg, milyen marási mélységek érhetők el a bórüvegben. Az alkalmazott maszkoló anyagok: fotoreziszt maszk, Cr/Au fémmaszk illetve porlaszott szilícium maszk. Emellett megállapítottam a marási sebességeket a kémiai laboratóriumban igénybe vett oxidmaró vegyszerek esetén.

A szeletkötés technológiáját az intézetben elérhető SÜSS MicroTech SB6L Wafer Bonder berendezésen dolgoztam ki. A mikrofluidikai szenzorstruktúra gyártásánál alacsony hőmérsékleten végbemenő (200°C) köztes réteget tartalmazó (SiNx, SiO2) anódos kötésre volt szükség. Ilyen típusú anódos kötésre még nem történtek korábban kísérletek, így a feladat a kötés teljes paraméterezésére volt. A megfelelő paraméterek kikísérletezése után 4”-es szeleteket alkalmaztunk, melyeket a SÜSS MicroTech Mask Aligners/Bond Aligners MA6/BA6 illesztő berendezéssel illesztettük.

Minősítési módszereknél kiemelném az üvegmarásnál a profilometriát a mart üregek mélységének mérésére, az optikai mikroszkópiát és a pásztázó elektronmikroszkópiát, melyekkel a marási profilt értékeltük. A szeletkötés minősítésére a szabad szemmel történő vizsgálaton kívül, szakító szilárdságon alapuló módszereket alkalmaztam (pengés-, széthúzásos módszer).

A kidolgozott módszerek segítségével különösen szilárd és szivárgásmentes Si / üveg mikrofluidikai szerkezetet valósítottam meg, amelynek későbbi alkalmazása mikroanalitikai rendszerben lehetséges.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.