微射出成型参数对於微流道生物晶片特性之影响张宇辰1-龙华科技大学.PDFVIP

微射出成型參數對於微流道生物晶片特性之影響 微射出成型參數對於微流道生物晶片特性之影響 張宇辰 1 蔡定江 1 陳俊生 2,* 陳建志 2 王柏崴 2 黃柏瑞 2 1 台北科技大學機械工程系 2 龍華科技大學機械工程系 摘 要 由於高分子微成型技術具有價位低和可大量生產的優點，因此在一些特定用途上將 逐漸取代矽基或玻璃基微機電技術，其重要性也將逐漸展現出來。本文利用微射出成型 方式，來探討具微細特徵生物晶片之成型性與轉寫特性。本文利用紫外光深刻模造法 (UV-LIGA)製程以矽基 SU-8 光阻，並搭配微電鑄來得到用於 DNA/RNA 檢測用之微特徵流 體平台之 Ni-Co 基模仁，再以不同成型條件對此含微流道之生物晶片，包括寬度與深度 之轉寫正確性作一研究。研究結果顯示，寬度 與深度之正確性在一般成型範圍內皆隨參 數之增加而提高，但相對的也產生了明顯的翹曲量，利用 MPCI 能夠獲得整體的最佳參 數組合，其中又以模具溫度與融膠溫 度影響整體成型性最重要的因素。 關鍵詞： 微射出成型、微細特徵、轉寫正確性 1. 前言 所以在加入量產成本考量，模具加工 隨著高科技產業的蓬勃發展，許多先 成型技術及非傳統加工技術極有潛力成為 進國家均預測奈米科技、資訊科技與生物 未來最具競爭力之微尺寸生產技術之一。 科技，將是未來最重要的三大科技。微機 因此亟需建立從矽基材質轉換至其他材質 電系統 (MEMS)技術需低價位和大量生產 的矽基微機電生產技術，以其它材料取代 方式來製造，讓微結構件能達到產品商業 矽基來建立微機電產品是相當需要的。近 化之目標，而如何利用微機電技術應用於 幾年來，包括微射出成型、微鑄造和微熱 生物科技（DNA 序列或臨床診斷裝置等） 壓等以高分子為基材之微製造技術 [1-3] ， 也是目前非常需要努力的目標之一。目前 已被發展出來而運用於生化等矽基微機電 生物晶片以及微流道製作的研發，由於其 產品上。高分子材料提供低導電性和高化 製造成本高，使得市場普及率不如預期。 學穩定性的物理與化學性質，且同時具有 目前適合生產含有細微尺寸如生物晶片等 低價和易於大量生產等優點，非常適合於 產品的製造技術，其生產方式包括：以一 微尺寸構件之生產。 般金屬加工演進之精密微機械加工技術、 在具有微特徵或微小成品之研究方 以半導體製程為主之微機電技術、採用雷 面， Ong[4] 利用不同的製程參數來觀察微 射深紫外光之直接光刻技術 (LIGA) 、先製 特徵的變化，實驗中發現以模溫因素影響 模具再成型之製造技術以及其他如噴墨印 微特徵凹槽成型最大，而射壓與射速為次 表非傳統技術等。以半導體製程為主之矽 要的影響因素，當元件厚度變薄時射速的 基材質產品，雖然具有好的表面品質，但 影響就不明顯，但是微特徵尺寸縮小時， 通常會產生像缺乏光學透光性、低衝擊強 射速與射壓反而顯的更為重要。在射出過 度以及較差之相容性等缺點，限制了其在 程中保壓與充填的影響可以說是微乎其微 產品中的廣泛應用。且矽基微機電產品通 可以忽略，所以想要擁