SU-8微针执行器的研究

摘要

生化微系统是MEMS的重要方向之一,而生化样品的微量取样和取计量是生化分析过程的重要环节,微针执行器的研究因此受到关注.该文总结了国内外关于微针执行器的研究,提出了一种新的设计方案.作者设计了一种用于生化样品的微量计量和采样的电磁驱动的微针执行器.此微针执行器的结构包括微针、微通道、反应室、金电极以及永磁阵列组成的隔膜执行器.通过外加电磁场,可以实现双向的驱动.整个执行器的尺寸为6mm×8mm×60μm,其针孔截面为20μm×20μm.作者利用MEMS技术,以SU-8胶为材料制作了微针结构,利用电镀工艺制作永磁阵列,并研制出雏形器件.文中对两种工艺的步骤和参数,进行了详细的介绍,对其中出现的问题,也进行了实验和摸索,并提出了几种解决方案.作者不仅提出了以SU-8胶为主要材料制作执行器的结构,并且提出了通过永磁阵列实现电磁双向驱动.在工艺上,该文提出了

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第一章前言

1.1 MEMS技术简介

1.2微针的应用领域以及研究意义

1.3国内外研究概况

1.3.1氮化硅微壳构成的微针

1.3.2埋藏式通道结构的微针

1.3.3 SOI构建的微针

1.3.4垂直硅片的微针阵列

1.3.5硅深刻蚀微针阵列

1.3.6电镀钯微针

1.3.7用模具制作微针的研究

1.4小结

参考文献

第二章微针执行器的设计

2.1微针执行器的设计方案

2.1材料的选择

2.2隔膜执行器的选择和设计

参考文献

第三章微针执行器的制备

3.1 MEMS工艺简介

3.2以SU-8为牺牲层的微针制备方案

3.2.1 工艺流程

3.2.2 工艺方案的特点

3.2.3详细工艺步骤及参数

3.3以SU-8为牺牲层的逆序微针制备方案

3.4以金属为牺牲层的微针制备方案

3.5三个方案的比较

3.6永磁阵列的制备

3.6.1永磁阵列制备工艺的设备及电镀液配方

3.6.2永磁阵列制备工艺的流程设计

参考文献

第四章实验结果与讨论

4.1 工艺技术分析

4.2永磁阵列制备工艺的结果及分析

4.3微针制备工艺的结果及分析

参考文献

第五章结论

5.1研究成果

5.2创新点

5.3展望

发表论文及成果清单

致谢