|
Tehnologie ce presupune realizarea microcanalelor microprocesate la suprafata siliciului prin ingrosarea electrochimica prin masca de fotorezist (folosit ca strat de sacrificiu) a unui metal ca de ex Ni, Cu sau Au. Ea consta in depunerea prin evaporare in vid a unor straturi subtiri de Cr / Ni, Cr / Cu sau Cr / Au cu grosimi de cca 20/200 nm urmata de aplicarea unui strat de fotorezist gros de cca 10 – 20 mm direct peste stratul protector de la suprafata chip-ului integrat. Dupa patternarea acestuia are loc ingrosarea electrochmica a metalului (Ni, Cu, Au), pana ce acesta ingrosandu-se surmonteaza liniile fe fotorezist (viitoarele canale) a caror latime conform mastilor aferente este de 40 mm. In momentul in care excrescentele de metal se vor apropia la distanta de cca 1-2 mm, se intrerupe partial ingrosarea si se inlatura fotorezistul de sacrificiu in acetona fierbinte si / sau in remover, dupa care se continua ingrosarea pana la inchiderea completa a canalelor.
Se obtin astfel (conforn mastilor) doua configuratii de micro-radiatoare microprocesate la suprafata siliciului cu 36 de canale radial orientate fiecare avand lungimea 1700 mm si latimi diferite, unele 40 mm constant, altele la intrare in (centru) de 40 mm si la iesire (exterior) de 336 mm. Diametrele cercurilor interior de 0,6 mm si exterior de 2 mm sunt aceleasi.
Se estimeaza ca aceste structuri vor avea o capacitate de eliminare a caldurii de 50 W / cm2 pentru o presiune a aerului de racire la intrare de 50 psi. Structuri de micro-radiatoare microprocesate sunt prezentate mai jos. Imagini la microscopul optic Jenatech, cu marirea 10x.
Tehnologie ce presupune realizarea microcanalelor microprocesate la suprafata siliciului sau a altui substrat ca de ex sticla cuart, ceramica, plastic, etc prin depunerea prin evaporare in vid prin masca de fotorezist(folosit ca strat de sacrificiu) a unui strat subtire de SiO, Ni, sau Au. Pentru obtinerea acestor microcanale si microincinte se procedeaza dupa cum urmeaza: pe placheta substrat de siliciu se etaleaza un strat de fotorezist gros de cca 2 mm care este tratat apoi la o temperatura de 80 C timp de 20-30 sec, dupa care fotorezistul este expus printr-o masca, apoi placheta este tratata termic la fel ca dupa etalare, tratament ce confera liniilor geometriilor) de fotorezist profilul semicircular. Dupa aceea pe placheta respectiva se depune un strat subtire de SiO (monoxidul de siliciu), Ni,Au, etc., dupa care placheta este imersata in acetona cu scopul indepartarii fotorezistului, fapt ce conduce la aparitia canalelor si micro-cavitatilor pe suprafata siliciului. Acest procedeu tehnologic este folosit pentru microprocesarea la temperaturi joase a microcanalelor semicirculare de 10-100 mm. Se observa profilul semicircular al microcanalului (prima figura) si un dispozitiv microfluidic din SiO pe substrat de siliciu de tipul "Lab-on Chip" obtinut prin aceasta metoda.
Experimentele realizate si rezultatele obtinute de IMT si partenerii sai au dat rezultatele prezentate in figurile de mai sus. Reusita proiectului necesita o experienta tehnologica deosebita datorita multiplelor procese tehnologice si metode nestandard care vor trebui imaginate / experimentate.
Gradul de noutate, complexitate si originalitate
- Realizarea dupa o solutie originala a unei tehnologii pentru microprocesarea dispozitivelor microfluidice cu aplcatii in transferul termic si microfluidica;
- Realizarea de procese tehnologice nestandard de fotolitografie, depuneri prin evaporare in vid, tratamente termice, etc in vederea realizarii dispozitivelor microfluidice pe subtrat de siliciu si din alte materiale, ca de ex sticla, ceramica, cuart, plastic;
- Modelarea si simularea transferului termic si de masa prin dispozitivele microfluidice;
- Elaborarea tehnicilor de masurare si caracterizare a dispozitivului demonstrator,micro-radiatorul microprocesat;
- Caracterizarea micro-radiatorului microprocesat in functionare;
- Activitatile de cercetare specifice acestui proiect au un caracter multidisciplinar deoarece imbina domenii de activitate ca microtehnologia, dinamica fluidelor la nivel "micro", fizica straturilor subtiri, tehnologia semiconductorilor, microelectronica, etc.
|