Mikrofluidiken mit Auflösung 1 µm

Der LPKF ProtoLaser LDI belichtet Resiste mit Strukturen im mikroskaligen Bereich

Auf einen Mikrometer genau – mit moderner Lasertechnik lassen sich Resiste für Mikrokomponenten schnell und preisgünstig erstellen. Ein neues kompaktes Lasersystem belichtet einzelne Trays direkt per Laser. Eine Kooperation von LPKF mit der slowenischen Aresis und der Universität Ljubljana eröffnet neue kostengünstige, schnelle Verfahren zum Strukturieren mikroskaliger Komponenten. Die maskenlose UV-Laserdirektbelichtung (Laser Direct Imaging, LDI) fotosensitiver Resiste bietet zahlreiche Vorteile gegenüber klassischen Maskenprojektionsverfahren.

Unterschiedliche Zylinder aus SU8 herausgearbeitet. Höchste Präzision bei einem extremen Aspect Ratio

Forschung und Entwicklung in der Mikrofluidik und Mikromechanik profitieren von schnellen Prototyping-Verfahren wie LPKF-LDI. Labs-on-a-Chip helfen dabei, Prozesse zu miniaturisieren, Flüssigproben und Abfall zu reduzieren. Damit hat das LDI-Verfahren großes Potenzial in Medizin, Biologie, Chemie und Physik. Die Applikationen sind vielfältig – Blut- und Zellanalysen, Diagnostik und Screening in Medizin, Sensoren (Chemie-, Bio-, Öko-, Waffentechnologie; Automobiltechnik), Synthese von Chemikalien sowie physikalische Experimente.

Für Mikrofluidikgeräte mit wenigen 10 Nano- bis mehr als 100 Mikrometern haben sich drei Verfahren etabliert: Die derzeit vorherrschende Maskenlithografie empfiehlt sich vor allem für Großserien. Bei sich häufig ändernden Layouts oder geringen Stückzahlen ist das Verfahren zu aufwändig. Das Elektronenstrahlverfahren schreibt Strukturen direkt in ein Resist. Der Elektronenstrahl erreicht Auflösungen zwischen 20 und 50 nm. Allerdings benötigt er spezielle Resiste, leitfähige Substrate, ein Hochvakuum und außerordentlich viel Zeit. Beim Laser Direct Imaging (LDI) schreibt ein scannergeführter Laserstrahl maskenlos Strukturen: direkt, schnell und präzise auf das fotoempfindliche Resist. Im Resultat entstehen sehr glatte Seitenwandkanten.

Der LPKF ProtoLaser LDI eignet sich neben der Herstellung von Mikrofluidiken auch für MEMS, BioMEMS, integrierte Optiken oder für photonische Experimente mit mikroskaligen Strukturen. In der Präzision übertrifft LDI vergleichbare Systeme zur Maskenprojektion. Der Investitionsbedarf fällt deutlich geringer aus als bei Elektronenstrahllithografie und vielen Mask-Alignment-Systemen. LDI ermöglicht sogar das Strukturieren von Elementen mit Stegen unter 1 µm.

Weitere Features: Substratbelichtung mit fokussiertem 375 nm-TEM00 UV-Laserstrahl, auch für gängige UV Resists; software-steuerbarer Laserfokus (1µm bis 3 µm) für unterschiedliche Präzisionsanforderungen; integrierte Kamera für Substrat-Feinpositionierung und automatisiere Selbstkalibrierung und Stitching-Mechanismen zum zeitnahen Herstellen großer Proben.

http://www.lpkf.com