Question

什么是PDMS？

Answer 1

PDMS（polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷）在室温下是一种无色、粘稠的液体，因此被称为硅油，是软光刻工艺中常用的聚合物。PDMS是一种廉价、安全和无毒的聚合物，具有良好的透光性和高化学惰性。它是一种具有低杨氏模量的高等级弹性体。由于PDMS既不粘附在AZ4620上，也不粘附在晶圆上，我们在实验中利用PDMS的优良特性，将平面微透镜阵列结构反转并转移到PDMS上，产生一个柔性图案。
倒模工艺开始之前，必须准备好PDMS溶液。由于PDMS在室温下不能固化，所以要添加特定的固化剂。PDMS溶液是通过将PDMS预聚物和固化剂以10:1的质量比混合制备的。在充分搅拌后，混合物中出现大量的气泡，并在真空桶中抽空（也可放置40分钟以上），直到混合气体完全被抽走。然后将先前准备好的平面微透镜阵列模板连接到离心机上，将少量的PDMS溶液慢慢倒在微透镜阵列上，让其慢慢散开并去除任何气泡，相应调整离心机的速度和时间。为了获得厚度均匀的PDMS网板（使用较厚的PDMS网板是为了防止在随后的负压过程中薄膜下垂），这里再次使用了多次旋涂的方式。在涂抹单层后，让薄膜静止约1分钟，然后进行软烘，在加热前寻找气泡，如果气泡没有完全排出，在加热过程中就会形成气泡。一旦旋涂过程完成，薄膜就在65℃的烘箱中烘烤2小时。最后去除薄膜，得到一个厚度约为450微米的柔性PDMS模板，其凹陷的微透镜阵列与微透镜阵列的形状相反
首先依次组装主体和可拆卸式盖子，然后将模具安装在防震台上。然后将柔性PDMS阴性膜连接到加工成顶盖的球状缺陷的顶部，然后放置并连接微流注射腔室。连接一个真空泵进行抽气，此时，柔性PDMS模板在负压下下沉，并与盖子紧密贴合，形成我们需要的弧度。这里的微孔阵列设计允许在PDMS网板上施加更均匀的力，使负压均匀地分布在网板上，并使薄膜拉伸的各向异性降到最低。负压稳定后，毛细管与微流控注射泵（LSP04-1A，朗格恒流泵有限公司）连接，进行粘合。通过微流控注射室的粘合孔和通气孔固定一定量的过量，以有效清除可能存在的空气和杂质。最后，整个装置被置于紫外线设备下，一旦模塑材料固化，它就被脱模，以获得弯曲的微透镜阵列。
设计中选择的成型材料是NOA81（Norland Optical Adhesive 81，Norland Products Inc.），它具有优良的光学透光性，在可见光波长中保持90%以上的透光率，并且具有高度的耐溶剂性，完全固化后硬度不脆。由于其弹性，该结构能够缓解由振动或环境温度的极端变化引起的应力，从而确保固化的复眼结构的长期性能。此外，在紫外光下的固化速度极快，最快的紫外固化在几十秒内完成，这对保护紫外光刻设备非常重要。