等離子清洗機鍵合玻璃和PDMS的注意事項
微流控PDMS芯片通常采用等離子體處理的方法,不同的處理參數(shù)會影響到PDMS芯片的鍵合強度。良好的鍵合牢固的芯片的耐壓強度可以達到3-5 bars的耐壓值。如果等離子鍵合步驟出錯,您的芯片將會漏液并且將無法正常使用。在等離子清洗機選擇和使用上,您需要注意這幾個重要的地方。
1、等離子清洗機腔室內(nèi)的空氣污染
等離子室內(nèi)的氣體組分會改變玻璃或PDMS表面上的化學連接。一些雜質(zhì)(即使有非常低的數(shù)量)也會污染您的樣品表面。最常見的污染是來自真空泵或壓縮機的油分子。由于等離子體清洗機腔室內(nèi)的油分子,您可能也會看到和以前出現(xiàn)的等離子體相同的等離子體,但是化學組分發(fā)生了變化,因而PDMS不會鍵合的很牢固
2、表面性質(zhì)
等離子體是可以影響物質(zhì)表面性質(zhì)的一種設(shè)備,所有的污染都將會高度影響表面處理的最終結(jié)果。與流行的看法相反的是對于玻璃-PDMS的等離子鍵合,更長的處理時間不會改善表面的屬性(某些非常特殊的情況除外),例如脂肪的存在(手?。е掠嘘P(guān)表面上的處理失敗。
3、等離子體成功的一個指標:穩(wěn)定性和顏色
一個良好質(zhì)量的等離子體的指標通常是它的顏色/亮度(取決于所使用的壓力和氣體)。因為可能會發(fā)生變化,你需要記住的是,如果在相同的參數(shù)下,您的等離子體顏色發(fā)生了變化,那么等離子體可能就出現(xiàn)了問題。
4、等離子體時間
時間是表面處理和鍵合成功的一個關(guān)鍵因素。太短等離子體處理時間不會使整個表面發(fā)生功能化而太長等離子體處理時間會強烈的改變PDMS表面的性能。等離子體被激活的時間越長,您的PDMS表面越粗糙而且還會影響到粘接性能。等離子體通常用于軟刻蝕技術(shù),最強牢固粘接的最佳時間通常是在20到60秒之間。
5、等離子體處理后的時間
等離子體處理后,表面的化學鍵開始重組,而且?guī)追昼姾?,表面的功能化活性下降從而導致玻?PDMS等離子體鍵合強度下降。鑒于此,您必須在等離子體處理后立即做鍵合,不要在等離子體清洗機放氣之后還讓您的樣品留在等離子體腔室內(nèi),需要您快速的將玻璃-PDMS放在一起。
6、灰塵
表面上灰塵的存在會阻止玻璃-PDMS的等離子體鍵合。此外,磁盤上灰塵的位置和大小也會影響PDMS的硬度。第一次清洗,至少需要一個清潔干燥的空氣噴射來沖洗磁盤或硅片。當然,也有其它的方法來移除灰塵,您可以使用3M透明膠帶來移除表面的顆粒或更為有效的是您還可以把芯片放置在異丙醇溶液(IPA)內(nèi)并且使用超聲波來分離表面和PDMS孔洞內(nèi)部的不需要的顆粒。為了清洗干凈玻璃,可以先后連續(xù)使用丙酮、異丙醇、水來進行清洗然后再進行干燥處理。
7、熱烘以提高玻璃-PDMS等離子體鍵合的質(zhì)量
為了使PDMS和玻璃或PDMS接觸后更容易發(fā)生化學鏈接,建議用加熱的方式來加強化學鏈接的強度。時間、溫度和設(shè)備在實驗室和用戶之間都可以根據(jù)實際的實驗而進行改變。通常情況下,在80-90°C下熱烘15-30min就足以獲得很牢固的粘接強度。
8、氣體的選擇
表面態(tài)取決于所使用的氣體。腔室內(nèi)空氣等離子體在大多數(shù)情況下都可以滿足實驗需求。有些研究人員喜歡使用純O2來控制腔室內(nèi)總的氣體組分,但是需要更多的設(shè)備及加工過程更加嚴格。
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