中空微针阵列的制备方法及器件与流程

本发明涉及一种制备方法及器件，尤其是一种中空微针阵列的制备方法及器件。

背景技术：

1、目前，用于微针制作可选材料很多，有单晶硅，各类金属，各类聚合物，但常使用的微针模板大多采用单晶硅，而硅模板使用多次后脏污明显，无法清洗干净，只得废弃，导致生产成本高，难以满足实际的生产使用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种中空微针阵列的制备方法及器件，其能有效实现中空微针阵列的制备，简化制造工艺，降低制造成本。

2、按照本发明提供的技术方案，一种中空微针阵列的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供能制备中空微针阵列的微针硅模板；

4、以微针硅模板作为母板，制备与微针硅模板相一致的低熔点合金模板；

5、在低熔点合金模板上制备模板聚合物层，所述模板聚合物层覆盖低熔点合金模板的工作面；

6、去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头；

7、将低熔点合金模板熔融去除，以利用模板聚合物层形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针，

8、对任一聚合物微针，包括贯通所述聚合物微针孔，所述聚合物微针孔与所在的聚合物微针呈同轴分布。

9、制备低熔点合金模板时，制备过程包括：

10、在微针硅模板上采用翻模工艺制备聚合物微针阴模；

11、在真空条件下，在聚合物微针阴模上利用低熔点合金进行翻模，以制备得到低熔点合金模板，其中，低熔点合金模板包括若干合金微针以及用于间隔相邻合金微针的合金微针间隙窗口。

12、所述合金微针在低熔点合金模板上的分布状态与微针硅基板上硅微针的分布状态相一致，且合金微针与硅微针具有相同的形状，其中，

13、对合金微针，包括与合金模板针头成一体的合金模板针体，合金模板针头呈棱锥状，合金模板针体呈呈垂直或多角锥状；

14、所述合金模板针体与低熔点合金模板连接。

15、采用翻模工艺制备聚合物微针阴模时，制备过程包括：

16、对微针硅模板的工作面进行钝化处理；

17、将聚合物混合液倒入微针硅模板的工作面，对聚合物混合液进行真空排泡，并在真空排泡后，进行烘烤，待聚合物混合液固化后，以制备得到聚合物微针阴模，其中，所述聚合物混合液为pdms混合物的溶液。

18、对微针硅模板的工作面进行钝化处理时，包括利用硅烷对微针硅模板进行钝化处理，以在钝化处理后，辅助所形成的聚合物微针阴模与微针硅模板分离。

19、对低熔点合金模板，所述低熔点合金模板的材料包括熔点在300℃以下的金属及金属的合金。

20、所述模板聚合物层制备于低熔点合金模板工作面的方式包括旋涂或喷涂。

21、所述模板聚合物层包括pi(聚酰亚胺)。

22、去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头的方式包括研磨。

23、一种中空微针阵列器件，包括聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列由上述的制备方法制备得到。

24、本发明的优点：利用微针硅模板作为母板，经一次翻模制备得到聚合物微针阴模，经二次翻模制备得到低熔点合金模板，再以低熔点合金模板制备聚合物中空微针阵列，工艺过程简单，可靠和易操作。与现有的中空微针阵列制备方法相比，本发明工艺步骤较少，工艺简单，所需时间少，工艺成本低廉，可制备出多个聚合物微针阴模，从而得到多个低熔点合金模板，而且低熔点合金模板的材料可以反复重熔使用，低熔点合金模板可作为牺牲层模板使用，利用低熔点合金模板的低温熔化特性来构建中空微针阵列，降低工艺成本。

技术特征：

1.一种中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，制备低熔点合金模板时，制备过程包括：

3.根据权利要求2所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述合金微针在低熔点合金模板上的分布状态与微针硅基板上硅微针的分布状态相一致，且合金微针与硅微针具有相同的形状，其中，

4.根据权利要求2所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，采用翻模工艺制备聚合物微针阴模时，制备过程包括：

5.根据权利要求4所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，对微针硅模板的工作面进行钝化处理时，包括利用硅烷对微针硅模板进行钝化处理，以在钝化处理后，辅助所形成的聚合物微针阴模与微针硅模板分离。

6.根据权利要求1至5任一项所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，对低熔点合金模板，所述低熔点合金模板的材料包括熔点在300℃以下的金属及金属的合金。

7.根据权利要求1至5任一项所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述模板聚合物层制备于低熔点合金模板工作面的方式包括旋涂或喷涂。

8.根据权利要求1至5任一项所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，所述模板聚合物层包括pi。

9.根据权利要求1至5任一项所述中空微针阵列的制备方法，其特征是，去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头的方式包括研磨。

10.一种中空微针阵列器件，其特征是，包括聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列由上述权利要求1～权利要求9任一项的制备方法制备得到。

技术总结本发明涉及一种中空微针阵列的制备方法及器件。其包括：提供能制备中空微针阵列的微针硅模板；以微针硅模板作为母板，制备与微针硅模板相一致的低熔点合金模板；在低熔点合金模板上制备模板聚合物层，所述模板聚合物层覆盖低熔点合金模板的工作面；去除低熔点合金模板工作面的合金模板针头；将低熔点合金模板熔融去除，以利用模板聚合物层形成聚合物中空微针阵列，其中，聚合物中空微针阵列包括阵列分布的聚合物微针，对任一聚合物微针，包括贯通所述聚合物微针孔，所述聚合物微针孔与所在的聚合物微针呈同轴分布。本发明能有效实现中空微针阵列的制备，简化制造工艺，降低制造成本。技术研发人员：王云翔,李燕,李瑾受保护的技术使用者：苏州研材微纳科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/12