Chip-Produktionssystem ZentriForm

Mikrofluidik-Chip aus der Zentrifuge

Im Rapid Prototyping-Bereich der Mikrofluidik sind elastomere Materialien, wie z.B. zweikomponentige Silikone sehr verbreitet. Meist wird Silikon von einem Siliziumwafer abgeformt. Besonders das Entfernen von Luftblasen aus der noch flüssigen Silikonmasse ist ein aufwändiger und fehleranfälliger Prozess. Hier setzt das System ZentriForm an: Ein die abzuformende Struktur enthaltender 4-Zoll-Wafer wird in den Zentrifugeneinsatz eingelegt, das flüssige Silikongemisch eingefüllt und anschließend in der beheizbaren Zentrifuge ROTOFIX 46 zentrifugiert. Dadurch werden die Luftblasen aus dem Silikon entfernt, während gleichzeitig die Heizung den Aushärtevorgang startet. Dabei wird das Silikon während des gesamten Aushärteprozesses gegen die Struktur gepresst. Daher zeichnet sich dieses Verfahren durch Blasenfreiheit und Formtreue aus. Das Verfahren spart außerdem Zeit, da Entgasung und Aushärtung in einem Arbeitsschritt ablaufen. Als weitere Vorteile gegenüber den üblichen Verfahren sind zu nennen: Die Abgüsse besitzen eine reproduzierbare und über die Fläche konstante Stärke. Dies eröffnet die Möglichkeit einer Standardisierung von Aufnahmevorrichtungen für die fluidische Kontaktierung und ein standardisiertes Deckelungsverfahren.

Prinzipiell existiert keine Beschränkung auf Siliziumwafer als Träger der abzuformenden Struktur. Die Einsätze lassen sich auch so gestalten, dass von einer auswechselbaren, in Stahl gefrästen Struktur abgeformt wird. Besonders für Kleinstserien und Strukturen, wie z.B. 3D-Strukturen, die sich kaum lithografisch, jedoch durch Fräsen herstellen lassen, zeichnet sich diese Variante aus. Das vorgestellte Gerät bietet somit ein schnelles Produzieren von Mikrofluidik-Chips sowohl für den Spezialisten als auch für den Einsteiger in diese Technologie.

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