Es muy importante mencionar que existen diferentes clases de fotorresina para la e- laboraci´on de superficies. Una de sus principales diferencias es que cada una de ellas permite obtener diferentes grosores de las capas. Debido a que las superficies tienen ´
areas que excedan 15µm es necesario emplear la fotorresina su-8 2100, ya que esta nos permite obtener dep´ositos con un grosor de hasta 550 µm. En la figura 13 se observa un diagrama de flujo que muestra los pasos que se deben llevar a cabo para fabricar la horma con el dise˜no del microcanal.
Figura 13. Diagrama de flujo que muestra el proceso para la fabricaci´on de la horma.
Proceso de fabricaci´on de la horma con fotorresina SU-8 2100 1. Preparaci´on del sustrato
1.1. Se frota suavemente el sustrato nuevo con acetona para eliminar todo residuo de grasas.
1.2. Inmediatamente se coloca dentro de un ba˜no de ultrasonido con acetona por cinco minutos.
1.3. Se lava con agua destilada para eliminar la acetona de la superficie del sustrato. 1.4. Para que el sustrato quede completamente limpio, se somete a otra etapa de limpieza, esta vez utilizando un detergente neutro para vidrios de laboratorio y agua destilada. La proporci´on utilizada de detergente neutro-agua destilada es de 1:9 (10% detergente neutro y 90% agua destilada). Se frota suavemente el sustrato con la soluci´on jabonosa.
1.5. Se coloca el sustrato dentro de un ba˜no de ultrasonido con la misma soluci´on jabonosa y las mismas proporciones por 15 minutos.
1.6. Para finalizar esta etapa de limpieza se somete de nuevo el sustrato a un ba˜no de ultrasonido, esta vez el ba˜no es con agua destilada por 15 minutos.
1.7. Se retira del ba˜no de ultrasonido el sustrato, se lava con agua destilada y se seca con nitr´ogeno comprimido. En caso de que el sustrato no sea nuevo, es decir, sea reutilizado, se procede a realizar los pasos del 1.8 al 1.12. De lo contrario solo se realizan los pasos del 1.1 al 1.6.
1.8. Se limpia el sustrato con una soluci´on conocida como piranha (v´ease ap´endice A para informaci´on detallada) para eliminar todo residuo de grasas y qu´ımicos indeseados que puedan contaminarlo. El sustrato se deja dentro de la piranha por 12.5 minutos, figura14(a). Este paso se debe llevar a cabo bajo rigurosas medidas de seguridad y se debe contar con todo un equipo de protecci´on como: guantes gruesos, bata de laborato- rio, gafas protectoras y cubre bocas, figura 14(b). Lo anterior se debe a que la piranha es un ´acido muy fuerte que puede alcanzar temperaturas muy altas desde el momento en que se inicia la reacci´on qu´ımica.
Figura 14. (a) Sustrado sumergido en ´acido piranha. (b) Manejo de sustrato con pinzas debido a las altas temperaturas a las que estuvo sometido.
1.9. Se retira el sustrato de la piranha y r´apidamente se lava con agua destilada, lo secamos con nitr´ogeno comprimido. La figura 15 muestra las condiciones en que se debe llevar a cabo la limpieza del sustrato.
Figura 15. Lavado de sustrato para eliminar impurezas.
1.10. Se coloca el sustrato en un ba˜no de ultrasonido con la soluci´on jabonosa (10% detergente neutro y 90% agua destilada) por 15 minutos, figura 16.
Figura 16. Ba˜no de ultrasonido Cole-parmer 8890.
1.11. Ahora se somete el sustrato a un ba˜no de ultrasonido con agua destilada por 15 minutos.
1.12. Se retira el sustrato del ba˜no de ultrasonido, se seca con nitr´ogeno comprimido y se guarda dentro de una caja de Petri para conservarlo libre de impurezas, figura 17.
2. Dep´osito
2.1. Se coloca el sustrato dentro de un horno por una hora para que se caliente y una vez que se haga el dep´osito de fotorresina, esta se esparza sobre toda la superficie del sustrato f´acilmente.
2.2. Se pone el sustrato, ya caliente, sobre la m´aquina de centrifugado. El sustrato utilizado es una placa de vidrio de 2”x2”; el dep´osito debe ser de 2 ml de fotorresina sobre la superficie del sustrato, figura 18.
Figura 18. Dep´osito de la fotorresina SU-8 2100 sobre sustrato de vidrio.
2.3. Primeramente se hace girar la m´aquina de centrifugado hasta 750 rpm por 10 segundos. Empezando desde cero rpm y subiendo de manera gradual la velocidad a una tasa de 100 rpm cada segundo hasta llegar a las 750 rpm.
2.4. Despu´es se hace girar nuevamente la m´aquina de centrifugado; ahora se programa a 2000 rpm por 28 segundos. De igual manera se empieza en cero rpm y gradualmente se aumenta la velocidad a una tasa de 300 rpm cada segundo hasta llegar a las 2000 rpm.
3. Horneado suave
3.1. Primero se coloca el sustrato, ya con la pel´ıcula de fotorresina, sobre una placa caliente (”hot plate”) por cinco minutos a 65◦C.
3.2. Despu´es se coloca el sustrato dentro de un horno por una hora a 95◦C.
3.3. Ya que termina la hora dentro del horno, se retira el sustrato del horno y se deja reposar a temperatura ambiente por 10 minutos.
4. Exposici´on
4.1. Se coloca el sustrato dentro de una c´amara de luz UV marca ORIEL Instru- ments(mask alignment fixture and flood exposure source). Encima del sustrato, ya con la pel´ıcula de fotorresina, se pone la mascarilla obtenida en la primera fase. La figura 19 muestra un esquema de la vista en corte transversal de un sustrato con la pel´ıcula de fotorresina y la mascarilla con el dise˜no del microcanal.
Figura 19. Esquema del sustrato de vidrio con pel´ıcula de fotorresina sobre su superficie.
4.2. Se expone el sustrato con la fotorresina y la mascarilla a luz UV con 37mJ(12.5 mW/cm2) por 10 segundos. La figura 20(a) muestra la vista en corte transversal del
sustrato al momento de exponerse a la luz UV y en la figura 20(b) se aprecia una imagen real del sustrato al momento de exponerse a la luz UV.
5. Horneado post exposici´on
5.1. Se coloca el sutrato, ya con la fotorresina sensibilizada por la exposici´on a luz UV, sobre un ”hot plate” a 65◦C por cinco minutos.
5.2. Se pone el sustrato dentro de un horno a 95◦C por 30 minutos.
5.3. Se retira el sustrato del horno y se deja reposar a temperatura ambiente por 10 minutos.
6. Revelado
6.1. Se coloca el sustrato dentro del l´ıquido revelador para SU-8 2100 y se agita suave- mente. El tiempo de revelado se estima que es entre 10 y 15 minutos. Este tiempo depende de la fuerza con la que se agita el revelador.
7. Enjuagado y secado
7.1. Se retira el sustrato del revelador, se lava con agua destilada y se seca con nitr´ogeno comprimido.
8. Horneado fuerte
8.1. Para finalizar este proceso se hornea por ´ultima vez nuestra muestra a 175◦C por 30 minutos. Lo que hace este ´ultimo horneado es fijar bien la pel´ıcula de fotorresina al sustrato, ya que la etapa de revelado debilita la adhesi´on entre ambas partes. Una vez finalizado este ´ultimo paso, ya se cuenta con nuestra horma, la cual servir´a para elaborar los microcanales en el PDMS. Esta horma puede ser reutilizada cuantas veces sea necesario.
Las figuras 21(a), (b) y (c) son im´agenes de diferentes dise˜nos de hormas obtenidas despu´es de finalizar su proceso de fabricaci´on.
Figura 21. (a), (b) y (c) Im´agenes de diferentes dise˜nos de horma obtenidas.