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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

2. Fabrication of Microfluidic Devices

verfasst von : M. Leester-Schädel, T. Lorenz, F. Jürgens, C. Richter

Erschienen in: Microsystems for Pharmatechnology

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Microfluidics could not be thought about without advances in micro- and nanofabrication. Following an approach that has been adapted from microelectronics fabrication is carried out in a cleanroom environment using monocrystalline silicon as base material. It typically involves mask-based photolithography, dry and wet etching and thin film deposition. Glass can be used as an alternative or in combination with silicon and allows optical access to the fluid in the microdevices. A different approach using the so-called soft lithography and PDMS (polydimethylsiloxane) material has found widespread applications because it is relatively cheap and easy to use. In most cases the manipulation of fluids at microscales takes place in closed volumes or channels. Several bonding techniques have been developed allowing closure by a lid which in many cases can be transparent. Recently, maskless techniques like inkjet- or 3D-printing, laser micromachining, and microelectrical discharge machining get more and more attention.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Baars-Hibbe L, Sichler P, Schrader C, Geßner C, Gericke KH, Büttgenbach S (2003) Microstructured electrode arrays: atmospheric plasma process and applications. Surf Coat Technol 174–175:519–523CrossRef Baars-Hibbe L, Sichler P, Schrader C, Geßner C, Gericke KH, Büttgenbach S (2003) Microstructured electrode arrays: atmospheric plasma process and applications. Surf Coat Technol 174–175:519–523CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Büttgenbach S (1994) Mikromechanik. Teubner Verlag, Stuttgart. ISBN 3-519-13071-8 Büttgenbach S (1994) Mikromechanik. Teubner Verlag, Stuttgart. ISBN 3-519-13071-8
4.
Zurück zum Zitat Büttgenbach S, Balck A, Demming S, Lesche C, Michalzik M, Al-Halhouli AT (2009) Development of on chip devices for life science applications. Int J Eng 3(2):148–158 Büttgenbach S, Balck A, Demming S, Lesche C, Michalzik M, Al-Halhouli AT (2009) Development of on chip devices for life science applications. Int J Eng 3(2):148–158
5.
Zurück zum Zitat Büttgenbach S, Balck A, Demming S, Lucas N, Michalzik M (2009) Softlithografie—der schnelle Weg zum Lab on Chip. Mikroproduktion vol 05/09, special Mikrostrukturtechnik, Carl Hanser Verlag, München Büttgenbach S, Balck A, Demming S, Lucas N, Michalzik M (2009) Softlithografie—der schnelle Weg zum Lab on Chip. Mikroproduktion vol 05/09, special Mikrostrukturtechnik, Carl Hanser Verlag, München
7.
Zurück zum Zitat Clarson SJ, Semlyen JA (eds) (1993) Siloxane polymers. Prentice Hall, Englewood Cliffs Clarson SJ, Semlyen JA (eds) (1993) Siloxane polymers. Prentice Hall, Englewood Cliffs
8.
Zurück zum Zitat Demming S (2011) Disposable Lab-on-Chip systems for biotechnological screening. PhD Thesis, Berichte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 30, Shaker Verlag, Aachen Demming S (2011) Disposable Lab-on-Chip systems for biotechnological screening. PhD Thesis, Berichte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 30, Shaker Verlag, Aachen
9.
Zurück zum Zitat Denkena B, Hoffmeister HW, Reichstein M, Illenseer S, Hlavac M (2006) Micro-machining processes for microsystem technology. Microsyst Technol 12:659–664CrossRef Denkena B, Hoffmeister HW, Reichstein M, Illenseer S, Hlavac M (2006) Micro-machining processes for microsystem technology. Microsyst Technol 12:659–664CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Ehrfeld W, Bähr J (2002) Handbuch Mikrotechnik: 47 Tabellen. Hanser Verlag, München Wien. ISBN 3446215069, 9783446215061 Ehrfeld W, Bähr J (2002) Handbuch Mikrotechnik: 47 Tabellen. Hanser Verlag, München Wien. ISBN 3446215069, 9783446215061
11.
Zurück zum Zitat European Commission (2015) Eudra book V1, compendium of EU pharmaceutical law, Annex 1. ISBN 978-92-79-44435-7. doi:10.2772/288501 European Commission (2015) Eudra book V1, compendium of EU pharmaceutical law, Annex 1. ISBN 978-92-79-44435-7. doi:10.​2772/​288501
14.
Zurück zum Zitat Henry MD (2010) ICP etching of silicon for micro and nanoscale devices. PhD Thesis, California Institute of Technology Henry MD (2010) ICP etching of silicon for micro and nanoscale devices. PhD Thesis, California Institute of Technology
15.
Zurück zum Zitat Kalangutkar PK (2015) Advances in biomedical field using NEMS a fusion between MEMS and nanotechnology. Int J Adv Res Comput Sci Softw Eng 5(11):132–136. ISSN 2277 128X Kalangutkar PK (2015) Advances in biomedical field using NEMS a fusion between MEMS and nanotechnology. Int J Adv Res Comput Sci Softw Eng 5(11):132–136. ISSN 2277 128X
17.
Zurück zum Zitat Linear polydimethylsiloxanes. Joint Assessment of Commodity Chemicals (1994) Report no. 26. ISSN 0773-6339-26 Linear polydimethylsiloxanes. Joint Assessment of Commodity Chemicals (1994) Report no. 26. ISSN 0773-6339-26
18.
Zurück zum Zitat Lorenz H et al (1998) Mechanical characterization of a new high-aspect-ratio near UV-photoresist. Microelectron Eng 41(42):371–374CrossRef Lorenz H et al (1998) Mechanical characterization of a new high-aspect-ratio near UV-photoresist. Microelectron Eng 41(42):371–374CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Lucas N (2009) Microplasma stamps—an atmospheric-pressure plasma source for the area-selective modification of surfaces. PhD Thesis, Be-richte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 23, Shaker Verlag, Aachen Lucas N (2009) Microplasma stamps—an atmospheric-pressure plasma source for the area-selective modification of surfaces. PhD Thesis, Be-richte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 23, Shaker Verlag, Aachen
20.
Zurück zum Zitat Lucas N, Demming S, Jordan A, Sichler P, Büttgenbach S (2008) An improved method for double-sided moulding of PDMS. J Micromech Microeng 18:075037 (5pp)CrossRef Lucas N, Demming S, Jordan A, Sichler P, Büttgenbach S (2008) An improved method for double-sided moulding of PDMS. J Micromech Microeng 18:075037 (5pp)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Luu TT, Duan A, Aasmundtveit KE, Hoivik N (2013) Optimized Cu-Sn Wafer-level bonding using intermetallic phase characterization. J Electron Mater 42(12):3582–3592CrossRef Luu TT, Duan A, Aasmundtveit KE, Hoivik N (2013) Optimized Cu-Sn Wafer-level bonding using intermetallic phase characterization. J Electron Mater 42(12):3582–3592CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Madou MJ (2002) Fundamentals of microfabrication, 2nd edn. CRC Press, Boca Raton. ISBN 0-8493-0826-7 Madou MJ (2002) Fundamentals of microfabrication, 2nd edn. CRC Press, Boca Raton. ISBN 0-8493-0826-7
25.
Zurück zum Zitat Oosterbroek RE, Hermes DC, Kakuta M, Benito-López F, Gardeniers HJGE, Verboom W, Reinhoudt DN, van den Berg A (2006) Fabrication and mechanical testing of glass chips for high-pressure synthetic or analytical chemistry. Microsyst Technol 12:450–454. doi:10.1007/s00542-005-0043-5 CrossRef Oosterbroek RE, Hermes DC, Kakuta M, Benito-López F, Gardeniers HJGE, Verboom W, Reinhoudt DN, van den Berg A (2006) Fabrication and mechanical testing of glass chips for high-pressure synthetic or analytical chemistry. Microsyst Technol 12:450–454. doi:10.​1007/​s00542-005-0043-5 CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Richter C, Krah T, Büttgenbach S (2012) Novel 3D manufacturing method combining microelectrical discharge machining and electrochemical polishing. Microsyst Technol 18:1109–1118CrossRef Richter C, Krah T, Büttgenbach S (2012) Novel 3D manufacturing method combining microelectrical discharge machining and electrochemical polishing. Microsyst Technol 18:1109–1118CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Rihakova L, Chmelickova H (2015) Laser micromachining of glass, silicon and ceramics. Adv Mater Sci Eng 2015, Article ID 584952, 6 pages Rihakova L, Chmelickova H (2015) Laser micromachining of glass, silicon and ceramics. Adv Mater Sci Eng 2015, Article ID 584952, 6 pages
29.
Zurück zum Zitat Sichler P (2006) Mikrostrukturierte Fingerelektroden als Plasmaquellen. PhD Thesis, Be-richte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 17, Shaker Verlag, Aachen Sichler P (2006) Mikrostrukturierte Fingerelektroden als Plasmaquellen. PhD Thesis, Be-richte aus der Mikro- und Feinwerktechnik, vol 17, Shaker Verlag, Aachen
32.
Zurück zum Zitat Tiggelaar RM, Benito-López F, Hermes DC, Rathgen H, Egberink RJM, Mugele FG, Reinhoudt DN, van den Berg A, Verboom W, Gardeniers HJGE (2007) Fabrication, mechanical testing and application of high-pressure glass microreactor chips. Chem Eng J 131:163–170. doi:10.1016/j.cej.2006.12.036 CrossRef Tiggelaar RM, Benito-López F, Hermes DC, Rathgen H, Egberink RJM, Mugele FG, Reinhoudt DN, van den Berg A, Verboom W, Gardeniers HJGE (2007) Fabrication, mechanical testing and application of high-pressure glass microreactor chips. Chem Eng J 131:163–170. doi:10.​1016/​j.​cej.​2006.​12.​036 CrossRef
33.
35.
Zurück zum Zitat Xia Y, Whitesides GM (1998) Soft lithography. Annu Rev Mater Sci 28:153–184CrossRef Xia Y, Whitesides GM (1998) Soft lithography. Annu Rev Mater Sci 28:153–184CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Xie L, Kirchberg S, Steuernagel L, Ziegmann G (2010) A mechanism influencing micro injection molded weld lines of hybrid nano filled polypropylene. Microsyst Technol 16(11):1855–1859CrossRef Xie L, Kirchberg S, Steuernagel L, Ziegmann G (2010) A mechanism influencing micro injection molded weld lines of hybrid nano filled polypropylene. Microsyst Technol 16(11):1855–1859CrossRef
Metadaten
Titel
Fabrication of Microfluidic Devices
verfasst von
M. Leester-Schädel
T. Lorenz
F. Jürgens
C. Richter
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-26920-7_2

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