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SU—8微小网孔阵列结构的形貌优化工艺研究*

2021-03-26李令英吴其鑫

传感器与微系统 2021年3期

李令英, 张 慧, 陈 超, 吴其鑫, 钱 波

(1.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123;2.上海新型烟草制品研究院有限公司,上海 201315)

0 引 言

雾化是指通过加热或振动的方式将液体喷射到气体中,并使液体分散成体积微小、数量众多的液滴的过程[1~3]。当前雾化技术已广泛应用于工业及生活的诸多领域,如电子烟雾化、医疗雾化、喷墨打印、雾化喷涂、雾化加湿器等[4]。其中,电子烟雾化主要是靠加热雾化,其缺点是烟油在加热过程中,由于受高温会分解释放醛类等有害物质,对身体造成大的健康隐患[5]。医学上利用网孔式雾化技术的吸入治疗,给药便捷、患者不适感小,受到业界广泛关注。该技术是让液体通过小于10 μm的微孔板得到所需的喷雾[6]。其中,微孔板上的微孔直径及分布决定了喷雾液滴的体积及雾化量。传统的微孔板采用不锈钢或者聚酰亚胺膜激光打孔,缺点是当微孔孔径达到3 μm及以下时,难以高效率、低成本的生产大面积均匀分布的网式微孔。

SU—8光刻胶为负性光刻胶,对近紫外波段(350~400 nm)曝光最为敏感[7]。普通紫外光源一次能曝光的SU—8膜厚从数微米到数百微米,形成质量较高的高深宽比MEMS微结构[8~10],已广泛应用于微流体通道结构、微齿轮、微悬臂梁、光波导、MEMS神经元微探针等器件中[11]。SU—8作为微结构使用时,具备良好的机械性能,优异的生物兼容性、抗化学腐蚀性,因此可应用于制作雾化器的网孔片。

本文根据网式雾化器对微孔结构的要求及SU—8胶在不同厚度可实现的孔径,选用SU—8光刻胶MEMS微机械加工的方式制备雾化振动的网孔板。……

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