微机电系统（Microelectromechanical Systems，简称 MEMS）是将微电子技能与精密机器技能结合发展出来的工程技能，尺寸在 1 微米到 100 微米量级，涵盖机器（移动、旋转）、光学、电子（开关、打算）、热学、生物等功能构造，紧张分为传感器、压电实行器、三维构造器件等三大类。与 MEMS 类似，NEMS（Nanoelectromechanicalsystems，纳机电系统）是专注纳米尺度领域的微纳系统技能，只不过尺寸更小（
10-9m）。
【微纳电子器件的上风】
微纳电子器件在信息感知、物质探测等方面具有先天的上风。比较于传统器件，其具有灵敏度高、能耗低、尺寸小、易集成的优点，具有非常广阔的市场前景。
【从晶圆如何实现到传感器】
晶圆，始于薄的圆柱型晶硅，直径一样平常分150毫米（6英寸）、200毫米（8英寸）、300毫米（12英寸），通过在晶圆上镀上各种材料成为多层膜和几何图形，终极产生出成千上万很小的电子器件。
晶圆的制造过程可划分为前道（Front-end）和后道（Back-end），前道包括晶圆处理工序（Wafer Fabrication）和晶圆针测工序（Wafer Probe），后道包括封装工序（Packaging）和测试工序（Testing）。晶圆的全体制造过程中会涉及到很多物理、化学过程。
【生物传感器的制造方法--光刻】
光刻的基本事理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。
光刻的组成部分紧张包括光源、光学透镜（透射式透镜（248nm、193nm)以及反射式透镜（157nm））以及掩模板（由透光的衬底材料（石英玻璃）和不透光金属接管层材料（紧张是金属Cr）组成，常日要在表面淀积一层抗深紫外光损伤的增光型保护涂层。）
图1 光刻技能的事理图
光刻技能的不断发展从三个方面为集成电路技能的进步供应了担保：其一是大面积均匀曝光，在同一块硅片上同时做出大量器件和芯片，担保了批量化的生产水平；其二是图形线宽不断缩小，集成度不断提高，生产本钱持续低落；其三，由于线宽的缩小，器件的运行速率越来越快，集成电路的性能不断提高。随着集成度的提高，光刻技能所面临的困难也越来越多。
【光刻技能与微流控芯片的关系】
光刻的过程包括涂胶、曝光和显影。涂胶是在基片表面均匀涂上一层光刻胶。光刻胶紧张由对光与能量非常敏感的感光高分子聚合物和有机溶剂（稀释剂）组成，前者是光刻胶的主体，紧张身分为脂肪质酰亚胺聚合物、聚酰胺等，后者是光刻胶的介质，紧张身分为环戊酮，丙二醇单甲醚等。为使光刻胶稳定附着在基片表面，均匀涂胶后要进行烘干。在烘干过程当中，光刻胶中的有机溶剂挥发成为有机废气，而光刻胶中的高分子聚合物和光敏剂等作为涂层稳定地附着在基片表面。光刻胶对紫外光敏感，被光照过后发生化学变革，从而变得随意马虎被显影液去除，而没有被光照过的光刻胶则不会在显影工序中去掉。曝光便是利用光刻胶的这种特性，利用光刻机将事先设计好的电路通过掩膜版将电路图案转移到基片表面。显影是用显影液将感光的光刻胶去除，在光刻胶上形成沟槽，使下面的基片表面暴露出来，以便于下一道工序进行操作。
微流控芯片常日是在大小为信用卡、邮票乃至硬币的芯片上，集成各种具有功能单元的微通道，构成网络和阵列，通过操纵流体在通道中的行为以此实现各种常规化学和生物实验室中须要的乃至难以完成的功能，包括样品的制备、前处理、稠浊、反应、分离、检测以及细胞和微生物的培养、不雅观测、分选等。芯片实验室的优点在于样品花费量极小，反应迅速，整体可控，功能多样而且集成化，较为灵巧，同时具有一定程度的通量。与另一种常见的微阵列芯片（Microarray chip）有所不同，各有千秋。
微流控芯片的加工技能源自半导体和集成电路板。先采取高精度的打印技能得到光掩膜版，再通过光刻技能将掩膜版上的图形转移到芯片上，然后堕落得到与掩膜图形相同或相反的微通道构造，末了通过化学键合的方法使得微通道闭合封装（详细的加工流程如下图所示）。近年来，微流控芯片在传统的技能上发展出了一系列新的加工技能，利用的材料也从微电子行业常用的单晶硅发展到了可以在光学显微镜下直接不雅观察到通道内部的玻璃、石英等固体硬材料和 PDMS（聚二甲基硅氧烷）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和 PC（聚碳酸酯）等具有一定弹性的透明高分子聚合物质料。个中，PDMS 由于其性能的各种优点，利用最为广泛。
图2 PDMS芯片的制作流程示意图
【微流控芯片模具的主流加工方法】
目前国内外比较范例的加工微流控芯片模具的方法紧张有光刻阳模法、微机器加工法，及基于光刻后的电镀法等。个中光刻阳模法包括基于光刻的电镀法须要在微加工车间以专业设备完成，加工过程繁琐且本钱较高，模具制作周期较长。而微机器加工的设备较为昂贵且其因加工精度的限定，加工出的构造的表面平整度较低。此外其他一些加工方法也存在类似的一些问题，如三维打印法，其制作出来的模具表面也较为粗糙，且须要专门的设备才能完成。总之，目前微流控芯片的模具制作方法存在着加工繁芜、本钱高档诸多缺陷，这限定了其实际运用，因此发明一种经济、简便、快速的微流控芯片的模具的加工方法非常必要。（下一期重点先容下光刻阳模法以及加工工艺中的打破点以及运用点。）
图3 三维打印PDMS芯片模具示意图
