Techniques de microfabrication polymère C. Khan Malek - Femto-ST

Techniques de microfabrication polymère
C. Khan Malek (CR1, 50%), M. Sahli (IR, 70%), D. Bodas (post-doctorant, 50%), G.
Thuillier (doctorant, 20%), A. Singh (doctorante, 20%), J. C. Jeannot (IR, 10%), L.
Robert (IR, 10%), R. Salut (IE, 10%), J. Y. Rauch (IR, 10%), J. C. Gelin (Prof. 20%), T.
Barrière (MdC, 10%), C. Roques-Carmes (Prof. 30%), C. Millot (IE, 10%).
Objectifs et positionnement
Cette nouvelle thématique autour de la microfabrication polymère correspond à un axe
stratégique pour le développement des microsystèmes, notamment fluidiques. Elle comprend
les microtechnologies de mise en forme et de structuration de polymères, le développement de
techniques de prototypage et d’outillage rapides, de traitement de surface des matériaux
polymères, ainsi que des procédés d’assemblage et d’intégration de matériaux polymères.
Elle s’appuie sur le développement de compétences scientifiques et technologiques
pluridisciplinaires inter-départementales autour de la plateforme technologique de
microfabrication, en amont de la centrale MIMENTO et de l’atelier pilote de FEMTO-ST.
L’étude et la mise en œuvre des procédés de microplasturgie par « Hot embossing » et
« micro-moulage par injection » s’effectue dans l’axe de recherche transversal interdépartements de FEMTO-ST, « Microfabrication hybride ».
Si
PDMS
PMMA
a)
b)
c)
Circuit fluidique de criblage avec des canaux de section 100 µm x 100µm produit par la
technique de « soft embossing » (hot embossing avec un moule mou) à partir d’un master en
silicium obtenu par usinage ionique réactif profond (DRIE) (a) puis d’un moule mou en
PDMS( b) ; c): réplique en PMMA obtenue par « soft embossing » avec moule mou de PDMS .
Résultats et perspective
Une filière polymère a été mise en place à FEMTO-ST et est utilisée pour la fabrication de
nombreux dispositifs.
La perspective consiste à étudier et développer des techniques dites au déroulé (« roll-toroll ») pour fabriquer des systèmes en films minces polymères ultra-bas coût.
Collaborations
- l’institut Vernier, département CTMN
- les pôles de compétitivité franc-comtois : Plastipolis et Microtechnique
- le CEA/Liten
Contrats
Réseau européen « 4M »
Références
Experimental analysis and numerical modelling of the forming process of polypropylene replicas
of micro-cavities using hot embossing ",
M. Sahli, C. Millot, C. Roques-Carmes et C. Khan Malek,
accepté à J. Microsystem Technologies.
"Femtosecond laser machining and lamination for large- area flexible organic microfluidic
chips",
C. Khan Malek, L. Robert, et R. Salut,
accepté à The European Physical Journal - Applied Physics.
"Comparative replication quality of micrometric patterns replicated by hot embossing and
microinjection moulding",
M. Sahli, J.C. Gelin, T. Barrière, C. Millot, C. Roques-Carmes et C. Khan Malek,
accepté à J. of Steel Research International (2008).
"Fabrication of long-term hydrophilic surfaces of poly(dimethyl siloxane) using 2hydroxy-ethyl methacrylate",
D. S. Bodas et C. Khan Malek,
J. Sensors and Actuators B, 120(2), pp. 719-723 (2007).
"Revisiting micro hot-embossing with moulds in non-conventional materials",
C. Khan Malek, J.-R. Coudevylle, J.-C. Jeannot, et R. Duffait
J. Microsystem Technologies, 13 (5-6), pp. 475-481 (2007).
"Packaging using hot-embossing with a polymeric intermediate mould",
C. Khan Malek et R. Duffait,
The Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 33 (1-2), pp. 187-190 (2007).
"Hybrid replication development for construction of polymeric devices",
C. Khan Malek, G. Thuillier, et P. Blind,
J. Microsystem Technologies, 10 (10), pp. 711 - 715 (2004)