一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法与流程

本发明涉及一种微针阵列，特别是涉及带有外层的中空结构微针阵列制作方法。

背景技术：

随着微细加工技术的进步，微米亚微米尺度的器件不断的获得社会的青睐，以微细加工技术制备的微针阵列，因具有微创伤、微侵入、微疼痛而广泛的用于透皮给药领域的研究。为亲水性物质、大分子、蛋白质类、疫苗和靶向药物提供了新的递送方式，在药物缓释、控释、精细化管理方面具有重要地位。

以生物兼容性材料制备的微针，可在组织采样、传感、疾病诊断与治疗、美容等领域应用。

微针的种类以固体、可溶解和中空微针为主，中空微针的制备多依赖于复杂且昂贵的工艺设备，工艺的可重复性差。层状微针多为通过离心方案沿微针高度方向分层。

本发明提出的带外层的空心微针的制备，其外层沿微针水平方向，通过材料选择，可以将外层制备为可溶解层或通过切割形成流道。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种所设计的镍/金刚石微针阵列具有无损伤，高强度，易操作的优势，金刚石针尖有助于使量子纳米传感变得更具成本效益和实用性，也可用于进行诸如电磁场、温度或应力的高灵敏度纳米级测量的带有外层的中空结构微针阵列制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡25-35min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在50℃-70℃烘箱中热固化1-3h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在50℃-70℃烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在一个具体实施例中，包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在一个具体实施例中，在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

在一个具体实施例中，所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

在一个具体实施例中，所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数70-90%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持80=90摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜30-50°，刻蚀1.5-2.5h。

在一个具体实施例中，所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数80%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持85摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜45°，刻蚀2h。

在一个具体实施例中，经显微镜观察确认获得顶角为54.7°的锥坑后，选用su-8干膜，使用热层压机压膜，前烘，接除保护膜。

在一个具体实施例中，使用光刻机按厚度确定曝光参数，并且使用掩膜版掩膜曝光。

本发明的有益效果是：有外层的中空微针阵列，外层和中空部分尺寸可调整，外层根据需求可制备为易降解、固体及带孔结构，满足多场景应用需要，中空孔可填充多种形式的有效成分以达满足不同应用场景的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明带有外层的中空结构微针阵列制作方法中一具体实施例的原始硅模具；

图2是本发明带有外层的中空结构微针阵列制作方法中一具体实施例的制备出的带外层的中空微针结构示意图；

图3是本发明带有外层的中空结构微针阵列制作方法中一具体实施例的制备出的带外层的中空微针结构剖面示意图；

具中标记如下：1、针形模具；2、坑形模具。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图，在本发明的一个具体实施例中提供一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，

实施例1：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡25-35min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在50℃-70℃烘箱中热固化1-3h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在50℃-70℃烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

实施例2：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

实施例3：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

实施例4：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

实施例5：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数70-90%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持80=90摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜30-50°，刻蚀1.5-2.5h。

实施例6：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数70-90%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持80=90摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜30-50°，刻蚀1.5-2.5h。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数80%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持85摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜45°，刻蚀2h。

实施例7：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数70-90%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持80=90摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜30-50°，刻蚀1.5-2.5h。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数80%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持85摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜45°，刻蚀2h。

经显微镜观察确认获得顶角为54.7°的锥坑后，选用su-8干膜，使用热层压机压膜，前烘，接除保护膜。

实施例8：

一种带有外层的中空结构微针阵列制作方法，所述的带有外层的中空结构微针阵列制作方法包括以下操作步骤：

s1：制作原始硅模具；

s2：将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入配置好的pdms溶液，抽气泡30min；

s3：将s2步骤中的原始硅模具在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；

s4：将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

s5：使用ha、pva、pvp、pdms中的一种或多种分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度，得到微针阵列结构；

s6：将s5步骤中的微针阵列结构抽除气泡，并且在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

s7：通过切割、激光打孔及研磨工艺，在微针阵列结构下方开出小孔。

在步骤s1中，原始硅模具的制作步骤如下：

a：选用两块互相配合使用的针形和坑形模具，制备带外层的中空微针阵列；

b：在a中，选用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶；

c：在b中，对二氧化硅基板掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶；

d：在c步骤中，以二氧化硅层表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，完成后热压su-8干膜；

e：使用台阶仪监测s4步骤中的二氧化硅层刻蚀深度，至硅表面时停止，

f：使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

所述的针形和坑形模具带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台。

所述的微针阵列模具形状为圆锥形、四棱锥形、三棱锥形或柱形。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数70-90%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持80=90摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜30-50°，刻蚀1.5-2.5h。

所述的boe缓冲刻蚀液koh溶液，在步骤d中，配制质量分数80%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持85摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜45°，刻蚀2h。

经显微镜观察确认获得顶角为54.7°的锥坑后，选用su-8干膜，使用热层压机压膜，前烘，接除保护膜。

使用光刻机按厚度确定曝光参数，并且使用掩膜版掩膜曝光。

上述实施例中，所述的坑形较大尺寸pdms模具为坑形模具。

在具体的实施过程中，使用两块可对准、大小不同的微针模具制备带有可溶解外层和中空空间的微针阵列的制作方法。在两块硅二氧化硅基板上经掩膜、显影、湿法刻蚀二氧化硅、湿法刻蚀硅等工艺形成边长不同的锥坑，后选用su-8干膜材料贴附于硅基板上方，经紫外光刻机光刻后显影去除锥坑的su-8胶，形成两块坑型阴模具。随后模具灌入pdms，抽真空去除模具坑形结构中的气泡，热固化成型，脱模得到微针针形阵列，选取尺寸较大的针形阵列模具，经表面硅烷化处理后，再一次采用热固化成型方法，得到形状较大的坑形pdms（聚二甲基硅氧烷）模具。选用较大坑pdms模具和较小尺寸的针形模具，利用光刻时预留的对准标记，将尺寸小的针形阵列对准插入尺寸大的坑形整列，使用热固化干燥成型方法，可形成带有规则针形中空结构的微阵列结构。使用透明质酸钠、聚乳酸、壳聚糖等材料填充，使得中空结构外层具有可溶解性。

该制作方法采用物理对准方式，可有效制备带有外层结构的中空微针阵列，利用不同物质液相原理，可在微针阵列的中空结构内填充液体和固体及其他封装形式的有效成分。

一种带外层的中空结构微针阵列的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、两块互相配合使用的针形和坑形模具，带有对准标记，以保证两块模具可对准校正，模具间可放置高度不同的凸台，以调节中空结构的深度尺寸，制备带外层的中空微针阵列。该方法的实施不受形状的模具形状的约束，对常见的微针阵列模具形状，如圆锥形，四棱锥形，三棱锥形，柱形等具有通用性。

（2）对于步骤（1）中模具的制备方案，使用晶向为<100>的二氧化硅基板，双面旋涂5um光刻胶，掩模、曝光、显影后，使用boe溶液刻蚀窗口二氧化硅层，去除5um光刻胶，以剩余二氧化硅层为掩膜，使用80%的koh溶液可是硅坑，完成后热压su-8干膜，使用光刻机，对准光刻，后烘、显影，完成原始模具的制备。

（3）对于步骤（1）中外层，在实施中分为可溶解性，固性，可通过额外施加切割、激光打孔、研磨等技术方案开孔等形式。

本发明的目的制备带有外层的中空微针阵列，解决重复制备该类型微针的的问题。

本发明提供的一种带有外层的中空微针阵列制作方法，具体包括如下步骤：

（1）、选用两块二氧化硅基板，晶向<100>,厚度3um，二氧化硅层厚度300nm，双面旋涂5um正光刻胶，经前烘后，掩膜曝光，后烘显影；

（2）以表面剩余正光刻胶为掩膜，使用boe缓冲刻蚀液，刻蚀二氧化硅层，使用台阶仪监测刻蚀深度，至硅表面时停止，使用丙酮去除光刻胶，清洗，烘干；

（3）配制质量分数80%的koh溶液，使用磁力加热搅拌器维持85摄氏度，使用夹具夹持硅片，倾斜45°，刻蚀2h，因晶向原因该刻蚀具有自停止性；

（4）经显微镜观察确认获得顶角为54.7°的锥坑后，选用su-8干膜，使用热层压机压膜，前烘，接除保护膜，使用光刻机按厚度确定曝光参数，使用掩膜版掩膜曝光，后烘，显影，坚膜；

（5）将原始硅模具硅烷化，按10：1配置pdms溶液，将硅片用双面胶黏贴与培养皿中，倒入pdms，抽气泡30min，在65℃烘箱中热固化2.5h，脱模，得到两块针形pdms模具；将尺寸大的针形pdms模具二次转模，得到坑形较大尺寸pdms模具；

（６）使用ha、pva、pvp、pdms等材料等分别填充较大尺寸坑形pdms模具，使用对准标记寻找对准点，并选用合适高度凸台控制背座层厚度与外层厚度；

（7）抽除气泡，在60°烘箱中保持至干燥，取出后脱模；

（8）通过切割、激光打孔及研磨工艺，可在该结构下方开出需要的小孔。

上述方法取得有外层的中空微针阵列，外层和中空部分尺寸可调整，外层根据需求可制备为易降解、固体及带孔结构，满足多场景应用需要。中空孔可填充多种形式的有效成分以达满足不同应用场景的要求。

一种带有外层的中空微针阵列制作方法，具体包括如下步骤：

（1）、使用两块圆锥形（或其他常见形状）的微针模具，进行对准和调节高度，以制备带有圆锥形外层的中空微针阵列；

（2）、使用液态su-8胶或其他负性光刻胶代替干膜获得本发明所描述的形状，并以此获得带有该形状外层的中空微针阵列；

综上所述，本发明的一种带有外层的中空微针阵列制作方法，由于制备过程仅通过对准点和调节高度，即可在取得的模具基础上制备出尺寸可调节的中空结构微针。因此其制备工艺简单、制作成本低、制备周期短等特点。

因此，本发明具有以下优点：微型机械的快速发展，使得微针的市场变得广阔，微针有望成为无痛、卫生的注射器替代品。但微针的机械性能要求微针具有强力来穿透皮肤屏障而不发生断裂，而且，微针的外端直径已被证明是插入皮肤引起的疼痛的原因。本发明有外层的中空微针阵列，外层和中空部分尺寸可调整，外层根据需求可制备为易降解、固体及带孔结构，满足多场景应用需要，中空孔可填充多种形式的有效成分以达满足不同应用场景的要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。