聚合物微流控芯片熱壓工藝及理論研究.pdf

1、微流控芯片技術(shù)是一個跨學(xué)科的新領(lǐng)域，它是新世紀(jì)分析科學(xué)、微機(jī)電加工、生命科學(xué)、化學(xué)合成、分析儀器及環(huán)境科學(xué)等許多領(lǐng)域的重要發(fā)展前沿。熱壓法是制作聚合物微流控芯片的主要方法之一，它具有復(fù)制精度高、應(yīng)力小、成本低、加工工藝簡單等優(yōu)點。本文研究了聚合物微流控芯片微通道的熱壓成形和鍵合工藝，并對聚合物熱壓成形進(jìn)行了理論研究和仿真分析。 在熱壓和鍵合試驗方面的主要工作包括： 通過聚合物微流控芯片微通道熱壓成形工藝試驗，研究了熱壓溫

2、度、保壓時間和保壓壓力對微通道成形質(zhì)量的影響。通過聚合物變溫準(zhǔn)蠕變試驗，確定不同聚合物材料的熱壓參考溫度。優(yōu)化熱壓工藝參數(shù)，解決在熱壓試驗過程中出現(xiàn)的微通道填充不完全、微通道深淺不一致等問題。 研究聚合物微流控芯片的鍵合方法，分別在相同聚合物材料和不同材料之間作鍵合試驗。對鍵合后芯片微通道的質(zhì)量和鍵合強(qiáng)度進(jìn)行對比，解決了在鍵合過程中的鍵合不完全和微通道變形問題，得到高質(zhì)量的微流控芯片。 在熱壓成形理論和仿真方面的主要工作

3、包括： 通過聚合物的壓縮蠕變試驗，分析聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近的粘彈性行為，采用多項式擬合、一階衰減指數(shù)擬合和廣義的kelvin-vogit模型擬合的方法，建立聚合物的材料模型。 采用蠕變和粘彈性材料模型進(jìn)行熱壓仿真分析，對仿真結(jié)果進(jìn)行對比，選擇熱壓仿真的材料模型?；趶V義的kelvin-vogit粘彈性模型，用有限元仿真聚合物熱壓過程中熱壓溫度、時間對聚合物填充的影響，并作相應(yīng)的熱壓試驗進(jìn)行驗證。結(jié)果表明熱壓與仿真具