微流控芯片超聲波鍵合能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝.pdf

1、當(dāng)前，聚合物微流控芯片在各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域成功取得了越來越多的認(rèn)同，例如分析化學(xué)、生物學(xué)、制藥、化學(xué)合成系統(tǒng)等。除了功能的改善與提高，這一成功主要?dú)w功于微流控芯片制造成本的降低。在微流控芯片的制造過程中，鍵合是關(guān)鍵步驟之一。到目前為止，針對微流控芯片的鍵合，嘗試了許多方法，如直接熱鍵合、膠粘接、激光焊接鍵合、表面改性等。用超聲波塑料焊接方法實(shí)現(xiàn)微流控芯片的鍵合，是新興的鍵合方式。與常用的直接熱鍵合相比，具有效率高、變形小、可實(shí)現(xiàn)選擇封裝

2、等優(yōu)點(diǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)聚合物微流控芯片的超聲波鍵合，本文設(shè)計制作出同時帶有能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)和微溝道的PMMA基片，成功實(shí)現(xiàn)了帶有十字微溝道的PMMA微流控芯片的超聲波鍵合。主要工作包括： 1.能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)的設(shè)計首先通過對超聲波塑料焊接的原理與焊接頭設(shè)計原則的研究，設(shè)計出截面形狀為等腰三角形、頂角為70.52°、底邊寬150μm的能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)，與待鍵合微溝道位于同一基片上，確定用硅模具熱壓的方法制備PMMA基片，實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)的

3、制作。 2.硅模具的制作工藝通過套刻和二次各向異性腐蝕方法，制作出用于熱壓同時帶有能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)和微溝道的PMMA基片的硅模具，外形尺寸為52mm×27mm×1mm。 3.熱壓法制備PMMA基片借助Taguchi正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計對熱壓參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在熱壓溫度140℃，壓力1.65MPa,保壓時間300s的參數(shù)條件下，制作出了具有較高復(fù)制精度的同時帶有能量引導(dǎo)微結(jié)構(gòu)和微溝道的PMMA基片，外形尺寸為50mm×25mm×2mm。