復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物微流控芯片制作工藝研究.pdf

1、微流控芯片是微型全分析系統(tǒng)重要組成部分和重點發(fā)展的方向，聚合物微流控芯片以其品種多、成本低、易于加工等特點已成為目前微流控芯片制作采用的主要材料，產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊。本文在分析聚合物熱壓基本原理的基礎(chǔ)上重點研究了兩種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物微流控芯片的制作工藝。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴研究了微通道內(nèi)帶有微柱結(jié)構(gòu)的聚合物微流控芯片的制作?；趥鹘y(tǒng)的光刻刻蝕工藝制作了硅模具，并利用此模具在RYJ-I型熱壓機上進(jìn)行熱壓實驗。該芯片熱壓的難點

2、在于聚合物對凹模結(jié)構(gòu)的填充，本文在分析熱壓實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上探討了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在微細(xì)凹模結(jié)構(gòu)中的填充規(guī)律，同時討論了各熱壓參數(shù)對PMMA填充效果的影響，工藝實驗的結(jié)果表明：在熱壓溫度125℃，壓力170kg，保溫保壓600s的工藝條件下PMMA對凹模結(jié)構(gòu)的填充狀態(tài)最理想；最后利用ANSYS軟件對微柱結(jié)構(gòu)的熱壓過程進(jìn)行了仿真。
　　 ⑵研究了一種具有高深度、高密度微通道結(jié)構(gòu)微流控芯片的制作工藝，在正交試驗的基礎(chǔ)上探討

3、了溫度、壓力和脫模溫度三個主要工藝參數(shù)對復(fù)制精度的影響，針對熱壓脫模困難的問題，設(shè)計制作了一種真空吸盤裝置，利用真空吸附輔助脫模的方法，成功解決了熱壓后芯片與模具緊密粘連的問題，并估算了脫模力的大小。針對高密度微流控芯片熱鍵合后微通道深度損失嚴(yán)重的問題，在探討了鍵合參數(shù)在熱鍵合過程中的影響并優(yōu)化鍵合參數(shù)的基礎(chǔ)之上提出了彈性薄膜輔助鍵合的方法，通過仿真和實驗驗證，該方法能夠解決微通道深度損失嚴(yán)重的問題，從而制作出了高深度、高密度微通道結(jié)構(gòu)