復雜結構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上重點研究了兩種具有復雜結構聚合物微流控芯片的制作工藝。主要內容如下：
　　 ⑴研究了微通道內帶有微柱結構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型熱壓機上進行熱壓實驗。該芯片熱壓的難點

2、在于聚合物對凹模結構的填充，本文在分析熱壓實驗數(shù)據(jù)的基礎上探討了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在微細凹模結構中的填充規(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對凹模結構的填充狀態(tài)最理想；最后利用ANSYS軟件對微柱結構的熱壓過程進行了仿真。
　　 ⑵研究了一種具有高深度、高密度微通道結構微流控芯片的制作工藝，在正交試驗的基礎上探討

3、了溫度、壓力和脫模溫度三個主要工藝參數(shù)對復制精度的影響，針對熱壓脫模困難的問題，設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重的問題，從而制作出了高深度、高密度微通道結構