ITO玻璃電化學(xué)微流控芯片制作及低溫鍵合工藝研究.pdf

1、微流控芯片廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，是微全分析系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。玻璃因具有優(yōu)異的電滲、光學(xué)和表面性質(zhì)，微通道熱變形小且通道表面易于修飾，其刻蝕加工技術(shù)和表面改性的化學(xué)方法均比較成熟，傳統(tǒng)毛細(xì)管電泳中各種成熟的分離方法可直接應(yīng)用到玻璃芯片的制作中，是制造微流控芯片的主流材料之一。傳統(tǒng)的玻璃微流控芯片成本高、制作周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低以及所需設(shè)備復(fù)雜、昂貴，制約其發(fā)展和使用。本文主要研究了一種集成微電極的玻璃微

2、流控芯片的制造工藝及其低溫鍵合工藝，主要內(nèi)容包括： ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)電極的制作：在現(xiàn)有光刻工藝基礎(chǔ)上，確定了可在本實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的ITO微電極制造工藝。 玻璃微流控芯片上微溝道的制作：玻璃微流控芯片上微溝道的制作工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文簡(jiǎn)單研究了不同溶液以及攪拌速率對(duì)微溝道粗糙度的影響，結(jié)果表明不同溶液和攪拌速率對(duì)微溝道的粗糙度有較大影響。 PE(Polyethylene，聚乙烯)膜

3、熱壓鍵合工藝：設(shè)計(jì)了PE膜熱壓鍵合工藝，進(jìn)行了PE膜熱壓鍵合玻璃微流控芯片實(shí)驗(yàn)，對(duì)鍵合后的玻璃微流控芯片進(jìn)行了鍵合強(qiáng)度測(cè)試和芯片性能檢測(cè)。通過正交試驗(yàn)分析了鍵合過程中鍵合溫度、壓力和時(shí)間對(duì)鍵合后微溝道堵塞的影響。進(jìn)行PE膜的恒溫蠕變實(shí)驗(yàn)，利用力學(xué)模型擬合蠕變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得到材料的松弛模量；采用Marc有限元分析軟件對(duì)溝道的堵塞進(jìn)行有限元仿真，仿真結(jié)果與鍵合實(shí)驗(yàn)較為吻合，說明有限元仿真可以用來指導(dǎo)鍵合試驗(yàn)；進(jìn)行了微溝道寬度對(duì)溝道堵塞的有

4、限元分析，發(fā)現(xiàn)堵塞隨微溝道寬度的增加而加劇。 EN(EVA Interlayer)膜真空熱鍵合工藝：設(shè)計(jì)了EN膜真空熱鍵合工藝，進(jìn)行了EN膜真空熱鍵合玻璃和PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)微流控芯片實(shí)驗(yàn)，對(duì)鍵合后的微流控芯片進(jìn)行了鍵合強(qiáng)度測(cè)試和芯片性能檢測(cè)。通過正交試驗(yàn)分析了EN膜鍵合PMMA微流控芯片時(shí)鍵合溫度、壓力和時(shí)間對(duì)鍵合堵塞的影響。進(jìn)行EN膜流變實(shí)驗(yàn)，獲得EN膜鍵合溫度下的粘