基于UV-LIGA和EDM的三維微型腔制作工藝研究.pdf

1、微流控芯片是當前生命科學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點，熱壓成形法或注塑法在高聚合物微流控芯片的制作中應(yīng)用廣泛，其中模具微型腔的結(jié)構(gòu)直接影響著微流控芯片上微流道的結(jié)構(gòu)。微型腔的制作主要采用UV-LIGA工藝，它適于制作側(cè)壁近似垂直的二維結(jié)構(gòu)，而不適于制作三維結(jié)構(gòu)，開展三維結(jié)構(gòu)微型腔的制作工藝研究對高聚合物微流控芯片的發(fā)展應(yīng)用是具有意義的。為了制作局部是三維微結(jié)構(gòu)的微流控芯片模具微型腔，本文提出了一種基于UV-LIGA和電火花(EDM)技術(shù)的組合

2、加工新工藝。即先用UV-LIGA技術(shù)在模具基底上制作二維金屬微型腔，再用電火花成形加工技術(shù)對微型腔的局部進行修形，得到局部為三維結(jié)構(gòu)的微型腔，電火花修形的部位根據(jù)模具的設(shè)計要求而定。 ⑴介紹了UV-LIGA和電火花技術(shù)在模具微型腔制作中的研究現(xiàn)狀。然后基于無背板生長工藝，主要包括金屬基底的SU-8膠光刻和微電鑄工藝，制作出了具有二維結(jié)構(gòu)微型腔的微流控芯片模具，并且分析了工藝中經(jīng)常遇到的問題并且采取了相應(yīng)的改善措施。 ⑵介

3、紹了電火花成形加工的基礎(chǔ)理論，包括放電加工中材料去除機理模型、放電加工狀態(tài)、電極損耗的機理及其影響因素、微小面積電火花加工的特征分析。以理論為指導(dǎo)，在常規(guī)的電火花加工機床上，進行了三維結(jié)構(gòu)微型腔的成形加工實驗研究。首先采用具有多個傾斜加工面的工具電極，以重復(fù)修形的加工方式，制作出了側(cè)壁傾斜的微型腔。然后采用具有半圓微結(jié)構(gòu)的工具電極，進行了曲面結(jié)構(gòu)微型腔加工的初步實驗研究。 ⑶從理論分析和實驗兩個方面研究了影響表面粗糙度的脈沖參數(shù)