聚合物微流控芯片制作關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微流控芯片是目前MEMS研究最為活躍的領(lǐng)域之一。高分子材料具有良好的生物兼容性、良好的表面電特性、低的熒光背景，使得大部分的生化分析可以成功進(jìn)行，已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。當(dāng)前，熱壓成型工藝是制備聚合物微流控芯片的重要方法。本論文主要圍繞熱壓成型金屬模具的制備、微通道的熱壓成型和微通道的封裝等工藝進(jìn)行了研究，論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： 針對(duì)當(dāng)前UV-LIGA技術(shù)制備金屬模具中存在的不足，提出了采用PDMS作為微電鑄模板制備金

2、屬模具。該方法解決了了SU-8去膠的難題，可以制備高質(zhì)量的金屬模具，具有極高的實(shí)用價(jià)值。 在熱壓成型工藝中，研究了PMMA、PC和PS三種材料在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近的流變性能，研究表明在Tg+10℃左右時(shí)，PMMA比PC和PS有更好的流動(dòng)性能。在熱壓成型工藝中，涉及的主要因素有壓力、模壓溫度、和模壓時(shí)間等，因此我們采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)熱壓工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明溫度是影響熱壓效果的主要因素，而壓力和時(shí)間為次要因素。目前，熱壓成型工

3、藝的理論和計(jì)算機(jī)仿真研究還沒有深入的研究，本文嘗試采用有限元軟件DEFORM對(duì)模壓過程進(jìn)行了仿真研究，得到了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)一的結(jié)論。 微通道的封裝是微流控芯片制作中的關(guān)鍵步驟，本文提出一種PMMA微流控芯片的低溫封裝方法。利用低分子量的PMMA涂層降低了封裝溫度，從而解決了熱封裝過程中微通道容易產(chǎn)生坍塌和堵塞的問題。針對(duì)其它的塑料微流控芯片，本文采用改進(jìn)的PDMS膜封裝工藝進(jìn)行了封裝。該工藝采用“三明治”結(jié)構(gòu)，將PDMS膜夾在兩塊