聚合物微器件快速胶粘封合机研制

发布时间：2017-11-15 05:07

  本文关键词：聚合物微器件快速胶粘封合机研制

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【摘要】：胶粘封合是微流控中的一种封合技术,基于压敏双面胶膜的封合技术,目前为一种新兴方法,可广泛应用在微流控器件、即时检测芯片等各个方面。本文围绕这种新兴的胶粘封合方法,面向工程实际需求,用合理的设计方案,研究设计并搭建了胶粘封合机。主要完成了以下几个方面的工作：(1)封合机的整体机械结构设计。具体包括：机架设计、压头设计、导杆设计等。对比现有机架类型的特点,设计了封合机机架结构,对机架结构进行了有限元静力学分析。采用与以往不同的高弹体柔性材料,设计了压头结构,选择浮动接头作为压头与执行结构的连接部分。基于压头的结构特点,设计了胶粘封合机的导向结构,选择高性能的滑动轴承作为导杆的滑套。此封合机的封合压力量程为1.5t,封合的有效面积为160×160mm2。(2)胶粘封合机的驱动系统以及压力检测单元设计与搭建。针对胶粘封合的工艺特点,选择了合适的增压缸作为执行部件。针对增压缸的工作特点,设计了气动驱动系统,选择了合适的气路元器件,此封合机的压力输出精度为0.1MPa,封合时间精度为1s,封合时间量程30s。针对胶粘封合机的设计要求,设计并搭建了压力检测系统,压力检测传感器量程为2t,系统检测精度为±lkgf。(3)聚合物芯片的胶粘封合工艺实验。设计单因素实验法,对胶粘封合的封合压力和封合时间进行了工艺参数优选。在优选后的工艺参数条件下,选择了适合芯片封合的压敏双面胶膜。选择了4种芯片进行了对比实验,在相同实验参数条件下,分析了刚性与柔性压头对封合效果的影响差异。对芯片的质量进行了评价,芯片封合率高,沟道截面完整,变形小,胶膜未堵塞沟道。对芯片的封合强度进行了测量,芯片抗拉强度为0.37MPa,抗剪切强度为1.21MPa；对芯片进行了漏液实验,在0.5MPa液体压强下,芯片仍没有漏液,实验结果表明封合强度较高,符合聚合物微流控芯片的要求。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN405

【参考文献】

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本文编号：1188447