基于UV光固化注射成型的微流控芯片的制备

发布时间：2017-08-22 13:12

  本文关键词：基于UV光固化注射成型的微流控芯片的制备

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【摘要】：本论文提出一种微流控芯片成型的新方法——UV光固化注射成型的化学制造方法,一方面保留了光固化成型快速、环保、高效的特点,另一方面注射成型设备可以通过保压等基本手段改善制品收缩缺陷。本文自行设计了UV光固化注射成型设备,并以此解决了气泡缺陷等问题,最终制造出了可以初步应用的光固化材料的微流控芯片。主要工作如下：1、以十字结构的微流控芯片作为成型的研究对象设计并研制了UV光固化注射成型设备。设备主要分为三个部分：合模单元、辐照单元及注射单元,以气动作为主要控制方式,可以进行保压压力、辐照强度、模具温度等参数的调控；2、在自行研制的UV光固化注射成型设备的基础上,进行了初步的微流控芯片的成型实验,制品出现了规律性的气泡缺陷,通过对成型过程可视化、固化温度变化及制品收缩应力的研究,解释了气泡产生的原因,并以此为指导进行了解决方案的探索,研究了保压压力、辐照强度、材料收缩率等参数及辐照方式对制品气泡数目的影响,结果表明提高的保压压力、降低辐照强度和材料收缩率在一定程度上可以改善制品气泡缺陷,扫描辐照方式可以大大提升制品表面质量；3、在解决气泡缺陷的基础上,论文考察了多种工艺参数对微流控芯片微结构复制度的影响,发现对其影响较为明显的参数为保压压力和材料黏度,而辐照强度的影响能力较低；针对相同制品与传统注射成型进行了微结构复制度的比较,实验结果表明UV光固化注射成型在微结构成型方面具有很大优势；4、对光固化材料的微流控芯片的键合方法进行了探索研究,并发现直压光照的键合方法不仅提高了键合质量,而且方法简单、高效。
【关键词】：微流控芯片 UV光固化 注射成型 辐照方式 键合方法
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN492
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 微流控芯片背景16-17
• 1.2 微流控芯片技术发展概述17-18
• 1.3 微流控芯片成型方法研究现状18-23
• 1.3.1 微结构加工技术18-21
• 1.3.2 键合技术21-22
• 1.3.3 成型方法小结22-23
• 1.4 光固化技术概述23
• 1.5 研究内容与目的23-26
• 第二章 UV光固化注射成型设备研究26-40
• 2.1 UV光固化注射成型设计原则26-27
• 2.2 合模单元27-33
• 2.2.1 模具设计27-29
• 2.2.2 合模系统设计29-32
• 2.2.3 系统辅件结构设计32-33
• 2.3 辐照单元33-36
• 2.3.1 固定辐照方式34
• 2.3.2 扫描辐照方式34-36
• 2.4 注射单元36-37
• 2.5 成型工艺37-38
• 2.6 设备改进38-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第三章 UV光固化注射成型制品缺陷及解决方案研究40-60
• 3.1 光固化反应原理40-42
• 3.2 成型缺陷产生机理研究42-49
• 3.2.1 气泡缺陷产生过程43-45
• 3.2.2 固化过程温度变化45-47
• 3.2.3 气泡产生机理解释47-49
• 3.3 工艺优化解决方案49-52
• 3.3.1 保压压力49-50
• 3.3.2 辐照强度50-52
• 3.4 配方优化解决方案52-54
• 3.5 其他解决方案54-58
• 3.5.1 扫描光照方式及原理54-57
• 3.5.2 塑料薄膜对泡孔产生的影响实验57-58
• 3.6 本章小结58-60
• 第四章 微流道尺寸复制度研究60-70
• 4.1 工艺参数对微流道的影响60-64
• 4.1.1 保压压力60-61
• 4.1.2 流动性61-64
• 4.1.3 辐照强度64
• 4.2 真空管路64-65
• 4.3 与传统注射成型对比65-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第五章 光固化材料微流控芯片的键合工艺70-76
• 5.1 光固化材料微流控芯片的键合方法70-74
• 5.1.1 直压键合方法70-72
• 5.1.2 胶粘键合法72-74
• 5.1.3 直压光照键合法74
• 5.2 性能检测74-75
• 5.3 本章小结75-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76
• 6.2 展望76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 研究成果及发表的学术论文84-86
• 作者和导师简介86-87
• 附件87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：719319