微流控芯片注塑成型質(zhì)量及超聲輔助成型研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的發(fā)展為微注塑制品提供了更廣闊的應(yīng)用前景，目前微結(jié)構(gòu)制品已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、精密儀器、航天及通訊等領(lǐng)域，對其成型質(zhì)量的要求也在不斷提高。對于整體尺寸較大且具有微結(jié)構(gòu)特征的制品，制品厚度不均及各部位微通道復(fù)制度不一致等，已凸顯為當(dāng)前困擾成型質(zhì)量進一步提高的主要問題。
　　本課題以微流控芯片為研究對象，以提高微流控芯片整體厚度均勻性及微結(jié)構(gòu)整體的復(fù)制度為課題的研究方向，重點研究了微流控芯片厚度不均、微通道各

2、部分復(fù)制度不一致的成因及解決辦法，同時，對超聲輔助注塑成型進行了嘗試和探索，旨在進一步提高微注塑成型制品成型質(zhì)量。
　　首先，應(yīng)用Moldflow軟件對微流控芯片進行模流分析，獲得制品成型中型腔內(nèi)部壓力，結(jié)合有限元軟件ANSYS Workbench，將型腔內(nèi)部壓力作為型腔鑲塊荷載條件，計算了成型過程中型腔鑲塊變形量，并進行了相應(yīng)的注塑成型實驗。模擬分析得到的鑲塊在厚度方向上變形量與實驗測得芯片厚度差均在30μm左右，兩者具有相同的

3、趨勢，表明成型過程中鑲塊的微變形是造成芯片厚度不均的主要因素，在此基礎(chǔ)上提出了模具設(shè)計的改進措施和方法。
　　其次，結(jié)合微流控芯片的結(jié)構(gòu)特點，深入分析了微流控芯片注塑成型工藝過程，將多級注塑應(yīng)用于微流控芯片成型過程中。按照流道結(jié)構(gòu)及芯片等各部分成型特點，設(shè)定注塑機每一級工藝參數(shù)。流道部分采用低速注射;芯片部分采用中高速注射。通過短射實驗并結(jié)合所獲得的成型制品微通道成型質(zhì)量分析，結(jié)果表明按制品結(jié)構(gòu)特點設(shè)置多級注塑參數(shù)后，微通道整體都