基于探針軌跡運動的PMMA微流控芯片制作工藝研究.pdf

1、微流控芯片以其體積小、使用劑量少、反應速度快等優(yōu)點發(fā)展迅速，但是目前微流控芯片上微通道的加工工藝較為繁瑣且加工復雜結(jié)構(gòu)困難。基于探針軌跡運動的加工方法由于其加工靈活的特點逐漸顯示了其在微納結(jié)構(gòu)加工上的優(yōu)勢。此外，對于微小尺度通道（10μm）的鍵合也是一個難點。本文主要針對基于探針軌跡運動加工方法進行工藝研究，并通過對乙醇輔助紫外鍵合法和乙醇輔助熱壓鍵合法兩種鍵合方法的工藝研究進而制作微流控芯片。
　　首先，以平面度為指標，選定平面

2、度較好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作為加工材料；通過對原有設備的特性研究和裝置改進，包括搭建新的微動工作臺和編制軟件輔助調(diào)平，提高了加工效率，并研究了改進后設備的加工特性；通過不同形狀針尖的加工實驗，確定了三棱錐針尖為加工刀具，并研究其加工特性，確定了最優(yōu)加工方向。
　　然后，利用單因素實驗探究了各切削參數(shù)對通道底部粗糙度的影響規(guī)律，確定了各參數(shù)的加工范圍；采用正交試驗設計方法，獲得了通道底部粗糙度的最優(yōu)加工工藝參數(shù)。并在直線通

3、道和傾斜通道的加工工藝研究基礎上，設計加工了多種復雜形式的通道。進而以加工的PMMA通道為模板經(jīng)過二次轉(zhuǎn)印制作出聚二甲基硅氧烷（PDMS）通道。
　　最后，利用工藝成熟的熱壓鍵合法對所加工通道鍵合，驗證了所加工PMMA通道作為微流控芯片通道的可行性。并研究了以乙醇為輔助溶劑的紫外鍵合法和熱壓鍵合法，利用X射線光電子能譜分析(XPS)對樣品表面進行測試，分析了兩種方法的鍵合機理。通過有無毛刺的通道的鍵合分析了毛刺對鍵合的影響，研究了