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(jī)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(duì)其成型質(zhì)量的要求也在不斷提高。對(duì)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(jìn)一步提高的主要問(wèn)題。
　　本課題以微流控芯片為研究對(duì)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(diǎn)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(shí)，對(duì)超聲輔助注塑成型進(jìn)行了嘗試和探索，旨在進(jìn)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(duì)微流控芯片進(jìn)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(jì)算了成型過(guò)程中型腔鑲塊變形量，并進(jìn)行了相應(yīng)的注塑成型實(shí)驗(yàn)。模擬分析得到的鑲塊在厚度方向上變形量與實(shí)驗(yàn)測(cè)得芯片厚度差均在30μm左右，兩者具有相同的

3、趨勢(shì)，表明成型過(guò)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(jì)的改進(jìn)措施和方法。
　　其次，結(jié)合微流控芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，深入分析了微流控芯片注塑成型工藝過(guò)程，將多級(jí)注塑應(yīng)用于微流控芯片成型過(guò)程中。按照流道結(jié)構(gòu)及芯片等各部分成型特點(diǎn)，設(shè)定注塑機(jī)每一級(jí)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(guò)短射實(shí)驗(yàn)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(diǎn)設(shè)置多級(jí)注塑參數(shù)后，微通道整體都