本文關(guān)鍵詞：聚合物微器件快速膠粘封合機(jī)研制

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【摘要】：膠粘封合是微流控中的一種封合技術(shù),基于壓敏雙面膠膜的封合技術(shù),目前為一種新興方法,可廣泛應(yīng)用在微流控器件、即時(shí)檢測(cè)芯片等各個(gè)方面。本文圍繞這種新興的膠粘封合方法,面向工程實(shí)際需求,用合理的設(shè)計(jì)方案,研究設(shè)計(jì)并搭建了膠粘封合機(jī)。主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：(1)封合機(jī)的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體包括：機(jī)架設(shè)計(jì)、壓頭設(shè)計(jì)、導(dǎo)桿設(shè)計(jì)等。對(duì)比現(xiàn)有機(jī)架類(lèi)型的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了封合機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元靜力學(xué)分析。采用與以往不同的高彈體柔性材料,設(shè)計(jì)了壓頭結(jié)構(gòu),選擇浮動(dòng)接頭作為壓頭與執(zhí)行結(jié)構(gòu)的連接部分�；趬侯^的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了膠粘封合機(jī)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu),選擇高性能的滑動(dòng)軸承作為導(dǎo)桿的滑套。此封合機(jī)的封合壓力量程為1.5t,封合的有效面積為160×160mm2。(2)膠粘封合機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及壓力檢測(cè)單元設(shè)計(jì)與搭建。針對(duì)膠粘封合的工藝特點(diǎn),選擇了合適的增壓缸作為執(zhí)行部件。針對(duì)增壓缸的工作特點(diǎn),設(shè)計(jì)了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),選擇了合適的氣路元器件,此封合機(jī)的壓力輸出精度為0.1MPa,封合時(shí)間精度為1s,封合時(shí)間量程30s。針對(duì)膠粘封合機(jī)的設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)并搭建了壓力檢測(cè)系統(tǒng),壓力檢測(cè)傳感器量程為2t,系統(tǒng)檢測(cè)精度為±lkgf。(3)聚合物芯片的膠粘封合工藝實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)法,對(duì)膠粘封合的封合壓力和封合時(shí)間進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)選。在優(yōu)選后的工藝參數(shù)條件下,選擇了適合芯片封合的壓敏雙面膠膜。選擇了4種芯片進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),在相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下,分析了剛性與柔性壓頭對(duì)封合效果的影響差異。對(duì)芯片的質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià),芯片封合率高,溝道截面完整,變形小,膠膜未堵塞溝道。對(duì)芯片的封合強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量,芯片抗拉強(qiáng)度為0.37MPa,抗剪切強(qiáng)度為1.21MPa；對(duì)芯片進(jìn)行了漏液實(shí)驗(yàn),在0.5MPa液體壓強(qiáng)下,芯片仍沒(méi)有漏液,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明封合強(qiáng)度較高,符合聚合物微流控芯片的要求。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN405

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