本文關鍵詞：聚合物微器件快速膠粘封合機研制

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【摘要】：膠粘封合是微流控中的一種封合技術,基于壓敏雙面膠膜的封合技術,目前為一種新興方法,可廣泛應用在微流控器件、即時檢測芯片等各個方面。本文圍繞這種新興的膠粘封合方法,面向工程實際需求,用合理的設計方案,研究設計并搭建了膠粘封合機。主要完成了以下幾個方面的工作：(1)封合機的整體機械結構設計。具體包括：機架設計、壓頭設計、導桿設計等。對比現(xiàn)有機架類型的特點,設計了封合機機架結構,對機架結構進行了有限元靜力學分析。采用與以往不同的高彈體柔性材料,設計了壓頭結構,選擇浮動接頭作為壓頭與執(zhí)行結構的連接部分。基于壓頭的結構特點,設計了膠粘封合機的導向結構,選擇高性能的滑動軸承作為導桿的滑套。此封合機的封合壓力量程為1.5t,封合的有效面積為160×160mm2。(2)膠粘封合機的驅動系統(tǒng)以及壓力檢測單元設計與搭建。針對膠粘封合的工藝特點,選擇了合適的增壓缸作為執(zhí)行部件。針對增壓缸的工作特點,設計了氣動驅動系統(tǒng),選擇了合適的氣路元器件,此封合機的壓力輸出精度為0.1MPa,封合時間精度為1s,封合時間量程30s。針對膠粘封合機的設計要求,設計并搭建了壓力檢測系統(tǒng),壓力檢測傳感器量程為2t,系統(tǒng)檢測精度為±lkgf。(3)聚合物芯片的膠粘封合工藝實驗。設計單因素實驗法,對膠粘封合的封合壓力和封合時間進行了工藝參數(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種芯片進行了對比實驗,在相同實驗參數(shù)條件下,分析了剛性與柔性壓頭對封合效果的影響差異。對芯片的質(zhì)量進行了評價,芯片封合率高,溝道截面完整,變形小,膠膜未堵塞溝道。對芯片的封合強度進行了測量,芯片抗拉強度為0.37MPa,抗剪切強度為1.21MPa；對芯片進行了漏液實驗,在0.5MPa液體壓強下,芯片仍沒有漏液,實驗結果表明封合強度較高,符合聚合物微流控芯片的要求。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN405

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本文編號：1188447