【摘要】：利用微電鑄技術(shù)制作的微流控芯片模具往往存在沉積厚度不均勻的缺陷,這種缺陷會影響模具的尺寸精度及使用性能,并增加模具的制作成本。為了制得厚度均勻的微流控芯片模具,研究了超聲電鑄對模具均勻性的影響。首先,采用有限元軟件COMSOL Multiphysics建立微流控芯片模具的微電鑄模型,分析電鑄2h后的模具的厚度分布。并根據(jù)該仿真結(jié)果,設(shè)計掩模版。然后,在自主搭建的超聲電鑄裝置中進行一系列電鑄實驗,來研究超聲攪拌對模具均勻性的影響。實驗結(jié)果表明:電鑄過程中添加超聲攪拌可以改善微流控芯片模具的均勻性。超聲功率為200 W時,超聲頻率改善模具均勻性的程度為200kHz80kHz120kHz。超聲頻率為200kHz時,超聲功率改善模具均勻性的程度為500 W200 W100 W。當(dāng)超聲的頻率和功率分別為200kHz和500 W時,與無超聲電鑄相比,模具的均勻性提高約30%。
[Abstract]:The microfluidic chip die made by microelectroforming technology often has the defect of uneven deposition thickness, which will affect the dimensional accuracy and performance of the die, and increase the cost of making the die. The influence of ultrasonic electroforming on the uniformity of microfluidic chip die was studied. Firstly, the microelectroforming model of microfluidic chip die was established by finite element software COMSOL Multiphysics, and the thickness distribution of the die was analyzed after 2 hours of electroforming. According to the simulation results, the mask plate is designed. Then, a series of electroforming experiments were carried out to study the influence of ultrasonic stirring on the uniformity of die. The experimental results show that the uniformity of microfluidic chip dies can be improved by adding ultrasonic stirring in electroforming process. When the ultrasonic power is 200 W, the degree of improving the uniformity of mould by ultrasonic frequency is 200 kHz 80 kHz 120 kHz. When ultrasonic frequency is 200kHz, the degree of improving die uniformity by ultrasonic power is 500 W 200 W 100 W. When the frequency and power of ultrasonic are 200kHz and 500W respectively, the uniformity of the die is increased by about 300.compared with the non-ultrasonic electroforming.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點實驗室;大連理工大學(xué)遼寧省微納米及系統(tǒng)重點實驗室;博奧生物有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51375077) 國家高技術(shù)發(fā)展計劃項目(2012AA040406)
【分類號】：TN492

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