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用于微反应器塑件整平的等温热压工艺
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 分类:TQ320.6[化学工程—合成树脂塑料工业] TN405[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116085, [2]大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连116085
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.91023046,No.51475080); 辽宁省教育厅重点实验室基金资助项目(No.LZ2014005); 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(No.DUT14LAB07,No.DUT14QY20)
中文摘要:

以一种微流控微反应器塑件为对象,提出了用于微塑件整平的等温热压工艺,研究了等温热压工艺对平板微塑件的整平机理。建立了描述该工艺的弹塑性数学模型,计算分析了外加压力和温度对塑件表面形貌的影响。综合考虑塑件整平效果和微结构保形,开展等温热压整平工艺实验,分析了关键工艺参数对器件整平精度的影响。研究结果表明:与压力载荷相比,热载荷对不平度的改善效果更明显;由于塑件端部区域受力面积大,其两端变形量均大于中间反应腔的变形量。在相同压力条件下,70℃时平面度和不平度的变化率均为最高。通过工艺优化,微反应器塑件平面度提高到了10μm内,最大变化率可达72.7%;而不同区域的不平度变化率为3.50%~53.50%,微结构尺寸变化可控制在5μm以下。本文研究成果对提高平板微塑件平整精度有借鉴作用。

英文摘要:

An isothermally hot-embossing methodology was proposed for the flattening of plastic microreactors.The flattening principles of a plane plastic microreactor by the isothermally hotembossing methodology were researched and an elastic-plastic model was established to describe the deformation process.The influences of temperature and pressure on the topography of plastic microparts were quantitatively analyzed.By considering the flattening effect and microstructure of the plastic microreactor,the effect of main technological parameters on the flattening accuracy was analyzed by the isothermally hot-embossing methodology.The result indicates that the influence of thermal load on flattening degree is more obvious than that of the external pressure.The deformationsat the ends of microreactor are much larger than that of the middle chamber owing to the larger contact area at the ends.The changing rates of flatness and waviness come to the maximum value when the temperature is 70 ℃ at the same pressure.After optimization,the changing rate of flatness achieves to 72.7%and the flatness of the microreactor is improved within 10μm by the hot embossing technology.Moreover,the changing rate of waviness ranges from 3.50% to 53.5% at different regions of plastic microparts and the deformation of the microstructure size is controlled within 5μm.The study is beneficial to improrement of the precision of flat plastic microparts.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699