聚合物微器件联接技术是生化MEMS 等产品制造中的关键,目前主要研究的技术在方法的适用性、制作质量、效率等方面存在问题和局限性,最近开展的聚合物微器件超声波焊接的研究,为此提供了可行的解决途径。但是基于聚合物超声波焊接局部熔融联接的机理,焊接影响区域较大,容易造成微器件的过热损坏,成为难以克服的瓶颈问题。本研究提出并验证了超声波键合过程中,聚合物Tg以下的主导热量为界面摩擦产生的表面热而Tg以上的主导热量为粘弹热的观点。基于该机理,针对不同应用目标的聚合物微流控芯片,提出了具有产业化前景的系列超声波非熔融键合方法,解决了已有方法效率低,封接强度低,微结构易变形等问题,实现了该类器件的快速封接。针对具体的应用背景,制作12层微流控芯片、微混合器和平面纳米通道等微器件,验证非熔融联接机理和工艺方法。项目研究将拓展超声波焊接的应用领域,促进聚合物MEMS制造技术的发展。
英文主题词Polymer MEMS fabrication techniques; Polymer micro components; Un-melting joining; Plastic ultrasonic welding