微流控芯片注塑成型缺陷的成因与对策

微流控芯片是应用于生物、化学和生物医学等领域的芯片型微全分析系统,是一种表面具有微通道的薄壁塑件,微通道主要用于样本的分离。与热压成型相比,微流控芯片注塑成型效率更高,更适合大批量生产,但其成型质量控制更为复杂。试验发现,微通道复制不完全和表面缩痕是其主要成型缺陷,其对后续的芯片键合以及取样液体的电泳分离都会造成不利的影响。模拟与理论分析以及可视化试验表明,熔体在微通道处出现滞流现象和芯片各部分收缩方向不一致是上述缺陷产生的主要原因。利用正交试验方法进行充模试验,研究各工艺参数(模具温度、注射速度、注射压力和熔体温度等)对微通道复制度的影响。研究结果表明模具温度对提高微通道复制度起决定性作用;注射速度和熔体温度是次要因素,而注射压力相对其他因素影响力较差,但必须保持在一个较高的水平。