导读:本文包含了模内键合论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:模内键合,PMMA,微流控芯片,键合强度
模内键合论文文献综述
楚纯朋,蒋炳炎,周明勇,朱来余[1]（2015）在《模内键合聚合物微流控芯片键合强度分析》一文中研究指出利用分子动力学分析方法对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片模内键合过程进行模拟,研究聚合物界面分子的运动规律以及键合过程中界面结合能的变化规律,分析芯片键合强度的形成机制;利用拉伸测试法测试不同工艺环境下芯片的键合强度,分析工艺参数对键合强度的影响。研究结果表明:聚合物芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当增加键合压力,可以显着提升键合强度,并缩短键合时间;键合温度和键合时间的提升,能够增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。键合温度达到聚合物材料的玻璃转化温度,键合压力能够增加键合界面的接触面积,并持续一定的键合时间,芯片可获得较高的键合强度。(本文来源于《中南大学学报(自然科学版)》期刊2015年12期）
楚纯朋[2]（2014）在《微流控芯片注射成型及模内键合研究》一文中研究指出摘要：随着微流控芯片研究的不断深入,对低成本、大批量、一次性使用芯片的需求日益迫切,聚合物微流控芯片已成为微型便携分析仪器产业化和商业化的主要方向。目前,用于实验室研究的单件、小批量芯片制备已经能够实现,但如何实现聚合物微流控芯片高效、低成本制造才是该技术产业化所面临的关键难题。本文提出一种聚合物微流控芯片的注射成型及模内键合技术,实现了聚合物微流控芯片的注射成型和热键合工艺的有效集成,并利用数值模拟和实验研究的方式,研究了聚合物微流控芯片注射成型及模内键合工艺与相关理论,提高了微流控芯片的成型质量,为微流控芯片的批量化生产提供一个新思路。分析传统聚合物微流控芯片制造工艺,基于注射成型工艺中模内装配技术,提出一种微流控芯片注射成型及模内键合的制造工艺方案,对浇注系统、抽芯油缸及温度控制系统的设计进行了对比分析。最终,实现聚合物微流控芯片的成型、对准和键合的有效集成。在注射成型工艺中,首先针对微流控芯片宏观翘曲变形进行了实验研究,通过模流分析软件对芯片充填过程的压力分布进行了分析,揭示了注射成型工艺参数对制件的翘曲的影响规律,对成型工艺参数进行了初步优化。然后,利用单因素实验法,研究注射成型工艺参数对横向和纵向微观微通道复制度的影响。适当地增加模具温度、熔体温度可以减小不同位置微通道上宽的差距,使微通道形貌均匀一致；通过提高注射速度可有效降低微注射成型对高模具温度和熔体温度的要求。最后,优化了成型工艺参数,当模具温度90℃、熔体温度245℃、注射速度35cm3/s、保压压力140MPa,保压时间3s时,所成型微流控芯片的翘曲量较小、微通道形貌一致性良好。基于聚合物力学基础理论,分析模内键合过程中微流控芯片微通道的变形机理。进行了PMMA材料的高温力学性能实验,获得其相关力学性能参数,在玻璃转化温度附近时,PMMA表现出明显的粘弹性性能。利用有限元分析软件仿真分析了PMMA微流控芯片模内键合过程中微通道变形情况,与实验结果进行对比分析,揭示了键合工艺参数对微通道变形的影响规律。研究结果表明,采用广义Maxwell材料模型能较好的模拟聚合物微流控芯片键合过程中微通道的变形。随着键合温度、键合压力和键合时间的提升,芯片的微通道变形增加；键合温度和键合压力是影响微通道变形的主要因素。在键合过程中微通道顶部会与两侧壁发生粘合,对微通道变形影响很大,主要体现在上宽和高度方向上。基于吸附理论和扩散理论分析了微流控芯片模内键合过程中键合强度的形成机理。利用分子动力学软件对PMMA芯片模内键合过程进行模拟,同时进行了芯片模内键合实验及强度测试实验,对微流控芯片键合强度的形成机理进行了验证,研究了键合环境对芯片键合强度形成的影响规律。研究结果表明,芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当的增加键合压力,可以显着的提升键合强度,并缩短键合时间。而键合温度和键合时间的提升,增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。综合考虑模内键合过程中微通道变形及键合强度,论文选取键合温度102℃,键合压力1.8MPa和键合时间240s作为优化工艺参数。采用模内实验对优化工艺参数进行验证,所制备微流控芯片的键合强度达到了350KPa,且微通道网络密封性良好,芯片微通道高度为36μm,上宽为85μm,下宽为38μm,最大变形不超过10%,变形较小,满足要求。(本文来源于《中南大学》期刊2014-04-01）
楚纯朋,蒋炳炎,廖竞,王璋,黄磊[3]（2013）在《模内键合聚合物微流控芯片微通道变形研究》一文中研究指出基于广义Maxwell材料模型,仿真研究聚合物微流控芯片模内键合过程中微通道变形规律。利用单轴压缩实验,得到PMMA材料应变/时间关系,采用有限元软件Marc仿真研究键合温度、键合压力和键合时间对芯片微通道高度和顶部宽度变形的影响规律。研究结果表明:随着键合温度、键合压力和键合时间的增加,芯片微通道的变形增大。键合温度对微通道变形影响最大,其次是键合压力,键合时间对微通道变形影响相对较小。利用微流控芯片注射成型模内键合实验进行验证,仿真结果与实验结果基本吻合,表明采用广义Maxwell模型能准确的预测聚合物微流控芯片模内键合过程中微通道的变形。(本文来源于《中南大学学报(自然科学版)》期刊2013年12期）
廖竞,蒋炳炎,楚纯朋,王璋,黄磊[4]（2012）在《基于黏弹性模型的PMMA微流控芯片模内键合微通道变形研究》一文中研究指出针对聚合物微流控芯片模内键合过程中微通道变形的问题,采用黏弹性材料模型对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片模内键合过程中具有梯形截面的微通道变形进行了仿真分析;研究了在105℃下,芯片微通道在不同键合压力和键合时间下微通道的变形。结果表明:微通道不能保持键合前的尺寸,温升对微通道变形影响很小;微通道顶部与两侧的黏合使得微通道顶部宽度和微通道高度变形远大于底部宽度变形,并随着键合压力的增大而增大;当键合时间超过50 s后,键合时间对微通道变形影响很小,可以采用较长的键合时间来保证键合强度而不影响微通道形貌。(本文来源于《塑料工业》期刊2012年06期）
廖竞[5]（2012）在《模内键合聚合物微流控芯片的微通道变形分析及工艺参数优化》一文中研究指出如何实现微流控芯片低成本、快速制造是微流控芯片技术产业化的关键。以聚合物材料为基体,将键合技术集成于注射成型工艺中的微流控芯片模内键合工艺可以实现微流控芯片的快速制造和大批量生产。本文针对聚合物微流控芯片模内键合过程中微通道变形严重的问题进行仿真和实验研究,为优化模内键合工艺,提高芯片键合质量奠定基础。本文从聚合物力学基础理论着手,分析微流控芯片在键合过程中产生的变形机理,通过实验研究PMMA材料力学性能,并获得相关力学性能参数。结果表明,PMMA材料在玻璃态转化温度附近表现出明显的粘弹性能；采用广义Maxwell模型能表征聚合物材料的粘弹性能,为芯片微通道变形的有限元仿真提供依据。采用有限元软件Marc仿真研究微流控芯片微通道变形。结果表明,键合温度和键合压力为影响芯片微通道变形的主要因素,键合时间对芯片微通道变形的影响相对小。在键合过程中,芯片微通道顶部与两侧发生粘合,对微通道变形影响很大。芯片微通道高度和顶部宽度变形较大,底部宽度变形很小。粘弹变形对芯片微通道变形起主导作用,热变形对微通道变形影响很小采用单因素法实验研究模内键合工艺参数对芯片微通道变形和键合强度的影响规律,并与仿真结果进行对比。结果表明,随着键合温度、键合压力和键合时间的增大,芯片微通道变形增加,芯片键合强度增大；芯片微通道顶部与两侧的粘合对微通道变形影响很大,与仿真结果一致。分析芯片模内键合实验过程中产生的缺陷,综合考虑各方面因素,择优选取模内键合工艺参数：102℃,1.8MPa和240s,并进行实验验证。优化后的芯片未存在未键合区域,微通道封闭性能优秀,键合强度达到了350KPa,微通道最大变形不超过10%,满足芯片的使用要求。(本文来源于《中南大学》期刊2012-06-10）
王继章[6]（2012）在《聚合物平板微器件的翘曲及模内键合研究》一文中研究指出微注塑成型具有周期短、效率高的特点,已经成为聚合物平板微器件的重要加工方法。翘曲是微注塑成型中的主要缺陷之一,直接影响到平板微器件的成型质量,以及后续的加工工序,翘曲控制已成为国内外学者的研究热点。此外,平板微器件的成型与键合相互分离,键合需要在专门的仪器设备上完成,增加了生产周期和成本,因此,高效的键合方法是平板微器件批量化生产的关键环节。本文以微注塑成型平板微器件为研究对象,从注塑残余应力的角度来研究翘曲变形的控制方法,利用仿真计算和测量实验,分析了注塑工艺参数对翘曲影响的权重顺序,以及工艺结构对残余应力分布和翘曲变形的改善作用,选择异丙醇为辅助溶剂,进行了模内键合实验。主要研究内容包括：设计了一套型芯可插拔式的微注塑模具。采用镶拼式结构,型芯采用硅为材料,利用MEMS工艺加工制作,金属模架部分借鉴常规模具的设计原则,设计了浇注系统、模温控制系统、排气系统和推出机构,设计了基于插板结构的装配方式,实现了模具型芯的快速无损装配。通过正交仿真试验,分析了注塑工艺参数及工艺结构对翘曲的影响。采用Moldflow软件研究了熔体温度、保压压力、保压时间、模具温度和冷却时间对翘曲的影响,优化了工艺参数；在相同工艺条件下,仿真分析了增加工艺结构对减小翘曲的影响,采用Ansys软件分析了工艺结构对注塑残余应力的改善作用。完成了平板微器件的翘曲测量实验。根据仿真试验内容,测量了不同工艺参数下平板微器件的翘曲值,比较了增加工艺结构前后,平板微器件翘曲变形的变化趋势,对仿真结果作了进一步验证。利用异丙醇完成了模内键合实验。测试了不同温度、时间条件下,PMMA芯片在异丙醇溶液中的溶胀作用,对微通道形貌和芯片表面粗糙度进行了观测,采用Babyplast610微型注塑机和微注塑模具作为键合平台,利用异丙醇进行键合实验,通过拉伸实验测试了芯片的键合强度,观察了键合后微通道截面形状,优化了键合工艺参数。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-05-01）
徐征,王继章,杨铎,刘冲,王立鼎[7]（2012）在《辅助溶剂对PMMA微流控芯片模内键合的影响》一文中研究指出为了提高聚合物微流控芯片的键合效率,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片为对象,以微型注塑机为平台,研究了聚合物模内键合方法。利用注塑机提供的合模力作为键合力,利用模温机提供键合温度,选择异丙醇作为辅助溶剂,借助溶剂溶解特性来降低模内键合中的键合温度和压力。在30～70℃,用测量显微镜和台阶仪测试分析了不同键合温度条件下,辅助溶剂对芯片的表面形貌和微通道结构的影响;利用辅助溶剂进行模内键合实验,用电子万能实验机测试了芯片的键合强度,对模内键合工艺参数进行了优化。结果表明:异丙醇对键合质量的影响与键合温度、键合时间有关,在较高温度下会使芯片产生皲裂、微沟槽变形和堵塞;在键合温度为35℃,键合时间为5min时,芯片的表面质量和微沟槽形貌较完整,键合强度不小于2.64MPa。(本文来源于《光学精密工程》期刊2012年02期）
陈闻[8]（2010）在《微流控芯片模内键合机双变量泵系统特性研究》一文中研究指出聚合物注射成型技术现如今已广泛应用于汽车、电子、医疗等领域,而注射成型工艺中所必须的模具及注塑机技术的发展则决定了整个注射成型行业的发展。对复杂模具进行结构设计及基于注塑机的自动化液压系统特性的研究与分析是非常有意义的工作。本文正是基于此项内容进行了如下的工作：1)结合微流控芯片注射成型模内键合技术,分析比较了不同的设计方案,确定模内键合工艺传动系统及执行元件。2)应用动力学仿真软件ANSYS11.0/LS-DYNA并结合接触力学理论分析了模芯在导轨中滑移、限位接触力大小；分析了注塑机合模机构运动过程摩擦阻力的变化；拟合了负载力变化曲线,为模内键合工艺液压系统特性分析提供了负载力输入数据。3)设计了集成于注塑机的抽芯系统,应用大型液压系统仿真软件AMEsim7.0建立了Arburg370s注塑机的双变量泵(AKP10及RKP63)模型,并从LS阀压差稳定性、双泵流量响应特性、双泵的压力流量关系曲线等对模型准确性进行了验证。其次,建立了注射成型、保压、预塑负载模型；建立了模内键合工艺中的移模锁模、浇口顶出、模芯滑移、保压键合负载模型,得出了模内键合工艺过程中双泵出口流量压力变化曲线、及各个负载的运动及受力变化曲线,通过仿真计算研究了液压系统的响应特性及能耗特性。4)结合整个模内键合装置(ACE模具及Arburg370s注塑机)进行注射成型及模内键合实验,成功实现了微流控芯片模内键合,并且,基于注塑机内部压力传感器及其SELOGICA控制系统,采集了注射系统及模内键合系统负载阻力变化值；采集了双泵出口压力随时间变化曲线,实验验证了液压系统响应特性。(本文来源于《中南大学》期刊2010-05-01）
蓝才红[9]（2009）在《聚合物微流控芯片模内键合微通道变形研究》一文中研究指出微流控芯片在生命科学、医学、化学、新药开发、食品和环境卫生监测等领域应用前景广阔,聚合物微流控芯片具有加工简单,低成本,易于批量生产等优点成为了研究热点,当前聚合物微流控芯片的成型工艺和键合工艺完全分开,自动化程度低,芯片制作周期长;本文对微流控芯片的模内键合技术展开研究,将为聚合物微流控芯片的注射成型和模内键合提供积累经验,为微流控芯片的批量、快速生产研究打下基础。首先,在聚合物粘合基础理论上从芯片键合力、表面张力和键合能出发,详细地分析了芯片的键合过程,在分析基础上提出微流控芯片的模内压缩键合方法,并对可行性进行了分析;研究了芯片键合应力、芯片表面质量、微通道变形和键合强度的产生原因及检测方法,研究表明基片和盖片的平面度对芯片键合应力和芯片表面微观质量影响较大,芯片表面洁净度主要影响到芯片表面微观质量,键合工艺参数影响微通道变形和键合强度。其次,设计对比了微流控芯片模内键合实验方案,并采用有限元法对1mm厚基片内宽0.1mm高0.04mm的微通道变形进行了仿真研究,结果表明:键合后微通道不能保持键合前的截面形状和尺寸精度,微通道的截面面积变小,其尺寸变化主要来于基片微通道尺寸向上凸起变形和盖片向下凸起两个方面,而微通道宽度尺寸基本保持不变;随着温度和压缩厚度增加,通道变形量增加,压缩厚度影响程度大于温度,微通道的变形随着盖片厚度的增加而减小,但减小变化不明显。再次,设计了一套芯片模内键合实验模具,实验研究了1mm厚的盖片和基片的芯片模内键合,对芯片键合面微观质量和通道变形进行了检测,实验结果表明,键合后芯片内部具有封闭微通道,证明可以模内压缩来键合芯片;微通道变形主要发生在高度方向,在宽度方向变形很小,微通道变形随着压缩厚度、温度和时间增加呈增大趋势,但影响程度不同,压缩厚度对芯片内微通道变形影响最大,要明显大于键合温度和键合时间的影响,与仿真结果得出的影响规律相同;键合面非键合缺陷随着键合工艺参数的升高而得到改善,压缩厚度和温度影响较大,时间影响不明显。(本文来源于《中南大学》期刊2009-06-30）
模内键合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
摘要：随着微流控芯片研究的不断深入,对低成本、大批量、一次性使用芯片的需求日益迫切,聚合物微流控芯片已成为微型便携分析仪器产业化和商业化的主要方向。目前,用于实验室研究的单件、小批量芯片制备已经能够实现,但如何实现聚合物微流控芯片高效、低成本制造才是该技术产业化所面临的关键难题。本文提出一种聚合物微流控芯片的注射成型及模内键合技术,实现了聚合物微流控芯片的注射成型和热键合工艺的有效集成,并利用数值模拟和实验研究的方式,研究了聚合物微流控芯片注射成型及模内键合工艺与相关理论,提高了微流控芯片的成型质量,为微流控芯片的批量化生产提供一个新思路。分析传统聚合物微流控芯片制造工艺,基于注射成型工艺中模内装配技术,提出一种微流控芯片注射成型及模内键合的制造工艺方案,对浇注系统、抽芯油缸及温度控制系统的设计进行了对比分析。最终,实现聚合物微流控芯片的成型、对准和键合的有效集成。在注射成型工艺中,首先针对微流控芯片宏观翘曲变形进行了实验研究,通过模流分析软件对芯片充填过程的压力分布进行了分析,揭示了注射成型工艺参数对制件的翘曲的影响规律,对成型工艺参数进行了初步优化。然后,利用单因素实验法,研究注射成型工艺参数对横向和纵向微观微通道复制度的影响。适当地增加模具温度、熔体温度可以减小不同位置微通道上宽的差距,使微通道形貌均匀一致；通过提高注射速度可有效降低微注射成型对高模具温度和熔体温度的要求。最后,优化了成型工艺参数,当模具温度90℃、熔体温度245℃、注射速度35cm3/s、保压压力140MPa,保压时间3s时,所成型微流控芯片的翘曲量较小、微通道形貌一致性良好。基于聚合物力学基础理论,分析模内键合过程中微流控芯片微通道的变形机理。进行了PMMA材料的高温力学性能实验,获得其相关力学性能参数,在玻璃转化温度附近时,PMMA表现出明显的粘弹性性能。利用有限元分析软件仿真分析了PMMA微流控芯片模内键合过程中微通道变形情况,与实验结果进行对比分析,揭示了键合工艺参数对微通道变形的影响规律。研究结果表明,采用广义Maxwell材料模型能较好的模拟聚合物微流控芯片键合过程中微通道的变形。随着键合温度、键合压力和键合时间的提升,芯片的微通道变形增加；键合温度和键合压力是影响微通道变形的主要因素。在键合过程中微通道顶部会与两侧壁发生粘合,对微通道变形影响很大,主要体现在上宽和高度方向上。基于吸附理论和扩散理论分析了微流控芯片模内键合过程中键合强度的形成机理。利用分子动力学软件对PMMA芯片模内键合过程进行模拟,同时进行了芯片模内键合实验及强度测试实验,对微流控芯片键合强度的形成机理进行了验证,研究了键合环境对芯片键合强度形成的影响规律。研究结果表明,芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当的增加键合压力,可以显着的提升键合强度,并缩短键合时间。而键合温度和键合时间的提升,增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。综合考虑模内键合过程中微通道变形及键合强度,论文选取键合温度102℃,键合压力1.8MPa和键合时间240s作为优化工艺参数。采用模内实验对优化工艺参数进行验证,所制备微流控芯片的键合强度达到了350KPa,且微通道网络密封性良好,芯片微通道高度为36μm,上宽为85μm,下宽为38μm,最大变形不超过10%,变形较小,满足要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
模内键合论文参考文献
[1].楚纯朋,蒋炳炎,周明勇,朱来余.模内键合聚合物微流控芯片键合强度分析[J].中南大学学报(自然科学版).2015
[2].楚纯朋.微流控芯片注射成型及模内键合研究[D].中南大学.2014
[3].楚纯朋,蒋炳炎,廖竞,王璋,黄磊.模内键合聚合物微流控芯片微通道变形研究[J].中南大学学报(自然科学版).2013
[4].廖竞,蒋炳炎,楚纯朋,王璋,黄磊.基于黏弹性模型的PMMA微流控芯片模内键合微通道变形研究[J].塑料工业.2012
[5].廖竞.模内键合聚合物微流控芯片的微通道变形分析及工艺参数优化[D].中南大学.2012
[6].王继章.聚合物平板微器件的翘曲及模内键合研究[D].大连理工大学.2012
[7].徐征,王继章,杨铎,刘冲,王立鼎.辅助溶剂对PMMA微流控芯片模内键合的影响[J].光学精密工程.2012
[8].陈闻.微流控芯片模内键合机双变量泵系统特性研究[D].中南大学.2010
[9].蓝才红.聚合物微流控芯片模内键合微通道变形研究[D].中南大学.2009