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微流控芯片系統已成為目前分析儀器發展的重要方向與前沿,微流控芯片技術的發展,需要******的微制造技術為后盾。 本課題是國家863項目《面向微流控芯片的微模具制造裝備研究》的重要組成部分,本文的研究工作圍繞CO_2激光燒蝕加工微流控芯片的原理展開,具體分析了激光加工的特點,數控系統的組成和用戶界面的設計,從聚合物材料特性和激光加工參數選擇兩個方面對實驗研究進行詳細論述。CO_2激光燒蝕加工微流控芯片加上方法可以避免傳統的微電子工藝制造微流控芯片的局限性,同時解決當前微流控芯片制造工藝的高成本問題,研究低成本批量制造技術,為微流控芯片技術研究與產業化奠定基礎。 全文內容安排如下: ******章是緒論部分,在綜述國內外微機械系統(MEMS)發展概況的基礎上,介紹了激光加工技術在微加工領域的應用現狀,歸納出了聚合物微流控芯片加工的關鍵技術,提出本學位論文的研究內容。 第二章分析比較聚合物微流控芯片的幾種加工方法,同時對準分子激光和CO_2激光加工聚合物PMMA時的特性進行比較。最后重點論述了CO_2激光燒蝕加工的原理和特點。 第三章從分析PMAC多軸運動控制器的特點和功能著手,詳細闡述了基于PMAC的CO_2激光加工數控系統組成,同時介紹了PMAC控制的三軸聯動和PID參數的調整。 第四章是本論文的重點內容,提出面向對象模塊總體設計,對其中的控制中心模塊、仿真控制模塊和運動控制器模塊進行詳細的分析。重點介紹了這些模塊的類實現,給出了模塊的主要屬性和功能接口。最后,詳細介紹了PEWIN模塊的功能實現。 第五章介紹了微流控芯片加工的檢測儀器與設備,功率測量儀和微機械旋轉體視顯微檢測系統。同時對實驗結果從激光功率與流道深度的關系,冷卻時間與流道深度的關系,流道深度、寬度與加工回程次數的關系和十字型流道的試樣分析四個方面進行詳細論述。 第六章對本學位論文進行了總結,并對今后激光微細加工技術的發展做了展望。