[发明专利]膜动聚合物微流控芯片的基板与隔膜焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜动聚合物微流控芯片制造技术领域，特别涉及一种膜动聚合物微流控芯片的基板与隔膜焊接方法。

背景技术

膜动聚合物微流控芯片的制造方法及装置是微流体技术实现产业化规模生产，进入应用市场的关键，采用激光辐射熔融焊接方法焊接聚合物使焊接精度、质量得到提升，可以进行微焊接加工。

中国发明专利“焊接塑料工件或塑料与其他材料的激光焊接方法及装置ZL00101924.4”公开了一种采用激光焊接塑料工件的方法，它是将两块需要焊接的工件压在一起，焊接面接触，靠近激光的工件是对激光透明的，另一块是不透明的，用于吸收光产生热量，通过激光照射进行焊接；中国发明专利“用于加工工件的方法和装置ZL03132664.1”公开了一种用于激光焊接加工工件的固定方法和装置，该装置由上压和下压两部分组成，上压部分主要包括透光上压板，及透光弹性软膜；下压部分包括下压板，压力室，压力活塞；焊接激光从上面射入，焊接区域控制是通过放置在透光上压板上面的一块蒙版的透光和不透光区域来实现的；两焊接工具的焊接面通过压力接触，上面靠近激光光源的工件对激光光束要求透明，下面工件要尽可能吸收激光。该方法和装置适用于两个工件是刚性的、不考虑变形的弹性材料的焊接。

膜动聚合物微流控芯片的制造工艺中的焊接工件一个是透光弹性薄膜，另一块是不透光刚性基板，焊接时两焊接面要平展接触，需要有竖直压力；实际焊接基板的焊接面不是理想平面，有高低不平，上压板采用平板，在压力下整体平面内仍会有不平所产生的缝隙，及气膜，使焊接不上；在平板下增加一个透光弹性软垫，可以补偿一些平面度的不平问题，由于其原理是根据弹性软垫的压力弹性变形而实现的；这样，在基板高凸处压力大变形大，在低凹处压力小变形小，熔融焊接后在平面高低不同区域压力不同焊接效果就不同，在某个低度会有焊接不够牢固，甚至焊接不上的情况；在基板沟槽边缘处平面突变，隔膜下方失去支持，压力对隔膜产生拉伸力，直接影响隔膜焊接后的平整度；对于微流体这类精密隔膜焊接是不符合要求的；若将透光弹性软垫加厚、加硬，使其能保证有较大的平面弹性变形幅度，又能控制在沟槽等结构处不会有过大变形，但是透光垫的增厚会对辐射光产生吸收，影响焊接。

因此，现有技术无法实现对于微流控这种由基板和隔膜之间的牢固焊接。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现膜动聚合物微流控芯片的基板和隔膜的之间的牢固焊接，且焊接面平整、均匀。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种膜动聚合物微流控芯片的基板与隔膜焊接方法，包括步骤：焊接前，固定基板，将所述隔膜平展地覆盖在所述基板的表面；施加压力将隔膜压在所述基板表面，焊接时利用激光透过所述隔膜照射所述基板上的焊接区域，所述焊接区域受热熔化后将所述基板和隔膜焊接在一起。

其中，对所述隔膜施加拉力，拉紧后覆盖在所述基板的表面。

其中，施加压力时随所述隔膜弹性参数和施加的压力大小调整拉力大小。

其中，焊接时，所述激光的功率为：80～120W，激光扫描速度为：60～80mm/s。

其中，焊接前还采用蒙板遮挡所述基板的非焊接区域，使激光透过蒙板的透光区域照射到所述基板的焊接区域。

其中，采用透明的压板施加压力将隔膜压在所述基板表面。

其中，采用透明的压板施加压力前，在所述隔膜和所述压板之间设置一层透明的弹性软垫。

其中，采用气压舱施加压力的方式将隔膜压在所述基板表面，将所述气压舱的气压或外界气压施，或将气压舱的气压和外界气压同时施加在所述隔膜和基板的焊接的表面，施加气压时，气压舱为密闭状态。

其中，所述气压舱与所述隔膜同侧，利用所述隔膜密封所述气压舱，向所述气压舱中充气，充入的气体在所述隔膜表面形成气压面以对所述隔膜施加压力，所述气压舱的舱体为透明材料制成。

其中，充气时还包括调节所述气压舱内气压的步骤。

其中，所述气压舱与所述隔膜同侧，在所述隔膜表面覆盖一层压膜，利用所述压膜密封所述气压舱，向所述气压舱中充气，充入的气体在所述压膜表面形成气压面以对所述隔膜施加压力，所述气压舱的舱体为透明材料制成。

其中，所述压膜覆盖在所述隔膜表面后对所述压膜施加拉力，充气时根据气压大小调整所述拉力大小。

其中，所述压膜的物料特性和所述隔膜的物料特性相同。

其中，充气时还包括调节所述气压舱内气压的步骤。