基于微細電鑄法制備微流控芯片模具工藝

劉 莉，郭鐘寧，蔡文萊，何俊峰

（廣東工業大學機電工程學院，廣東廣州510006）

基于微細電鑄法制備微流控芯片模具工藝

劉 莉，郭鐘寧，蔡文萊，何俊峰

（廣東工業大學機電工程學院，廣東廣州510006）

提出了一種制備微流控芯片模具的方法。首先，在分析微細電鑄流場特性的基礎上研究了流速對微流道傳質的影響；然后，討論了脈沖頻率、電流密度、安培時、溫度四個參數對微流控芯片模具質量的影響；最后，分析了基底毛化與模具結合力的關系。該方法實現了表面粗糙度值小、側壁垂直度高的微流控芯片模具的制備。

流場；微細電鑄；結合力；微流控芯片模具

微流控芯片被公認為21世紀最重要的前沿技術之一，但因其制造工藝復雜、成本高昂，且生產效率低，故不能得到大規模的應用[1-2]。在微流控芯片的UV-LIGA制作工藝中，技術難點之一是高質量圖形結構和使用壽命的微電鑄金屬模具的制作[3]。

本文研究了微流控芯片模具的制備方法，從三個方面分析了制備工藝對模具的影響。首先，通過有限元建模仿真驗證了流速與傳質的關系；然后，優化了SU-8工藝參數，提出了一種低成本、批量化的微流控芯片模具的制備方法；最終改善了微流控模具的粘結力，進而確保了微流控芯片金屬模具的圖形質量和使用壽命。

1 微細電鑄流場分布規律

在微流控芯片模具的微電鑄過程中，電鑄液的傳質過程會受到流場分布的影響，由于微結構的性質和電鑄機存在不同攪拌速度等問題，故流場分布規律較復雜。……