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微流体芯片以和复杂气流道的键合方案——塑料激光焊接

更新时间  2022-08-02 16:06 阅读

伴随着时间的推移品质的提高,人们对生活的要求和对医疗保障的要求也越来越高。各大医疗器械公司在医疗器械研发上投入越来越多,医疗器械生产技术不断完善,巨大的资金支持促使许多最新技术应用于医疗器械生产。

塑料激光焊接工艺是20世纪90年代兴起的一种新型塑料焊接工艺。该工艺是一种非接触式焊接方法,在焊接过程中不会产生振动、噪声和灰尘。这是一种非常干净的精密焊接方法,非常适合医用塑料制品的精密焊接。

塑料激光焊接过程中,特定波段的激光从激光头射出,穿透待焊接工件的上塑料,被工件的下塑料表面吸收。下塑料表面熔化后,热量传递到上塑料下表面,开始熔化。在夹具压力的作用下,熔化部件焊接在一起,冷却后形成牢固的焊缝。

微流控键合

微流体芯片

微流体芯片是将样品制备、生化反应和结果检测步骤集成到一个非常小的塑料基芯片中,使用于检测的试剂量变成微升级,甚至纳生或皮肤升级。微流体芯片除了使用少量试剂外,还具有反应速度快、可丢弃等优点。

微流体芯片是近年来在中国大力开发的一个项目。微流体芯片实际上是一个微诊断平台,可以快速诊断疾病,节省大量的人力物力资源。同时,微流体芯片诊断平台携带方便,适用于不发达或偏远地区疾病的快速诊断。微流体芯片使用方便,但生产微流体芯片并不容易。

塑料激光焊接

微流体芯片由盖片和玻璃片组成。盖板为塑料薄膜或厚度为几毫米的塑料薄膜;许多复杂的精密通道是通过雕刻或注塑工艺在玻璃上形成的,通道的宽度一般在100微米到1毫米左右。为了密封这些精密通道,通常的工艺主要包括超声波、热压和胶合工艺,这些工艺都有致命的缺陷。超声波工艺会产生大量的溢流和粉尘,破坏和污染通道;热压工艺热影响面积过大,易变形溢出,破坏通道结构,热压工艺生产效率低;胶水粘合会使胶水进入通道,污染通道。同时,生产需要增加点胶和胶水固化工艺,增加成本。为了解决上述问题,最可靠的工艺是塑料激光焊接工艺。微流体芯片的激光焊接工艺主要是瑞士莱丹的覆盖焊接工艺。

掩模焊接过程采用线性激光束,掩模部分屏蔽流动通道。当激光束扫过芯片时,需要焊接的部分被焊接,流动通道不会受到影响,因为掩模会阻挡激光。掩模焊接的焊接精度(焊丝边缘至流动通道)可达0.1mm这种精度可以满足大多数临床微流体芯片的要求。

塑料激光焊接必须用夹具夹紧待焊接的上下工件。使用夹具的目的是使待焊接上下工件的焊接表面紧密贴合。对于大面积工件,由于注塑件不可避免地变形或表面不均匀,很难使用夹具确保焊接表面紧密贴合。我们在这方面有丰富的经验供参考。