当前,聚合物微流控芯片在各种不同的应用领域成功取得了越来越多的认同,例如分析化学、生物学、制药、化学合成系统等。除了功能的改善与提高,这一成功主要归功于微流控芯片制造成本的降低。在微流控芯片的制造过程中,键合是关键步骤之一。到目前为止,针对微流控芯片的键合,尝试了许多方法,如直接热键合、胶粘接、激光焊接键合、表面改性等。用超声波塑料焊接方法实现微流控芯片的键合,是新兴的键合方式。与常用的直接热键合相比,具有效率高、变形小、可实现选择封装等优点。为了实现聚合物微流控芯片的超声波键合,本文设计制作出同时带有能量引导微结构和微沟道的PMMA基片,成功实现了带有十字微沟道的PMMA微流控芯片的超声波键合。主要工作包括:1.能量引导微结构的设计首先通过对超声波塑料焊接的原理与焊接头设计原则的研究,设计出截面形状为等腰三角形、顶角为70.52°、底边宽150μm的能量引导微结构,与待键合微沟道位于同一基片上,确定用硅模具热压的方法制备PMMA基片,实现微结构的制作。2.硅模具的制作工艺通过套刻和二次各向异性腐蚀方法,制作出用于热压同时带有能量引导微结构和微沟道的PMMA基片的硅模具,外形尺寸为52mm×27mm×1mm。3.热压法制备PMMA基片借助Taguchi正交实验设计对热压参数进行优化,在热压温度1 40℃,压力1.65 MPa,保压时间300 s的参数条件下,制作出了具有较高复制精度的同时带有能量引导微结构和微沟道的PMMA基片,外形尺寸为50mm×25mm×2mm。4.超声键合实验借助商用Branson2000×f焊机对所设计的PMMA基片实现了超声键合,证明所设计结构可行、有效。