聚合物微器件超声波非熔融联接机理与方法研究

聚合物微器件联接技术是生化MEMS等产品制造中的关键，目前主要研究的技术在方法的适用性、制作质量、效率等方面存在问题和局限性，最近开展的聚合物微器件超声波焊接的研究，为此提供了可行的解决途径。但是基于塑料超声波焊接局部熔融联接的机理，焊接影响区域较大，容易造成微器件的过热损坏，成为难以克服的瓶颈问题。根据聚合物器件在玻璃化转变温度以下能够实现联接的实验，首次提出聚合物微器件联接界面分子链定向迁移的超声波非熔融联接机理，克服熔融联接影响区域较大的问题。借鉴大分子动力学理论，并结合实验，研究联接界面聚合物分子链在超声波作用下的运动规律，建立聚合物微器件非熔融联接的分析模型，进而形成聚合物微器件联接结构的优化设计工具、非熔融联接工艺以及确定最佳工艺参数的方法，针对具体的应用背景，制作典型微器件，验证非熔融联接机理和工艺方法。项目研究将拓展超声波焊接的应用领域，促进聚合物MEMS制造技术的发展。