【微言大义】微流控芯片注塑成形技术-陈兢

2016/1/23
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员工2人 增至现在24人
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2016/1/23
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7个重大领军
我们是苏州工业园区首批重大领军 我们也是2015年姑苏领军
169个园区领军
2015年12月31日完成了融资交割 可能创造了中国MEMS企业第一轮估值的
最高记录
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弹性大：容易 分子结构松散：小分子扩散： 聚合不完全： 表面特性不稳
变形影响流道 高透气性导致 造成很大背景 短链分子进入 定：容易恢复
尺寸
蒸发（如PCR 噪声
反应体系
疏水状态
反应很难做）
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热压印
优点 • 模具费用低 • 开发时间短
缺点 • 受限于热塑性材料必须的加热和冷却过程， 工艺周期长，生产效率低 • 压印和脱模过程中模板的损伤。
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微注塑
•注射成型：将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型
模具制成各种形状的塑料制品，微注塑一般采用模
具镶嵌技术。
•优点：成型制件效率高、尺寸与质量一致性好
•可调节的工艺参数：
模芯制造
•模具温度
•料筒温度 •射出速度 •注射压力 •保压压力 •保压时间 •冷却时间
微注塑工艺难点
高深宽比 高填充率
变形和应 力控制
COC/COP 注塑
变模温 真空 超声
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微注塑模芯
• 含光专有金属微纳加工技术： 适用于多种金属、合金
• 最小线宽5um 深宽比高于10 • 表面粗糙度: Ra 100nm • 寿命: >50,000 循环
微加工技术 干法深硅刻蚀
最小线宽 优
良好的生物兼容性
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设计
设计
聚合物微制造
版图 模具
光刻
刻蚀
压印
注塑 PDMS 浇铸 激光
3D打印 精密
机加工
制造
打孔 切割
电极 制作
表面 处理
封接
质量 控制
学术界 工业界
后道工艺
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PDMS浇铸
优点：模具成本低，加工快速，易于封接 缺点：PDMS材料本身性能缺陷 目前尚无一款商用芯片使用PDMS制作。
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微流控芯片注塑成形技术
苏州含光微纳科技有限公司
陈 兢 博士 chenj@hicomp.com
微流控芯片常用材料
易于加工
硅 半导体，绝缘性不好 不透明 良好电渗性质
玻璃 优良的光学性质 工艺复杂，成本高 封接难度大
聚合 原材料便宜，种类多 物 加工性能好，可批量加工
表面质量 优
深宽比 优
寿命 差
LIGA
优
中
优
一般
精密机加工
一般
优
一般
优
微细电火花
一般
一般
良
优
优
优
优
优
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变模温注塑
• 动态模温控制 • 改善外观，消除缺陷，减少残余应力 • 减小注射压力，缩短成型周期 • 提高填充率
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真空注塑
• 从根本上解决排气不良问题，改善充填 • 加快注射速度，减少成型周期，提高生产效率
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压力驱动微流控芯片 电渗流驱动微流控芯片
阵列电极驱动微流控芯片
离心力驱动微流控芯片
表面张力驱动微流控芯片
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微流体应用工程师 MEMS工艺工程师 顶级技术团队 助你快速成长 一线城市薪资 各种福利补贴 丰厚期权激励 世界想看就看
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Байду номын сангаас
标准化芯片夹具
接头
微流控配件
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聚合物基片
微流控耗材
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含光实 验室
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￥19999 = 1000片
A good price is worth 1,000 words
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量产代 加工
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外，它们不溶于丙酮和异丙酮等生命科学领域经常使用的极性有机溶剂。 产品氧化问题
通氮气防止氧化 残存氧气浓度应小于0.1％
含光微纳微注塑技术
• 公司具备最先进的模具技术，掌握微注塑核心工艺和技术诀窍。技术指标：
• 跨尺度三维微注塑：能在PMMA、PC、PS、COC和COP等聚
最小线宽：2μm
合物上加工出各种流道、微柱、储液池和其他复杂三维结构。
最大深度：无限制
注塑工艺优化结果
深宽比：1-5 表面粗糙度：低至Ra1nm
含光微纳净化车间
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微注塑 vs.光盘注塑
•注塑压缩成型
光盘注塑 微注塑
设备
工艺
复杂、成本高、注 可调节参数有限 射压力低
芯片外形
光盘形状，后续切 割成本高
成本较低、注射压 可调节参数丰富,可 一次成型，任意外
力高
加各种辅机
形
特征尺寸
一种深度，难以超过 50μm
三维结构，任意深度
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2016/1/23
微注塑 vs. 热压印
1000片采购总价：2万-60万欧元!
过去的九个月,我们都做了什么？
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建设了 净化车间
微流控为什么这么难
价格
技术
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如何快速进入量产
标准化 芯片
含光实 验室
量产代 加工
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微通道芯片
微流体聚焦& 细胞分选芯片
单通道微液滴生成器芯片
扩散式微混合器芯片
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最小线宽20μm
标准化 芯片
RMB 40+
现货供应! 现货供应! 现货供应!
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超声辅助注塑
• 超声波塑化 • 降低熔体粘度，提高熔体流动性 • 有利于填充微小型腔 • 减少熔接痕
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2016/1/23
COC/COP注塑
• COC（cyclo-olefin copolymer, Topas ）环烯烃共聚物 • COP（cyclo-olefin polymer, Zeonor/Zeonex ）环烯烃聚合物 COC和COP具有卓越的光学特性、极低的吸水性和低水汽渗透性。另