芯片热压装备的液压系统.doc

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1、芯片热压装备的液压系统（同兴液压总汇）热压成型机的主体结构简，主要由真空系统、压力机本体、液压系统、加热和冷却系统等组成。采用PLC作为控制器，通过串行接口通信实现上位机PC与PLC之间的信息传递；由PC对PLC进行压力、温度、时间、真空度等参数值的预设定，同时监视PLC的运行状态，及时反馈系统信息；采用半导体热电致冷器进行加温与冷却，并以循环水辅助；使用液压回路实现机构运动及压力控制；设计真空泵为主体的空气回路以获得真空环境。微流控芯片热压成型机结构2加压器件选取与压力控制试验，加压器件选取本系统中采用液压传动装

2、置作为压力控制装置。它的设计应使压力变化连续平稳，效率较高；在保压阶段压力控制精度高，这对完成微流控芯片的压印成形过程非常重要。液压系统工作性能的优劣决定了产品质量的好坏，所以它是整个热压机正常工作的核心部件之一。采用传动装置作为压印机的压力控制装置，必须满足以下要求：为了适应不同聚合物基片材料的压印要求，必须获得不同的工作压力；为了减少微流道成形过程中的内应力和残余应力，压力变化必须连续平稳，保压阶段压力控制精度高。根据微流控芯片制作工艺需要，必须设计调压和保压回路，实现液压压力的无级调压和稳定保压。调压回路分为

3、单级调压回路、多级调压回路和无级调速回路3种。本研究选用无级调速回路，通过改变比例溢流阀的输入电流来实现无级调压，使压力切换平稳，且容易使系统实现远距离控制或程控。为了有利于模具和基片的摆放、定位，在两加热板间需提供较大的观察与操作的空间，液压活塞需要设置较大的行程。但活塞行程的增加势必会增加活塞进给的时间，从而降低压印效率。如果只增加活塞的进给速度，则进给过程中产生的较大压力会对模具与基片造成一定的冲击，影响定位精度，甚至造成破坏。为了避免增加压印时间，需要设计调速回路，以实现活塞的快降慢降加压慢升快升运动，在保

4、证工作效率的情况下最大限度地加大活塞行程。调速回路分为节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路。选用节流调速回路以用于定量泵供油，用节流阀（或调速阀）改变进入执行元件的流量使之变速。设计快速运动回路可以加快执行元件的空载运行速度，提高系统的工作效率以及充分利用功率。常用的有液压缸差动连接回路、蓄能器快速回路和双泵供油回路。本系统选用双泵供油回路来实现快速运动设计。根据上文提出的器件选取原则，设计热压机液压回路。结束语热压成型作为一种快速复制微流控芯片的技术，成本低、效率高、灵活方便、适合于大批量制造，是生产高质

5、量、高精度聚合物微流体芯片的理想方法。本研究根据热压成型原理，结合聚合物微流控芯片特点，提出了热压成型机设计的总体方案。试验结果表明，采用本研究提出的方案能充分满足微流控芯片热压成型机的工作要求。