Đúc phun kênh vi lưu cần được đánh giá dựa trên cách thiết bị hoàn thiện di chuyển chất lỏng, chứ không phải dựa trên việc khoang đúc có tạo ra đường viền nhựa rõ ràng hay không. Độ sâu kênh, chiều rộng, hình dạng góc, độ nhám, độ phẳng của nắp, tình trạng hạt và biến dạng liên kết đều có thể thay đổi trở lực thủy lực hoặc làm xáo trộn dòng chảy. Một nửa được đúc chính xác vẫn có thể trở thành thiết bị kém sau khi hàn kín.
Mục tiêu phát triển thực tế là đạt được biên dạng kênh có thể lặp lại qua các công đoạn đúc, tháo khuôn, liên kết và kiểm tra chức năng. Phần đánh giá sau đây giữ các công đoạn đó gắn kết với nhau.
Đường dẫn của thiết bị
Khả năng sao chép kênh phải được đánh giá như một biên dạng
Một kênh chỉ được mô tả bằng chiều rộng và độ sâu danh nghĩa là chưa đầy đủ. Góc thành bên, bán kính đáy, độ vát mép, vết lõm cục bộ, kết cấu bề mặt và biến dạng nắp đều có thể làm thay đổi dòng chảy hoặc liên kết. Hãy đo mặt cắt ngang tại các vị trí xác định thay vì chấp nhận một hình ảnh kính hiển vi trông đẹp mắt.
Khả năng sao chép có thể thay đổi dọc theo kênh. Một đặc điểm gần cổng phun có thể chịu lịch sử nhiệt và áp suất khác với đặc điểm gần vùng điền đầy cuối cùng. Các giao điểm, khúc cua, bể chứa và vùng chuyển tiếp cũng có thể giữ khí hoặc nguội đi khác nhau. Kế hoạch kiểm tra nên lấy mẫu tại những vị trí có khả năng ảnh hưởng nhất đến trở lực chất lỏng và sự trộn.
Dung sai chức năng nên phản ánh thiết bị. Nếu trở lực dòng chảy là đầu ra, thay đổi chiều rộng được phép có thể phụ thuộc vào thay đổi độ sâu đi kèm. Các giới hạn cộng/trừ độc lập có thể cho phép một tổ hợp kênh không đáp ứng yêu cầu thủy lực.
Thay đổi khoảng cách cổng nạp ảnh hưởng đến những gì kênh nhận được
Khi polymer di chuyển từ cổng nạp, nó mất nhiệt và áp suất trong khi hướng dòng chảy của nó thay đổi. Các kênh mịn ở xa cổng nạp có thể được tái tạo kém hoàn chỉnh hơn, đặc biệt khi một thành đế mỏng cấp liệu cho chúng. Việc di chuyển cổng nạp có thể cải thiện một vùng trong khi tạo ra vết tích cổng nạp, đường hàn hoặc ứng suất gần vùng khác.
Một thử nghiệm hữu ích so sánh các biên dạng đặc trưng theo khoảng cách và hướng từ cổng nạp. Các mẫu bắn ngắn cho thấy trình tự điền đầy; dữ liệu áp suất khoang có thể chỉ ra khi nào vùng đặc trưng được tiếp cận; các phép đo quang học hoặc biên dạng xác nhận những gì đã được tái tạo. Những bằng chứng này phải nhất quán trước khi quy trình được mở rộng.
Không sử dụng trọng lượng tổng thể của chi tiết làm phép đo kênh. Một tấm mẫu có thể đạt trọng lượng ổn định trong khi các cạnh kênh cục bộ vẫn chưa hoàn chỉnh.
Lựa chọn vật liệu bao gồm quang học và liên kết
COC, COP, PC, PMMA và các polymer khác có thể vào danh sách rút gọn cho vi mạch lỏng tùy thuộc vào nhu cầu quang học, tiếp xúc hóa chất, nhiệt độ, tiệt trùng, chi phí và phương thức liên kết. Trang vật liệu COC TOPAS 5013 là một tham chiếu cấp vật liệu hữu ích, nhưng lựa chọn tốt nhất vẫn phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể. Chỉ riêng độ trong suốt không chứng minh được độ tự huỳnh quang thấp, khả năng chống hóa chất hoặc tương thích với xử lý bề mặt.
| Nhu cầu thiết bị | Câu hỏi về vật liệu | Bằng chứng đủ điều kiện |
|---|---|---|
| Phát hiện quang học | Truyền qua, độ mờ, huỳnh quang, ứng suất | Kiểm tra ở bước sóng hoạt động sau khi liên kết |
| Tiếp xúc hóa chất | Trương nở, nứt, chiết xuất, hấp thụ | Phơi nhiễm bằng dung dịch thực tế và thời gian |
| Liên kết nhiệt hoặc dung môi | Mềm hóa và sụp kênh | Mặt cắt hồ sơ thiết bị đã niêm phong |
| Tiệt trùng | Màu sắc, độ giòn, kích thước, hóa học bề mặt | Xác nhận chức năng sau chu trình |
Tháo khuôn có thể làm thay đổi kênh được điền đúng
Các gân có tỷ lệ khung hình cao trong khuôn tạo thành các kênh hẹp trong chi tiết. Trong quá trình tháo, ma sát, độ dốc không đủ, độ nhám, chân không hoặc đẩy ra sớm có thể kéo thành và mép kênh. Hư hỏng có thể xuất hiện dưới dạng độ côn, vết trắng, vệt kéo hoặc thay đổi hồ sơ cục bộ.
Hoàn thiện dụng cụ nên hỗ trợ cả sao chép và tháo. Bề mặt được đánh bóng cao có thể được yêu cầu cho quang học, và một đúc quang học và trong suốt đánh giá có thể căn chỉnh độ hoàn thiện bề mặt, vị trí cổng, kiểm soát ứng suất và kiểm tra. Hướng kết cấu và chiều dài tiếp xúc vẫn ảnh hưởng đến ma sát. Đẩy ra nên tải các vùng không chức năng được hỗ trợ và giữ chi tiết phẳng cho đến khi nó được chuyển an toàn.
So sánh kỳ vọng trong lòng khuôn với các phép đo sau khi đẩy ra. Nếu hồ sơ thay đổi sau khi tháo hoặc điều hòa, việc chỉnh sửa thuộc về làm mát, độ dốc, bề mặt, đẩy ra hoặc xử lý—không tự động thuộc về điền.
Kiểm soát hạt trước khi chúng trở thành hạn chế dòng chảy
Các hạt, sợi, nhựa phân hủy, cặn khuôn, chất chống dính và cặn từ quá trình xử lý có thể làm tắc nghẽn kênh hoặc cản trở liên kết. Bề ngoài sạch ở khoảng cách quan sát bình thường là chưa đủ khi một hạt nhỏ chiếm một phần đáng kể của đường dòng chảy.
Xác định mức độ sạch cần thiết dựa trên rủi ro của thiết bị và quy trình phía sau. Việc xử lý vật liệu, vệ sinh dụng cụ, chất lượng không khí, tiếp xúc của người vận hành, đóng gói và vận chuyển phải hỗ trợ yêu cầu đó. Tránh thêm chất chống dính khuôn trừ khi ảnh hưởng của nó đến liên kết và tiếp xúc với chất lỏng đã được xác nhận.
Khả năng truy xuất nguồn gốc rất hữu ích khi nhiễm bẩn xảy ra không liên tục. Ghi lại khoang khuôn, trình tự phun, lô vật liệu, sự kiện vệ sinh và lô đóng gói để có thể điều tra phát hiện hạt thay vì coi đó là ngẫu nhiên.
Xác nhận thiết bị vi lỏng hoàn thiện
Kiểm tra kích thước là cần thiết nhưng chưa đủ. Niêm phong chi tiết bằng quy trình dự định, sau đó kiểm tra rò rỉ, hành vi nổ hoặc áp suất khi có liên quan, tốc độ dòng chảy hoặc trở lực thủy lực, trộn, phát hiện quang học và tương thích hóa học. Liên kết có thể ép nén nóc kênh, thêm cặn hoặc tạo ứng suất không có sau khi đúc.
- Đo các biên dạng kênh quan trọng trước khi liên kết.
- Ghi lại nhiệt độ, áp suất, năng lượng, thời gian và căn chỉnh khi liên kết.
- Cắt hoặc chụp ảnh các kênh đã niêm phong đại diện.
- Chạy thử nghiệm chức năng chất lỏng trên các khoang và lô.
- Thử thách môi trường lưu trữ và sử dụng dự kiến.
- Tương quan kết quả chức năng với kích thước đúc và liên kết.
Đối với mục đích chẩn đoán và y tế, kế hoạch đúc phun y tế rộng hơn cũng có thể cần các kiểm soát về nhiễm bẩn, truy xuất nguồn gốc, đóng gói và xác nhận. Ép Phun Vi Mô liên kết trong chuỗi đó chỉ là một giai đoạn của thiết bị hoàn thiện.
Các câu hỏi thường gặp
Tại sao hai kênh có cùng chiều rộng lại có thể chảy khác nhau?
Độ sâu, hình dạng góc, độ nhám, độ côn, biến dạng nóc, hạt và tính chất lưu chất đều có thể thay đổi lực cản. Chỉ riêng chiều rộng không định nghĩa được biên dạng.
Nhiệt độ khuôn cao hơn có cải thiện mọi kênh không?
Nó có thể làm chậm đông bề mặt và cải thiện khả năng sao chép, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến thời gian chu kỳ, tháo khuôn, ứng suất và kích thước. Cửa sổ quy trình an toàn phải được xác nhận.
Khi nào nên đo các kênh?
Đo sau khi đúc và đo lại sau các bước liên kết và điều hòa dự kiến. Trạng thái thiết bị hoàn thiện quyết định chức năng.
Có thể đánh giá độ trong quang học bằng mắt thường không?
Kiểm tra bằng mắt hữu ích cho các khuyết tật rõ rệt, nhưng các ứng dụng phát hiện nên được kiểm tra ở bước sóng và hình học phù hợp.
Một yêu cầu báo giá vi lưu cần bao gồm những gì?
Bao gồm CAD kênh, dung sai chức năng, lưu chất và áp suất, phương pháp quang học, hạn chế vật liệu, phương án liên kết, yêu cầu độ sạch, kế hoạch kiểm tra và khối lượng.