臺灣博碩士論文加值系統

微米級的微特徵元件，不僅可以利用微電子領域上，目前更推廣至光學、感測、甚至於生醫方面生物晶片等領域，對於未來的科技發展具有舉足輕重的能力，但是要如何迅速且正確地的量產微特徵元件，則是目前遭遇到的最大問題。本研究利用射壓成型技術，研究各項製程參數對於具有微特徵的射出成品巨觀寬度收縮、微特徵寬度收縮及微特徵深度收縮的影響效應、探討巨觀與微觀收縮量之間的關連性，以及分析討論射壓與射出成品品質的比較。此微特徵模仁乃是利用精密放電加工的方式製造所得，微特徵槽深為80µm，槽道半高寬為117µm；而在品質量測儀器的使用上，巨觀的收縮為利用分釐卡量測， 微特徵的收縮則是利用表面輪廓儀及倒立式顯微鏡量測取得數據。對於巨觀的寬度收縮而言，模溫越高、保壓壓力越大、保壓時間越長、冷卻時間越長、壓縮力越大及壓縮時間越長時，則收縮量會降低，塑溫在185oC實有最低的收縮量，隨著塑溫越高時收縮量會增加，而當塑溫高於225oC，收縮量又會降低，而保壓切換距離會有一個最佳值，過短或過長都會造成收縮量增加；對於微特徵的寬度收縮而言，模溫越高及塑溫越高，則微特徵收縮量也會增加，射出速度越大、保壓壓力越大、保壓時間越長、冷卻時間越長、壓縮時間越大時，則微特徵寬度收縮量會降低。比較各項製程參數對於巨觀及微觀寬度收縮的影響效應，本研究發現模溫對於巨觀寬度收縮及微特徵寬度收縮的影響趨勢是相反的，模溫越高，巨觀寬度收縮降低，但是微特徵寬度收縮增加，而保壓壓力及冷卻時間對於巨觀及微觀的寬度收縮影響趨勢是一致的，保壓壓力越大或是冷卻時間越長，兩者收縮均降低。總體而言，巨觀寬度的平均收縮量為0.1778mm，收縮率約為0.5%，而微特徵寬度的平均收縮量為0.034mm，收縮率約為30%，微特徵深度的平均收縮量為3.74m，收縮率約為4%。因此得知微特徵的收縮量比較上，寬度收縮率比巨觀的寬度收縮比率高出許多，在射壓與射出的巨觀與微觀的收縮量比較上，射壓成型具有較佳且收縮量較小的成品品質，其射壓巨觀寬度收縮率為0.447%，射出巨觀收縮率為0.5%；射壓微觀寬度收縮率為30%，射出微觀收縮率為37.6%。綜合以上結果得知射壓成型具有較佳的成形性，因此在往後的微射出成型技術研發中，微特徵的變形量將是品質注重的重點。
關鍵詞: 微特徵、生物晶片、射壓成型、精密放電加工

摘 要---------------------------------------------------------I
目 錄---------------------------------------------------------Ш
表目錄--------------------------------------------------------Ⅴ
圖目錄--------------------------------------------------------Ⅵ
第一章、緒 論------------------------------------------------1.
1-1.前 言---------------------------------------------1.
1-2.傳統射出成型與射壓成型之簡介------------------------1.
1-2-1.傳統射出成型與微射出成型-----------------------1.
1-2-2.射出壓縮成型--------------------------------------------2.
1-3.微流體晶片之原理與製作簡介--------------------------4.
1-4.研究動機--------------------------------------------5.
1-5.文獻回顧--------------------------------------------5.
1-6.研究目的-------------------------------------------11.
第二章、研究方法---------------------------------------------14.
2-1. 模具與模仁的設計製造----------------------------- 14.
2-2. 實驗設備------------------------------------------22.
2-3. 田口品質工程理論----------------------------------23.
2-4. 實驗表規劃與設計----------------------------------28.
2-5. 實驗步驟------------------------------------------------35.
2-6. 品質量測------------------------------------------------36.
第三章、結果與討論-------------------------------------------66.
3-1.量測準確性的確認-----------------------------------------66.
3-2.射壓巨觀寬度收縮的參數效應研究---------------------------67.
3-3.射壓微觀深度及寬度收縮的參數效應研究---------------------68.
3-4.射壓巨觀寬度與微觀寬度收縮的比較研究---------------------70.
3-5.射出巨觀寬度收縮的參數效應研究---------------------------72.
3-6.射出巨觀厚度收縮的參數效應研究---------------------------73.
3-7.射出微觀深度及寬度收縮的參數效應研究---------------------74.
3-8.射出巨觀寬度與微觀寬度收縮的比較研究---------------------75.
3-9.射出巨觀厚度與微觀深度收縮的比較研究---------------------76.
3-10.射壓巨觀收縮與射出巨觀收縮的比較研究--------------------76.
3-11.射壓微觀寬度收縮與射出微觀寬度收縮的比較研究------------77.
第四章、結論與未來研究方向-----------------------------------95.
4-1.結論-----------------------------------------------------95.
4-2.研究貢獻-------------------------------------------------98.
4-3.未來研究方向---------------------------------------------98.
參考文獻----------------------------------------------------100.
附錄一、模具設計圖------------------------------------------106.

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