CN114043649A - 用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模、成型方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模、成型方法及其应用，该复合结构阳模包括金属基底、黏附所述金属基底上的中间涂层，以及，位于所述中间涂层表面的多个微结构凸起；所述中间涂层和微结构凸起均由耐高温结构胶和陶瓷纳米颗粒混合而成；所述中间涂层的厚度小于100um。本发明可实现10微米以下精密微结构塑料芯片的低价快速制备，并可实现曲面微结构的制备，能够应用于微流控芯片、光学超构表面以及超疏水、减阻等功能性表面的制备。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料精密成型领域以及微流控领域，尤其涉及一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模、成型方法及其应用。
背景技术
微流控技术通过对流体在微尺度下的精确操控实现高效化学反应、新材料制备以及单细胞研究等功能，在化工、材料和生物医药领域有广泛的应用。各种微流控技术的实现依赖于具有精密微结构的微流控芯片。微流控芯片的制备材料包括聚二甲基硅氧烷橡胶(PDMS)、玻璃、硅板以及塑料等众多材料。其中，塑料材料的微流控芯片具有耐溶剂性能好、气密性高以及力学性能优异等优点。此外，由于平均成本低，商业化应用中一般都采用塑料材料的微流控芯片。因此，在一些涉及有机溶剂和高温蒸汽的应用场景以及商业化大规模生产前的预试验等场合，都需要塑料微流控芯片的快速原型化制造。
基于微结构阳模进行的热压、注塑和压印等方法是制造塑料微流控芯片的主要方法。然而，目前仍然缺少可以快速、低成本、制造精度高(≤10微米)的微结构阳模的方法。实验室中常用的基于SU-8光刻技术制造的阳模的力学性能有限，虽然具有制备高精度结构的能力，但是仅适用于PDMS等软材料，不宜直接应用于塑料。微机械加工、激光刻蚀以及普通的3D打印等方法，虽然可以制造微结构阳模，且成本低，但是尺度精度不高，一般只能加工100微米以上的微结构，无法满足很多的微流控芯片使用需求。工业中所使用的LIGA等技术可以制备高精度微结构阳模，但是价格昂贵，加工周期长，不适合早期研发阶段的小批量、快速、原型化设计制造的特点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模、成型方法及其应用，具体技术方案如下：
一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模，该复合结构阳模包括：
金属基底；
黏附所述金属基底上的中间涂层；
以及，位于所述中间涂层表面的多个微结构凸起；
所述中间涂层和微结构凸起均由耐高温结构胶和陶瓷纳米颗粒混合而成；
所述中间涂层的厚度小于100um。
进一步地，所述金属基底与所述中间涂层接触的面为平面或曲面。
进一步地，所述耐高温结构胶和陶瓷纳米颗粒的混合物中陶瓷纳米颗粒的质量占比为10％～20％。
一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模的成型方法，该方法包括如下步骤：
S1：通过软光刻法制造PDMS阴模；
S2：将陶瓷纳米颗粒进行表面活化处理，然后与耐高温结构胶进行均匀混合后，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；
S3：将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
S4：在半交联后的耐高温结构胶/陶瓷复合材料表面覆盖金属基底，然后通过限位装置保证所述耐高温结构胶/陶瓷复合材料的中间涂层能达到预设的厚度，继续加热；待耐高温结构胶/陶瓷复合材料完全交联后，取出黏附在一起的金属基底、耐高温结构胶/陶瓷复合材料和PDMS阴模；
S5：利用PDMS的柔性取下PDMS阴模，得到复合结构阳模。
一种基于复合结构阳模的塑料微流控芯片的压印方法，包括如下步骤：
(1)在复合结构阳模的金属基底的一侧按顺序贴上加热片、水冷片和隔热片，并在复合结构阳模上粘贴温度传感器，得到具有温度控制功能的集成式微结构阳模；
(2)将所述集成式微结构阳模固定到压缩试验机上，微结构一侧朝下；加热片和温度传感器连接到加热控制器，水冷片连接水冷控制器，两者共同控制阳模温度；将待加工的塑料板放置在压缩试验机的平台上；通过压缩试验机控制压力，将集成式微结构阳模压入待加工的塑料板，从而将微结构压印到塑料板上；保压并冷却后，卸压后，将集成式微结构阳模与塑料板分离，得到印有微结构的塑料板；
(3)将带有微结构的塑料板进行后处理，再与另一片塑料底板键合，形成完整的塑料微流控芯片。
一种将低强度微结构复制在塑料表面的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将待复制的低强度微结构倒模到第一级PDMS模板上，得到所述低强度微结构的反向微结构；
(2)将第一级PDMS模板上的反向微结构倒模到第二级PDMS模板上，从而得到所述低强度微结构同向的微结构；
(3)将陶瓷纳米颗粒进行表面活化处理，然后与耐高温结构胶进行均匀混合后，均匀涂抹在带有同向的微结构的第二级PDMS模板的表面，真空除去气泡；
(4)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的第二级PDMS模板进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联后；
(5)在半交联后的耐高温结构胶/陶瓷复合材料表面覆盖金属基底，然后通过限位装置保证所述耐高温结构胶/陶瓷复合材料的中间涂层能达到预设的厚度，继续加热；待耐高温结构胶/陶瓷复合材料完全交联后，取出黏附在一起的金属基底、耐高温结构胶/陶瓷复合材料和第二级PDMS模板；
S5：利用第二级PDMS模板的柔性取下第二级PDMS模板，得到带有反向微结构的复合结构模板；
S6：将复合结构模板的反向微结构转印到塑料表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的复合结构阳模，力学性能和导热性能优秀，可用于微注塑、热压和压印等多种塑料加工方法，适用性广。
(2)本发明所述方法可以快速制备具有10微米以下直至亚微米级结构的高精度阳模且可以实现曲面微结构，与一般的机械加工、激光刻蚀和3D打印等方法相比，制造精度大幅提高。
(3)本发明的复合结构阳模的制备方法与LIGA、激光直写等模具制造方法相比，成本大幅降低，尤其适用于需要不断修改微通道结构的原型化设计研究阶段。
(4)本发明的塑料微流控芯片的制备方法，因复合结构阳模的耐高温结构胶/陶瓷复合涂层很薄，总体导热系数高，因此通过在微结构阳模上集成紧凑的温度控制模块后，芯片的加工效率高，每5～10分钟即可完成一次压印。
(5)本发明的低强度微结构复制在塑料表面的方法适用于将荷叶等天然生物材料上的微结构复制到塑料材料上，这是其他方法所难以达到的。
附图说明
图1为本发明的实施例1～3的复合结构阳模的成型方法的流程图；
图2为本发明实施例1中的复合结构阳模实物图和微结构图；
图3为本发明的实施例1～3复合结构阳模和对比例1～3的阳模的导热系数的柱状图；
图4为本发明的实施例1～3复合结构阳模和对比例1～3的阳模的热膨胀系数的柱状图；
图5为本发明的实施例1～3复合结构阳模和对比例1阳模的耐压性能的曲线图，其中左图为抗压强度，右图为抗压模量；
图6为本发明中复合结构阳模的耐磨性能图，其中，左图为耐磨测试方法示意图，右图为测试得到的耐磨性能曲线图；
图7为本发明的基于复合结构阳模的塑料微流控芯片的压印方法的流程图；
图8为实施例4中的阳模和PMMA微结构；
图9为本发明的带有曲面涂层和曲面微结构的复合结构阳模的成型方法的流程图；
图10为实施例5中的曲面阳模；
图11为实施例6中制造得到的PMMA荷叶结构和接触角；
图中，1为PDMS阴模，2为陶瓷纳米颗粒，3为耐高温结构胶，4为金属基底，5为刚性平板，6为标准立方体量块，7为夹子，8为加热片，9为温度传感器，10为水冷片，11为隔热片，12为压缩试验机，13为加热控制器，14为水冷控制器，15为印有微结构的塑料板，16为塑料底板，17为曲面金属基底，18为互补曲面垫板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：由金属基底、耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒的涂层组成的复合结构阳模
(1)通过软光刻法制造高精度双乳液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；单个图案面积为1cm×2cm，一个模板上共包括12个相同图案；
(2)采用ZrO2纳米颗粒，进行硅烷化处理后，与耐高温结构胶按质量比1:4进行均匀混合，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；微结构涂层厚度控制为200微米；
(3)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
(4)取厚度为1mm的不锈钢底板4覆盖在耐高温结构胶/陶瓷复合材料上，用两块刚性平板5夹住。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到总体尺寸为4cm×6cm×1.2mm的复合结构阳模。具体的制备工艺如图1所示。
实施例1所得微结构阳模的照片如图2(A)所示。其中每个图案都包含高度从10微米至260微米不同高度的微结构，如图2(B)所示。将其喷金后通过电镜观察其微结构，可观察到所得结构可以实现较大的高宽比，如图2(C)所示。
实施例2：由金属基底、耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒的涂层组成的复合结构阳模
制备工艺与实施例1相同，仅将ZrO2纳米颗粒与耐高温结构胶按质量比替换为1:9。
实施例3：由金属基底、耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒的涂层组成的复合结构阳模
制备工艺与实施例1相同，仅将ZrO2纳米颗粒与耐高温结构胶按质量比替换为3:7。
对比例1：不含陶瓷纳米颗粒的复合结构阳模
(1)通过软光刻法制造高精度双乳液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；
(2)将耐高温结构胶均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；
(3)将涂有耐高温结构胶的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶发生半交联；
(4)取厚度1mm的不锈钢底板4覆盖在耐高温结构胶上，用两块刚性平板5夹住整个样品。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到不含陶瓷纳米颗粒的复合结构阳模。
对比例2：仅由耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒组成的阳模
(1)通过软光刻法制造高精度双乳液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；
(2)采用ZrO2纳米颗粒，进行硅烷化处理后，与耐高温结构胶分别按质量比1:9，1:4和3:7进行均匀混合，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；
(3)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
(4)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模覆盖上一片耐高温离型膜，用两块刚性平板5夹住整个样品。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到仅由不同质量比的耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒组成的阳模，共有三个。
对比例3：由PDMS制备的阳模
(1)通过软光刻法制造高精度双乳液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；
(2)将PDMS阴模用羟丙基甲基纤维素进行处理；
(3)在处理后的PDMS阴模表面涂上新的PDMS预聚体，真空除去气泡；
(4)将涂有PDMS预聚体的PDMS阴模放入高温烘箱，达到半交联状态后，覆盖上一片耐高温离型膜，用两块刚性平板5夹住。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到由PDMS制成的阳模。
上述实施例1～3和对比例1、2得到的复合结构阳模的总厚度相等。
结果：将上述实施例1～3和对比例1～3制备得到的阳模进行热学性能测试。结果显示，复合结构阳模的导热系数是仅由耐高温结构胶/陶瓷纳米颗粒组成的阳模的4倍，是由PDMS制备的阳模的20倍，如图3所示。复合结构阳模在保持了与PDMS阳模相当的尺寸精度的前提下，显著提高的导热系数使得后续芯片加工效率的显著提高。此外，随着陶瓷纳米颗粒含量的提高，导热系数也随之逐渐提高。同时，复合结构阳模的热膨胀系数也随着陶瓷纳米颗粒含量的提高而逐渐降低，且显著低于PDMS阳模的热膨胀系数，如图4所示。较低的热膨胀系数有利于在后续芯片加工过程中减小芯片成型后的内应力和变形问题。
将上述实施例1～3和对比例1得到的复合结构阳模进行力学性能测试，结果显示微结构的抗压性能与陶瓷纳米含量有关。陶瓷纳米颗粒含量的提高有利于抗压模量的提高，如图5所示。同时，当陶瓷纳米颗粒含量小于10％时，提高陶瓷含量有利于抗压强度的提高。但是当陶瓷纳米颗粒含量超过25％后，提高陶瓷含量会导致抗压强度的下降。因此本发明选用陶瓷纳米颗粒含量为10％～20％之间。通过摩擦40μm高的微结构凸起并测量一定循环次数后的所剩高度，可以得到随着陶瓷含量的提高，复合结构阳模上的微结构的耐磨性能也随之提高，如图6所示。
实施例4：通过压印制造高精度液滴生成芯片
(1)通过软光刻法制造含有10微米结构的高精度液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；
(2)采用ZrO2纳米颗粒，进行硅烷化处理后，与耐高温结构胶按质量比1:4进行均匀混合，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；微结构涂层厚度控制为200微米；
(3)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
(4)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模放入高温烘箱，达到半交联状态后，取厚度为1mm的不锈钢底板4覆盖在耐高温结构胶/陶瓷复合材料上，用两块刚性平板5夹住。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到复合结构阳模；
(6)在复合结构阳模的金属基底的一侧按顺序贴上加热片8、水冷片10和隔热片11，并在复合结构阳模上粘贴温度传感器(9)，得到具有温度控制功能的集成式微结构阳模；加热片8和温度传感器9总厚度为1mm，水冷片10的厚度为6mm，隔热片11的厚度为2mm；
(7)微流控芯片压印：将总体尺寸为1cm×2cm×1cm的集成式微结构阳模固定到压缩试验机12上，微结构一侧朝下；加热片8和温度传感器9连接到加热控制器13，水3冷片10连接水冷控制器14，两者共同控制阳模温度；采用5mm厚度的PMMA板作为待加工塑料板，将待加工的塑料板放置在压缩试验机12的平台上；将集成式微结构阳模轻压到PMMA板上，首先通过压缩试验机12控制压力为80N，通过控制器将温度升至150℃，并保持3min后，将压力提高至500N，将集成式微结构阳模压入待加工的塑料板，维持温度和压力1min等待PMMA板充分变形，从而将微结构压印到塑料板上；开启循环水泵进行水冷，直至降至室温后撤去压力，将集成式微结构阳模与塑料板分离，取出加工完成的PMMA板，得到印有微结构的塑料板15。
具体的制备工艺如图7所示；
(8)结果：将微结构阳模和压印得到的PMMA板进行喷金，然后通过电镜观察其微结构，如图8。其中方块阵列的间隙为10微米，边界清晰，垂直度好，可见该实施例成功实现了10微米精度微结构的制造。
实施例5：曲面微结构阳模的制造
(1)通过软光刻法制造高精度双乳液滴生成微流控芯片的PDMS阴模；单个图案面积为1cm×2cm，一个模板上共包括12个相同图案；
(2)采用ZrO2纳米颗粒，进行硅烷化处理后，与耐高温结构胶按质量比1:4进行均匀混合，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面(图案面积为1cm×2cm)，真空除去气泡；微结构涂层厚度控制为200微米；
(3)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
(4)取直径为1cm的不锈钢圆柱环作为曲面基底17，将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模弯曲后贴在曲面基底17表面。取一片曲率与不锈钢圆柱环相同的互补曲面垫板18，压在PDMS阴模上。用两块刚性平板5夹住，并两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到总体尺寸为4cm×6cm×1.2mm的复合结构阳模。具体的制备工艺与平面复合结构阳模制备的工艺的不同之处如图9所示；
(2)结果：所得微结构曲面阳模的总体形状和其中的局部微结构如图10所示。可见在曲面上也可以形成高精度的微结构。
实施例6：将荷叶微结构复制到PMMA表面
(1)阳模的制造：摘取新鲜平整荷叶，将PDMS与交联剂按10:1混合后覆盖于荷叶上，通过施加真空去除荷叶与PDMS之间的微气泡，低温交联PDMS后将其从荷叶上脱离，从而得到印有荷叶微结构的第一级PDMS模板；
(2)将PDMS阴模用羟丙基甲基纤维素进行处理后，用PDMS倒模得到第二级PDMS模板；
(3)采用ZrO2纳米颗粒，进行硅烷化处理后，与耐高温结构胶按质量比1:4进行混合。将耐高温结构胶/陶瓷复合材料均匀涂抹到第二级PDMS模板表面(图案面积为1cm×2cm)，真空除去气泡。将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模放入高温烘箱，达到半交联状态；
(4)取厚度为1mm的不锈钢底板4覆盖在耐高温结构胶/陶瓷复合材料上，用两块刚性平板5夹住。两块刚性平板5之间放置两块标准立方体量块6，用于限定两块刚性平板5之间的间距。通过夹子7固定刚性平板5之后，继续放置在高温烘箱中，达到完全交联状态后取出；
(5)利用PDMS的柔性取下PDMS阴模1，得到复合结构阳模。具体的制备工艺如图1所示；
(6)在复合结构阳模的金属基底的一侧按顺序贴上加热片8、水冷片10和隔热片11，并在复合结构阳模上粘贴温度传感器(9)，得到具有温度控制功能的集成式微结构阳模；加热片8和温度传感器9总厚度为1mm，水冷片10的厚度为6mm，隔热片11的厚度为2mm；
(7)荷叶微结构压印：将总体尺寸为1cm×2cm×1cm的集成式微结构阳模固定到压缩试验机12上，微结构一侧朝下；加热片8和温度传感器9连接到加热控制器13，水冷片10连接水冷控制器14，两者共同控制阳模温度；采用5mm厚度的PMMA板作为待加工塑料板，将待加工的塑料板放置在压缩试验机12的平台上；将集成式微结构阳模轻压到PMMA板上，首先通过压缩试验机12控制压力为80N，通过控制器将温度升至150℃，并保持3min后，将压力提高至500N，将集成式微结构阳模压入待加工的塑料板，维持温度和压力1min等待PMMA板充分变形，从而将微结构压印到塑料板上；开启循环水泵进行水冷，直至降至室温后撤去压力，将集成式微结构阳模与塑料板分离，取出加工完成的PMMA板，得到印有荷叶微结构的PMMA板；
结果：所得复合结构阳模上的反相荷叶微结构如图11(A)所示，压印后得到的PMMA上的荷叶微结构如图11(B)所示。所得的PMMA荷叶具有半透明的性状，经测试其接触角达到155°，实现了类似荷叶的超疏水特性。荷叶上的微结构为微小的3d结构的锥形凸起，若通过微机械加工等方法制造难度较高。原生荷叶以及PDMS模具上的锥形凸起的强度低，力学性能差，难以直接对硬质的PMMA等塑料进行压印。因此，本发明所述的复合结构阳模凭借其力学性能好且复制精度高的优势，使得将生物等来源的低强度微结构复制到塑料表面成为可能。
Claims (6)
1.一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模，其特征在于，该复合结构阳模包括：
金属基底；
黏附所述金属基底上的中间涂层；
以及，位于所述中间涂层表面的多个微结构凸起；
所述中间涂层和微结构凸起均由耐高温结构胶和陶瓷纳米颗粒混合而成；
所述中间涂层的厚度小于100um。
2.根据权利要求1所述的用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模，其特征在于，所述金属基底与所述中间涂层接触的面为平面或曲面。
3.根据权利要求1所述的用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模，其特征在于，所述耐高温结构胶和陶瓷纳米颗粒的混合物中陶瓷纳米颗粒的质量占比为10％～20％。
4.一种用于塑料微流控芯片制造的复合结构阳模的成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：通过软光刻法制造PDMS阴模；
S2：将陶瓷纳米颗粒(2)进行表面活化处理，然后与耐高温结构胶(3)进行均匀混合后，均匀涂抹在所述PDMS阴模的表面，真空除去气泡；
S3：将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的PDMS阴模进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联；
S4：在半交联后的耐高温结构胶/陶瓷复合材料表面覆盖金属基底(4)，然后通过限位装置保证所述耐高温结构胶/陶瓷复合材料的中间涂层能达到预设的厚度，继续加热；待耐高温结构胶/陶瓷复合材料完全交联后，取出黏附在一起的金属基底(4)、耐高温结构胶/陶瓷复合材料和PDMS阴模；
S5：利用PDMS的柔性取下PDMS阴模，得到复合结构阳模。
5.一种基于复合结构阳模的塑料微流控芯片的压印方法，其特征在于，所述的复合结构阳模根据权利要求4所述的制备方法获得；塑料微流控芯片的制备方法包括如下步骤：
(1)在复合结构阳模的金属基底的一侧按顺序贴上加热片(8)、水冷片(10)和隔热片(11)，并在复合结构阳模上粘贴温度传感器(9)，得到具有温度控制功能的集成式微结构阳模；
(2)将所述集成式微结构阳模固定到压缩试验机(12)上，微结构一侧朝下；加热片(8)和温度传感器(9)连接到加热控制器(13)，水冷片(10)连接水冷控制器(14)，两者共同控制阳模温度；将待加工的塑料板放置在压缩试验机(12)的平台上；通过压缩试验机(12)控制压力，将集成式微结构阳模压入待加工的塑料板，从而将微结构压印到塑料板上；保压并冷却后，卸压后，将集成式微结构阳模与塑料板分离，得到印有微结构的塑料板(15)；
(3)将带有微结构的塑料板进行后处理，再与另一片塑料底板(16)键合，形成完整的塑料微流控芯片。
6.一种将低强度微结构复制在塑料表面的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将待复制的低强度微结构倒模到第一级PDMS模板上，得到所述低强度微结构的反向微结构；
(2)将第一级PDMS模板上的反向微结构倒模到第二级PDMS模板上，从而得到所述低强度微结构同向的微结构；
(3)将陶瓷纳米颗粒(2)进行表面活化处理，然后与耐高温结构胶(3)进行均匀混合后，均匀涂抹在带有同向的微结构的第二级PDMS模板的表面，真空除去气泡；
(4)将涂有耐高温结构胶/陶瓷复合材料的第二级PDMS模板进行加热，使耐高温结构胶/陶瓷复合材料发生半交联后；
(5)在半交联后的耐高温结构胶/陶瓷复合材料表面覆盖金属基底(4)，然后通过限位装置保证所述耐高温结构胶/陶瓷复合材料的中间涂层能达到预设的厚度，继续加热；待耐高温结构胶/陶瓷复合材料完全交联后，取出黏附在一起的金属基底(4)、耐高温结构胶/陶瓷复合材料和第二级PDMS模板；
S5：利用第二级PDMS模板的柔性取下第二级PDMS模板，得到带有反向微结构的复合结构模板；
S6：将复合结构模板的反向微结构转印到塑料表面。
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