英国开发新颖焊接技术实现热塑性塑料焊缝小

　　近日，英国焊接研究所与剑桥大学合作开发了新颖的焊接技术，新技术将电子束光刻与激光焊接技术相结合，用于热塑性材料，形成小的焊缝，带来了其在更小型生物学分析芯片、微化学反应器和微电子产品中的应用。
　　激光焊接的优势使其在多个行业的塑料连接中得到应用。激光焊接非常适用于复杂产品的制造，如微流体装置，其通道和结构分辨率通常低于100微米。
　　当工业界寻求生产甚至更小型的复杂塑料零部件时，就需要新的研究来使塑料中的焊缝≤10微米。直到近，小的激光焊缝宽度测量值可能在10～20微米。然而，这已达到红外激光器的分辨率极限，不可能通过单独控制激光焦点光斑大小来实现更小的焊缝。
　　英国焊接研究所与剑桥大学卡文迪什实验室合作，将激光吸收器精确图样着色于塑料表面，来确定焊接位置，引起了塑料激光焊接小焊缝的新进展。经验证，使用激光吸收器防染材料的过程能对塑料进行连接形成接头。该项目团队研究采用电子束光刻来制作吸收器图样，使得焊缝宽度小于10微米，采用模制方法建造了微电子电路。挑战是在微电子电路的边界同时生成微通道及红外吸收器痕迹，并密封通道。
　　研究团队以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热塑性塑料为基材，进行了尝试，遵循透射激光焊接的原理，在结合界面采用红外吸收性材料膜。采用电子束光刻将膜以可复制的方式模制到需要的分辨率，这样在焊接后就可以保留。采用大量样本，连接强度得到了认可。
　　研究团队成功验证了一系列5微米通道及宽度为1微米的激光焊接接头。也对0.5微米的更小焊缝进行了验证，得出的结论是：制造分辨率低于1微米的高密度塑料结构件是可能的;可在焊缝线外无极端加热的区域实施焊接。
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