在生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，微流控芯片正逐漸成為關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。芯片內(nèi)部的精密流道結(jié)構(gòu)對(duì)密封工藝提出了極高要求。然而，傳統(tǒng)封裝方式如超聲波焊接、熱壓工藝和膠水粘接存在諸多缺陷，已難以滿足現(xiàn)代微流控器件對(duì)潔凈度、密封強(qiáng)度和批量效率的需求。

為此，激光塑料焊接技術(shù)正成為微流控芯片封裝的新主流。

一、微流控芯片的結(jié)構(gòu)與封裝難題

微流控芯片一般由兩部分組成：上層為蓋片（塑料薄膜或幾毫米厚塑料片），下層為雕刻或注塑成形的基底，其上形成了寬度在100μm至1mm之間的微型流道。封裝必須確保焊縫無(wú)污染、無(wú)熱損、密封嚴(yán)密，這對(duì)傳統(tǒng)工藝構(gòu)成挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)工藝的問題：

* 超聲波焊接：產(chǎn)生粉塵和溢料，污染流道；
* 熱壓工藝：熱影響區(qū)大，易變形，效率低；
* 膠水粘接：存在滲膠風(fēng)險(xiǎn)，增加點(diǎn)膠和固化工序，成本高。

這些工藝在潔凈度、精度控制和自動(dòng)化效率方面都存在短板。

二、激光塑料焊接技術(shù)優(yōu)勢(shì)

激光塑料焊接，又稱“激光透射焊接”，采用高能激光束穿透上層塑料后，由下層塑料吸收熱量實(shí)現(xiàn)局部熔融，借助壓力完成密封融合。其優(yōu)勢(shì)在于：

* 非接觸潔凈焊接：無(wú)粉塵、無(wú)污染；
* 熱影響?。翰粨p傷流道結(jié)構(gòu)；
* 無(wú)需添加膠水或吸光劑；
* 適合批量自動(dòng)化：效率高，焊縫一致性好；
* 焊縫美觀牢固，可控制在100μm精度范圍內(nèi)。

三、行業(yè)趨勢(shì)：歐美市場(chǎng)加速發(fā)展

據(jù) Persistence Market Research 報(bào)告顯示，2024年歐洲激光塑料焊接市場(chǎng)規(guī)模達(dá)4.18億美元，預(yù)計(jì)到2031年將增長(zhǎng)至7.61億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)8.9%。其中，德國(guó)占據(jù)市場(chǎng)30%的份額，依托 TRUMPF、LPKF 等技術(shù)龍頭以及發(fā)達(dá)的汽車與醫(yī)療行業(yè)，推動(dòng)潔凈封裝應(yīng)用快速普及。

與此同時(shí)，美國(guó)也在加速布局透明塑料焊接。2025年1月，Laser Photonics（NASDAQ\:LASE）啟動(dòng)“Clear-on-Clear”項(xiàng)目，該技術(shù)可在無(wú)需吸收劑的情況下實(shí)現(xiàn)透明塑料的高精密焊接，特別適用于醫(yī)療微流控芯片領(lǐng)域。其子公司 CMS 系統(tǒng)支持自動(dòng)產(chǎn)線集成，采用離軸視覺定位技術(shù)，精準(zhǔn)度高、兼容性強(qiáng)。

此外，瑞士 Hymson于2025年收購(gòu) Leister 激光焊接業(yè)務(wù)，宣布將其高精度技術(shù)引入中國(guó)，進(jìn)一步推動(dòng)全球化合作，反映出微流控封裝技術(shù)國(guó)際協(xié)同的加快。

四、博特精密解決方案

面對(duì)微流控芯片潔凈焊接需求，博特精密推出的透明塑料激光焊接系統(tǒng)具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

* 無(wú)需吸光添加劑，潔凈無(wú)污染；
* 模塊化設(shè)計(jì)：激光器、光學(xué)組件、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與夾具一體化；
* 多軸聯(lián)動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、圓、自由圖形等多種焊接形式；
* 紅光輔助定位 + CCD監(jiān)控系統(tǒng)；
* 激光器免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠；
* 結(jié)構(gòu)緊湊，便于嵌入產(chǎn)線或?qū)嶒?yàn)室部署。

可焊接材料廣泛：

材料類型	示例材料
通用塑料	PP、PE、PVC
工程塑料	PC、POM、PBT、PA6
超級(jí)工程樹脂	PPS、PEEK、LCP、PEI
透明材料	PC、PET、PMMA 等
膜材料	PFA、PTFE膜（25~100μm）
非織造布	各種密度 PP 材網(wǎng)格布

→ 實(shí)現(xiàn)3\~5mm厚塑料焊接，以及膜材的無(wú)損潔凈封裝。

五、微流控芯片中的實(shí)際應(yīng)用

通過博特精密激光焊接系統(tǒng)，制造商可實(shí)現(xiàn)：

* 無(wú)污染封裝，保護(hù)內(nèi)部流道；
* 微米級(jí)焊縫控制，確保流道結(jié)構(gòu)精度；
* 適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)芯片：如實(shí)驗(yàn)室芯片、即時(shí)診斷芯片（POCT）、生化反應(yīng)芯片；
* 高自動(dòng)化效率：提升生產(chǎn)良率與一致性。

結(jié)合歐美“清潔焊接”趨勢(shì)和高精醫(yī)療封裝的需求，該系統(tǒng)技術(shù)路線高度一致，并具備本土制造與服務(wù)優(yōu)勢(shì)。

六、總結(jié)展望

微流控芯片對(duì)潔凈密封提出了前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)工藝的局限，推動(dòng)了激光塑料焊接技術(shù)在全球范圍的迅速普及。特別是在歐洲和美國(guó)市場(chǎng)，對(duì)透明塑料潔凈封裝技術(shù)的研發(fā)持續(xù)加碼，行業(yè)趨勢(shì)愈發(fā)清晰。

在這一背景下，博特精密的透明塑料焊接系統(tǒng)，以其潔凈、安全、高效、靈活的特性，不僅滿足本土市場(chǎng)對(duì)微流控芯片焊接的嚴(yán)苛要求，更具備向歐美市場(chǎng)同步升級(jí)、對(duì)接國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的潛力。

激光塑料焊接技術(shù)，正成為高端微流控封裝的核心能力。在全球技術(shù)融合與本土制造能力提升的雙重驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)廠商有望在這一賽道中占據(jù)重要一席。