微流体芯片由盖片及玻片组成。盖片是塑料薄膜或厚度为几毫米的塑料片;玻片上通过雕刻工艺或注塑工艺形成许多复杂的精密流道,流道的宽度一般在100微米至1毫米左右。要对这些精密流道进行密封,通常的工艺主要有超声波、热压及胶水粘接工艺,这几个工艺都有致命的缺陷。超声波工艺会产生较大的溢料及粉尘,破坏及污染流道;热压工艺热影响区太大,容易变形及溢料,破坏流道结构,而且热压工艺生产效率非常低;胶水粘接会使胶水进入流道,污染流道,同时生产需要增加点胶及胶水固化工艺,增加成本。为解决以上问题,可靠的工艺就是塑料激光焊接工艺。用于微流体芯片的激光焊接工艺主要是莱塞公司的焊接工艺。
激光焊接工艺使用线状激光束,同时使用一个掩膜将流道部分遮蔽,激光束扫过芯片,需要焊接的部位被焊上,而流道由于有掩膜遮挡激光不会受任何影响。掩模焊接的焊接精度(焊线边缘至流道)能达到0.1mm左右,这一精度能满足大多数临床使用的微流体芯片的要求。
除了用于微流体芯片的焊接,塑料激光焊接工艺还可以用来焊接医疗设备或气体分析仪器中含有复杂气路或液路的塑料部件。这些部件经过注塑形成上下两层工件,工件表面密布复杂形状气体或液体流道,流道的宽度一般2-3mm左右。通过焊接密封后,流道要求100%密封,并能达到1-5 bar的压力承受能力。同时,焊接后要求不能产生溢料,流道不被污染。这些要求都和微流体芯片的焊接要求类似。