微流控芯片是当前生命科学、化学等领域的研究热点,热压成形法或注塑法在高聚合物微流控芯片的制作中应用广泛,其中模具微型腔的结构直接影响着微流控芯片上微流道的结构。微型腔的制作主要采用UV-LIGA工艺,它适于制作侧壁近似垂直的二维结构,而不适于制作三维结构,开展三维结构微型腔的制作工艺研究对高聚合物微流控芯片的发展应用是具有意义的。为了制作局部是三维微结构的微流控芯片模具微型腔,本文提出了一种基于UV-LIGA和电火花(EDM)技术的组合加工新工艺。即先用UV-LIGA技术在模具基底上制作二维金属微型腔,再用电火花成形加工技术对微型腔的局部进行修形,得到局部为三维结构的微型腔,电火花修形的部位根据模具的设计要求而定。文中首先介绍了UV-LIGA和电火花技术在模具微型腔制作中的研究现状。然后基于无背板生长工艺,主要包括金属基底的SU-8胶光刻和微电铸工艺,制作出了具有二维结构微型腔的微流控芯片模具,并且分析了工艺中经常遇到的问题并且采取了相应的改善措施。介绍了电火花成形加工的基础理论,包括放电加工中材料去除机理模型、放电加工状态、电极损耗的机理及其影响因素、微小面积电火花加工的特征分析。以理论为指导,在常规的电火花加工机床上,进行了三维结构微型腔的成形加工实验研究。首先采用具有多个倾斜加工面的工具电极,以重复修形的加工方式,制作出了侧壁倾斜的微型腔。然后采用具有半圆微结构的工具电极,进行了曲面结构微型腔加工的初步实验研究。为了减小电火花加工表面粗糙度,从理论分析和实验两个方面研究了影响表面粗糙度的脉冲参数和工艺因素,并且对微型腔倾斜侧壁的表面粗糙度进行了测量,测量得Ra平均为0.4μm。