微阀作为微流控芯片的重要部件之一,在多通道流体的开关控制及样品的储存方面发挥重要作用。随着MEMS技术的不断发展,微阀的种类日趋繁多,热驱动式微阀以其与生物芯片的制备工艺兼容、工作原理简单、驱动力较大、便于控制等优点,成为近年来的研究热点之一。本课题利用PDMS薄膜研制了一款热驱动式微阀,可用于生物芯片(如PCR芯片)或者微流控芯片中样品在多通道之间的流向控制。利用有限元分析软件ANSYS10.0,对加热器进行了热稳态和瞬态散热分析,对弹性薄膜进行了热-结构耦合分析,通过对不同结构尺寸的微型加热器、腔体结构及薄膜厚度进行仿真,获得了热驱动式微阀的优化结构参数。在此基础上,利用MEMS技术完成了微阀的制作,主要包括掩膜版的设计、绘制及打印,利用溅射技术制备微型加热器与温度传感器,采用湿法腐蚀工艺制作微沟道和腔体芯片,利用旋涂法制备PDMS薄膜,并分别完成了单通道及多通道热驱动式微阀的封装。为了检测热驱动式微阀的性能,论文开展了微阀的驱动与控制电路设计,主要包括信号处理、A/D转换、按键控制、加热控制、FPGA控制及显示等部分。论文对微型加热器与温度传感器的加热特性进行了分析,对比了PDMS薄膜改性处理前后的拉伸特性。利用热驱动控制系统,通过建立“阈值驱动电压”的概念,分别对沟道的形状、宽度、深度、腔体直径、腔体深度、薄膜厚度等因素对单通道微阀特性的影响进行了检测分析,并对热驱动式微阀的背压、开关时间以及可重复性进行了估算,在此基础上进一步优化了微阀的结构设计及制作工艺。利用本文设计的热驱动式微阀控制系统,实现了多路微通道流体的流向控制。