聚合物材料以其种类繁多、价格低廉、易加工等优点,愈加广泛地应用于生化MEMS器件的制造,聚合物MEMS器件的封装成为生化MEMS制造中的关键技术。目前应用于聚合物微装配的联接方法主要有胶粘接、热键合、溶剂键合、激光键合等,以上方法均在某些方面存在着各自的局限性。超声波联接技术具有高效率、局部加热、无需引入其它物质等优点,近年来在MEMS领域的应用展示出较大的潜力,但目前应用于MEMS领域的超声波联接技术基本沿袭了应用于大尺寸零件的超声波塑料焊接技术,在能量精确控制及界面熔接质量优化方面尚无深入研究,因此本文针对微流控器件的精密封装,以精确控制聚合物界面熔接质量为目标,在聚合物界面熔合机理、超声波精密联接方法及界面熔接质量优化等方面对超声波联接技术展开研究。首先从微观角度分析了聚合物界面的熔接机理,应用分子动力学方法模拟了聚合物界面间高分子链的扩散及相互缠绕行为,研究了压强和温度因素对以上过程的影响,在模拟中通过计算模型的体系形变、扩散系数、界面间的扩散深度和界面结合能等参量,分析了聚合物联接过程中高分子链的运动趋势,进而研究了压强和温度两个因素对器件形变、熔接层尺寸、熔接强度等特征的影响,对后续超声波精密联接方法的研究奠定了理论基础。针对微流控器件的封接研制了超声波精密联接装置,选择高频率、低振幅超声换能器,以降低超声波能量下微器件的结构形变及对局部低强度结构的破坏性。基于以上装置,提出了基于聚合物力学状态反馈的超声波精密联接方法,其原理在于以界面聚合物力学状态的变化监测聚合物材料的玻璃化转变行为,并作为控制超声波能量的信号。在聚合物力学状态检测方面分别设计了基于压力传递效率检测和基于超声传播效率检测两种方法,在基于压力传递效率检测方法基础上扩展设计了基于压力自适应的超声波精密联接方法,在实验中验证了基于上述方法可以实现界面熔接质量较为精确的控制。为进一步提高熔接质量,结合大尺寸零件超声波塑料焊接技术中的导能筋结构,提出了针对超声波精密联接的微导能阵列,通过在待联接表面制作微米级尺寸的导能结构阵列来减小界面接触面积,将超声波能量集中引导于导能点阵结构,并为粘性聚合物的流延提供空间,起到优化界面熔接质量的作用。采用热压成形工艺及硅模具在基片表面制作微导能阵列,并通过实验分析了结构尺寸和分布尺寸对界面熔接质量的影响,实验结果表明制作合适配合尺寸的微导能阵列可以提高超声波能量利用效率及界面熔接质量的可控性。设计了压电驱动式微泵,应用紫外光刻工艺制作了SU-8微止回阀,应用超声波精密联接技术进行了泵体的组装,并将阀片密封其中,在封装过程中保证了易碎阀片的结构不受损坏,在实验中测试了微泵液体泵送流量对应驱动频率和电压的关系。