[發(fā)明專(zhuān)利]膜動(dòng)聚合物微流控芯片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110235199.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102319593A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01L3/00
• 分類(lèi)號(hào): B01L3/00;B23K26/20;B23K26/42;B29C65/16
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜動(dòng)聚合物微流控芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種膜動(dòng)聚合物微流控芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

微流體是采用操控微小體積流體的技術(shù)，應(yīng)用于生物和化學(xué)流體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方法。微流體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用和潛在的應(yīng)用包括疾病診斷、生命科學(xué)研究、以及生物和/或化學(xué)傳感器研制。

膜動(dòng)聚合物微流體結(jié)構(gòu)包括基板，其具有一個(gè)或多個(gè)微流體通道或路徑，以及蓋板或第二或更多的子基板，其具有可以互連也可以不互連的流體路徑，這種微流體結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)稱(chēng)作微流控芯片。

微流控芯片可由玻璃、石英或硅制成無(wú)機(jī)材料微流控芯片，這些芯片典型地利用了半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)較好的微制造技術(shù)，然而，當(dāng)流體路徑要求面積很大或芯片必須是一次性可拋棄式芯片時(shí)，無(wú)機(jī)芯片的材料和制造成本可能不可避免地高。

作為無(wú)機(jī)微流體結(jié)構(gòu)的替代，微流體結(jié)構(gòu)或裝置也可以由聚合材料制成，聚合微流控芯片具有低材料成本和潛在的高產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。

膜動(dòng)聚合物微流控芯片，是將隔膜固定粘合至剛性塑料基板的平面上，基板粘合表面根據(jù)微結(jié)構(gòu)分為粘合區(qū)和非粘合區(qū)，構(gòu)成操作所需的主動(dòng)部件和結(jié)構(gòu)基板單元；如閥和泵；參見(jiàn)發(fā)明專(zhuān)利“微流體膜片泵和閥”申請(qǐng)?zhí)?00680037019.7。

膜動(dòng)聚合物微流控芯片還可以包括各種容器，可以根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行流體流動(dòng)模式的不同組合，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化高效率樣本檢測(cè)。參見(jiàn)發(fā)明專(zhuān)利“微流體芯片及化驗(yàn)系統(tǒng)”申請(qǐng)?zhí)?00780002511.5。

微流控芯片研制的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可靠、高效率、低成本的規(guī)模制造生產(chǎn)。基板的生產(chǎn)通常采用注塑方式。對(duì)于基板內(nèi)包含容器等會(huì)造成基板平面材料分布不均勻的結(jié)構(gòu)，注塑時(shí)材料結(jié)構(gòu)不均勻造成應(yīng)力不均勻，會(huì)在基板結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的平面上產(chǎn)生縮坑，破壞基板表面平整度。而隔膜與基板的粘合要求基板的粘合表面非常平整，表面不平整會(huì)造成粘合區(qū)域出現(xiàn)殘缺或氣泡，破壞了微結(jié)構(gòu)功能，造成產(chǎn)品不合格，直接影響粘合的合格率。對(duì)注塑基板的不平整可以進(jìn)行后續(xù)平面度處理解決這個(gè)問(wèn)題，但后續(xù)處理效果也會(huì)不是很好，另外后續(xù)處理成本導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加，生產(chǎn)效率降低。

膜動(dòng)聚合物微流控芯片根據(jù)應(yīng)用用途有時(shí)需要包含兩個(gè)以上的基板，基板間可采用熔線(導(dǎo)能線)焊接的方式，參見(jiàn)發(fā)明專(zhuān)利“200710059255.5一種導(dǎo)能線焊接板及其工作方法”，該專(zhuān)利提供了一種導(dǎo)能線焊接板的工作方法；但沒(méi)有解決兩板導(dǎo)通連接處的焊接方法，及如何保證基板與隔膜粘合面的平整度問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

1、如何實(shí)現(xiàn)多基板連接時(shí)，保證基板與隔膜粘合面的平整度問(wèn)題。

2、如何實(shí)現(xiàn)兩板通孔連接處的焊接。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種膜動(dòng)聚合物微流控芯片，包括：第一基板、隔膜、位于所述第一基板的一面上的若干結(jié)構(gòu)部件及位于所述第一基板上的若干第一通孔，還包括：第二基板，所述第二基板一面與所述第一基板另一面相貼合，所述第二基板的另一面表面平整，所述第二基板上設(shè)有與所述第一基板的第一通孔對(duì)應(yīng)的第二通孔，第一通孔和第二通孔形成整體通孔，所述隔膜貼合在所述第二基板的另一面。

其中，所述第一基板和第二基板在所述整體通孔周?chē)N合，兩基板間其它部位形成間隙。

其中，所述整體通孔內(nèi)壁的各橫截面大小、形狀相同。

其中，所述整體通孔的橫截面為：橢圓形或多邊形。

本發(fā)明還提供了一種制備上述的膜動(dòng)聚合物微流控芯片的制備方法，包括步驟：制備所述第一基板和第二基板，所述第一基板背離所述結(jié)構(gòu)部件的表面為焊接面，第二基板上與第一基板相貼合的表面為焊接面，在所述第一基板或第二基板的焊接面上設(shè)置至少一個(gè)熔線；貼合所述第一基板和第二基板的焊接面，熔化所述熔線，將所述第一基板和第二基板焊接在一起；焊接后將所述隔膜貼合在所述第二基板的表面上。

其中，所述熔線一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)流槽。

其中，焊接前將一芯體插入所述第一基板和第二基板上相對(duì)應(yīng)的第一通孔和第二通孔，焊接時(shí)熔化所述熔線，將所述第一基板和第二基板焊接在一起，焊接完成后取出芯體。

其中，所述芯體外壁與所述第一通孔和第二通孔的內(nèi)壁之間無(wú)間隙。

其中，所述第一通孔或第二通孔周?chē)O(shè)置有所述熔線。

其中，其特征在于，所述熔線的橫截面形狀為梯形、長(zhǎng)方形、三角形或半圓形。

其中，焊接時(shí)采用超聲波壓頭熔化所述熔線。

其中，所述熔線與所述芯體之間設(shè)有熔線間隔。