[發明專利]一種微反應器的加工方法及微反應器

有效

• 申請號: 201710556517.2
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107376796B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 于志遠;何燕清;佘建峰;劉于航
• 申請（專利權）人: 于志遠
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

1.一種微反應器的加工方法，包括：

將藍寶石晶體毛坯加工成微反應器基片；

在微反應器基片的表面加工微反應通道；

將微反應器基片通過層疊連接的方式形成微反應單元；

對微反應單元的連接面進行封裝；

其中，所述將藍寶石晶體毛坯加工成微反應器基片，包括：

步驟(10)、切方，用于將藍寶石晶體毛坯切割成長方形晶體；

步驟(20)、切割，用于將長方形晶體切割成若干個藍寶石基片；

步驟(30)、粗磨，采用碳化硼研磨液對藍寶石基片進行粗磨，用于對藍寶石基片的表面進行磨平；

步驟(40)、退火，用于粗磨后的藍寶石基片進行退火處理；具體步驟為：把粗磨后的藍寶石基片置于1400-1600℃的恒溫氣氛中退火10-15小時；

步驟(50)、拋光，用于對退火處理后的藍寶石基片進行表面拋光；

所述在微反應器基片的表面加工微反應通道采用激光刻蝕，所述激光器的激光波長范圍是100nm～1064nm，選自紫外、綠光和紅外激光器；

所述激光器的脈沖寬度范圍是10飛秒～500皮秒，單點能量的范圍是1μJ～10mJ；

該刻蝕方法步驟如下：

步驟1：根據待加工藍寶石微通道刻蝕的形狀和大小，通過建型模塊建立刻蝕的模型；

步驟2：通過計算模塊計算加工刻蝕所需要的層數n，其中D為刻蝕的總深度，d為每層加工的厚度，具體公式如下：

n＝D/d；

步驟3：通過測試模塊測試出激光去除每層藍寶石效率，即得到加工每層藍寶石刻蝕所需的時間t，則能得到加工藍寶石刻蝕所需的總時間T，具體公式如下：

T＝n*t；

步驟4：根據步驟2得到的層數n對刻蝕模型進行分層，生成模塊通過矢量線來模擬掃描軌跡，通過掃描模塊將模擬得到的每層掃描軌跡通過圖形處理生成一條螺旋線；

步驟5：根據加工藍寶石挖槽所需的總時間T，打開刻蝕裝置中的激光器，激光光束根據步驟四生成的螺旋線，并按照每層的掃描軌跡，從藍寶石表面逐層向內部掃描得到所述刻蝕；

所述藍寶石刻蝕的總深度D范圍是2μm～1000μm，每層加工的厚度d范圍是2μm～50μm；

所述待加工藍寶石基片的厚度范圍是500μm～2000μm；

所述封裝的步驟為：采用高純納米氧化鋁的陶瓷材料熔融對微反應單元的連接面進行封裝，或者使用攝氏2050度的激光將微反應器基片邊緣熔融對微反應單元的連接面進行封裝，或者使用攝氏2050度的氫氧火焰將微反應器基片邊緣熔融對微反應單元的連接面進行封裝。

2.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，

在所述的步驟(10)和步驟(20)之間，還包括步驟(15)、磨平，用于控制長方形晶體表面與晶向之間的垂直度在預設范圍內；

步驟(15)中，控制長方形晶體的兩端平面誤差在3μm以內。

3.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，

所述步驟(50)，包括：

步驟(510)、粗拋，采用銅拋機進行粗拋處理；

步驟(520)、精拋，采用拋光機進行精拋處理；

其中：步驟(510)，包括：

步驟(511)、絲印，用液體蠟對藍寶石基片進行絲印刷蠟；

步驟(512)、貼片，把刷蠟的藍寶石基片在250℃以上的溫度進行烘烤，然后放在130-140℃的陶瓷盤上進行冷卻壓盤；

步驟(513)、采用銅拋機對藍寶石基片進行粗拋，并在加工中使用鉆石研磨液對藍寶石基片進行高速切削；

所述步驟(520)，包括：

單面精拋和雙面精拋。

4.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，

所述微反應通道的形狀為I形、T形或Y形。

5.如權利要求1-4之一所述的加工方法，其特征在于，

還包括，對微反應單元進行模塊化處理。