[發明專利]一種基于激光內雕微加工的微流控芯片制備方法

有效

• 申請號: 201811293529.1
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109317228B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳濤;吳佳希
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種制備微流控芯片的方法，其包括如下步驟：

第一步，配制旋涂用聚甲基丙烯酸甲酯膠，對透明底片進行清洗、烘烤、活化前處理；再用涂膠機在透明底片上均勻甩涂一定厚度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠；

第二步，根據膜厚要求在第一步透明底片相對的兩邊邊緣放置玻璃管，同時在玻璃管和聚甲基丙烯酸甲酯膠的上方放置透明蓋片，玻璃管起到支撐透明蓋片，使得聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠不被透明蓋片擠壓流動或變形，且聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠與透明蓋片接觸粘結，透明蓋片蓋上鍍有高透膜；然后烘烤固化后制得包含三層結構的基片，三層自上而下依次分別為：透明蓋片-聚甲基丙烯酸甲酯-透明底片；

第三步，取出基片，在基片側面聚甲基丙烯酸甲酯位置設置抽氣口接入抽氣嘴抽氣，并將設計好的微流控芯片圖案發送到準分子激光加工系統中，同時使得激光聚焦至透明底片上面，自側面PMMA的抽氣口處開始，根據設計好的圖案驅動激光光斑在透明底片移動對聚甲基丙烯酸甲酯進行微通道刻蝕，然后在圖案的末尾處聚甲基丙烯酸甲酯側面設置出口；

第四步，在聚甲基丙烯酸甲酯側面的抽氣口和出口處接入引流管，并封裝，獲得微流控芯片。

2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，在第三步之后，用去離子水，從微通道圖案連接的抽氣口向出口沖刷，將刻蝕的微通道內的粉末沖刷干凈。

3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中所述聚甲基丙烯酸甲酯膠為PMMA顆粒溶于冰醋酸所得膠液；均勻膠層的制作方法是在勻膠臺上使膠層厚度控制在100～150μm。

4.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，第二步中所述玻璃管放置位置，需根據芯片出入口位置避開進行放置。

5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，第三步中，激光光斑通過掩模板控制大小，其大小為10～60μm。

6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，第三步中，激光光斑通過掩模板控制大小，其大小為30μm。

7.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，蓋片與底片通過聚甲基丙烯酸甲酯膠固化后，預鍵合在一起；預鍵合，鍵合時在底片上由4個直徑為100μm的玻璃管支撐，將三層結構緊壓在一起，保證在預鍵合時整體厚度均勻與結合強度。

8.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，按照設計圖案驅動光斑移動進行微通道刻蝕；光斑移動路徑，從基片的某一邊緣位置開始，在激光刻蝕過程中，用真空泵向微通道內不斷吸氣，將刻蝕產生的粉末不斷吸走。

9.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，激光光斑可以通過掩模板控制大小，其大小為10～50μm；能量密度為1～5ⅹ10⁶J/m²；光斑能量均勻度≤5％。

10.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述透明蓋片和透明底片的材質選自：石英玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯；所述蓋片厚度為0.5mm-2mm，所述基片的厚度為0.5mm-4mm。

11.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓋片厚度為1mm；所述基片的厚度為2mm。