一种微流控芯片的封接方法

文档序号:493668 发布日期:2022-01-07 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种微流控芯片的封接方法 (Method for sealing micro-fluidic chip ) 是由 庞浩然 解加庆 陈军 张硕 靳红玲 于 2020-07-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种微流控芯片的封接方法,属于生化仪器设备制备技术领域。本发明实施例提供的微流控芯片的封接方法简单易行,可以高效的实现对微流控芯片的封接,大幅度降低微流控芯片的制备成本。(The invention relates to a sealing method of a microfluidic chip, belonging to the technical field of preparation of biochemical instrument equipment. The sealing method of the microfluidic chip provided by the embodiment of the invention is simple and easy to implement, can efficiently realize the sealing of the microfluidic chip, and greatly reduces the preparation cost of the microfluidic chip.)

一种微流控芯片的封接方法

技术领域

本发明属于生化仪器设备制备技术领域,具体来说是一种微流控芯片中微流道封接的方法。

背景技术

微流控是一项小尺度下控制微流流动的技术,能够把多种学科中所涉及到的一系列流程如样品制备、化学反应、分离,集中到一块只有几平方厘米,甚至更小的芯片上完成。由于微流控芯片是利用微尺度下流体的流动性质来进行各项操作,并使用各种操作技术控制流体,在芯片内部由微通道形成的网络中流动,使得样品在芯片内部流动时处于层流和低雷诺数的情况,达到了精确操控样品的目的。因此,微流控芯片中微流道的精准形成至关重要。

由于微流控芯片里的流道过于微小,其加工成形是个难题。微流控芯片可为PDMS、树脂、玻璃、硅片等多种材质,加工方式多为注塑成形方式,该方法可大规模生产,但精度较低。

由于微流道道孔高度和深度过于微小,对其加工时的精度掌控是个难题。并且材料在加工后会有一定的变形量,尤其因为微流道芯片要求精度大,微小的变形量都会导致芯片中微流道变形和微流道孔径不均,甚至堵塞,影响使用效果。并且在加工后微流控芯片表面的形变,对之后板与板之前键合工艺会产生影响。所以,需要一种高精度并且确实可行的微流道加工方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷,为了解决微流道制备精度低、难度大问题,提出一种微流控芯片的封接方法。

本发明方法是通过下述技术方案实现的。

一种光固化法封接微流控芯片通道的方法,其基本实施过程如下

步骤一:对未封接微流控芯片内微通道和进样口进行填充或覆盖;

步骤二:在经过填充或覆盖后的微流控芯片表面通过光固化增材制造技术制备一层盖板,实现对芯片的封接;

步骤三:对通道内填充的物质进行清除或对通道表面覆盖物进行清理;

进一步的,步骤一中的填充物质应该具备以下特点:粘结力强、强度较高、易容于某液体或在某条件下易挥发等性质。如硅酸钠,固态聚乙二醇等物质。在实施过程中,方便填充通道和后期处理。

进一步的,步骤二中的封接具体方法为:在树脂槽中盛满液态光敏树脂,液态光敏树脂在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时,原件放置于可升降的作台,具体的处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化。从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后,工作台下降一层薄片的高度,以便固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光拍描固化,新固化的一层牢粘结在前一层上,第一层牢粘结到原件上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面,取出工件,进行清洗、去除支撑、二次固化以及表面光洁处理等。

进一步的,步骤三中的冲洗应根据填充物质的不同,采取不同的打印方式。如固态聚乙二醇和固态硅酸钠都易溶于水,可以使用清水冲洗,并采用加热回流的方法,反复冲洗,避免对微流道产生影响。

自此,就实现了使用光固化法,将微流控芯片精准封接。

本发明所采用的新型微流道封接成型方案有效的解决了在传统的微流道成形工艺中,微流板注塑成形时所产生的高聚物制品易变形的问题,同时不需要使用磨具,解决了在注塑工艺中,模具加工难,易磨损,精度掌握不准等问题。

本发明的工艺采用的是光固化增材制造技术,使用该方法根据设计的三维图纸直接打印,不需要模具,对于规模要求小的产品生产,使微流道加工成本更低,是一种更加高效便捷的新型工艺。在选择材料方面,更加多样化,其中高聚物材料既可以作为微流控芯片的材料,也可以光固化增材制造技术完成封接任务。

附图说明

图1—图4为本发明实施例1中具体实施工艺步骤的示意图,图5—图8为本发明实施例2中具体实施工艺步骤的示意图。

图1为本发明中未进行封接处理的微流控芯片的示意图。

图2为本发明中进行填充后的微流控芯片的示意图。

图3是本发明中对填充后的微流控芯片进行封接处理的示意图。

图4是本发明中对已完成封接的微流控芯片,冲洗填充物的示意图。

图5为本发明中未进行封接处理的微流控芯片的示意图。

图6是本发明中对填充后的微流控芯片进行覆盖处理的示意图。

图7是本发明中对覆盖后的微流控芯片进行封接处理的示意图。

图8是本发明中对已完成封接的微流控芯片,溶解并冲洗覆盖薄膜的示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方案对本发明做进一步阐述。

实施方案:

如图1-4所示,一种微流控芯片的封接方法,包括以下步骤

(1)对未封接微流控芯片内微通道和进样口进行填充或覆盖;

(2)在经过填充或覆盖后的微流控芯片表面通过光固化增材制造技术制备一层盖板,实现对芯片的封接;

(3)对通道内填充的物质进行清除或对通道表面覆盖物进行清理。

以下通过具体实施例对本发明做进一步阐述。

实施例1

如图1、图2所示,对未封接微流控芯片内微通道1使用固态硅酸钠3进行填充,使其充满整个微流控通道,并且保持微流控芯片上表面平整。如图3所示,在经过固态硅酸钠填充后的微流控芯片表面通过立体光固化成型法制备一层盖板2,实现对微流控芯片的封接。最后,如图4所示,在进样口处通入蒸馏水,冲洗通道中的固态硅酸钠,最终实现微流控芯片的封接。

实施例2

如图5、图6所示,,对未封接微流控芯片内微通道1使用固体苯酐覆盖一层薄膜4,使其覆盖整个微流控芯片上表面,并且保持微流控芯片上表面平整。如图7所示,在覆盖固体苯酐薄膜后的微流控芯片表面通过立体光固化成型法制备一层盖板2,实现对微流控芯片的封接。最后,如图8所示,加热芯片,溶解低熔点薄膜,使用溶剂冲洗微流道,完成微流控芯片的封接。

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