一種聚合物微流控芯片加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微型芯片加工方法，更具體的說(shuō)，是涉及一種柔性的聚合物材料的微流控芯片加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片是一種新興的處理微升、納升等微量流體的微型器件，可廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、化學(xué)分析、環(huán)境檢測(cè)、疾病診斷等領(lǐng)域，有著巨大的社會(huì)意義與市場(chǎng)價(jià)值。由于微流控芯片多用于檢測(cè)領(lǐng)域，為避免交叉感染，多數(shù)微流控芯片為一次性使用產(chǎn)品，所以降低微流控芯片的成本是實(shí)現(xiàn)微流控芯片廣泛應(yīng)用的前提。因此，具有豐富性能、價(jià)格低廉、加工工藝簡(jiǎn)單的聚合物材料成為了繼硅片和玻璃之后的主要材料選擇?；跓釅河」に?、注塑工藝等模塑技術(shù)，多種微流控器件被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但多數(shù)聚合物微流控芯片是基于聚合物薄膜的微流道結(jié)構(gòu)，如在PMMA基板上加工出凹形微流道結(jié)構(gòu)，由于基板通常為硬質(zhì)薄板，這種微流控芯片所占空間較大，且微流控器件的集成度較低，另外，在微流道的密閉封合過(guò)程中，微流道受封合工藝參數(shù)影響較大，常發(fā)生微流道變、堵塞等現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種柔性的聚合物材料的微流控芯片的加工方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006](I)根據(jù)所要加工的微流控芯片規(guī)格參數(shù)，制備與之相對(duì)應(yīng)的壓印模具，壓印模具分為基片模具與蓋片模具；
[0007](2)應(yīng)用超聲壓印工藝，以聚合物薄膜為材料，采用基片模具和蓋片模具制備微流控基片與微流控蓋片，所述微流控基片的微流道兩側(cè)設(shè)有凹槽，微流控蓋片上設(shè)有與所述凹槽相對(duì)應(yīng)的凸起；
[0008](3)在所述凹槽內(nèi)滴入粘結(jié)劑，將所述微流控蓋片的凸起與微流控基片的凹槽相對(duì)齊，施加壓力使微流控蓋片與微流控基片在壓力作用下實(shí)現(xiàn)封接，具有微流道的微流控芯片加工完成。
[0009]微流道的特征尺寸為50 μ m-1000 μ m。
[0010]步驟(2)中所述聚合物薄膜由PE、PVC或PVDF其中的一種聚合物材料制成。
[0011]所述聚合物薄膜的厚度為80 μ m。
[0012]步驟(2)中所述聚合物薄膜設(shè)置有至少3層。
[0013]步驟(3)中所述施加壓力為100N并持續(xù)至少10分鐘。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明方法中的微流控蓋片與基片均采用具有熱塑性的多層聚合物薄膜制成，柔性好，制作成本低且集成性良好。
[0016](2)本發(fā)明方法中微流控蓋片與基片通過(guò)熱壓印技術(shù)制作獲得，微流控蓋片與基片上分別相對(duì)應(yīng)的設(shè)有凸起和凹槽，二者通過(guò)粘結(jié)劑對(duì)齊壓接后得到具有微流道的微流控芯片，整個(gè)過(guò)程中對(duì)微流道的參數(shù)影響較小，且工藝簡(jiǎn)單實(shí)用。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的操作步驟示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記:1-壓印頭2-壓印模具3-聚合物薄膜4-微流控蓋片5-凸起6_微流控基片7-凹槽8-粘結(jié)劑9-微流道
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0020]如圖1所示，一種聚合物微流控芯片加工方法，包括如下步驟:
[0021](I)確定所要加工的微流控芯片上的微流道9的尺寸和布局，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)微流控芯片的微流道9尺寸為20 X 0.3 X 0.3mm。
[0022](2)利用精密加工數(shù)控機(jī)床在4mm厚鋁合金板上加工與微流道尺寸相對(duì)應(yīng)的壓印模具2，壓印模具2分為蓋片模具與基片模具。
[0023](3)應(yīng)用超聲壓印工藝，以聚合物薄膜3為材料，通過(guò)壓印模具2的蓋片模具和基片模具分別制備出微流控蓋片4和微流控基片6，微流控蓋片4和微流控基片6分別具有相對(duì)應(yīng)的凸起5和凹槽7，凸起5和凹槽7的界面尺寸均為0.2X0.2mm ;本實(shí)施例中使用的聚合物薄膜3的厚度為80 μ m，由PE材料制成，其中微流控蓋片4和微流控基片6分別通過(guò)四層和五層聚合物薄膜3通過(guò)超聲壓印工藝制成。
[0024](3)在凹槽7內(nèi)滴入502粘結(jié)劑8，將微流控蓋片4的凸起5與微流控基片6的凹槽7相對(duì)齊，施加100N的壓力并持續(xù)至少10分鐘，使微流控蓋片與微流控基片在壓力作用下實(shí)現(xiàn)封接，具有微流道的微流控芯片加工完成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)根據(jù)所要加工的微流控芯片的規(guī)格參數(shù)，制備與之相對(duì)應(yīng)的壓印模具，壓印模具分為基片模具與蓋片模具； (2)應(yīng)用超聲壓印工藝，以聚合物薄膜為材料，采用基片模具和蓋片模具制備微流控基片與微流控蓋片，所述微流控基片的微流道兩側(cè)設(shè)有凹槽，微流控蓋片上設(shè)有與所述凹槽相對(duì)應(yīng)的凸起； (3)在所述凹槽內(nèi)滴入粘結(jié)劑，將所述微流控蓋片的凸起與微流控基片的凹槽相對(duì)齊，施加壓力使微流控蓋片與微流控基片在壓力作用下實(shí)現(xiàn)封接，具有微流道的微流控芯片加工完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，所述 微流道的特征尺寸為50 μ m - 1000 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚合物薄膜由PE、PVC或PVDF其中的一種聚合物材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，所述聚合物薄膜的厚度為80 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚合物薄膜設(shè)置有至少3層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物微流控芯片加工方法，其特征在于，步驟(3)中所述施加壓力為100N并持續(xù)至少10分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種聚合物微流控芯片加工方法，包括如下步驟：(1)根據(jù)所要加工的微流控芯片規(guī)格參數(shù)，制備與之相對(duì)應(yīng)的壓印模具，壓印模具分為基片模具與蓋片模具；(2)應(yīng)用超聲壓印工藝，以聚合物薄膜為材料，采用基片模具和蓋片模具制備微流控基片與微流控蓋片，所述微流控基片的微流道兩側(cè)設(shè)有凹槽，微流控蓋片上設(shè)有與所述凹槽相對(duì)應(yīng)的凸起；(3)在所述凹槽內(nèi)滴入粘結(jié)劑，將所述微流控蓋片的凸起與微流控基片的凹槽相對(duì)齊，施加壓力使微流控蓋片與微流控基片在壓力作用下實(shí)現(xiàn)封接，具有微流道的微流控芯片加工完成。
【IPC分類】B29C51/00, B29C51/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104943139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510292680
【發(fā)明人】崔良玉, 田延嶺, 張大為
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月1日