[发明专利]在烧结过程中具有受控的压缩的层状烧结微流体装置以及相关方法

说明书

优先权

本申请要求2009年8月28日提交的题为“在烧结过程中具有受控的压缩的层状烧结微流体装置以及相关方法(LAYERED SINTERED MICROFLUIDIC DEVICES WITH CONTROLLED COMPRESSION DURING SINTERING AND ASSOCIATED METHODS)”的欧洲专利申请第09305797.4号的优先权。

背景技术

本发明一般涉及一种微流体装置，更具体来说，本发明涉及微流体装置和可以用来控制微流体装置的烧结的相关方法，所述微流体装置包括通过烧结密封或结合在一起的层。

发明概述

微流体装置也可称作微结构反应器、微通道反应器、微路反应器或微型反应器，表示可以将流体或流体产生的材料约束在其中并进行工艺处理的装置。所述工艺可以包括物理工艺、化学工艺、生物工艺或者这些工艺的组合，可以包括这些工艺的分析。所述工艺可以任选地作为制造工艺的一部分。还可以在约束的流体和相关联的热交换流体之间提供热交换。在任意的情况下，在本文中，微流体装置的约束空间的最小横截面特征尺寸约为0.1-5毫米，优选为0.5-2毫米。微通道是这些约束的最常规的形式，微流体装置通常是连续流装置或者连续流反应器。相对于更常规的工艺装置和方法，所述微通道的内部尺寸为传质和传热速率提供了很大的改进。使用微通道的微流体装置提供了许多优于常用规模反应器的优点，包括大大改进能量效率、反应速度、反应产率、安全性、可靠性、可量测性等。

根据本发明的一个方面，提供了一种用来在烧结微流体装置的过程中控制该微流体装置的层的压缩的方法。所述方法包括以下步骤：将至少两个层叠置，所述叠置的层中的至少一个层包括微结构。所述微结构包括流体通路，多个壁设置成在多个层之间限定间距Δ₁，并且限定出大量间隔的充气支柱，所述充气支柱包括封闭的容器，所述封闭的容器内包含截留的气体。所述方法还包括以下步骤：对叠置的层进行烧结，所述烧结使得充气支柱内截留的气体加压，从而对抗所述壁的压缩以及叠置的层之间的间距Δ₁的压缩。

根据本发明的另一个方面，提供了一种微流体装置，所述装置包括至少两个层，每个层都包括微结构，所述微结构包括：流体通路和多个壁，所述多个壁设置成在层之间限定间距Δ₁，限定了大量均匀间隔的充气支柱，所述充气支柱包括容器，所述容器包含截留的气体。

通过结合附图阅读以下详述，可以更充分地理解本发明实施方式给出的这些特征以及其它的特征。

附图简要说明

结合以下附图阅读本发明后便可以最好地理解以下本发明具体实施方式的详细描述，在附图中，相同的结构用相同的编号表示：

图1A是根据本发明的一个或多个实施方式，烧结之前支撑在基片8上的微流体装置10的一个实施方式的截面示意图；

图1B是根据本发明的一个或多个实施方式，烧结之前支撑在基片8上的微流体装置10的另一个实施方式的截面示意图；

图2A是根据本发明一个或多个实施方式的微结构30的俯视图，图中显示流体通路33和充气支柱实施方式41，42，43；

图2B是根据本发明一个或多个实施方式，图2A所示的充气支柱实施方式41，42，43的分解图；

图2C是根据本发明一个或多个实施方式，设置成均一的矩阵图案的环形充气支柱46的示意图；

图3是根据本发明的一个或多个实施方式，烧结之后的包括充气支柱40的微流体装置10的示意图；以及

图4是根据本发明的一个或多个实施方式，烧结之后的不包括充气支柱的微流体装置10的示意图。

图中所示的实施方式的性质为举例说明，不是按比例绘制，不是用来限定由权利要求书定义的本发明。另外，通过阅读发明详述，可以更清楚地理解附图和权利要求的独立特征。

发明详述

参见图1A，图中显示包括多个层(例如层11、12、13、14)的微流体装置10的一个实施方式的截面示意图。虽然本发明所有的图都包括四个层，但是认为微流体装置10中可以包括更多或更少数量的层。实际上，下文所述的一个优点是在制造包括超过四个层的叠置体的时候提高灵活性。如图1A所示的实施方式，微流体装置10中的至少一个层(11，12，13或14)包括微结构30。在本文中，″微结构″仅仅表示微流体装置10中的结构化部件，不应解释为对微结构的尺寸进行限制。