[发明专利]膜片截止阀及其制造方法

说明书

本发明公开了一种膜片截止阀及其制造方法，属于膜片截止阀技术领域，为解决现有结构体积过大等问题而设计。本发明膜片截止阀包括进液口、进液流道、出液口、可动膜片、基底和气体捕捉与释放结构；进液口和出液口位于同一个进液空腔内；可动膜片、基底、以及气体捕捉与释放结构围拢成封闭的气体空腔，气体空腔内包含与气体捕捉与释放结构相匹配的气体成分。本发明膜片截止阀及其制造方法实现了膜片截止阀的小型化，便于集成设计片上流体控制系统，可以实现全系统集成，适用于MEMS微流体领域；该膜片截止阀的结构可以兼容驱动热泵的结构，从而可以有效地集成到一个系统内部。

技术领域

本发明涉及膜片截止阀技术领域，尤其涉及一种膜片截止阀及其制造方法。

背景技术

在微流控领域(尤其是MEMS微阀领域)中，截止阀已逐渐开始配合着微泵结构投入应用，以实现流体分流和流体控制。

现有的截止阀都体积巨大，无法满足微流体微米级的尺寸需求和精细控制，使用不方便，制造成本高，加工效率低。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种小型化、可以实现全系统集成的膜片截止阀。

本发明的另一个目的在于提出一种工艺步骤简明、制造成本低的膜片截止阀的制造方法。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种膜片截止阀，包括进液口、进液流道、出液口、可动膜片、基底和气体捕捉与释放结构；所述进液口和所述出液口位于同一个进液空腔内；所述可动膜片、所述基底、以及所述气体捕捉与释放结构围拢成封闭的气体空腔，所述气体空腔内包含与所述气体捕捉与释放结构相匹配的气体成分。

特别是，所述进液口位于所述进液空腔的侧壁或顶部；和/或，所述出液口位于所述进液空腔的顶部，所述出液口(3)的延伸方向与所述可动膜片所在平面相垂直。

特别是，所述基底由硅或玻璃制成。

特别是，所述气体空腔内所填充气体为混合气体或单质气体。

特别是，所述气体捕捉与释放结构包含吸气剂成分以及加热电阻结构；所述吸气剂成分的主要成分为钛或锆。

特别是，所述可动膜片由柔性材料制成。

进一步，所述柔性材料为PP、PI和/或SU8。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种膜片截止阀的制造方法，所述制造方法采用半导体芯片工艺实现；所述制造方法包括下述步骤：

步骤1、在基底上进行聚合物喷涂；

步骤2、采用丝网印刷方式或光刻方式得到吸气剂的图形；

步骤3、将多层预制的聚合物膜由下至上依次粘贴在步骤2所得结构上，在每层预制的聚合物膜粘贴后进行图形化操作和固化操作，直至聚合物固化成型；

步骤4、吸气剂金属混合物溅射；

步骤5、将步骤4所得结构图形化。

特别是，在步骤4中，吸气剂金属混合物溅射后根据流体性质做亲水处理或疏水处理。

特别是，在步骤1中，在所述基底上喷涂聚合物的厚度为0.001um至5um。

本发明膜片截止阀包括进液口、进液流道、出液口、可动膜片、基底和气体捕捉与释放结构，实现了膜片截止阀的小型化，便于集成设计片上流体控制系统，可以实现全系统集成，适用于MEMS微流体领域；该膜片截止阀的结构可以兼容驱动热泵的结构，从而可以有效地集成到一个系统内部。