[发明专利]微流体装置有效

专利信息
申请号: 201680043341.4 申请日: 2016-07-22
公开(公告)号: CN108025303B 公开(公告)日: 2019-08-06
发明(设计)人: 赫拉尔杜斯·约翰尼斯·伯格;约翰·格哈德斯·玛丽亚·毕扬;狄俄尼索斯·安东尼厄斯·彼得鲁斯·奥德詹斯;哈尔姆·贾恩·维尔德恩 申请(专利权)人: 麦莱有限责任公司
主分类号: B01L3/00 分类号: B01L3/00
代理公司: 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258 代理人: 柳春雷
地址: 荷兰恩*** 国省代码: 荷兰;NL
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摘要:
搜索关键词: 流体 装置
【说明书】:

一种用于微流体装置的基底,包括:至少一个微流体结构和凸起支撑结构,微流体结构在基底的上表面处具有至少一个进入端口;凸起支撑结构布置在上表面上邻近每个进入端口并围绕进入端口,凸起支撑结构部分地覆盖基底上表面,第一凸起支撑结构具有用于容纳粘合剂以安装微流体构件的上表面,该微流体构件具有与基底的至少一个进入端口对应的至少一个进入端口。一种微流体装置,其包括基底和微流体构件,微流体构件在下表面处具有与基底的至少一个进入端口对应的至少一个进入端口。微流体构件利用施加在至少一个第一凸起支撑结构和/或第二凸起支撑结构的上表面与微流体构件的下表面之间的粘合剂安装在基底的顶部上。

技术领域

发明涉及一种微流体装置、一种用于微流体装置的基底和一种制造微流体装置的方法。

背景技术

微流体装置是能够处理少量化学物质、生物化学物质或生物物质的装置,即用于其分析的装置。微流体装置可以包括微流体通道、阀和其它结构(包括传感器和用来操作的电路)。复杂的结构可以构建在例如尺寸为微米量级的半导体构件上。

微流体装置可以以具有微机械加工的基底和机械地、流体地并且电连接到基底的微流体构件的两部分形式构建。通常,基底包括微机械加工的通道板。通常,微流体构件包括微机械加工的流体芯片。将微流体构件安装在基底上的常用方法称为倒装芯片技术。在倒装芯片技术中,基底和微流体构件中存在的机械结构、微流体结构和电气结构可以通过在彼此面对的相应部件的表面中相互对应连接来连接。此种连接包括微流体通道的相应进入端口、以及机械连接和电连接,微流体通道贯穿基底并且在微流体构件中延伸。

微流体装置可以有利地用于高温应用中,诸如气相色谱法,其中,当受到温度变化时,流体连接和电连接的鲁棒性起到了关键作用。在此种应用中,流体连接通常应该是气密的,通常高达5巴并且没有泄漏率或泄漏率非常低,并且电连接应该是低欧姆的。通常,组件应保持完整的温度范围为-20至+200℃。

为了进行如上所述的机械和流体连接,微流体构件和基底可以使用粘合剂层进行连接。粘合剂层可以通过使用夹在基底和微流体构件之间的预成型层,或者通过将粘合剂施加到被指定用于将部件机械地连接在一起的机械结构来形成。电连接可以通过使用导电凸块(例如夹在两个相对表面之间的相应接触垫之间的金凸块)来实现。当微流体构件安装在基底上时,导电凸块电结合到相应接触垫。

通常,微流体装置可以具有3至15mm量级的尺寸,但是可以应用更大或更小的尺寸。微流体装置中的电连接的尺寸通常可以在50至300微米的范围内,而微流体进入端口的尺寸可以在50至1500微米的范围内。利用如此小的尺寸,微流体进入端口和其相关联的通道用作毛细管。利用具有如此小尺寸的结构将微流体构件粘附地连接到基底上需要施加粘合剂,该粘合剂待图案化并在基底和微流体构件之间进行精确对准。未对准和过量的粘合剂可能会由于其毛细作用导致粘合剂从机械连接结构溢出到基底和/或微流体构件的功能部件,由此不利地影响它们的功能。解决该问题的一种方法是通过以图案化粘合剂预成型件的形式施加粘合剂。但是,这需要额外的构件(即预成型件),该构件还需要精确的图案化、定位和对准。此外,以这种方式形成粘合剂结合需要对微流体构件和基底施加相当大的压力,这可能导致机械应力或者甚至损坏任一微流体部件。另一个缺点是,在组装期间空气可能被捕获在预成型件和构件的表面之间,从而导致差的粘合性。在本领域中,垫圈已被用于密封微流体通道并防止密封剂(即粘合剂)溢出到这些通道和端口中,从而损害微流体功能和完整性。垫圈的使用也需要单独的构件(即垫圈),该构件也需要定位和对准。此外,此种垫圈需要机械应力来执行所需的密封。

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