[发明专利]微流控芯片的光固化键合方法

说明书

本发明公开一种微流控芯片的光固化键合方法，包括步骤：(1)将光敏树脂和非光固化树脂混合，并加入光敏剂、单体及其它助剂，得到混合原料；(2)将所述混合原料混炼，得到待成型料；(3)将所述待成型料注射成型微流控芯片，所述微流控芯片包括设有微流道的基片以及没有微流道，有连接孔的盖片；(4)将所述盖片置于所述基片上，使所述盖片的连接孔与所述基片的微流道相连通，对贴合的盖片和基片施加压力，加热，进行紫外光辐照键合。本发明通过将光敏树树脂与非光固化树脂混合，引入光敏基团，实现光固化键合，所述光固化键合是依靠微流控芯片上的光敏基团在光照下发生化学反应，实现化学键结合。本发明成本低、易成型、强度高、稳定性好。

技术领域

本发明属于微精细加工领域，涉及微流控芯片制造技术，特别涉及一种微流控芯片的光固化键合方法。

背景技术

微流控芯片是自1990年“微全分析系统”概念提出后发展起来的一门技术和科学，微流控技术在生命科学和医学诊断等领域中的分析能力显著超过了宏观体系下的分析能力，具有体积小，分析试剂消耗量少，成本低，分析效率高，分析速度快，集成化和自动化程度高等优势。微流控芯片具有层流特性，表面毛细管效应，快速热传导和扩散效应等特点。在细胞筛选、免疫检测等方面存在广泛的应用。

目前的微流控芯片依据其材料可分为单晶硅芯片、玻璃芯片、石英芯片以及高分子聚合物芯片。高分子聚合物芯片以其成本低廉、易于加工、可批量生产等优势逐渐被广泛使用。而高分子聚合物芯片中，光固化树脂又具有固化速度快、生产效率高、对环境友好等优点。而注射成型作为高分子材料加工的传统方法，具有成型工艺要求低，周期短、可大批量重复生产的特点，将其与光固化技术结合，即可以节约成本，又能够提高生产效率，还具有工业应用前景。

微流控芯片依据其结构，又包括基片和盖片，基片是微流控芯片的流道及其他微结构的载体，盖片用来密封微通道，一般只有反应池、连接孔等简单结构甚至没有任何结构。基片和盖片要键合在一起才能够使用，键合是在一定条件下通过范德华力或化学键将基片和盖片较为稳定的结合在一起的过程。聚合物微流控芯片的键合方法通常分为直接键合和间接键合，直接键合的主要原理是通过某种手段如热压、超声波加热使热塑性材料表面软化或降解形成熔融微层进行键合；间接键合是通过在基片和盖片间添加胶黏剂或者溶剂进行键合。直接键合包括直接加热、等离子辅助、超声波、微波焊接、激光焊接、辐射降解，其中直接加热工艺简单，成本较低，但是周期较长，易使微流道变形；激光焊接键合强度强，周期短，但是其工艺复杂，成本较高；间接键合包括常温粘接、加热粘接、溶剂键合，其中常温和加热粘接工艺较复杂，成本低，键合强度较好，但是键合周期较长，不易操作，易污染微通道；溶剂键合强度强，周期短，成本较低，但是其工艺复杂，易污染微通道。键合是微流控芯片制造的重要一步，方法的恰当与否直接影响制品的外观质量和使用性能，如透光性能、密封性能等。

发明内容

本发明的目的是提供一种微流控芯片的光固化键合方法，以解决目前的微流控芯片制备成本高、成型工艺复杂、无法大批量重复生产以及键合缺陷多等问题。

本发明提供了一种微流控芯片的光固化键合方法，包括步骤：(1)将光敏树脂和非光固化树脂混合，并加入光敏剂、单体及其它助剂，得到混合原料；(2)将所述混合原料混炼，得到待成型料；(3)将所述待成型料注射成型微流控芯片，所述微流控芯片包括设有微流道的基片以及没有微流道，有连接孔的盖片；(4)将所述盖片置于所述基片上，使所述盖片的连接孔与所述基片的微流道相连通，对贴合的盖片和基片施加压力，加热，进行紫外光辐照键合。

优选地，所述光敏树脂包括丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂中的一种或几种。

优选地，所述非光固化树脂包括对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙乙烯(EPR)、聚酰胺(PA)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)中的一种或几种。