[发明专利]温控开关及其制造方法

说明书

本发明涉及微流控制技术领域，公开了一种温控开关及其制造方法，其中温控开关包括微流道层和封装层，微流道层和封装层均采用柔性材料制成；微流道层设有微流道，封装层用于将低熔点金属封装于微流道内；微流道的两端各设有一个加样口，微流道包括喉部段、两个膨胀段和两个收缩段，加样口依次通过膨胀段和收缩段连接于喉部段。该温控开关基于低熔点金属的热胀冷缩性质实现了对柔性器件的电连通或电断开的控制，同时采用微流控技术制作而成，结构简单，制作方便，便于和柔性器件的集成，提高了柔性器件的集成度和用电的智能化。

技术领域

本发明涉及微流控制技术领域，尤其涉及一种温控开关及其制造方法。

背景技术

近年来，柔性器件已经在穿戴式医疗、柔性机器人和疾病诊断等领域得到广泛的应用。柔性器件最显著的特征是，器件在弯曲的状态下仍然能实现基本功能。常见的柔性器件有拉/压应力传感器、弯曲度传感器、温度传感器、葡萄糖浓度监测仪、人体产汗速率检测器等。

通常柔性器件需要电源进行供电来完成通讯、显示、报警等功能。为了保证柔性器件能够随时工作，柔性器件需要和电源一直保持连接。但当柔性器件不需要工作时，电源一直保持供电状态，不仅浪费能源，降低电源的有效供电量，还使得柔性器件一直保持工作状态，缩短器件的寿命以及增加漏电的风险。因此需要在柔性器件中集成一个电开关，来实现柔性器件与电源间的通断。一般柔性器件在使用时所处的环境温度与在非使用状态下所处的环境温度不同，因而使用温控开关控制柔性器件的通断是一个很好的选择，但是现有的温控开关采用的是双金属热敏开关，其利用双金属片各组元层的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，进而改变电路通断。但是由于柔性器件本身需要发生弯曲，因而会导致双金属热敏开关的失效，所以亟待开发一种新型的温控开关。

发明内容

本发明实施例提供一种温控开关及其制造方法，用以解决现有的温控开关不适用于柔性器件的问题。

本发明实施例提供一种温控开关，包括微流道层和封装层，所述微流道层和所述封装层均采用柔性材料制成；所述微流道层设有微流道，所述封装层用于将低熔点金属封装于所述微流道内；所述微流道的两端各设有一个加样口，所述微流道包括喉部段、两个膨胀段和两个收缩段，所述加样口依次通过所述膨胀段和所述收缩段连接于所述喉部段。

其中，所述收缩段为阶跃式收缩段或者渐变式收缩段。

其中，所述渐变式收缩段为均匀渐缩段或者弧形渐缩段。

其中，所述喉部段为两个所述渐变式收缩段直接连接时形成的尖点部。

其中，所述微流道位于所述喉部段的两侧的部分分别连接一根导线，所述导线用于连接外部电路。

其中，所述膨胀段为平滑过渡段。

其中，所述微流道层和所述封装层的热膨胀系数均小于所述低熔点金属的热膨胀系数。

其中，所述低熔点金属为镓、铟、镓基合金、铟基合金或铋基合金。

其中，所述微流道层和所述封装层均采用聚二甲基硅氧烷制成。

本发明实施例还提供一种制造如上述所述的温控开关的制造方法，包括：

采用微纳加工技术在微流道层刻出微流道，用打孔器在所述微流道的两端制作加样口；

采用键合技术在所述微流道层的表面粘合封装层，在高于低熔点金属的熔点的温度下，将低熔点金属灌注进所述微流道。