[发明专利]用于与芯片集成的微泵的批量化制作方法和制作设备

说明书

本发明提供一种用于与芯片集成的微泵的批量化制作方法和制作设备，实现芯片集成微泵的一体化制作、大批量加工，一次制作出阵列分布的多个微泵单元，每个微泵单元包含两个单向阀、一个微泵腔室、一个膜结构以及一个微泵驱动腔室；剪裁下来的单个微泵单元可以以相对简单的方式集成在流道中，用于流体驱动。本发明能够实现有阀微泵的一体化浇筑，实现微泵大批量、标准化加工，简化微泵在微流控芯片上的集成难度，满足高通量流体驱动的需求。

技术领域

本发明涉及微流体驱动领域，特别是涉及用于与芯片集成的微泵的批量化制作方法和制作设备。

背景技术

微流控芯片技术是一门在微米尺度对微流体进行驱动和控制的技术科学，因为具有高通量、高度集成、微型化、低成本等特点，广泛用于生物、化学、材料等领域实现样品的制备、反应、分离、检测以及复杂过程模拟和分析等。微泵作为微流控芯片系统的“心脏”，凡是需要微流体驱动的芯片，都对控制简单、易于集成的微泵产生强烈需求。

芯片集成微泵根据有无运动部件，分为机械式微泵和非机械式微泵。其中，非机械式微泵因为对流体的驱动能力弱，驱动性能不稳定，会对流体带来电、热、磁等不良影响，其在流体驱动中的应用严重受限。机械式微泵虽然原理简单，易于控制，反向截止性能较好，对流体的驱动能力强，驱动过程稳定，但是由于其需要加工单向阀结构，工艺要求高，不利于在芯片上集成以及微型化，不满足高通量流体驱动的需求。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于与芯片集成的微泵的批量化制作方法和制作设备，以摆脱现有机械式微泵加工过程复杂、集成难度大等技术缺陷，实现大批量生产的方式制作标准化的微泵单元，简化微泵在微流体芯片上的集成难度，并满足高通量流体驱动的需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于与芯片集成的微泵的批量化制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在主模具(1)上浇筑第一层浆料(2)；其中，所述主模具(1)上具有阵列化排布的第一凸起结构(12)；

步骤2：通过压板(3)将所述主模具(1)上的第一层浆料(2)压平至与所述主模具(1)相同的高度，并使第一层浆料(2)固化；

步骤3：剥离压板(3)，得到第一半成品(4)；其中，所述第一半成品(4)包括由每个所述第一凸起结构(12)在所述第一层浆料(2)上模制的微泵单元(20)的第一部分，所述微泵单元(20)的第一部分包括微泵腔室(26)和与所述微泵腔室(26)连通的两个单向阀(25)的第一高度部分；

步骤4：利用掩膜板(5)在第一半成品(4)的局部位置上形成防粘膜(17)，得到第二半成品(6)；

步骤5：在所述第二半成品(6)上浇筑第二层浆料(2)；

步骤6：通过第二模具(7)将所述第二半成品(6)上的所述第二层浆料(2)压平，并使所述第二层浆料(2)与所述第二半成品(6)固化为一体；其中，所述第二模具(7)上具有阵列化排布的第二凸起结构(18)；

步骤7：剥离所述主模具(1)和所述第二模具(7)，得到第三半成品(8)，并将所述第三半成品(8)与准备好的膜(9)、驱动腔室层(10)层叠组装成一体；其中，所述第三半成品(8)除了包括所述微泵单元(20)的第一部分之外，还包括由每个所述第二凸起结构(18)在所述第二层浆料(2)上模制的所述微泵单元(20)的第二部分，所述微泵单元(20)的第二部分包括所述两个单向阀(25)的第二高度部分，所述两个单向阀(25)的第二高度部分与所述两个单向阀(25)的第一高度部分在高度方向组合成两个完整的阀。