[发明专利]一种制备微流控芯片核心单元的卷对卷设备

权利要求书

1.一种制备微流控芯片核心单元的卷对卷设备，主要包括工作腔室、放卷辊、收卷辊、定型模块、涂胶系统和图案生成辊装置；涂胶系统位于放卷辊的下游，用于在柔性基膜表面涂覆形成均匀的湿膜层，涂胶系统包括胶槽、主涂胶辊以及副涂胶辊；图案生成辊装置布置在涂胶系统的下游，主要包括辊体和低真空泵；图案生成辊装置通过负压吸收过程对绕经辊体的柔性基膜上尚未成型的湿膜层进行部分去除；湿膜层经过固化定型后形成具有微流控通道图案的微流控单元层；图案生成辊装置的辊体为双层机构，包括内辊和外辊；外辊辊面为网状结构，上面布置有网孔阵列；内辊的辊壁上布置有吸收孔阵列，吸收孔阵列中的吸收孔与网孔阵列中的网孔之间通过吸收管道相连；内辊内部为空腔结构，内辊的端部与低真空泵相连，低真空泵将内辊内部抽成相对于工作腔室内气压的负压；

内辊的辊壁内侧设置有遮掩筒插槽；遮掩筒插槽内可插入遮掩筒，遮掩筒的展开形状与要在柔性基膜上形成的微流控单元层具有的特定图案相对应；遮掩筒从内辊辊壁内侧对辊壁上的吸收孔阵列中某些吸收孔进行遮挡密封；图案生成辊装置工作时，内辊的负压会从那些未被遮挡的吸收孔经由与之相连的吸收管道和网孔对覆盖在这些网孔上的湿膜层产生负压吸收，从而对绕经辊体的柔性基膜上的这部分湿膜层进行去除；

图案生成辊装置还包括控制器；在吸收管道上设置有电控阀门；控制器接收到图案生成指令后，根据预设的图案生成程序开启某些吸收管道上的电控阀门，内辊的负压会从这些吸收管道经由与之相连的吸收孔和网孔对覆盖在这些网孔上的湿膜层产生负压吸收，从而对绕经辊体的柔性基膜上的这部分湿膜层进行去除；控制器可单独对某些吸收管道上的电控阀门开度进行调节，来单独控制与这些吸收管道相连的受控网孔对湿膜层的负压吸收力度，从而对覆盖在受控网孔上的湿膜层进行完全去除或部分去除；

控制器通过分别控制多个相邻网孔对湿膜层的负压吸收力度，使这些相邻网孔的负压吸收力度之间形成渐变的趋势，从而使覆盖在这些相邻网孔上的湿膜层中形成深度连续渐变的沟槽图案，使定型后的微流控单元层具有深度连续渐变的微流控通道；或者，控制器通过分别控制多个区域的网孔对湿膜层的负压吸收力度，在湿膜层的多个区域上形成深浅各异的沟槽图案，使定型后的微流控单元层在不同区域上具有深度不同的微流控通道；

定型模块下游设置有层压辊；层压辊为2个，相对布置；工作腔室内设置有上盖基膜卷辊；层压辊用于将来自上盖基膜卷辊的上盖基膜压制覆盖在定型后的微流控单元层表面，形成微流控芯片核心单元；

工作腔室上还设置有真空系统和充气系统；真空系统用于在工作腔室内创造清洁的真空环境，充气系统用于充入工作气体；在微流控芯片核心单元制备前，先通过真空系统将工作腔室内的气体抽除，使工作腔室内的真空度达到10Pa以上，然后通过充气系统向工作腔室通入工作气体，控制工作腔室内气体压力在0.01MPa～0.1MPa范围内；工作腔室上还设置有用于测量环境参数的压力表、湿度表及温度表；

图案生成辊装置通过负压吸收掉部分湿膜层的方式，对微流控单元层原性状无伤地进行沟槽图案化，获得的微流控单元层各部位密度均匀一致。

2.根据权利要求1所述的制备微流控芯片核心单元的卷对卷设备，其特征在于：定型模块位于图案生成辊装置的下游；定型模块采用选自光照加热固化、烘干箱加热固化或紫外光光照固化中的一种固化形式对湿膜层进行固化定型，使湿膜层形成微流控单元层。

3.根据权利要求1所述的制备微流控芯片核心单元的卷对卷设备，其特征在于：通过控制低真空泵的排气速度，可以调节图案生成辊对湿膜层的负压吸收力度，对覆盖在网孔上的这部分湿膜层进行完全去除或部分去除。