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一种热固性树脂微流控芯片及其制备方法与流程

2021-12-04 01:13:00 来源:中国专利 TAG:

1.本发明涉及微流控芯片的制作技术领域,尤其是涉及一种热固性树脂微流控芯片及其制备方法。


背景技术:

2.微流控芯片是指具有微米尺寸通道的芯片,主要应用在生化分析、材料制备和有机合成等领域。目前用于微流控芯片制作的材料有单晶硅、玻璃、合金、纸和聚合物。其中聚合物微流控芯片具有加工方式多样、价格低廉、出色的光学性能、良好的生物相容性等优点,因此成为了学术研究和产业化的主要方向。
3.目前的聚合物微流控芯片主要有两类。第一类是热塑性树脂,以聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)等为主,其加工方法主要是通过注塑机将树脂原料加热至玻璃化温度后注入模具,冷却成型得到盖片,再经过热压法完成键合,得到芯片。这种方法适用于产业化生产,但是需要严格控制注塑和键合工艺中的参数,如:压力、温度和成型时间。尤其在键合工艺中,加热后微通道结构容易变形,无法保持加工精度。第二类是弹性热固性树脂,以聚二甲基硅氧烷(pdms)为主。pdms芯片主要应用于学术研究,其加工精度高于热塑性微流控芯片,但是其微流控芯片制作过程中,需要用氧气等离子体处理基片和盖片后才能完成键合,并且键合强度比较低,而且这种键合工艺也限制pdms芯片的批量化生产。
4.第一类是热塑性树脂,以聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)等为主,其加工方法主要是通过注塑机将树脂原料加热至玻璃化温度后注入模具,冷却成型得到盖片,再经过热压法完成键合,得到芯片。这种方法适用于产业化生产,但是需要严格控制注塑和键合工艺中的参数,如:压力、温度和成型时间。
5.第二类是弹性热固性树脂,以聚二甲基硅氧烷(pdms)为主。pdms芯片主要应用于学术研究,其加工精度高于热塑性微流控芯片。
6.热塑性聚合物热变形温度低,尤其在热压键合工艺中,加热后微通道结构容易变形,无法保持加工精度。pdms芯片的键合工艺,需要用氧气等离子体处理基片和盖片后才能完成键合,并且键合强度比较低,而且这种键合工艺也限制pdms芯片的批量化生产。


技术实现要素:

7.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种热固性树脂微流控芯片及其制备方法,具体针对热塑性聚合物受热易变形、pdms键合需要额外的处理步骤等缺陷,本发明提出以热固性工程树脂为原料,通过控制树脂的固化工艺,开发出过程简单的热键合工艺,实现高尺寸精度的热固性微流控芯片的批量化生产。
8.本发明的目的通过以下技术方案实现:
9.本技术的目的是保护一种热固性树脂微流控芯片的制备方法,包括以下步骤:
10.s1:预聚体制备
11.将液态树脂注入内表面带有微结构的模具中,加热并恒温预设时间,取出,得到表面带有微结构的树脂预聚体,作为盖片;
12.将液态树脂注入内表面光滑模具中,加热并恒温预设时间,取出,得到表面光滑的树脂预聚体,作为基片;
13.s2:将盖片带有微结构的一面与基片贴合,加热并恒温预设时间,使得基片与盖片反应键合,得到微流控芯片粗品;
14.s3:对微流控芯片粗品进行精加工,得到微流控芯片成品。
15.进一步地,s1中,所述液态树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚环状烯烃树脂中的一种或多种混合。
16.进一步地,s1中,所述环氧树脂可以双酚a型环氧树脂、甘油型环氧树脂、丁烯环氧树脂、环戊二烯环氧树脂等的一种或者多种混合,优选双酚a型环氧树脂、甘油型环氧树脂、环戊二烯环氧树脂一种或多种混合。
17.进一步地,s1中,所述不饱和聚酯树脂可以为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚a型、乙烯基酯型等的一种或者多种混合,优选邻苯型、双酚a型、乙烯基酯型等的一种或多种混合。
18.进一步地,s1中,所述聚环状烯烃树脂其单体可以为含有环状烯烃结构的化合物环戊二烯、双环戊二烯、环己烯、环庚烯、环辛烯以及含有上述环状烯烃结构的相关衍生物的一种或者多种混合;所述聚环状烯烃树脂的固化剂可以为钛(ti)、钨(w)、钼(mo)、钌(ru)、铼(re)的氯化物或者金属卡宾化合物的一种或者多种混合物。
19.进一步地,s1中,所述液态树脂的在25℃下的粘度为5

5000mpa/s,优选10~1000mpa/s。
20.进一步地,s1中,加热并恒温的目标温度为20~180℃,恒温的预设时间为1~120分钟。
21.进一步优选地,s1中,加热并恒温的目标温度(即键合温度)为30~80℃,恒温的预设时间(即键合时间)为3~60分钟。
22.进一步地,s1中,得到的树脂预聚体均为弹性体性质的凝胶态聚合物,所述树脂预聚体邵氏硬度为3~95。
23.进一步优选地,s1中,所述树脂预聚体邵氏硬度为5~30。
24.进一步地,s2中,加热并恒温的目标温度为20~180℃,恒温的预设时间为1~120分钟。
25.进一步优选地,s2中,加热并恒温的目标温度为40~100℃,恒温的预设时间为1~120分钟。
26.进一步地,s3中,精加工的过程为,采用机械加工的方法或激光刻蚀的方法,对微流控芯片进行分割、去毛边、开孔处理,得到规整的微流控芯片。
27.进一步地,芯片开孔的位置是盖片上微结构的相应位置,也可以是基片上对应微结构的位置。
28.本技术的第二个目的是保护一种上述方法制备得到的热固性树脂微流控芯片。
29.相比于现有技术,本发明的有益效果在于:
30.1、本发明的微流控芯片制造方法中所用树脂室温下是低粘度的液体,注模过程中无需预热和加压,不容易产生气泡。树脂成型温度、成型时间可调,提高了生产效率和成品
率。
31.2、本发明的微流控芯片制造方法中,通过精确控制树脂成型过程,选择在树脂成型处于凝胶态的状态下,完成开模工艺。凝胶态聚合物呈现出显著的弹性体特性,降低了脱膜难度,避免了传统工艺中刚性聚合物脱模过程中损伤模具、微通道结构崩裂等问题。
32.3、本发明的微流控芯片制造方法中,利用凝胶态聚合物具有的反应活性,继续聚合实现芯片的键合。所需键合温度、键合时间可调,且无需额外施加压力,也无需额外的材料表面改性手段,适用于芯片的批量化生产。
33.4、本发明的微流控芯片制造方法中,所用树脂是热固性树脂,并且热变形温度高于100℃,最高可以达到200~220℃,因此芯片中微通道结构成型后不易发生形变,加工精度较高。
具体实施方式
34.为了解决现有技术的问题,本发明以热固性树脂作为原料,提供了一种微流控芯片的制造技术和微流控芯片。技术方案如下:
35.步骤1:需要一个表面带有微结构的模具,将液态的树脂注入模具,然后将模具加热至一定温度,恒温一段时间后,取出表面带有微结构的树脂预聚体作为盖片。所用液态树脂是指环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚环状烯烃树脂等热固性工程树脂。
36.步骤2:取一个表面光滑的模具,其余流程同步骤1,制作得到表面光滑的基片;
37.步骤3:将步骤1制作的盖片与步骤2的基片贴合,其中盖片带有微结构的那一面与基片的光滑表面贴合,然后将贴合后的芯片加热至一定温度,恒温一定时间,基片与盖片反应键合后得到微流控芯片。此步骤是本发明的核心部分,通过控制工艺条件,实现树脂固化过程的可控,利用固化过程中的凝胶态聚合物特殊的物理、化学性质,解决常规聚合物微芯片制作工艺中的脱模难、键合工艺复杂等问题。
38.步骤4:用机械加工的方法或者激光刻蚀的方法,对微流控芯片进行分割、去毛边、开孔等处理,得到了规整的微流控芯片。
39.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明,但绝不是对本发明的限制。本技术方案中如未明确说明的制备手段、材料、结构或组成配比等特征,均视为现有技术中公开的常见技术特征。
40.实施例1
41.步骤1:制作模具。具体的是通过光刻、光刻蚀、微机械加工、微电铸等公知技术制作表面带有微米大小凸起的阳模,模具的材质可以是金属、聚合物、单晶硅。
42.步骤2:制备液态树脂。,将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比150:0.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度1000mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为双酚a型环氧树脂,固化剂为顺丁二烯酸酐。
43.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度30℃、加热时间60分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约30。
44.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴
合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度100℃、加热时间5分钟,最终得到成型树脂芯片。
45.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
46.步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
47.实施例2
48.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
49.步骤2:制备液态树脂。,将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比220:5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度500mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为甘油型环氧树脂,固化剂为三乙醇胺。
50.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间3分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约15。
51.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度60℃、加热时间40分钟,最终得到成型树脂芯片。
52.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
53.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
54.实施例3
55.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
56.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比150:0.6)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度620mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为丁烯环氧树脂,固化剂为间苯二胺。
57.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度60℃、加热时间20分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约5。
58.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度40℃、加热时间60分钟,最终得到成型树脂芯片。
59.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
60.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
61.实施例4
62.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
63.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比110:1.2)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度490mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环戊二烯环氧树脂,固化剂为四氢邻苯二甲酸酐。
64.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间5分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约18。
65.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度65℃、加热时间10分钟,最终得到成型树脂芯片。
66.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
67.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
68.实施例5
69.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
70.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比140:2.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度200mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为双酚a型环氧树脂与等质量的甘油型环氧树脂混合而成,固化剂为三甲基六亚甲基二胺。
71.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度75℃、加热时间15分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约27。
72.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度75℃、加热时间10分钟,最终得到成型树脂芯片。
73.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
74.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
75.实施例6
76.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
77.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比170:3.2)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度420mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为邻苯型不饱和聚酯,固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。
78.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度50℃、加热时间35分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基
片,预聚体的邵氏硬度约16。
79.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度45℃、加热时间50分钟,最终得到成型树脂芯片。
80.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
81.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
82.实施例7
83.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
84.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比110:1.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度170mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为间苯型不饱和聚酯,固化剂为过氧苯甲酰。
85.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间10分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约30。
86.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度65℃、加热时间35分钟,最终得到成型树脂芯片。
87.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
88.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
89.实施例8
90.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
91.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比210:3.2)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度170mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为对苯型不饱和聚酯,固化剂为过氧环己酮。
92.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度75℃、加热时间35分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约18。
93.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度55℃、加热时间30分钟,最终得到成型树脂芯片。
94.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
95.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预
聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
96.实施例9
97.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
98.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比180:0.9)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度630mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为双酚a型不饱和聚酯,固化剂为过氧化甲乙酮。
99.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度75℃、加热时间25分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约5。
100.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度50℃、加热时间10分钟,最终得到成型树脂芯片。
101.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
102.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
103.实施例10
104.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
105.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比230:7)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度315mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为乙烯基酯型不饱和聚酯,固化剂为过氧二苯甲酰。
106.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间15分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约5。
107.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度100℃、加热时间1分钟,最终得到成型树脂芯片。
108.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
109.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
110.实施例11
111.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
112.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比245:3)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度265mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为邻苯型不饱和聚酯与等质量的双酚a型不饱和聚酯混合而成,固化剂为过氧化苯甲酰。
113.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方
式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度65℃、加热时间25分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约28。
114.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度65℃、加热时间20分钟,最终得到成型树脂芯片。
115.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
116.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
117.实施例12
118.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
119.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比110:0.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度70mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环戊二烯,固化剂为钨卡宾催化剂。
120.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间40分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约30。
121.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度55℃、加热时间45分钟,最终得到成型树脂芯片。
122.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
123.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
124.实施例12
125.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
126.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比320:2.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度95mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环戊二烯,固化剂为钼卡宾催化剂。
127.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度75℃、加热时间15分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约15。
128.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度100℃、加热时间1分钟,最终得到成型树脂芯片。
129.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,
最终得到热固性树脂微流控芯片。
130.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
131.实施例13
132.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
133.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比430:3.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度10mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环己烯,固化剂为四氯化钛。
134.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间3分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约10。
135.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度95℃、加热时间40分钟,最终得到成型树脂芯片。
136.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
137.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
138.实施例14
139.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
140.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比270:1.8)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度75mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环庚烯,固化剂为钌卡宾催化剂。
141.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间15分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约5。
142.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度60℃、加热时间110分钟,最终得到成型树脂芯片。
143.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
144.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
145.实施例15
146.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
147.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比450:5.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度53mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环辛
烯,固化剂为铼卡宾催化剂。
148.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度70℃、加热时间45分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约25。
149.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度50℃、加热时间120分钟,最终得到成型树脂芯片。
150.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
151.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
152.实施例16
153.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
154.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比110:0.5)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度70mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为环戊二烯与等质量的双环戊二烯混合得到,固化剂为钨卡宾催化剂与等质量的钼卡宾催化剂混合而成。
155.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度70℃、加热时间20分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约20。
156.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度40℃、加热时间100分钟,最终得到成型树脂芯片。
157.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
158.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
159.实施例17
160.步骤1:制作模具。具体过程同实施例1。
161.步骤2:制备液态树脂。将一定配比的基体树脂、固化剂(按照质量比100:1.2)混合后,配置得到常温下是液态的树脂,树脂粘度960mpa/s。本实施例中采用的基体树脂为双酚a型环氧树脂、等质量的邻苯型不饱和聚酯与等质量的环戊二烯混合得到,固化剂为三乙醇胺、等质量的过氧化苯甲酰与等质量的钨卡宾催化剂混合而成。
162.步骤3:盖片和基片的制作。灌注液态树脂,将树脂灌入模具中。通过加热模具的方式促使树脂固化成型,形成微尺寸的流道结构和光滑表面,加热温度80℃、加热时间10分钟,停止加热自然冷却至室温,确保树脂固化停留在凝胶态,然后开模得到预聚体盖片和基片,预聚体的邵氏硬度约30。
163.步骤4:芯片组装和键合。将盖片带有微尺寸流道结构的一面与基片光滑的一面贴合,然后加热促使凝胶态预聚体继续反应成型,加热温度100℃、加热时间120分钟,最终得到成型树脂芯片。
164.步骤5:用机械雕刻、激光刻蚀等公知技术,裁剪芯片,并在芯片的进出口出开孔,最终得到热固性树脂微流控芯片。
165.类似地,步骤5中的裁剪、开孔过程,可以在步骤3中利用机械加工的方式实现。预聚体具有优异的可加工性,能够轻易的裁剪和打孔。
166.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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