用于收集流体的微针和流体通道系统的制作方法

技术特征：
1.一种微针(100，200，300，720)，所述微针(100，200，300，720)设置在衬底(300，710)上，所述微针(100，200，300，720)包括：长形本体(110，210，310)，所述长形本体(110，210，310)在所述衬底上沿着纵向轴线从顶端部延伸至底端部，其中：所述长形本体包括上部部分(120，220，320)和下部部分(130，230，330)；所述长形本体的所述下部部分包括延伸到所述衬底中的内部毛细管孔洞(260，730)；所述长形本体的所述上部部分具有由至少三个本体侧部形成的半封闭内部空隙空间(140，240)，所述至少三个本体侧部中的两个本体侧部在尖锐边缘处连结并且第三本体侧部设置有开口狭缝(150，250，350)，所述开口狭缝(150，250，350)从所述长形本体的所述下部部分延伸至所述第三本体侧部的上端部；所述长形本体的所述顶端部构造为斜面，以在所述边缘的顶部处产生尖的梢端，所述斜面延伸至所述第三本体侧部；所述长形本体的所述上部部分的所述半封闭内部空隙空间朝向所述长形本体的所述底端部的内部毛细管孔洞敞开；并且所述长形本体的所述底端部连接至所述衬底。2.根据权利要求1所述的微针，其中，所述开口狭缝定位在平坦本体侧部的中央处。3.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，其中，从所述半封闭内部空隙空间延伸至所述第三本体侧部的至少一个表面是弯曲的。4.根据权利要求3所述的微针，其中，从所述半封闭内部空隙空间延伸至所述第三本体侧部的所有表面的至少一部分是弯曲的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，其中，所述长形本体包括三个本体侧部。6.根据权利要求5所述的微针，其中，在尖锐边缘处连结的所述两个本体侧部通过弯曲表面连结至第三本体侧部。7.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，还包括在所述微针的外表面上延伸的脊部，其中，所述脊部在垂直于所述纵向轴线的方向上延伸。8.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，其中，所述上部部分具有第一横截面面积，并且所述下部部分具有第二横截面面积，其中，所述第二横截面面积大于所述第一横截面面积。9.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，还包括划分所述上部部分与所述下部部分的划分平面，其中，所述划分平面的至少一部分与衬底平面不平行。10.根据权利要求9所述的微针，其中，所述上部部分与所述下部部分之间的所述划分平面与所述斜面平行。11.根据前述权利要求中的任一项所述的微针，还包括将所述长形部分与所述衬底连接的弯曲部分。12.一种流体通道系统(400，500，600，750)，所述流体通道系统(400，500，600，750)用于将流体从多个入口(442，642，740)经由流体通道输送到流体收集区域(410，510，610)，所述流体通道系统包括所述流体收集区域和至少一个区段(430)，其中，每个区段包括第一部段(440，540，640)和第二部段(450，550，650)，其中，在每个区段中，所述第一部段包括至少两个入口通道(441，541，641)，每个入口通道将入口与所述第二部段连接，其中，在每个区
段中，所述第二部段经由连接通道(451，551，651)将所述第一部段的至少两个入口通道与所述流体收集区域连接，其中，在每个区段中，所述至少两个入口通道合并到所述连接通道中；其中每个区段在所述至少两个入口通道之间包括至少一个第一液滴形成结构(431，531，631)，其中，所述至少一个第一液滴形成结构设置成通过经由通道壁几何形状减小空气的流体界面面积并扩大通道壁的流体界面面积来收集从一个入口通道朝向不同于所述一个入口通道的另一个入口通道移动的流体；每个连接通道包括第二液滴形成结构(432，532)，其中，所述第二液滴形成结构布置在所述连接通道的设置有通向所述流体收集区域的出口的端部处，并且所述第二液滴形成结构布置成收集从至少一个连接通道移动的流体；并且其中，所述流体通道至少由至少两个入口通道和至少一个连接通道限定。13.根据权利要求12所述的流体通道系统，其中，所述至少一个第一液滴形成结构布置成向将收集到的流体朝向所述连接通道释放。14.根据权利要求12或13所述的流体通道系统，包括至少两个区段。15.根据权利要求12至14中的任一项所述的流体通道系统，其中，每个第一部段经由所述连接通道将至少三个入口连接至所述流体收集区域。16.根据权利要求12至15中的任一项所述的流体通道系统，其中，每两个入口通道之间的每个第一液滴形成结构包括以小于180
°
的角度、比如小于120
°
、90
°
、45
°
、30
°
、15
°
或10
°
的角度连结的两个相邻的弯曲壁。17.根据权利要求12至16中的任一项所述的流体通道系统，其中，每个第二液滴形成结构包括以小于180
°
的角度、比如小于120
°
、90
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、45
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、30
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、15
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或10
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的角度连结的两个相邻的弯曲壁。18.根据权利要求12至17中的任一项所述的流体通道系统，其中，每个入口通道包括将所述入口与所述第一液滴形成结构连接的第一入口通道部分，其中，所述第一入口通道部分的几何形状包括以小于180
°
的角度连结的至少两个相邻的壁，其中，所述入口通道部分纵向地连接至所述入口。19.根据权利要求12至18中的任一项所述的流体通道系统，其中，所述连接通道的横截面面积从所述入口到所述流体收集区域减小。20.根据权利要求12至19中的任一项所述的流体通道系统，其中，所述流体收集区域包括出口端口，其中，所述出口端口布置成允许提取在所述流体收集区域中收集的流体。21.根据权利要求12至20中的任一项所述的流体通道系统，其中，通道的至少一部分具有亲水内表面。22.一种芯片(700)，所述芯片(700)用于经由至少一个微针(720)收集流体，所述芯片包括：至少一个根据权利要求1至11中的任一项所述的微针，所述微针一体地形成在公共衬底(710)的第一侧部上，其中，每个近端端部与所述衬底一体地形成，并且每个毛细管孔洞(730)与根据权利要求12至21中的任一项所述的流体通道系统(750)的入口(740)在所述衬底的第二侧部上流体连通，其中，所述芯片设置成在微针与流体接触时将所述流体通过所述微针和所述流体通道
系统被动地输送到所述流体收集区域。23.一种使用微机电系统制造工艺制造根据权利要求22所述的包括至少一个微针和流体通道的芯片的方法(800)，所述方法(800)包括：在硅晶片衬底上生长(810)牺牲氧化物层；利用图案化的光致抗蚀剂掩盖(820)所述牺牲氧化物层；根据所述图案化的光致抗蚀剂去除(830)所述牺牲氧化物层；使用深反应离子蚀刻方法根据经去除的所述牺牲氧化物层的图案来蚀刻(840)所述硅晶片；通过使用蚀刻剂将其余的牺牲氧化物层去除(850)。

技术总结
一种微针(100，200，300，720)，该微针包括在衬底(300，710)上沿着纵向轴线从顶端部延伸至底端部的长形本体(110，210，310)，其中，长形本体包括上部部分(120，220，320)和下部部分(130，230，330)。下部部分(130，230，330)包括延伸到衬底(300，710)中的内部毛细管孔洞(260，730)。长形本体(110，210，310)的上部部分(120，220，320)具有由至少三个本体侧部形成的半封闭内部空隙空间(140，240)，所述至少三个本体侧部中的两个本体侧部在尖锐边缘处连结，并且第三本体侧部设置有从长形本体(110，210，310)的下部部分(130，230，330)延伸到第三本体侧部的上端部的开口狭缝(150，250，350)。长形本体(110，210，310)的顶端部构造为斜面，以在所述边缘的顶部处产生尖的梢端，所述斜面延伸至第三本体侧部。上部部分的半封闭内部空隙空间(140，240)朝向长形本体(110，210，310)的底端部的内部毛细管孔洞敞开，并且长形本体的底端部连接至衬底(300，710)。710)。710)。


技术研发人员：马库斯
受保护的技术使用者：艾希莱恩公司
技术研发日：2021.02.10
技术公布日：2022/9/14