[发明专利]下壁面内凹的微通道的制作方法

权利要求书

1.下壁面内凹的微通道的制作方法，通过在模板上浇注液态PDMS生成微通道，利用离心匀胶机在硅片上甩制获得PDMS材质的薄膜，利用电晕机将二者键合，再将带凹槽结构的固体块键合到薄膜的另一侧，通过凹槽的入口注入液态PDMS使得薄膜向微通道内部变形，放置加热板上逐渐凝固，最终生成下壁面内凹的微通道，而且内凹结构的长度和位置分别通过改变凹槽的尺寸和键合位置来控制；

其特征在于：该方法包括以下步骤，

1)制作微通道和凹槽结构：将液态PDMS分别浇注于设计有微通道和凹槽结构的硅片凸模上，然后放于烘箱中烘烤使液态PDMS凝固；将凝固后的PDMS揭下并切割获得单面开口的微通道固体块和带凹槽结构的固体块；用打孔器在单面开口的微通道固体块上设计的出入口处以及带凹槽结构的固体块的对角分别打一个通孔，其中单面开口的微通道固体块上的出入口为通道入口(a)，通道出口(b)；带凹槽结构的固体块上的出入口为凹槽入口(1)，凹槽出口(2)；

2)制备薄膜：将液态PDMS浇注于硅片上甩制形成薄膜，膜厚与液态PDMS的配合比例以及甩胶机的转速有关，最后放于烘箱中使薄膜凝固形成固体薄膜；

3)键合芯片：将1)中切割好的单面开口的微通道固体块利用电晕机处理后键合于带有固体薄膜的硅片上，并轻微按压以确保二者贴合充分，然后放于温度约为90℃的热板上烘烤10～20分钟，然后用刀片沿单面开口的微通道固体块的边缘轻轻划开，将划开后的固体块部分一同剥离硅片取下，得到单面带薄膜的微通道固体块；

4)键合凹槽结构：将1)切割好的带凹槽结构的固体块键合在3)中单面带薄膜的微通道固体块上，凹槽结构的位置与微通道中设计要向内凹的位置对齐，同样轻压确保二者充分贴合，然后放置在温度约为90℃的热板上烘烤10～20分钟；

5)注入液态PDMS：将调好未凝固的液态PDMS从凹槽入口(1)缓慢注入到凹槽结构中，排空存留的空气从凹槽出口(2)流出，持续挤压注入液态PDMS1-5分钟；微通道中薄膜在液态PDMS的作用下向外即向微通道一侧鼓出变形，造成微通道下壁面向内凹；

6)加热凝固：将整个结构放置于温度约为90℃的热板上烘烤15分钟，最后凝固生成下壁面内凹的微通道。

2.根据权利要求1所述的下壁面内凹的微通道的制作方法，其特征在于：下壁面内凹的微通道的具体制作过程，具体步骤为，

1)微通道和凹槽结构的制备过程

将PDMS的主剂和凝固剂按照10:1的比例混合均匀，然后将液态PDMS置于常温真空环境中40～60分钟，直至气泡全部析出为止，将液态PDMS分别浇注到含有微通道和凹槽结构的硅片凸模上，并放于温度为65℃的烘箱中1小时左右，使其凝固；待液态PDMS凝固之后，将其从硅片模板上揭下，并切割出单面开口的微通道固体块和带凹槽结构的固体块；用打孔器在单面开口的微通道固体块的出入口处以及带凹槽结构的固体块对角分别打一个通孔，其中单面开口的微通道固体块上的出入口为通道入口(a)，通道出口(b)；带凹槽结构的固体块上的出入口为凹槽入口(1)，凹槽出口(2)；

2)薄膜制作过程

配制液态PDMS并置于常温真空环境中析出气泡；将干净的空白硅片置于离心匀胶机上，然后将液态PDMS倒在硅片中央并开启匀胶机，使液态PDMS被甩制形成液态薄膜附着于硅片上，将带有液膜的硅片放于烘箱中，使PDMS材质的液态薄膜凝固形成固体薄膜；

3)薄膜与微通道的键合过程

由于薄膜厚度太小难以直接取用，利用电晕机处理器将单面开口的微通道固体块中含有微通道的那面，以及硅片上的薄膜外表面各处理3～5秒，然后将两者键合并轻按以确保充分贴合；将键合好的硅片置于约90℃的热板上加热约15分钟，然后用刀片沿单面开口的微通道固体块的边缘轻轻划开，将划开后的固体块部分一同剥离硅片取下，得到单面带薄膜的微通道固体块；

4)凹槽结构与薄膜的键合过程

利用电晕机处理器将薄膜另一面，和1)中制得的带凹槽结构的固体块上凹槽结构那一面各处理3～5秒，然后将两者键合并轻按以确保充分贴合；将键合好的整个固体结构置于约90℃的热板上加热15分钟左右；

5)内凹下壁面的制作过程

将调制的液态PDMS从凹槽入口(1)缓慢注入，逐渐排空存留的空气，再持续注入几分钟，使得与凹槽相接触的薄膜向另一侧鼓出变形，稳定后放置于约90℃的热板上加热15分钟左右，凝固后得到的PDMS材质的固体结构就是下壁面内凹的微通道。