CN105050942A - 微流体装置 - Google Patents

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CN105050942A
CN105050942A CN201480014339.5A CN201480014339A CN105050942A CN 105050942 A CN105050942 A CN 105050942A CN 201480014339 A CN201480014339 A CN 201480014339A CN 105050942 A CN105050942 A CN 105050942A
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CN
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instruction
pit
substrate
microfluidic
channel
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CN201480014339.5A
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戈特弗里德·赖特尔
达里奥·博洛维克
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Sony DADC Austria AG
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Abstract

微流体装置包括由第一聚合物材料制成的第一基板(102)和由第二聚合物材料制成的第二基板(104),第一基板(102)和第二基板(104)具有相应的结合面(23,41),至少一个结合面(41)具有通道形成物(14),使得当结合面(23,41)通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板(102,104)与通道形成物(14)形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定微流体通道网络的通道形成物(14)分离的一个或多个指示凹坑(11)形成在至少一个结合面(23,41)中,使得通过结合处理所引起的表面变形引起一个或多个指示凹坑(11)的构造的变化。

Description

微流体装置
技术领域
本公开内容涉及微流体装置(microfluidicdevice)以及制造并检查这种装置的方法。
背景技术
本文中所提供的“背景技术”描述以对本公开的背景作一般性说明为目的。就其描述程度而言,描述在背景技术部分的、目前署名的发明人的工作以及申请时未另限定为现有技术资格的说明的方面,既没有明确地也没有隐含地承认作为与本发明的相对的现有技术。
微流体电路通常由结合在一起并且被布置在载体中的两个基板制造成平面结构。载体有时被称为盒子(caddy)。在聚合物基板的情况下,热结合和溶剂蒸汽结合为示例结合方法。尤其是,热结合具有用于生物应用的优势,该优势在于例如与粘合结合相比没有污染物。诸如通道和混合腔的微流体电路元件通过一个或两个基板的表层结构形成在基板之间的界面上。
热结合和溶剂蒸汽结合依赖于:首先,对将要结合的一个或两个聚合物表面进行软化,然后将两个表面按压在一起以引起一定程度的变形。虽然形成良好的结合需要大量的变形,但是过量的变形将对形成装置的微流体通道及其他微流体部件的精密的表面结构具有负面影响。另一方面,如果变形不充分,则结合在物理上可能不牢固并且潜在地发生泄漏。因此,需要以足够但是不过大的变形方式进行结合。
可以通过测量完成的装置结构中的通道深度来测量由结合所引起的垂直压缩的量,因为在结合之前的通道深度是已知的。因此,结合之前的通道深度与结合后的通道深度之间的差异测量出的结合所诱发的压缩。测量通道深度的已知的破坏性方法是切割通道处的结合部分并且利用光学显微镜或者扫描电子显微镜(SEM)来测量通道的该部分的深度。存在可用的诸如X线断层摄影术(X-Raytomography)或者光学方法的非破坏性方法,但是这种装备昂贵并且在某些情况下不是特别精确。
发明内容
根据本公开内容的第一方面,提供了一种微流体装置,包括:由第一聚合物材料(polymermaterial,高分子材料)制成的第一基板和由第二聚合物材料制成的第二基板,第一基板和第二基板具有相应的结合面,至少一个结合面具有通道形成物(channelformation),使得当所述结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与通道形成物形成包括多个微流体通道(microfluidicchannel)的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定微流体通道网络的通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个所述结合面中,使得通过结合处理所引起的表面变形引起一个或多个指示凹坑(indicatorpit)的构造的变化。
本公开内容还提供了一种测量仪器,包括:如以上所定义的微流体装置;处理器,被配置为检测来自所述微流体装置的流体测量结果;以及检测器,被配置为将一个或多个指示凹坑的变形与一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以在微流体装置的制造过程中检测结合期间发生的压缩的量;处理器被配置为根据通过检测器检测出的压缩的量在检测来自微流体装置的流体测量结果时调整一个或多个参数。
本公开内容还提供制造微流体装置的方法,方法包括:设置由相应的第一聚合物材料和第二聚合物材料制成的第一基板和第二基板,第一基板和第二基板具有相应的结合面,至少一个结合面具有通道形成物,使得当结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定微流体通道网络的通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个结合面中;在准备彼此结合时使至少一个结合面软化;并且通过压缩第一基板和第二基板的结合面进行结合,压缩引起该一个或多个指示凹坑的构造的变化。
通过所附权利要求限定了另外的相应的方面及特征。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参照以下示例性实施方式的详细描述,本公开内容的更全面的认识及容易获得的本发明所伴随的优点将会变得更容易理解,在附图中:
图1是根据本公开内容的实施方式的微流体装置在结合之前的一部分的示意性截面图;
图2A、图2B和图2C是在分别利用较少量和较大量的压缩结合之前和结合之后的5级指示凹坑的平面示意图;
图3示意性地示出了可替代的指示凹坑形状;
图4是示例性微流体装置的一部分的示意性截面图;
图5A是整个示例性微流体装置的平面示意图;
图5B是微流体装置的示意性截面图;
图6示意性地示出基板制造过程的主要步骤;并且
图7A至图7B、图8A至图8B、图9A至图9B、图10A至图10B、图11A至图11B示意性地示出指示凹坑的替代的截面形成物;
图12示意性地示出测试仪器;
图13示意性地示出使用指示凹坑作为垂直对准标记;
图14示意性地示出互补的内啮合形成物的使用;
图15是制造方法的示意流程图;并且
图16是检查方法的示意流程图。
具体实施方式
现在参考附图,贯穿几个视图,其中相同参考标号指代相同或对应的部分,图1是根据本公开内容的实施方式的微流体装置的一部分的示意性截面图。所示出的装置部分具有两个平坦的基板层。基板层102在所示出的部分上是平坦的并且是非结构化的(unstructured)(也就是说,基板层102的与另一个基板层接触的表面在所示出的部分上整体上是平坦的),然而,基板层104具有平坦的且还是结构化的上表面(也就是说,层基本上是平坦的,但是具有一些印在其上作为表面凹陷的结构或者部件)。基板层102具有顶面21和底面23。基板层104具有顶面41和底面43。应注意,这里使用术语“顶”、“底”仅提供对包括图1的多个示图进行清晰的参考。技术人员将理解的是,它们并不暗示或者要求所装配的装置在制造或者使用时的任何特定的方位。
第一基板层和第二基板层由相应的第一聚合材料和第二聚合材料制成。虽然在本公开内容的实施方式中两种材料是相同的“类别(class)”,诸如(下面限定的)COP,但第一聚合材料和第二聚合材料可以是相同或者不同的。在本公开内容的实施方式中,两种材料是相同的。
用于基板层的合适的原料聚合物(basepolymer,基体聚合物)包括:聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯聚合物(COP)、聚碳酸酯共聚物(COC)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯(PC)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。特定示例的塑料化合物如下。PS:BASF‘158K’,其是一种适用于注塑成型的高热、光洁(clear)的材料;COP:Zeon化学公司‘Zeonor1060R’,其是一种适用于注塑成型的透明的低吸水性材料;PMMA:AsahiKasei‘Delpet70NH’,其是透明的并且适用于注塑成型;以及HM671T’PC拜耳材料科技公司‘Makrolon2458’,其是适用于注塑成型的医学级、光洁的材料。
在基板层104的上表面41中的结构包括多个微流体通道14,该多个微流体通道被示出为从示图的平面延伸出来,故图示以截面图的形式示出了它们;以及被布置为邻近于通道但是与通道流体隔离的数个多级指示凹坑11。可以看出,指示凹坑被阶梯形地形成多个级,在图中示出五个这种级的示例组合,由平行于基板表面布置的相应的台顶(plateau)13形成各个级,该台顶在最小指示凹坑深度与最大指示凹坑深度之间的相应的深度上变化。应注意,在其他实施方式中,示出为多级指示凹坑的形成物可以被实施为楔形的指示凹坑,使得指示凹坑的深度在指示凹坑的宽度(如所示出的左至右方向)上平稳且连续地而不是以台阶进行改变,例如作为在指示凹坑的各个侧面的第一(最小指示凹坑)深度与不同的第二深度(最大指示凹坑深度)之间变化的直线函数。在其他实施方式中,可以使用深度轮廓线而不是直线函数。还应当理解的是,在多级指示凹坑中,在图1中示出为台顶的一种或多种部件反而可以具有在台顶部件的宽度上变化的深度,换言之,形成梯台的级,但是在其宽度上具有变化的深度。
在此,术语“凹坑(pit)”表示在基板的表面中形成的孔。孔可以具有阶梯的或变化的深度。在一些实施方式中凹坑是盲孔,也就是说它们不是贯通至基板的另一侧的孔。在其他实施方式中,凹坑可以形成为贯通孔,通过将基板粘合至孔的另一端来将该贯通孔制成盲孔。
还注意到,虽然图1的装置已被装配好,但图1中的示例指示凹坑示意性地被示出为具有五个级。这仅提供基本结构的初始说明。事实上,装配的装置的以其完成的形式可以保留很少的最初形成在基板104中的级。以下将论述在制造过程期间,这种级的数目减少的原因。所以现在在图1中示出的五个级应该被认为是示意性示出仅在装置的装配和结合之前的指示凹坑11的状态。
为了制造在图1中示出的装置,基板层102的下表面23被结合至基板层104的上表面41,使得在结合时它们形成包括微流体通道14的微流体通道网络的至少一部分。将理解的是,该网络可以延伸至层之间的另外的界面,如可以通过设置结合至第一基板层或者第二基板层的第三基板层、或者实际上的另外的基板层来设置界面。此外,垂直孔可以延伸通过基板层以提供垂直流体互接至外侧或者至装置内的更多的微流体部件。应注意,这里所使用的术语“垂直的”仅出于使该附图的描述清楚起见,并且如之前所论述的,技术人员将理解在制造或者使用期间并没有在装置的方位上布置或者暗示任何限制。
在适当地对接触面23、43中的一个或两个进行软化之后,通过将基板按压在一起来使它们结合在一起。在实施方式中,可以使具有少数的微流体形成物(或者根据设计而一个也没有)的表面软化,以避免变形或者微流体结构的表面糙度上的变化,但是可以使另一个表面(或者实际上的两个表面)软化。该处理可以是热结合,在这种情况下,通过加热来进行软化。可替代地,该处理可以是溶剂蒸汽结合,其中,通过将一个或两个表面暴露于溶剂蒸汽来引起软化。当然,溶剂蒸汽结合还可以与一定程度的加热相关联(例如,至低于材料的玻璃转变温度Tg的高温)。还可以使用其他软化技术来代替已经描述的技术或者已经描述的技术之外的其他软化技术。这些包括下列各项中的一个或多个:血浆活化、紫外线活化、流体溶剂活化。所有的这些技术可以被认为是用作相同的目的:至少软化材料的表面(可能仅至几μm的深度),例如通过减小材料的玻璃转变温度Tg。还可以(或者代替)使用其他软化方法。
通过压缩将两个表面按压在一起来引发作为软化结果的一些变形。实际上,为了有效地结合,需要一定量的变形。如果存在变形不足,则两个基板之间的结合(和密封)会不太牢固(并且潜在地发生泄漏)。另一方面,如果存在太大的变形,那么微流体通道网络的细微结构会被破坏。为了测量在结合期间变形的量,指示凹坑成型并且被尺寸化,因此,如果针对良好的结合发生所预期的量的变形,那么作为指示凹坑的构造的变化的示例,指示凹坑中的一些而不是所有的级(即,至少一个最浅的级)消失。因此,结合的产品中所保留的级的数目变为是否发生良好结合的指示。
在楔形的或者类似的指示凹坑结构的情况下,形成物的参考特征(例如,远端边缘)之间(在结合之后)剩余的距离可以提供构造的改变的这样一个指示。以下将论述这种测量的具体示例。
图2A、图2B及图2C是图1的示例性五级指示凹坑的其中一个的示意平面图。
图2A示出在结合之前的指示凹坑结构或者构造,或者换言之,以其中指示凹坑被加工到基板104中的形式。如所提及的,在图2A中示出的视图是平面图,例如,从将应用基板102以形成图1的装置的方向向下观察基板104。在图1中示出的截面可以因此被认为是跨图2A中所示出的平面100的视图。在图2A中示出了多级指示凹坑的五个级,并且被编号为级1至级5。级1是最浅的级,对应于绘制至图1中的指示凹坑11的左手侧的级。级5是最深的级,对应于绘制至图1中的指示凹坑11的右手侧的级。
在图2A至图2C中示出通过边缘32和边缘34所限制的任意的框架形成物30。在图1中未示出框架,但理所当然可以存在框架(在这种情况下,其将形成在凹坑11与通道14之间)。框架可以是正方形或者矩形通道形式物且不与通道14流体连通,被用于对准的目的。在实施方式中,它的深度可以与凹坑11的最深部分的深度相同(或者大于),使得只要凹坑结构的一部分仍然看得见,则仍然看得见框架。在装置的光学或其他检查期间,框架可以用于识别并且定位凹坑结构。本说明书中的其他实施方式可以任意包括这种框架。应注意,框架无须包围凹坑形成闭环;可以使用各种其他形成物,诸如相对于凹坑设置的一个或多个标准层,以达到在装置的检查期间辅助找到凹坑的位置的基本功能。
图2B和图2C是与图2A的方位相同的平面图,并且示出指示凹坑结构或者构造,响应于结合处理而被改变,通过压缩分别使构造发生更少和更大量的变形和变化。图2B示出其中结合使基板变形以清除第一和第二最浅的指示凹坑级1、2,使得保持指示凹坑级3、4及5的情形。这被视为良好的结合的示例。图2C示出其中结合使基板变形以清除第一、第二和第三最浅的指示凹坑级1、2、3,使得保持指示凹坑级4和5的情形。这被视为不好的结合的示例,因为发生太大的变形。
应注意,以这种方式使用指示凹坑级,以提供关于在结合处理期间发生多少变形的可观察的或者可测量的指示。可以选择指示凹坑11中使用的特定级,使得认为(例如,来自经验、可能破坏的、其他样品的测试)对应于“良好的”结合(足够的变形以提供坚固的结合,而不是太多使工作通道及其他形成物变形)的变形的量可以对应于清除近似一半的指示凹坑级。用于示出理想的结合强度的近似中间点的该选择给出了针对不牢固的或者不充足的结合(剩余指示凹坑水平的大半,而不是全部)或者过度变形的结合(指示凹坑级的大半,而不是全部已被清除)的指示的可能性。使用多级允许实际的结合变形不同于所期望的结合变形的量的指示,以允许结合过程的校准和校正。
在一个示例中,设置均具有500nm的高度差的五个台阶或者级,使得与将要结合的基板表面有关的台阶的深度如下:第一台阶为-500nm、第二台阶为-1000nm、第三台阶为-1500nm、第四台阶为-2000nm、第五台阶为-2500nm(这里,负号表示该级位于基板的表面以下)。该示例中所使用的该台阶高度是通过先前的实验所确定的,先前的实验示出对于利用特定的示例性聚合物(诸如Zeonor1060R)的良好的热结合,2μm至3μm的压缩或者变形是合理的,虽然在一些示例中(诸如,对于在通道边缘的大的毛刺需要调整),则高达5μm的变形会是合适的。如果不同的聚合物需要不同的变形来达到坚固的结合,那么可以利用不同地布置的台阶。在台阶布置中,在一些实施方式中,可以使用少至两个级以提供结合变形的“正确/不正确”指示。在其他实施方式中,可以使用多于两个级,或者(如下面所论述的)可以使用变化的级。
应注意,以(诸如μm的)直线单位测量的变形指示距离,软化的基板的表面借助于按压在该基板上的其他基板被迫从其初始(结合之前)位置缩回的(垂直于基板表面测量的)该距离。然而,注意,在一些方面,该限定表示预期的情形,其中,整个结合面在发生任何结合之前紧密接触。实际上会存在从微观结构表面(例如,在通道形成物的边缘)突出的毛刺,这种毛刺会抑制结合前的这种紧密接触。在热结合期间,这种毛刺下陷。
除了使台阶高度适应适配于将要结合的不同的材料的变形之外,台阶高度还可以适配于各种结合条件。在一些情况下,需要坚固的结合条件以达到在高压下的紧密的密封,并且在此情况下可以忍受或者甚至需要更大的结合变形。在其它情况下,可以接受较弱的结合条件,例如对于低压应用或者毛细管填充应用。还应注意的是,不同的结合方法(利用相同的材料)可以具有不同的所期望的结合变形。例如,将一些示例性聚合物用于两个基板,具有2μm的压缩或者变形的热结合可以被认为是相当坚固的,然而利用相同的聚合物,具有1μm的压缩或者变形的溶剂蒸汽结合可以被认为是相当坚固的。
因此,可以在结合后对所制造的微流体装置部件进行测试,并且基于将指示凹坑中的级的数目与级的预制造的数目的比较来确定接受或者舍弃(失败),以评估结合期间发生的压缩的量。接受是基于压缩处于或高于通过在结合之后指示中剩余的级的数目限定的下限(在该示例中,5个中的2个)并且处于或低于上限(在该示例中,5个中的3个)。该测试可以是手动的,例如利用肉眼或者通过光学显微镜的视觉检查,或者可以是自动的,通过使一些适当的图像处理与可以作为常规的显微镜或者共焦显微镜的光学显微镜合并。可以在结合之后紧接着进行测试,使得可以对中间(最新结合的但是其他方面不合适)产品进行报废部件的舍弃,在生产过程中与如果通过将需要完成装置的装配的泄漏测试而首次检测到故障的情况相比要早的多。在任何情况下,泄漏测试本身是耗时的并且对于微流体装置来说会是纯粹的破坏性测试,因为用于泄漏测试的流体会污染装置并且使装置不可用。
另外,可以在结合过程中使用多级指示凹坑,通过在压缩处理期间提供对一个或多个示例性指示凹坑11中的级的清除或者构造上的改变的主动监测,并且根据该监测来控制结合处理。例如,在结合期间,将部件按压在一起的力是持续的或者增加,直到级的阀值的最小数(指示可以接受地坚固的结合)消失并且然后被去除(或者保持在该级),以避免继续变形过多并且清除多于台阶的阀值数目。
如在图1中示意性示出的,在本公开内容的实施方式中,在结合之前,指示凹坑具有小于微流体通道的通道深度的最大的指示凹坑深度(图2A的示例中的级5的深度)。这与测量在结合期间应发生的变形的量的指示凹坑的作用一致,该变形应该特别小,以对微流体通道没有显著的变形影响。当然,指示凹坑可以被制成比通道深,但是额外的深度实际上没有有用的功能,因为通道将在最深的指示凹坑级之前被完全清除。因此,最大的指示凹坑深度优选地显著小于通道深度,例如,小于通道深度的2倍至50倍的因子,考虑到通常的结合所导致的压缩变形应该基本上没有使通道结构变形。纯粹作为示例,对于500μm深的通道和5μm的期望的变形,最大的凹坑深度可以(假设)是10μm。
如在图1中所示出的,在一些实施方式中,便于在包含用于微流体网络的大部分(或者在一些实施方式中全部)的构造的表面中形成指示凹坑。然而,同样或者替代地,指示凹坑可以形成在其他结合面中。因此,在图1的示例中,指示凹坑11被示出为形成在表面41中,但是它们可以替代地性(或者同样)地形成在表面23中。在本发明的实施方式中,指示凹坑11形成在一个表面中以与另一个结合面的平坦部分相对。换言之,在本发明的实施方式中,指示凹坑没有形成在一个表面中以与形成在另一个表面中的指示凹坑相对。该布置可以避免混淆观察结果。
因为指示凹坑的主要的目的是评估用于微流体装置的部件结合的完整性,有益的是将指示凹坑布置为靠近微流体装置部件–尤其是可能对微流体装置的功能来说最关键的那些部件。微流体通道的相关的部件包括:通道本身、微流体通道之间的接口;来自端口、贮存器或者腔的微流体通道的入口;来自端口、贮存器或者腔的微流体通道的出口;微流体通道中的弯曲部;以及微流体通道的布置了电极的部分。例如,指示凹坑与邻近的通道的最接近的部分可以被布置为位于远离邻近的微流体通道的一部分最少1至10通道宽度与远离最大2至20通道宽度之间。此外,在一些实施方式中,指示凹坑11被布置为成对地位于特定通道的任一侧,尤其与该通道等距离。
在一些实施方式中,基板102可以是具有形成在第一基板的上表面中的微流体结构和指示凹坑结构的(除贯通孔或者端口以外的)无特定结构的层。在其他实施方式中,除了第一基板的上表面之外,第二基板的下表面可以被构造为具有两个表面中有助于微流体通道网络形成的结构。
因此,图1和图2A至图2C提供了微流体装置的示例,该微流体装置包括:由第一聚合物材料制成的第一基板102和由第二聚合物材料制成的第二基板104,第一基板和第二基板具有相应的结合面23、41,结合面41中的至少一个具有通道形成物14,使得当结合面通过表面变形彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板和通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定微流体通道网络的通道形成物14分离的一个或多个指示凹坑11形成在多个结合面中的至少一个41中,使得由结合处理所引起的表面变形导致一个或多个指示凹坑的构造变化。
图3示出了可替代的指示凹坑形状。在上面描述的实施方式中,台顶是矩形的并且位于平行的梯台中。然而,在图3中,台顶是环形的并且同心的,以就座在圆形剧场的方式。
可以设想用于成梯台的其他形状,例如,椭圆形、半圆形或以弓形或者弯曲的部分布置。任意形状和非几何形状也是可能的。
独立于台顶的形状,梯台级可以在高度上是等间隔的,例如,200与700纳米之间的高度差,或者在相互之间并且与它们从其凹进的基板表面有关的高度上是不同间隔的。例如,最浅的,即第一级可以相对大于随后的级,诸如如果需要用于充分结合的至少最小阈值深度的压缩,那么最浅的级可以凹进该最小阈值深度。台顶可以是平滑的以提供良好的反射。例如,这可以利用自动聚焦装置期望地辅助台顶的光学评估。在实施方式中,可以使用漫射面,因为在结合状态中,漫射面将消失并且台顶将变得看不见,因此在“最初的”与“压缩的”台顶之间存在清晰的差异。同样,便于使光学仪器聚焦在漫射面上。
尤其地,在使用高级数字快门光学显微法/扫描或者共焦显微术/扫描的自动聚焦检查布置中,指示凹坑11可以形成能够帮助或者支持自动聚焦布置的额外的结构。指示凹坑11可以被用于此目的,例如,通过设置图像处理算法可辨认的高对比度结构,故潜在地减少自动聚焦装置完成其操作和/或增加自动聚焦检查的精确性所花费的时间。
对于其中装置被整合到诸如流体测试仪器的仪器中的一些应用,那么除了在装置的制造期间潜在地将指示凹坑用于验收测试之外,其还有益于将最终仪器中的这些指示凹坑结构用于使仪器适配于装置。在图12中示意性地示出了示例仪器,该仪器包括处理器400、如在本说明书中所描述的微流体装置410和光学检测器420。处理器400被配置为通过控制微流体装置检测来自微流体装置的流体测量结果并且将其输出解释为输出结果。微流体装置对输入流体430执行流体测试或者检测。光学检测器420通过指示凹坑的光学探测来检测在结合期间(在制造过程中)发生的表面变形(压缩)并将表示检测到的变形的信号发送至处理器400。处理器400根据通过光学检测器检测到的压缩的量在检测来自微流体装置的流体测量结果时调整一个或多个参数。
例如,如果通过仪器做出的测量对通道深度敏感,那么仪器可以通过评估附加结构(例如,指示凹坑11)而不是提供连同装置或者芯片的测量信息的制造商来推断通道深度,因为将通过在结合较少的由结合所导致的垂直压缩之前的通道深度近似得到该通道深度,故这通过指示凹坑的剩余的级的数目得到证明。
在实施方式中,在制造期间,可以通过光学检测来检测变形并且可以例如以人类可读文本或者机器可读编码的形式写在装置上,例如通过生成条型码(直接使用激光、喷墨印刷写在芯片上或者将条型码印刷在附着于芯片的标签上)或者将数据写在附着于装置的RFID(射频识别)芯片上。
图4是示例微流体装置201的一部分的示意性截面图。
所示出的部分示出了第一基板层202、第二基板层204和第三基板层206,每个基板层都由诸如聚合物的塑料材料制成,特别是在描述注塑成型工艺部分中的如下列出的聚合物中的一个。第一层202具有顶面221和底面223。第二层204具有顶面241和底面243。第三层206具有顶面261和底面263。针对方位“顶”、“底”及“垂直”应用在这里对图1做出的类似的评论。
例如,通过将适用于被用于层的聚合物材料的热结合或者溶剂蒸汽结合工艺将第一层202的底面223结合至第二层204的顶面241。横向延伸的微流体通道12由第一层202和第二层204中的一个或两者(尽管在图示中所使用的示例中,表面结构仅处于第一层202中)的表面结构示出在第一层202和第二层204之间的界面223/241上。还示出另一个示例通道14,该通道由第二层204中的表面结构形成。垂直延伸的贯通孔8或贯通孔和10形成于第二层204和第三层206中并与微流体通道12流体连通。如所示的,第二层204中的贯通孔10在尺寸上不必精确的对应第三层206中的贯通孔8。第二层中的贯通孔10充当用于在通道12与通孔8之间流体连通的导管。通孔8的目的是为了设置用于界面223/241上形成的微流体电路的流体(即,流体或者气体)供应或者除去的外部通路。在设计的实施方式中,部件8和部件10的精确的形式和尺寸可以在绝对值上和相对于彼此变化。例如,贯通孔10事实上可以是被实施为微小的通道或者至少比第三层206中的通孔8窄很多的孔,只要与横向的微流体通道12,或者界面223/241的平面中的其他微流体电路部件流体连通即可。
可以使用一个或多个指示凹坑11来辅助(如本说明书中描述的)结合装置,尤其(虽然不是排他地)涉及基板层202与基板层204之间的界面。在所示出的示例中,假定在基板层204与基板层206之间设置诸如贯通孔8、10的更多肉眼可见的(即,更大的)部件,因为这种部件的正确操作对结合中的误差不太敏感,所以对指示凹坑的需要减小。还注意到,在基板表面243与基板表面261之间可以使用其他结合技术(诸如激光结合)。
图5A是示例性微流体装置301的平面示意图。图5B是对应的示意性截面图,还示出了公型鲁尔连接器26的形状和尺寸与由孔8和孔10形成的母型鲁尔连接器啮合。设置基板层302、基板层304、基板层306。
第三层306是容纳通过结合第一层302和第二层304形成的微流体电路的载体或盒子的一部分。载体具有包围第一层302和第二层304的边缘的侧壁7。可以将热膨胀间隙3010设置在基板层302、基板层304的横向边缘处,其中,在基板层304与基板层306之间使用热结合。在其他布置中,可以使用激光吸收材料、使用使载体306与基板层304结合的激光焊接来实现载体。
描述了高度示意性的微流体电路,该电路由四个母型鲁尔连接器25作为入口端口,从其延伸出通道32、通道34、通道36和通道38。通道32和通道34在T形液滴发生器33处接合,并且通道36和通道38在T形液滴发生器35处接合,然后,两个合并的通道37和通道39又在连接形液滴发生器31处接合入通道45。还示出的电极部分24邻近通道45,并且例如用于将沿着通道通过的分析物和样本流体的液滴聚结。通道45终止于带有激光焊接端20的出口鲁尔端口25中。应当理解,在一些实施方式中,一些入口/出口端口可以利用O形圈(或者其他类型的密封垫)和其它的连续焊缝密封。
在图5A中利用小方格示意性地示出指示凹坑11(它们在图5B的特定的截面中未示出)。仅用参考标号表示一些指示凹坑以避免太多参考标号和引导线。可以看出,除邻近于通道45的通道出口之外,成对的指示凹坑被布置为邻近于通道32、通道34、通道36及通道38的通道入口。液滴发生器31、33及35设置有与接合点尽可能靠近的三个指示凹坑。此外,接近电极24的通道45设置有在电极的两侧并在最接近电极的通道部分的两侧的三个指示凹坑。应注意,如参考图4描述的,可能的是指示凹坑在基板层302与基板层304之间是适当的,而不必要在基板层304与载体306之间。
图6示出了使用注塑成型的基板制造过程中的主要步骤。
工艺的第一部分是制造母版。
利用光致抗蚀剂310旋涂硅或者玻璃晶片300。然后,使用激光或者其他适当的光源使光致抗蚀剂曝光以限定具有高空间分辨率的结构。被曝光的材料对于所使用的激光是透明的。然而,在该高度聚焦的激光束的聚焦体积中,产生化学或者物理改变。最终,实现曝光区域相对于周围环境的选择性溶解度。在显影液中,根据所使用的感光材料,去除曝光的或者未曝光的区域。换言之,如果使光致抗蚀剂暴露于激光使或者致使其不溶解,并且使或者致使未曝光的材料可溶解,那么在显影液中去除未曝光的材料。对于其他光致抗蚀剂材料,可以应用相对的情况使得显影液去除曝光的材料。因此,几乎可以实现来自各种感光材料的任何“2.5D”结构(例如,来自AZ电子材料的SU-8或者正性光致抗蚀剂AZ9260是适当类型的光致抗蚀剂的示例)。应注意,表达“2.5D”是表示三维结构的符号,该三维结构受咬边形成物不能通过该技术实现的事实限制。
用于构造抗蚀剂母版的可选技术是直接激光微机械加工、电子束光刻工艺或者基于掩模的光刻工艺。激光写入光刻工艺也可以用于无机相变材料而不是光致抗蚀剂,以推动分辨率限制的大小降到激光的波长以下。可以在JP4274251B2(等于US2008231940A1)和JP2625885B2(没有英语同族)中找到可应用的过程的更多的细节。与用于微流体装置的制造工艺有关的更多的背景文献包括:Bissacco等人的“Precisionmanufacturingmethodsofinsertsforinjectionmouldingofmicrofluidicsystems”,收录于ASPESpringTopicalMeetingonPrecisionMacro/NanoScalePolymerBasedComponent&DeviceFabrication.ASME,2005;Attia等人的“Micro-injectionmouldingofpolymermicrofluidicdevices”,收录于MicrofluidicsandNanofluidics,第7册,第1号,2009年7月,第1页至第28页;及Tsao等人,“Bondingofthermoplasticpolymermicrofluidics”,收录于MicrofluidicsandNanofluidics,2009,6:1-16。所有这些文献通过引用结合于此。
一旦光致抗蚀剂已被适当地构造,并且去除了曝光(或未曝光,视情况而定)材料以形成构造的光致抗蚀剂320,应用金属电镀工艺步骤。电镀通过电解包含镍盐的水溶液(所谓的镍电解液)来沉积镍层。镍电解液通常具有镍或者镍珠作为阳极。它们可用于提供金属离子。用于镍沉积的工艺长久以来就是已知的,并且已经被高度优化。大部分镍电解液实现的效率>98%,这意味着超过98%的供电电流被用于金属沉积。剩余电力在诸如氢的不想要的电解过程中被损耗。光刻构造的微部件的转印显著依赖于与正确参数的一致性。不仅需要连续供应添加剂,还有金属离子含量以及需要保持的温度和pH值。
结果是由部分去除的光致抗蚀剂限定的结构的金属版本330。
为了控制这种微型结构,可替代地将硅和光致抗蚀剂直接搅拌到钢里。上面描述的方法的其他方法、或者其他变化也是可能的,如在以下参考的文献中描述的。
然后,将该母版用于注塑成型工艺以生成聚合物的构造的表面,以使微流体通道网络所需要的构造以及多级指示凹坑合并。在注塑成型机中,聚合物(一般示出作为图6中的熔融的塑料340)在注塑单元中是增塑的并且注入到模具内。模具的腔决定成品部件的形状和表面结构。聚合物材料需要被仔细的处理以防止由于热压力或者剪应力导致的氧化或者分解。加热和施压被应用于将熔融的聚合物按压到母版的结构化表面上。在合适的填充、冷却和硬化时间(注意,冷却和硬化一起进行用于热塑性材料)之后,去除加热和施压并且将完成的塑料结构350从模具排出。然后注塑成型工艺可以使用相同的母版重复。
母版和更大的模塑工具的成本将构成表示总的必要的投资的一大部分的部分,所以该过程将其本身贡献于大的体积。简单的工具能够对至少几千个部件进行原型开发在经济上是可行的。可以使用用于生产的工具来组成几百万个部件。
注塑成型的基板可以进一步进行等离子处理以控制表面特性,例如改变玻璃转变温度Tg或者使表面张力(或者接触角分别)变化。
此外,涂层可以应用于整个表面或者根据需要选择性地仅应用于一些区域。例如,可以使用溅射、喷墨印刷或者气溶胶喷射来沉积涂层。
最后,应注意,载体可以不包括对与用于形成平面微流体电路元件的层相同的小尺寸规模要求精确度的部件。因此,在一些情况下能够使用更简单的或者可替换的方法制造载体。
图7A至图7B、图8A至图8B、图9A至图9B、图10A至图10B及图11A至图11B示意性地示出指示凹坑的可替代的截面形成物,以及其中在结合之后指示凹坑的构造的变化可用于检测压缩程度或者表面的变形的方式。
附图是被布置为两个纵列的附图。左边的纵列呈现了图7A、图8A、图9A、图10A及图11A,提供在一个基板表面中的指示凹坑结构在发生结合处理之前的截面的示意性的且未按比例的图示。
右边的纵列呈现了图7B、图8B、图9B、图10B及图11B,提供了对应的指示凹坑结构在发生名义上的结合力或者变形的结合处理之后的示意性表示。右边的纵列中的附图还示意性地表示测量,通过该测量可以从指示凹坑结构中的可观察的变化检测出指示凹坑的构造的变化。
图7A示意性地示出了楔形或线性变化的深度,指示凹坑11-1。为了检测在这种情况下的结合之后的变形,可以检测出所产生的指示凹坑的宽度w-1。应注意,指示凹坑11-1具有初始最小深度0和初始最大深度D1。深度D1(与这些实施方式的每个的最大深度相同)小于微流体通道深度。
图8A示意性地示出了(在该示例中的)单个的各自不同深度的一连串或一组的四个离散邻近的指示凹坑11-2,各个深度小于微流体通道深度。可以设置一个或多个这种组。在结合期间或者结合之后,可以简单地通过计算剩余的(未清除的)指示凹坑来检测变形。可以在结合过程期间进行这样一个观察,以监测组中剩余的这种凹坑的数目,使得可以根据监测来控制结合。在图8B的示例中,在结合过程之后剩余两个指示凹坑。应注意,尽管示出矩形形状的凹坑(至少在横向截面中),但是凹坑例如可以是圆柱形、立方体、楔形(在至少一个尺寸中的横向截面中的V形)、圆形的圆柱(横向截面中的U形)、圆锥形等等。
图9A示意性地示出了指示凹坑11-3,该指示凹坑11-3具有:(a)非零最小深度D2;和(b)非线性深度轮廓–在该示例中是简单的曲线。可以考虑其他非线性轮廓,例如具有接近所需要的变形量的平坦的深度变化,以给出接近正确深度的关于所施加的变形的量的精密的指示。在图9B中,通过测量指示凹坑宽度w-3来评估变形。
图10A示意性地示出了V形指示凹坑11-4,并且可以通过检测在结合之后的指示凹坑宽度w-4来评估变形。应注意,在真实的情形中可能是V形指示凹坑的侧壁在压缩时可以是弯曲的或者朝向凹坑的中心轴偏离。
图形11A示意性地示出了台阶(楼梯、多级)指示凹坑,但是其中,在级内和在每个级之间的连接部分存在深度上的变化。此外,宽度w-5可用于评估结合之后的变形。
应注意,以上或者其他类型的指示凹坑的任何组合可以用于单个装置的环境或者单个指示凹坑形成物的环境中。在单个基板表面上可以设置任何指示凹坑构造的多于一个的示例。
图13示意性地示出了使用指示凹坑作为对准标记(alignmentmarker)。在所示出的示例中,将要结合的两个基板602、604在两个基板的结合面中的对应位置处具有一对或多对指示凹坑611、612。在此,“对应位置”被用于指代所结合的装置中的相同的位置,使得成对的指示凹坑应该在结合的装置中彼此覆盖。因此,在用于结合的基板的排列期间可以使用这些成对的指示凹坑,例如通过沿垂直于结合面的方向(例如,沿方向620)光学检测成对的基板并且在结合之前横向移动一个或者两个基板直至观察成对的指示凹坑彼此覆盖。然后,在垂直方向620上施加结合力。应注意,关于图13,诸如其他指示凹坑和/或微流体形成物的其他形成物也可以被设置在一个或者两个基板上,但是(为了示图的清楚起见)未在图13中示出。还应注意,布置为与另一个指示凹坑相对的指示凹坑的构造上的变化(如在成对的611、612中)可以不同于布置为与其他基板的平坦部分相对的指示凹坑11的构造上的变化。
图14示意性地示出互补的内啮合形成物的使用。这些不是必要的指示凹坑,但是由类似的技术形成并且可以提供用于辅助用于结合的基板的对准的机械技术。在所示出的示例中,示出了两对这种形成物711、712,但是可以设置其他许多对。应注意,关于图14,还可以将诸如指示凹坑和/或微流体形成物的其他形成物设置在一个或者两个基板上,但是(为了示图的清楚起见)未在图14中示出。如以上参考图13讨论的,形成物被设置在两个基板上的对应的位置处。
一对这种形成物包括至少部分地从基板突出的一个形成物(在该示例中示出在基板704上),和至少部分地凹进基板的一个形成物(在该示例中示出在基板702上)。在其他实施方式中,一对的各个形成物可包括与该对的其他形成物的对应部分互补的凹进和突出的部分。在实施方式中,突出部分小于凹进的部分,以允许两个基板通过压力结合连接的事实(如以上所讨论的)。在一些实施方式中,可以光学观察突出部分消失至对应的凹进部分中,以辅助对足够的结合深度的检测。
在一些实施方式中,形成物可以是倒棱形的或它们的深度(或者它们的突起)在尺寸上变化以起到指引基板朝向正确的对准位置的机械引导的作用。
图15是示出了制造微流体装置的方法的步骤的示意性流程图。
步骤800包括设置由相应的第一聚合物材料和第二聚合物材料制成的第一基板和第二基板,第一基板和第二基板具有各自的结合面,至少一个结合面具有通道形成物,使得当结合面通过表面变形彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板和通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定微流体通道网络的通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个结合面中。
步骤810包括对准备彼此结合的至少一个结合面进行软化。例如,可以加热(在使用热结合的情况下)或者通过暴露于溶剂蒸汽(因此使用溶剂蒸汽结合)进行软化。
步骤820包括通过压缩第一基板和第二基板的结合面来进行结合,压缩引起一个或多个指示凹坑的构造的变化。
图16是示出用于根据图15的方法制造的微流体装置的检查方法的示意形流程图。
步骤830包括光学观察微流体装置以检测由压缩所引起的一个或多个指示凹坑的变形。
步骤840包括使一个或多个指示凹坑的构造的变化与一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以检测在结合期间发生的压缩的量。
步骤850包括基于检测到的压缩的量接受或者舍弃微流体装置。在实施方式中,装置的接受是基于检测到的压缩处于或高于下限并且处于或低于上限。
尤其借助于类似灰度光刻工艺(greyscalelithography)的光学处理,微观结构的母版变得可用于工业应用。该工艺给出充分的设计自由度以将微小部件整合到通道内而且生成微小构造的指示凹坑。这种技术的使用是在母版后期处理期间产生一次成本,但是对大量制造的每个产品的成本具有最小的影响。在结合处理期间的工艺控制的改善产生更大效率和降低单位成本的可能性。
总之,除了功能化的微小结构,对微流体电路没有作用的诸如多级指示凹坑结构的指示凹坑结构被设置在聚合物部件上的一个或者多个位置处,以能够调整和/或监测在聚合物结合期间的聚合物变形。在结合期间,聚合物部件被按压在一起。变形的量将取决于包括结合压力、结合温度、及结合的持续时间的因素。激活的类型及其他工艺参数也会影响变形的量。可以通过使一个或多个指示凹坑的变形与一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以检测在结合期间发生的压缩的量来测量变形的量。变形可以以这种方式测量并且用于调整在结合期间的结合压力,以检查结合后的结合结果并且量化由结合处理所引起的微小结构的压缩。多级或者其他指示凹坑结构可以在模具/压印/印记工具的准备期间,或者在诸如热压印、激光加工、或者直接碾磨的过程中与微流体结构特征合并在一起。替代地,多级或者其他指示凹坑结构可以在它们通过碾磨、激光微型加工、蚀刻或者用于材料的选择性去除的一些其他技术的初始的制造之后引入至聚合物部件。
显而易见的,根据上述教导,本公开内容的很多修改和变化是可行的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,还可以不同于本文具体描述的其他方式实践本发明。
通过以下编号的项限定本公开内容的各个特征:
1.一种微流体装置,包括:
由第一聚合物材料制成的第一基板和由第二聚合物材料制成的第二基板,所述第一基板和所述第二基板具有相应的结合面,至少一个所述结合面具有通道形成物,使得当所述结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与所述通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,
其中,与限定所述微流体通道网络的所述通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个所述结合面中,使得通过结合处理所引起的表面变形引起所述一个或多个指示凹坑的构造的变化。
2.根据项1所述的装置,其中,所述指示凹坑被布置为邻近于所述微流体通道。
3.根据项1或2所述的装置,其中,其中,所述一个或多个指示凹坑被布置为邻近于包括以下各项中的至少一个的所述微流体通道的部件:所述微流体通道之间的接口;来自端口、贮存器或者腔的所述微流体通道的入口;来自端口、贮存器或者腔的所述微流体通道的出口;所述微流体通道中的弯曲部;以及所述微流体通道的布置了电极的部分。
4.根据项1至3中任一项所述的装置,其中,其中,所述指示凹坑与所述微流体通道流体隔离。
5.根据项1至4中任一项所述的装置,其中,其中,所述指示凹坑具有在最小指示凹坑深度与最大指示凹坑深度之间的多个级或者变化的级,所述多个级中的每一个由平行于上表面和下表面布置的台顶形成。
6.根据项1至5中任一项所述的装置,其中,其中,所述微流体通道具有通道深度并且所述指示凹坑具有小于所述通道深度的最大指示凹坑深度。
7.根据项1至6中任一项所述的装置,其中,所述指示凹坑形成在具有限定所述微流体通道的大部分结构的所述第一基板和所述第二基板中的一个中。
8.根据项1至4中任一项所述的装置,包括一个或多个邻近的指示凹坑的组,所述组中的各个指示凹坑具有各自不同的深度。
9.根据前述项中任一项所述的装置,其中,所述基板是平坦的。
10.根据前述项中的任一项所述的装置,其中,在所述第一基板和所述第二基板的所述结合面上的对应位置处设置至少一对凹坑,以提供用于所述装置的装配的对准指示。
11.根据前述项中的任一项所述的装置,包括位于所述相应的结合面上的一个或多个互补的内啮合形成物。
12.一种制造微流体装置的方法,所述方法包括:
设置由相应的第一聚合物材料和第二聚合物材料制成的第一基板和第二基板,所述第一基板和所述第二基板具有相应的结合面,至少一个所述结合面具有通道形成物,使得当所述结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与所述通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定所述微流体通道网络的所述通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个所述结合面中;
在准备彼此结合时使至少一个所述结合面软化;并且
通过压缩所述第一基板和所述第二基板的所述结合面进行结合,所述压缩引起所述一个或多个指示凹坑的构造的变化。
13.根据项12所述的方法,其中,其中,所述一个或多个指示凹坑是多级指示凹坑,使得在压缩过程中,各个指示凹坑中的至少指示凹坑级中的最浅的一个消失。
14.根据项13所述的方法,其中,其中,在各个所述多级指示凹坑中存在至少两个级。
15.根据项14所述的方法,进一步包括:在结合期间监测所述指示凹坑中的级的数目;并且根据所述监测来控制结合。
16.根据项12所述的方法,其中,设置一个或多个邻近的指示凹坑的组,所述组中的各个指示凹坑具有各自不同的深度。
17.根据项16所述的方法,进一步包括:在结合期间监测所述组中剩余的指示凹坑的数目;并且根据所述监测来控制结合。
18.根据项12至17中任一项所述的方法,其中,所述软化和所述结合选择自包括以下各项的列出项:
所述软化被加热并且所述结合是热结合;并且
所述软化被暴露于溶剂蒸汽并且所述结合是溶剂蒸汽结合。
19.一种用于根据项12至18中任一项所述的方法制造的微流体装置的检查方法,所述方法包括:
光学观察所述微流体装置以检查通过压缩引起的所述一个或多个指示凹坑的变形;
将所述一个或多个指示凹坑的构造的变化与所述一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以检测在结合期间发生的压缩的量;并且
基于所检测出的压缩的量接受或者舍弃所述微流体装置。
20.根据项19所述的方法,其中,其中,接受所述装置是基于所检测出的压缩处于或高于下限并且处于或低于上限。
21.一种测量仪器,包括:
根据项1至11中任一项所述的微流体装置;
处理器,被配置为检测来自所述微流体装置的流体测量结果;以及
检测器,被配置为将所述一个或多个指示凹坑的变形与所述一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以在所述微流体装置的制造过程中检测结合期间发生的压缩的量;
所述处理器被配置为根据通过所述检测器检测出的压缩的量在检测来自所述微流体装置的流体测量结果时调整一个或多个参数。

Claims (21)

1.一种微流体装置,包括:
由第一聚合物材料制成的第一基板和由第二聚合物材料制成的第二基板,所述第一基板和所述第二基板具有相应的结合面,至少一个所述结合面具有通道形成物,使得当所述结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与所述通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,
其中,与限定所述微流体通道网络的所述通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个所述结合面中,使得通过结合处理所引起的表面变形引起所述一个或多个指示凹坑的构造的变化。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述指示凹坑被布置为邻近于所述微流体通道。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述一个或多个指示凹坑被布置为邻近于包括以下各项中的至少一个的所述微流体通道的部件:所述微流体通道之间的接口;来自端口、贮存器或者腔的所述微流体通道的入口;来自端口、贮存器或者腔的所述微流体通道的出口;所述微流体通道中的弯曲部;以及所述微流体通道的布置了电极的部分。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述指示凹坑与所述微流体通道流体隔离。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述指示凹坑具有在最小指示凹坑深度与最大指示凹坑深度之间的多个级或者变化的级,所述多个级中的每一个由平行于上表面和下表面布置的台顶形成。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述微流体通道具有通道深度并且所述指示凹坑具有小于所述通道深度的最大指示凹坑深度。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述指示凹坑形成在具有限定所述微流体通道的大部分结构的所述第一基板和所述第二基板中的一个中。
8.根据权利要求1所述的装置,包括一个或多个邻近的指示凹坑的组,所述组中的各个指示凹坑具有各自不同的深度。
9.根据权利要求1所述的装置,其中,所述基板是平坦的。
10.根据权利要求1所述的装置,其中,在所述第一基板和所述第二基板的所述结合面上的对应位置处设置至少一对凹坑,以提供用于所述装置的装配的对准指示。
11.根据权利要求1所述的装置,包括位于所述相应的结合面上的一个或多个互补的内啮合形成物。
12.一种制造微流体装置的方法,所述方法包括:
设置由相应的第一聚合物材料和第二聚合物材料制成的第一基板和第二基板,所述第一基板和所述第二基板具有相应的结合面,至少一个所述结合面具有通道形成物,使得当所述结合面通过表面变形而彼此结合时,所结合的第一基板和第二基板与所述通道形成物形成包括多个微流体通道的微流体通道网络的至少一部分,其中,与限定所述微流体通道网络的所述通道形成物分离的一个或多个指示凹坑形成在至少一个所述结合面中;
在准备彼此结合时使至少一个所述结合面软化;并且
通过压缩所述第一基板和所述第二基板的所述结合面进行结合,所述压缩引起所述一个或多个指示凹坑的构造的变化。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述一个或多个指示凹坑是多级指示凹坑,使得在压缩过程中,各个指示凹坑中的至少指示凹坑级中的最浅的一个消失。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,在各个所述多级指示凹坑中存在至少两个级。
15.根据权利要求14所述的方法,进一步包括:在结合期间监测所述指示凹坑中的级的数目;并且根据所述监测来控制结合。
16.根据权利要求12所述的方法,其中,设置一个或多个邻近的指示凹坑的组,所述组中的各个指示凹坑具有各自不同的深度。
17.根据权利要求16所述的方法,进一步包括:在结合期间监测所述组中剩余的指示凹坑的数目;并且根据所述监测来控制结合。
18.根据权利要求12所述的方法,其中,所述软化和所述结合选择自包括以下各项的列出项:
所述软化被加热并且所述结合是热结合;并且
所述软化被暴露于溶剂蒸汽并且所述结合是溶剂蒸汽结合。
19.一种用于根据权利要求12所述的方法制造出的微流体装置的检查方法,所述方法包括:
光学观察所述微流体装置以检查通过压缩引起的所述一个或多个指示凹坑的变形;
将所述一个或多个指示凹坑的构造的变化与所述一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以检测在结合期间发生的压缩的量;并且
基于所检测出的压缩的量接受或者舍弃所述微流体装置。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,接受所述装置是基于所检测出的压缩处于或高于下限并且处于或低于上限。
21.一种测量仪器,包括:
根据权利要求1所述的微流体装置;
处理器,被配置为检测来自所述微流体装置的流体测量结果;以及
检测器,被配置为将所述一个或多个指示凹坑的变形与所述一个或多个指示凹坑结合前的构造进行比较,以在所述微流体装置的制造过程中检测结合期间发生的压缩的量;
所述处理器被配置为根据通过所述检测器检测出的压缩的量在检测来自所述微流体装置的流体测量结果时调整一个或多个参数。
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