CN106807460A - 一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，包括以下步骤：S1、将图案刻入到可拆卸模具的衬底上；S2、配制PDMS胶，注入到步骤S1中的所述模具，之后进行脱泡、固化处理，形成所述微流通道；S3、拆卸所述模具的侧壁，再将步骤S2中所述微流通道从所述衬底上剥离下来，得到所述微流通道。通过采取可拆卸模具制备微流通道模具，采用PDMS胶制备微流通道，取出制备好的微流通道时，先将模具的侧壁从模具上拆卸下来，再将微流通道从衬底上剥离出来，保证了微流通道的完整性，方法简单实用。
Description
技术领域
本发明涉及平面波导传感器芯片领域，具体涉及用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法。
背景技术
微流控芯片是指通过微细加工技术，比如单晶硅片的湿法刻蚀和硅橡胶压印构建的由储液池、微反应室、微通道等微功能元件构成的微流系统芯片，在这种芯片上集成微反应室可进行复杂的反应，从而实现对样本的快速分析，因而，该类芯片已被广泛用于生物，化学领域的微量检测。微流通道的大小一般为微米级别，因此很大程度地解决了样本量非常少比如体积一微升左右的样品的处理。平面光波导生物传感器的微流通道在采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为载体，制作出抗腐蚀性微流通道时，制备好的微流通道从模板上取出时容易破损影响后续使用。
发明内容
为了解决现有技术中平面波导传感器芯片的微流通道在脱模过程中容易破损的技术问题，本发明提出一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，包括以下步骤：S1、将图案刻入到可拆卸模具的衬底上；S2、配制PDMS胶，注入到步骤S1中的所述模具，之后进行脱泡、固化处理，形成所述微流通道；S3、拆卸所述模具的侧壁，再将步骤S2中所述微流通道从所述衬底上剥离下来，得到所述微流通道。
具体地，步骤S1包括：
T1、选择与所述图案尺寸相匹配的所述衬底；
T2、将所述图案刻入到所述衬底上获取微流通道模板；
T3、将侧壁与所述衬底组装成上端开口的所述模具。
具体地，在步骤T2中，包括在所述图案上进行匀胶处理，用于防止剥离所述微流通道时对所述微流通道模板的损伤。
进一步地，所述匀胶处理包括以下：
C1、将AZ5214胶和异丙醇按体积比1:10-1:8混合均匀，静置处理，取上清液进行匀胶；
C2、将匀胶后的衬底进行烘干处理。
更进一步地，在步骤T2中包括：
D1、将光刻胶聚甲基丙烯酸甲酯旋涂在所述衬底上；
D2、将所述衬底烘干，之后进行曝光处理，从而将图案转移到所述衬底上；
D3、将曝光后的所述衬底进行显影，再置于IPA中浸泡，之后用去离子水冲洗干净，最后烘干。
具体地，其特征在于，在步骤S3中，所述侧壁由至少两个可拆卸部分构成。
进一步地，所述可拆卸部分之间、所述侧壁与所述衬底是通过高温胶带固定。
具体地，在步骤S2中，所述PDMS胶是由PDMS胶前驱体和固化剂以10:1的质量比构成。
具体地，在步骤S2中，所述脱泡时间为4-10min；所述固化处理的温度为80-130℃,时间为10-30min。
本发明还包括一种采用上述任一所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法在制备平面波导传感器芯片的微流通道的应用。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：通过采取可拆卸模具制备微流通道模具，采用PDMS胶制备微流通道，取出制备好的微流通道时，先将模具的侧壁从模具上拆卸下来，再将微流通道从衬底上剥离出来，保证了微流通道的完整性，方法简单实用。
在某些优选的实施例中的有益效果还包括：在图案上进行匀胶处理，防止在剥离所述微流通道时对所述微流通道模板的损伤，延长了微流通道模板的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1中衬底的俯视图。
图2是本发明实施例1中衬底的主视图。
图3是本发明实施例2中微流通道模板的立体图。
图4本发明实施例2中模具的结构示意图。
图5是本发明实施例3中打孔后的微流通道结构示意图。
图6是本发明实施例3中微流通道固定在平面波导传感器芯片上的立体图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
需要说明的是，PDMS是指聚二甲基硅氧烷，MIPK是指甲基异丙稀基甲酮、IPA是指异丙醇，这几种溶液都为工业级别的溶液。
实施例1
一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，包括以下步骤：
S1、将图案刻入到可拆卸模具的衬底上；
S2、配制PDMS胶，注入到步骤S1中的所述模具，之后进行脱泡、固化处理，形成所述微流通道；
S3、拆卸所述模具的侧壁，再将步骤S2中所述微流通道从所述衬底上剥离下来，得到所述微流通道。
在本实施例中，步骤S2所述PDMS胶是由PDMS胶前驱体和固化剂以10:1的质量比例构成。
在本实施例中，所述脱泡时间为5min；所述固化处理的温度为120℃,时间为10min。在某些实施例中，所述脱泡时间为4-10min；所述固化处理的温度为80-130℃,时间为10-30min。
在本实施例中，步骤S3所述侧壁由至少两个可拆卸部分构成。
在本实施例中，如图1和图2所示，所述衬底的结构包括上层和下层，所述上层的表面积小于所述下层的表面积；所述上层位于所述下层的中心位置，所述图案刻入在所述上层；具体地，衬底的上下层的形状为长方体，下层的长宽厚为24×14×2mm，上层的长宽厚为20×10×2mm。在某些实施例中，衬底上下层的形状也可以是其他的形状，其他的尺寸。
实施例2
实施例1中将图案刻入到可拆卸模具的衬底上的步骤在某些实施例中包括：
T1、选择与所述图案尺寸相匹配的所述衬底；
T2、将所述图案刻入到所述衬底上获取如图3所示的微流通道模板；
T3、将侧壁与所述衬底组装成上端开口的所述模具。
在本实施例中，在T2步骤之后，还包括在所述图案上进行匀胶处理，用于防止在剥离所述微流通道时对所述微流通道模板的损伤。
在本实施例中，所述匀胶处理包括以下步骤：
C1、将AZ5214胶和异丙醇按体积比1:10，混合均匀，静置处理，静置处理取上清液进行匀胶；所述静置处理的时间为10min。在某些实施例中AZ5214胶和异丙醇按体积比还可以为1:10-1:8的任何比例，静置时间可以为10-30min。
C2、将匀胶后的衬底进行烘干处理。具体地，烘干处理的温度为100℃，时间为5min。
在本实施例中，步骤T2包括：
D1、将光刻胶聚甲基丙烯酸甲酯旋涂在所述衬底上；具体地，厚度为5um-8um；
D2、将所述衬底烘干，之后进行曝光处理；具体地，是在电子束曝光机下进行曝光处理；在某些实施例中也可以通过深紫外曝光机进行曝光处理；
D3、将曝光后的衬底进行显影，再置于IPA中浸泡，之后用去离子水冲洗干净，最后烘干，从而将所述图案转移到所述衬底上；具体地，图案的长宽为10000×500um。具体地，显影液是MIPK:IPA＝1：3的溶液，显影时间为70s，在IPA中的浸泡时间为70s，所述烘干处理是在90℃的热板上烘烤10min。
在本实施例中，步骤T3所述侧壁由四个部分构成，包括两块长宽厚为20×10×2mm的石英片，两块长宽厚为6×10×2mm的石英片。在某些实施例中，所述侧壁由至少两个可拆卸部分构成，所述衬底长宽厚为24×14×4mm，如图4所示，所述侧壁与所述衬底组装成上端开口的立方体结构的模具。在某些实施例中构成模具的材料还可以为玻璃片和/或透明的聚合物片材。
在本实施例中，所述可拆卸部分之间、所述侧壁与衬底之间是通过高温胶带固定，用来避免注入的PDMS胶流出。
实施例3
一种采用本发明所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法在制备用于平面波导传感器芯片的微流通道的应用。
具体地，在本实施例中，将剥离下来的所述微流通道使用外径为1mm内径为500um的不锈钢管在10000×500um的图案两端钻孔，获取如图5所示的钻孔后的微流通道，置于等离子环境中5min，然后将其牢牢的固定在硅基平面光波导传感器芯片上，如图6所示。
在某些实施例中，将剥离下来的微流通道打孔，将其与基底一起置于等离子体环境中处理后进行键合，将微流通道牢牢的固定在平面波导传感器芯片上，使用时不会漏液。具体地，等离子处理的时间为5-15min。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将图案刻入到可拆卸模具的衬底上；
S2、配制PDMS胶，注入到步骤S1中的所述模具，之后进行脱泡、固化处理，形成所述微流通道；
S3、拆卸所述模具的侧壁，再将步骤S2中所述微流通道从所述衬底上剥离下来，得到所述微流通道。
2.如权利要求1所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：
T1、选择与所述图案尺寸相匹配的所述衬底；
T2、将所述图案刻入到所述衬底上获取微流通道模板；
T3、将侧壁与所述衬底组装成上端开口的所述模具。
3.如权利要求2所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，在步骤T2中，包括在所述图案上进行匀胶处理，用于防止剥离所述微流通道时PDMS胶对所述微流通道模板的损伤。
4.如权利要求3所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，所述匀胶处理包括以下步骤：
C1、将AZ5214胶和异丙醇按体积比1:10-1:8混合均匀，静置处理，取上清液进行匀胶；
C2、将匀胶后的衬底进行烘干处理。
5.如权利要求2所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，在步骤T2中包括：
D1、将光刻胶聚甲基丙烯酸甲酯旋涂在所述衬底上；
D2、将所述衬底烘干，之后进行曝光处理，从而将图案转移到所述衬底上；
D3、将曝光后的所述衬底进行显影，再置于IPA中浸泡，之后用去离子水冲洗干净，最后烘干。
6.如权利要求1所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述侧壁由至少两个可拆卸部分构成。
7.如权利要求6所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，所述可拆卸部分之间、所述侧壁与所述衬底是通过高温胶带固定。
8.如权利要求1所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，所述衬底的结构包括上层和下层，所述上层的表面积小于所述下层的表面积；所述上层位于所述下层的中心位置，所述图案刻入在所述上层。
9.如权利要求1所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述脱泡时间为4-10min；所述固化处理的温度为80-130℃,时间为10-30min。
10.一种采用上述权利要求1-9任一所述用于平面波导传感器芯片的微流通道的制备方法在制备平面波导传感器芯片的微流通道的应用。
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