CN109073515A - 用于数字分配的包括流体路线的整体式载体结构 - Google Patents

Abstract

一种数字分配装置，其包括至少一个流体分配设备、至少一个储器以及整体式载体结构，所述储器被流体地连接到所述至少一个流体分配设备，所述整体式载体结构载有所述至少一个流体分配设备和储器，所述整体式载体形成在所述储器和所述流体分配设备之间的流体路线。

Description

用于数字分配的包括流体路线的整体式载体结构

背景技术

在滴定领域，由于其高效率和精度，数字滴定正在取代手动或者模拟滴定。高精度数字滴定装置包括可更换的数字滴定盒，其将被设置在数字分配主装置中以及被更换。

数字滴定盒在底侧设置有一行流体分配芯片并且在顶侧设置有相同数量的储器。流体分配芯片可以是分离的MEMS(微机电系统)，其中，每个芯片分配体积在11皮升和10微升之间的微滴。储器在顶部是敞开的以接收诸如来自移液管的流体，并且在底部可具有更窄的开口以将流体传递至在底部处的相应流体分配器。

在操作中，分配芯片将流体微滴分配到位于盒下方的孔板的孔中，所述孔板例如是微孔板或多孔板。例如每个孔可包含用于后续分析的试剂，其中试剂成分由数字滴定主装置至少部分地确定。典型地，数字滴定主装置保持盒和孔板。主装置控制来自芯片的流体驱出，以将流体驱出到孔中。主装置可相对于孔板适当地定位盒以在板的每个预定孔中分配所需量的流体，这例如通过在每个分配动作之后相对于彼此移动分配盒和孔板来实现。

附图说明

图1示出了示例性分配装置的截面正视图的图；

图2示出了示例性数字滴定盒的图；

图3示出了另一示例性数字滴定盒的图；

图4A到图4C示出了不同流体分配芯片阵列的图示性示例；

图4D到图4G示出了用于连接到图4A到图4C中的流体分配阵列的不同流体储器阵列的图示性示例；

图5以俯视图示出了包括储器和流体路线的整体式载体结构的示例；

图6以透视图示出了图5中的示例性的整体式载体结构的细节；

图7以俯视图示出了数字滴定盒的示例；

图8示出了图7中的示例性数字滴定盒的仰视图；

图9示出了制造数字滴定盒的方法的示例；以及

图10示出了制造数字滴定盒的方法的另一示例。

具体实施方式

图1以示意性截面正视图示出了数字分配装置1的示例。在一个示例中，数字分配装置1是数字滴定盒。该数字滴定盒可旨在用于插入到数字滴定主装置中，并且在使用之后由另一盒替换。数字滴定盒可将流体分配到微孔板或多孔板等中，所述微孔板或多孔板等在分配期间在数字滴定盒下方延伸，以用于接收流体。在示例中，孔板要保持在单独的容器中的具有相似或不同成分的单独试剂。在不同的示例中，孔要保持数个皮升到数个微升的流体。尽管数字分配装置的一个示例是包括可数字致动的流体分配设备的数字滴定盒，在本公开中所描述的原理还可应用于涉及高精度、数字驱动、流体分配的其他应用领域。

所示出的分配装置1具有顶侧3和底侧5。尽管本公开引用“顶部”和“底部”，这些词应被认为是彼此相对的。分配装置1可具有任何取向，其中，所谓的顶侧在实践中可在底部延伸并且所谓的底侧在实践中可在顶部延伸。在一个示例中，顶部和底部指的是装置1在分配期间的取向。

数字分配装置1包括至少一个整体式载体结构7。载体结构7被铸造为单件。整体式载体结构7的示例性材料包括环氧树脂模制复合物、玻璃、FR4或者任何合适的模制塑料。

数字分配装置1可具有大体平面的形状。在本公开中，“平面”可以指代装置1的厚度T至多是其长度L或宽度(宽度延伸到页面内)的三分之一，或者至多是其长度L或宽度的五分之一。载体结构7的长度L和宽度可沿着载体结构7的虚拟的中心平面P延伸，其中，该平面P延伸通过载体结构7的厚度T。在该示例中，整体式载体结构7为大体平面的并且大体平行于平面P延伸。

盒1包括流体分配设备11以分配流体。盒1包括储器9和流体路线19，以接收流体并将流体引导至流体分配设备11。在本公开的示例中，储器9和流体路线19由整体式载体结构7形成。储器9用于接收来自于诸如移液管的外部源的流体。流体路线19用于将该流体传递到储器9下游的至少一个流体分配设备11。

储器9可以在载体结构7的顶侧3处延伸。储器9可以是在载体结构7中的预模制的切除部或者单独附接的杯，其流体连接到流体分配设备11。例如，储器9可以是部分杯形形状的，即，在顶部处是敞开的以接收流体，并且也开通到流体路线19以朝向底侧5传递流体。储器9可在顶部处更宽并且沿向下的方向具有逐渐变窄或弯曲的壁。流体路线19可流体地连接到流体分配设备11的流体供给槽。

载体结构7在其底侧5处载有流体分配设备11。每个流体分配设备11可设置有微滴产生器15的阵列以将流体微滴分配到孔板的孔中。流体分配设备11可被嵌入到载体结构7中或附接到载体结构7，该附接通过直接粘附或通过另一载体结构间接地实现。在一个示例中，装置1包括至少一行至少两列的流体分配设备11。示例性分配装置1具有比在分配设备11的阵列中的行数量更多的列。行的长度可平行于装置1的长度L延伸。每个流体分配设备11可以包括至少一个供给槽以及供给槽下游的扇出(或分散，fan out)方式的多个微通道13，以接收来自于储器9的流体并且将流体朝向喷嘴引导。

每个流体分配设备11可以是MEMS芯片的一部分。在一个示例中，每一个流体分配设备11由一个单独的芯片形成。在另一示例中，单个芯片包括多个流体分配设备11。芯片31包括处理过的硅和薄膜层。流体供给槽可延伸通过芯片的硅衬底。芯片构造可类似于热喷墨打印头芯片或压电喷墨打印头芯片。微滴产生器15和微通道13可在薄膜层中延伸。微滴产生器15可包括喷嘴室、喷嘴室中的微滴驱出致动器以及喷嘴。喷嘴室接收来自微通道的流体。致动器将离开喷嘴室的流体分配通过喷嘴。喷嘴延伸通过流体分配设备11的喷嘴板。微滴驱出致动器可以是热敏电阻或者是压电致动器。每个流体分配设备11包括至少一个微滴产生器阵列。每个流体分配设备11可具有任意数量的微滴产生器15，该数量例如从1到约1000之间变化。示例性流体分配设备11有助于一次从单个喷嘴分配单个微滴，从而允许驱出非常小体积的流体，例如最小微滴体积为11皮升或者更少，或例如最小微滴体积在约1和5皮升之间。在一个示例中，如由微滴产生器15分配的单独的微滴可具有在约1和10皮升之间的体积，由此一个流体分配设备11的多个组合微滴可分配在约1到约1000皮升的体积。

在一个示例中，流体路线19被设置成将流体从储器9传递到流体分配设备11。流体路线19可在一端开通至储器9并且在另一端开通至流体驱出设备11。在一个示例中，每个储器9和关联的流体路线19可被清楚地识别为分离的流体部件，而在另一示例中储器9和流体路线19可形成一个整体形状以用于接收和引导流体。储器9和/或流体路线19可由整体式载体结构7的表面形成，由此整体式载体结构7自身直接引导并接触流体。例如，流体路线19可由在整体式载体结构7的顶侧3中的切除部形成。在所示出的示例中，流体路线19是槽形的。

在一个示例中，流体路线19用于将流体从顶侧3上的一个储器9传递到底侧5上的多个流体分配设备11。例如，流体路线19可沿下游方向分支以将单个储器9连接到多个流体分配设备11。例如，流体路线19可包括多个分支21，每个分支将流体从所述一个储器9传递到流体分配设备11。在示例中，每个储器9和流体路线19用于在主装置中的操作位置中保持针对每个单独的流体分配设备11的约100微升或更少、约50微升或更少或约20微升或更少的体积以用于传递到所述至少一个流体分配设备11。

在整体式载体结构7中提供流体路线19允许实现储器9的数量对比流体分配设备的数量的灵活性。例如，更密集阵列的分配阵列可由不太密集阵列的储器供给，或者不太密集阵列的分配阵列可由更密集阵列的储器供给。此外，在整体式载体结构7中直接地提供切除部的流体路线可实现分配装置1的高效制造。还可定制所述盒以用于任何类型或尺寸的孔板或孔阵列的高效分配。

图2示出了数字滴定盒101的示例。数字滴定盒101包括靠近数字滴定盒101的外边缘的两个储器109。在示出的示例中，储器109沿盒101的纵向边缘放置。储器109被设置在整体式载体结构107中。储器109可在整体式载体结构107中预模制。在示例中，储器109在整体式载体结构107的压缩模制过程期间由模具突出体直接模制而成。在另一个示例中，储器109可以是例如通过粘附或二次成型技术设置在整体式载体结构107上和/或整体式载体结构107中的单独的刚性杯。

数字滴定盒101包括流体分配设备111的阵列。该阵列包括两行流体分配设备111，每行包括8个流体分配设备。在示出的示例中，每个流体分配设备111由单个流体分配芯片形成。在操作中，储器109在顶部接收流体，并且流体分配设备111设置在盒101的底部。流体分配设备111可以在载体结构107中二次成型或被粘附到载体结构107。流体分配设备可被设置在与储器109相同的整体式载体结构107中，或被设置在不同的载体结构中。

整体式载体结构107包括流体路线119以将流体从储器109引导到流体分配设备111。流体路线119可包括直接地形成在整体式载体结构107的顶表面中的槽形切除部。流体路线119开通到储器109内以接收来自储器109的流体。

流体路线119包括直接流体地连接到储器109的主分支121A。流体路线119包括将主分支121A流体地连接到多个流体分配设备111的子分支121B。在示出的示例中，每个储器109连接到单独的流体路线119，其中每个单独的流体路线119连接到单独组的流体分配设备111。每个流体路线119沿下游方向分支。

因此，提供了相对地平面的且薄的数字滴定盒101，其中相对密集阵列的流体分配设备111可从更少数量的储器109被供给。例如，在相应密集阵列的储器109将变得不实际的地方，流体路线119可有助于更密集阵列的流体分配设备111。

在一个示例中，数字滴定盒101包括接触焊点118的阵列117。接触焊点阵列117用于与主装置的电极相连接以允许主装置控制每个流体分配设备111的微滴产生器。为了这个目的，数字滴定盒101包括将接触焊点阵列117连接到多个流体分配设备111的电气路线。阵列117中的每一个接触焊点118可连接到多个流体分配设备111。因此，单个接触焊点阵列117可用于向多个流体分配设备111发信号，而不是对每个流体分配设备111使用单独的接触焊点阵列117。例如，接地的接触焊点118可被连接到多个流体分配设备111。此外，发信号的接触焊点118可连接到多个流体分配设备111以向微滴产生器发信号以分配流体。在示例中，每个发信号的接触焊点可能是供给电压(Vdd)、数据、时钟等的至少一者。还可在接触焊点阵列117中提供不与流体分配设备111连接的虚设焊点。在某些示例中，某些焊点可能具有不直接地涉及分配的功能，诸如认证。

在示例中，一个功能性的接触焊点(其功能直接地涉及分配)被连接到多个流体分配设备111。每个功能性的接触焊点19可用于引导到/来自于多个流体分配设备111的地电位或信号(诸如供给电压、数据和时钟)的一个。同样地，对于相对大阵列的流体分配设备使用相对少的接触焊点可有助于更密集和/或更大的阵列的流体分配设备。在示例中，储器109的数量和具有相同功能的接触焊点118的数量都少于流体分配设备111的数量。

图3示出了具有与图2类似的结构和材料的示例性数字滴定盒201，不同之处在于：在该示例中存在比储器209数量更少的流体分配设备211。单个芯片231可形成流体分配设备211。该数字滴定盒201包括十个储器209和与芯片231具有相等数量的三个流体分配设备211，每个设备211是单独的芯片。四个储器209用于将流体提供给一个流体分配设备211。两组储器209(每组具有四个储器209)将流体提供给两个流体分配设备211。还有两个储器209用于将流体提供给第三流体分配设备211。

每个储器209通过流体路线219向相应的流体分配设备211提供流体，由此多个流体路线分支221连接到每个流体分配设备211。每个流体分配设备可设置有接收来自于多个分支221的流体的至少一个流体供给槽223。从供给槽223开始并且向上游行进，流体路线219分支成均朝向每个单独的储器209的单独分支221。电接触焊点阵列217可类似于参考上文中图2所描述的阵列。

单一类型的流体可被分布在同一关联的流体驱出设备211的四个储器209上。在另一个示例中，可在四个储器209中提供不同的流体，例如一个或两个储器209可提供与其他储器209所提供的流体不同的流体给流体驱出设备211。例如，单个流体分配设备211可分配不同的或预混合的流体。

图4A到4C示出了流体分配芯片阵列325的示例。每个阵列325包括一系列流体分配芯片331。每个流体分配芯片331包括至少一个流体分配设备311。例如，图4A、4B和4C的每个流体分配芯片阵列325包括相同数量的流体分配设备311，其被设置在不同数量的流体分配芯片331内部。图4A示出了其中每个流体分配设备311由单独的、单个的芯片331形成的示例。图4B示出了其中单个芯片331包括两个流体分配设备311的示例。图4C示出了其中每个单一芯片331包括四个流体分配设备311的示例。

图4D到4G示出了可将流体传递到每个流体分配设备311的相应储器阵列329的示例。如借助于虚线轴线A所示的，图4A到4C的每个流体分配阵列325的流体分配设备311以与图4D的储器阵列329的储器309相同的节距P被提供。在一个示例中，节距P为约9毫米。在其他示例中，节距P可以是0.5或0.75毫米的倍数，其中，所述倍数是诸如从1到160的离散数量。图4E、4F、4G的储器阵列329均具有其上面的图(分别为图4D、4E、4F)的储器阵列329的节距的两倍的节距。

在一个示例中，图4B和图4C的每个芯片331可流体地连接到图4D的多个储器309，使得不同的流体可从单个芯片分配到不同的相应孔中。不同的流体可从同一芯片331中的不同流体分配设备311分配，其中，每个流体分配设备311被流体地连接到单个储器309以从单个流体分配芯片311分配单个流体。

在图4A到图4C中，每个流体分配芯片331具有厚度、宽度和长度，其中厚度延伸至页面内，宽度平行于节距轴线A延伸，并且长度垂直于节距轴线A延伸。流体分配芯片331可以是薄的条状MEMS芯片，其例如具有约0.5毫米或更少、300微米或更少、200微米或更少或150微米或更少的厚度。每个芯片331的宽度可以是约1毫米或更少、0.5毫米或更少，例如约0.3毫米或更少。每个芯片331的长度可能取决于芯片331所包括的流体分配设备311的节距P以及所选数量。节距P可能与某个孔板的孔节距一致。例如，在流体分配设备的节距P被选择为9毫米的情况下，图4A的每个芯片331的长度可为约1.5毫米或者更少，图4B的每个芯片331的长度可为约10毫米，并且图4C的每个芯片331的长度可为约30毫米。例如，芯片的长度可被总结在诸如Ls＝(n*P)+m的公式中，其中Ls是芯片长度，n是芯片所包括的流体分配设备的所选数量，P是流体分配设备的节距(其可基于孔板的孔节距)，并且m可能取决于每个流体分配设备的所选长度。例如，m可在0.2和3毫米之间。继而，流体分配设备的所选长度m可取决于喷嘴阵列的所需长度。

如所述的，多个流体分配设备可包括在一个芯片中。流体分配设备可通过被构造成在单独的孔中分配流体来限定。接触焊点阵列和电气路线可被构造成驱动分别在同一芯片431上的每个流体分配设备。在一个示例中，喷嘴板包括由没有喷嘴的区域间隔开的具有喷嘴阵列的区域，其中喷嘴阵列的区域限定在芯片中的流体分配设备。在另一示例中，喷嘴阵列可在芯片的长度上不间断地延伸，其中电气路线、软件和/或固件可被构造成促动更大的阵列内的单独喷嘴组以用于分配到单独的孔中，其中，每个喷嘴组可限定单独的流体分配设备。在其他示例中，虚设喷嘴可被设置在活动喷嘴的区域之间，其中活动喷嘴区域限定流体分配设备。

如本公开全文所解释的，薄的条状芯片可被粘附到或被嵌入整体式载体结构中。在本公开中，薄的条状芯片可包括在顶部具有至少一个薄膜层的硅衬底，其中该芯片可具有小于约500微米、例如小于约300微米、例如小于约200微米或例如小于约150微米的厚度(延伸至附图的页面内)。在缺乏足够的芯片衬底的情况下，刚性的整体式载体结构203可为薄的芯片提供机械支撑。

流体路线可在每个储器309与每个流体分配设备311之间延伸。例如，流体路线可直接地形成在整体式载体中，该整体式载体包括储器309并且载有流体分配芯片331。在图4E的示例中，每个储器309可流体地连接到两个流体分配设备311，其中流体路线可具有两个分支以连接到两个流体分配设备311。在图4F的示例中，每个储器309可流体地连接到四个流体分配设备311，其中流体路线可具有四个分支以连接到四个流体分配设备311。在图4G的示例中，每个储器309可流体地连接到八个流体分配设备311，其中流体路线可具有八个分支以连接到八个流体分配设备311。

在另一个示例中，图4B的一个流体分配芯片331包括仅一个流体分配设备311，而不是两个。类似地，图4C的一个流体分配芯片331可包括仅一个或者两个流体分配设备311，而不是四个。例如，图4D的储器阵列329可将流体从多个储器309流体地引导到图4B、4C的单个芯片331，使得两个或者四个储器309将流体引导到更少数量的流体分配设备331。在这种示例中，流体路线可沿上游方向分支以将多个储器309连接到单个设备311。流体路线可直接地形成在整体式载体中，所述整体式载体包括储器309并且载有流体分配芯片331。

图5和图6示出了整体式载体407的示例，该整体式载体包括储器409的储器阵列429，其中流体路线419可以以四个分支421的形式从每个储器409延伸，以将流体引导到储器409下游的四个流体分配设备。图5是俯视图，而图6以透视图示出了图5的细节。该流体分配设备可在整体式载体407的相对侧处延伸。在图8中示出了这种相对侧的示例。

整体式载体结构407可以是单个模制复合物结构。储器409以及流体路线410的至少部分可能已被整体地模制。例如，单个模具突出体可能已经成形储器409和流体路线分支421。

每个储器409可具有相对浅的深度以有助于流体从储器409向下流动到分支421和流体分配设备。每个流体路线分支421可突出通过载体结构407以流体地连接到每个流体分配设备411。每个储器409可具有如沿着流体分配设备的行(Dr)或者列Dc的方向所测得的最大直径Dr、Dc，所述最大直径与流体分配设备的列或行的节距几乎相同、大致相同或比流体分配设备的列或者行的节距大。流体路线分支421可从每个储器409的左上、右上、左下和右下延伸，其中整体式结构407的长度L取向成平行或垂直于从左至右的方向。在一个操作性取向中，每个流体路线分支421可具有水平分量Hc，以在沿竖直分量Vc向下延伸至流体分配设备之前建立沿载体结构407的长度L和/或宽度W方向的流动。在操作中，可例如通过使用移液管在储器409中提供流体，之后流体朝向每个被连接的流体分配设备可部分水平地且部分向下地流动通过每个拐角分支421。

在一个示例中，每个储器409可具有储器侧壁433，该储器侧壁与储器底部一起形成储器409。该侧壁433可延伸直至整体式载体结构403的顶表面403，或者在某些示例中壁433可突出超过载体结构403的大体顶表面403直至更高的点。侧壁433包括形成至流体路线分支421的端口435的孔口。流体路线419比储器底部更深地延伸到载体结构407中，以有助于从储器409到流体分配设备的重力流出。

图7示出了包括整体式载体结构507的数字滴定盒501的示例。该载体结构507包括第一储器阵列529和储器509下游的第一流体路线分支521，它们与图5和图6中的储器阵列和流体路线相类似。该整体式载体结构507还包括第二储器539和储器509上游的第二流体路线541。第二流体路线541可被流体地连接到所有的第一储器509以及第一流体路线分支521。例如，第二流体路线541沿着多个第一储器509、例如沿着第一储器509的完整行和/或完整列沿着整体式载体结构507的宽度和长度延伸。例如第二流体路线541沿着载体结构507的边缘延伸。第二流体路线541可能是整体式载体结构507的表面503中的切除部。第二流体路线541的加宽部分可有助于诸如来自于移液管或注射器的手动流体进入，所述移液管或注射器起着所述第二流体储器539的作用。

在所示出的示例中，第一储器509可起着接合点/或缓冲区的作用以将流体朝向四个流体分配设备分支。实际上，在所示出的示例中，第一储器形成流体路线的一部分。如在本公开中先前提及的，储器和流体路线可由载体结构中的整体切除部形成。储器和关联的流体路线相对于彼此可以是整体的或齐平的，或者可被识别为分离的部件。在一个示例中，储器可被识别为流体路线的其余部分的更宽部分，以有助于流体接收。

图8示出了图7的数字滴定盒501的仰视图。流体分配芯片阵列525被设置在盒501的底侧505中。流体分配芯片阵列525可流体地连接到图5到图7的流体分配路线419、519并处于流体路线419、519的下游。每个第一储器409、509的子分支421、521将流体提供给这些流体分配设备511。在所示出的示例中，每列向下流动的流体分支521被连接到单个芯片531的流体分配设备511。

图9示出了制造数字滴定盒的方法的示例。该方法包括：模制整体式复合载体结构并且同时在载体结构的顶表面中形成切除部(块100)，该切除部包括至少一个储器和流体路线，所述储器延伸到载体结构的厚度的一部分中，所述流体路线将储器流体地连接到至少一个流体分配芯片。例如该模制包括压缩模制并且模具包括模具突出体，所述模具突出体突出到模制复合物中以形成流体路线。该方法还包括：在整体式复合式载体结构的与切除部相对的一侧处将至少一个流体分配芯片二次成型到整体复合载体结构中，以将芯片流体地连接到切除部(块110)。

图10示出了制造数字滴定盒的方法的另一示例。该方法包括：模制整体式复合载体结构并且同时在载体结构的顶表面中形成切除部(块200)，该切除部包括至少一个储器和流体路线，所述储器延伸到载体结构的厚度的一部分中，所述流体路线将储器流体地连接到至少一个流体分配芯片。该方法还包括：在整体式复合载体结构的与切除部的一侧相对的一侧处在平面中二次成型多个流体分配设备，以将设备流体地连接到切除部(块210)。多个流体分配设备可包括在单个芯片中或多个芯片中。该方法还包括：在整体式载体结构中模制流体路线以沿着多个流体分配设备延伸(块220)，以流体地连接到多个流体分配设备。该方法还可包括：在整体式载体结构上沉积电气路线(块230)。

在本公开的某些示例中，电气路线将流体分配设备连接到接触焊点阵列。在不同的示例中，可使用MID(模制互连设备)和/或LDS(激光直接结构化)技术、和/或粘附到或嵌入载体结构中的柔性电路来设置电气路线。在另一示例中，电气路线可被设置在粘附到或嵌入载体结构中的单独的PCB(印刷电路板)上。电气路线的一部分可延伸通过整体式载体结构，例如以将顶部上的接触焊点连接到底部上的流体分配芯片。可在芯片接触焊点、通孔以及电气路线的其余部分之间施加诸如焊接和/或引线键合的合适技术。

在本公开的某些示例中，流体分配设备的节距与现有的孔板中的孔的节距一致，使得在滴定期间流体分配设备的阵列与孔的阵列对齐。例如，现有孔板的某些孔节距是750微米和9毫米。因此，流体分配设备的节距可以是9毫米或者是750微米的数倍。在本公开的示例中，一行储器中储器的节距可以是一行流体分配设备中流体分配设备的节距的离散的倍数。例如在流体分配设备的节距是750微米或其倍数(例如1.5或者3毫米)的情况下，储器的节距可以是该节距的离散的倍数，例如是0.75毫米、1.5毫米、3毫米、6毫米、12毫米等等。可提供流体路线以将流体从一个储器引导至多个流体分配设备。

在本公开所描述的不同的分配装置可以是相对平面的。对于“平面的”可以理解的是，阵列1具有厚度T(例如见图1)，该厚度至多是分配装置的宽度的三分之一或者至多是五分之一。在图1中宽度延伸至页面内。分配装置的长度L可大于宽度，其中阵列的长度和宽度可形成平面整体式载体结构沿其延伸的中心平面P。例如，盒的总长度可在约50毫米和300毫米之间，例如为约100毫米，并且总宽度可在约15毫米和约200毫米之间，例如为约35毫米，不计数用于抓持盒的突出抓持部(如果存在的话)，或者例如在包括该抓持部时要长约20毫米。这种分配装置的在顶侧和底侧之间的最大厚度可以小于10毫米，例如小于6毫米，例如小于5毫米，例如为约4毫米。

本公开的其中一个方面是关于使用一个整体式载体结构或多个平行的整体式载体结构，每个整体式载体结构载有诸如流体通道、流体设备、电气路线等的部件的相对大的阵列。

在示例中，本公开的每个储器和流体路线被成形以针对每个流体分配设备保持约200微升或更少、约100微升或更少、约50微升或更少或约20微升或更少的流体体积。

本公开的每个流体分配设备可由薄条状芯片或薄条状芯片的一部分构成。薄条状芯片可具有约0.5毫米或更少、300微米或更少、200微米或更少或150微米或更少的厚度。每个芯片的宽度可以是约1毫米或更少、0.5毫米或更少，例如是约0.3毫米。每个芯片的长度可取决于其所包括的流体分配设备的节距和所选数量。例如芯片的长度可在约1和80毫米之间。

流体分配芯片技术可利用诸如压电或者热喷墨技术的喷墨打印头技术。在本公开的不同的示例中，每个流体分配设备的多个流体分配喷嘴可从1个喷嘴到约1000个喷嘴变化，例如在5和600个喷嘴之间，例如是大约100个喷嘴，而不计数虚设喷嘴或感测喷嘴，如果有的话。

在本公开的示例中，流体流致动器可包括热致动器或压电致动器。这些致动器形成芯片的一部分。分配装置在芯片外部可以没有其他流体流致动器。例如，流体流可由流体致动器、重力和毛细作用力中的至少一个来建立。不需要提供进一步的主动背压调节。例如，在数字滴定盒中不提供进一步的过滤器、毛细作用介质等。

尽管本公开主要涉及数字滴定盒，所公开的特征可适用于具有类似特征的任何数字分配装置并且不应被解释为仅限于滴定应用。

Claims (15)

1.一种数字分配装置，其包括：

至少一个流体分配设备，其包括至少一个喷嘴，

至少一个储器，所述储器被流体地连接到所述至少一个流体分配设备，以将流体传递到所述至少一个流体分配设备，

平面的、单个整体式载体结构，所述整体式载体结构载有所述至少一个流体分配设备和储器，所述整体式载体形成在所述储器和所述流体分配设备之间的流体路线，其中在操作中，作为所述整体式载体的一部分的流体路线壁与流体接触以将流体从所述储器引导至所述流体分配设备。

2.根据权利要求1所述的数字分配装置，其中，所述至少一个储器和流体路线由所述整体式载体的内表面形成。

3.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括被流体地连接到一个储器的多个流体分配设备，其中，所述流体路线沿下游方向分支以将从一个储器接收的流体引导至多个流体分配设备。

4.根据权利要求3所述的数字分配装置，其中，

所述整体式载体结构是大体平面的，

所述载体结构的长度和宽度形成延伸通过所述载体结构的厚度的中心平面，

所述储器和流体路线被构造成沿不同方向朝向多个流体分配设备引导流体，所述方向具有与所述中心平面平行的分量，

所述多个流体分配设备是芯片的一部分，所述芯片包括流体流致动器，以及

所述分配装置的流体流致动器仅设置在所述芯片中。

5.根据权利要求3所述的数字分配装置，其中，所述流体路线沿着多个流体驱出设备延伸。

6.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括被流体地连接到单个流体分配设备的多个储器，其中所述流体路线沿上游方向分支。

7.根据权利要求1所述的数字分配装置，其中，其所有的流体分配设备由所述单个整体式载体结构嵌入，使得所述流体分配设备的入口流体供给槽开通到所述流体路线内，以从所述流体路线直接接收流体。

8.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括多于八个流体分配设备。

9.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括储器和流体分配设备的至少一者的多行和多列。

10.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括接触焊点阵列，所述接触焊点阵列包括功能性接触焊点，每个功能性焊点被电连接到由所述整体式载体结构载有的多个流体分配设备。

11.根据权利要求1所述的数字分配装置，其包括限定多个流体分配设备的芯片。

12.一种制造数字滴定盒的方法，其包括：

模制整体式复合载体结构，其中模具包括突出体，

在所述载体结构的顶表面中形成切除部，所述切除部包括至少一个储器和流体路线，所述储器延伸至所述载体结构的厚度的一部分中并且所述流体路线将所述储器连接到流体分配芯片，以及

在所述整体式复合载体结构的与所述储器相对的一侧处将至少一个流体分配芯片二次成型到所述整体式复合载体结构中，以流体地连接到所述流体路线。

13.根据权利要求12所述的方法，其包括：

在平面中二次成型呈阵列的多个流体分配装置，

成形所述流体路线以覆盖所述多个流体分配装置的距离。

14.根据权利要求13所述的方法，其包括：

紧挨着储器形成至少一个接触焊点阵列；

在所述整体式载体结构上形成电气路线；以及

形成通过所述整体式载体结构的TMV(穿模通孔)，以将所述接触焊点阵列连接到所述至少一个芯片。

15.一种用于插入到数字滴定主装置中的平面数字滴定盒，其包括：

形成流体路线的单个整体式载体结构；

由所述载体结构载有的第一数量的流体储器，所述流体储器在顶部敞开以接收流体并且被流体地连接到所述路线上游的路线；以及

由被所述载体结构载有的至少一个流体分配芯片形成的第二数量的流体分配设备，所述流体分配设备通过所述路线被流体地连接到所述第一数量的储器；其中，

所述流体路线分支，并且

所述第一数量与第二数量不同。