CN1218682C - 可体内降解高分子材料微器件真空热融封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种可体内降解高分子材料微器件真空热融封装方法，首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件；将药物放入可体内降解高分子材料微器件[1]的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作封装垫板，将制成的可体内降解高分子材料微器件放入封装垫板中，连同垫板一并放入真空恒温槽[3]中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽加温至40～45℃，保温25-35分钟，在真空干燥箱干燥即可。本发明利用高分子材料分子自身的扩散特性，经加温后，接触表面分子相互扩散，使接触面自身相互融合，达到密封目的，可防止封装中添加辅助材料所带来的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种可体内降解高分子材料微器件的封装方法。
背景技术
在很多情况下，一些疾病尤其是患有慢性病的患者需要长期地定时定量口服或注射药物，给患者带来很多痛苦和不便。随着分子水平对疾病病因和维持肌体正常机制的了解，以及许多内源性物质作为药物的发现，传统的给药模式已不能完全适应治疗的要求，因此出现了微胶囊和控释的给药系统，但是目前这些给药系统需要复杂的制造工艺，封装效率较低，药物再封装过程中失去活力以及在控制释放中困难。目前的封装方法有机械锁紧类封装方法、粘接封装方法、焊接封装方法、热压封装方法以及键合封装方法等。在微机械制造(MEMS)领域，微器件的封装，大部分采用的是焊接封装和键合封装的方法。根据微器件的特定要求和使用场合，采用以上不同的封装方法和封装材料，达到封装要求。
各种封装工艺流程如下：
1)机械锁紧类封装方法采用人们熟悉的锁紧元件，用来连接封装元件；
2)粘接封装方法采用粘合剂使粘接的两个部件的表面被溶解，在粘接处施加压力使两个软化的表面微微流动和相互融合，从而形成内聚键合；
3)焊接封装方法可分为陶瓷封装、塑料封装、金属封装以及有机树脂填充封装等：
a)陶瓷封装方法是对氧化铝瓷片进行冲片、金属图形丝网印刷、叠片、高温烧结等工艺加工后，再在其两侧焊接金属引线，然后对所有金属表面进行镀金处理，通过粘片、键合工艺装入集成电路芯片后，在进行钎焊封盖、引线处理、气密检查等工艺处理，成为良好的封装体；
b)塑料封装方法是在一定的金属线框架上，先进行集成电路芯片粘接和内引线的键合，再在特定的金属模具中通过有机塑料模塑成型，最后将金属引线加工，切除多余的筋条、溢料和渡锡处理，成为一个完整的封装整体；
c)金属封装由定膨胀合金材料冲制成的金属底座，借助于硼硅玻璃在弱氧化气氛下将引线按规定的布线方式熔封在金属底座上，经过一系列机械加工及表面电镀后，可以在封装基体进行芯片粘接和键合，再用金属管帽熔焊封盖，构成封装整体；
d)有机树脂填充封装利用有机树脂进行涂覆、灌注和填充的集成电路封装结构。
4)热压封装方法是使两个部件的表面熔融，表面相互接触，在结合处施加压力，从而使两个部件键合；
5)键合封装方法包括静电键合技术和热键合技术，都是一种自封装方法。
a)静电键合技术是将玻璃与金属、合金或半导体合在一起，而不用任何粘接剂，键合时，将键合的硅片接正极，玻璃的一面接负极，并对玻璃—硅片加热，当加有外电压时，玻璃中的Na+向负极方向漂移，在紧邻硅片的玻璃表面形成耗尽层，使硅片和玻璃之间存在较大的静电吸引力，使二者紧密接触，达到封装目的；
b)热键合技术如阳极键合、直接键合、熔融键合和共晶键合都需要高温处理，以获得足够的键合能，中间不需要任何粘接剂，也不需要外加电场，键合时，在O2或N2环境中经数小时的高温处理后就形成了良好的键合。
而目前可体内降解的高分子材料微器件多采用对人体无害的高分子聚合物类材料。这些材料降解温度低，高温时变成粘流态，破坏了原来已有的结构，并且聚合物类高分子材料本身不存在离子，无法施加电极，同时，微器件自身的结构决定了微器件本身不能承受很大的压力。因此，采用目前已有微器件的封装方法，无法进行封装，并且微器件的可降解性要求封装中不能添加非降解材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种封装过程中不添加任何辅助材料，从而可以避免封装对降解性的影响，同时封装温度较低，封装强度高的可体内降解高分子材料微器件真空热融封装方法。
为达到上述目的，本发明采用的方法为：首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件，可体内降解高分子材料微器件的凹槽的宽度为50-500μm，深度为50～600μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板，将制成的可体内降解高分子材料微器件放入封装垫板中，连同垫板一并放入真空恒温槽[3]中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽加温至40～45℃，保温25-35分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板，逐个取出PLGA微器件，完成封装。
本发明利用高分子材料分子自身的扩散特性，经加温后，接触表面分子相互扩散，使接触面自身相互融合，达到密封目的，这种封装方法具有生产效率高、成本底、可防止封装中添加辅助材料所带来的不良影响等优点。
附图说明
图1是本发明可体内降解高分子材料微器件1的结构示意图；
图2是本发明封装过程的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：参见图1，首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50 PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件1的凹槽的宽度为50μm，深度为50μm；参见图2，将药物放入可体内降解高分子材料微器件1的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至40℃，保温30分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
实施例2：首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件的凹槽的宽度为280μm，深度为300μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至45℃，保温25分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
实施例3：参见图1，首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50 PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件1的凹槽的宽度为360μm，深度为600μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件1的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件1的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至42℃，保温35分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
实施例4：首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件1的凹槽的宽度为500μm，深度为230μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件1的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至44℃，保温28分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
实施例5：首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件1的凹槽的宽度为420μm，深度为450μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件1放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至41℃，保温32分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
实施例6：首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件1，可体内降解高分子材料微器件的材料采用美国Birmingham Polymers，Inc.公司的50/50PLGA，粘流态温度为40～45℃，可体内降解高分子材料微器件1的凹槽的宽度为150μm，深度为160μm；将药物放入可体内降解高分子材料微器件的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件的封装垫板2，将制成的可体内降解的高分子材料微器件放入封装垫板2中，连同垫板2一并放入真空恒温槽3中使真空度达到-0.1Mpa；对真空恒温槽3加温至43℃，保温34分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板2，逐个取出PLGA微器件1，完成封装。
本发明在封装过程中不添加任何辅助材料，从而可以避免封装对降解性的影响，同时封装温度较低，封装强度高，在真空中又可以防止空气对封装的影响。封装成本相对较低，工艺过程简单，生产效率较高，适合大规模、批量生产。
Claims (1)
1、一种可体内降解高分子材料微器件真空热融封装方法，其特征在于：
1)首先采用准LIGA技术的厚胶紫外光刻微制造工艺制作带有凸台的微阵列结构的PDMS微器件模具，再用PDMS微器件模具建立带有凹槽的微阵列结构的可体内降解高分子材料微器件[1]，可体内降解高分子材料微器件的凹槽的宽度为50-500μm，深度为50～600μm；
2)将药物放入可体内降解高分子材料微器件[1]的凹槽内，根据微器件的结构尺寸，制作微器件[1]的封装垫板[2]，将制成的可体内降解高分子材料微器件放入封装垫板[2]中，连同垫板[2]一并放入真空恒温槽[3]中使真空度达到-0.1Mpa；
3)对真空恒温槽[3]加温至40～45℃，保温25-35分钟，在真空干燥箱干燥，取出封装垫板[2]，逐个取出PLGA微器件[1]，完成封装。
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