CN2550156Y - 一种微流控塑料芯片注射成型模具 - Google Patents
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Abstract
一种微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：模具主要由底板、模板、定型板、封闭板、立柱、螺母A组合而成；模板上表面具有芯片通道形状的凸起；定型板中部具有芯片形状的通孔A；封闭板中部具有开口M4～M12的螺孔，芯片进出口位置具有芯片进出口形状的通孔B；底板、模板、定型板、封闭板由下至上依次叠合并夹紧，立柱插入封闭板上的通孔B中，螺母A螺合于封闭板的螺孔中。用本实用新型模具成型的芯片形状尺寸均一，不需要后续的处理。
Description
技术领域：
本实用新型涉及微流控芯片的制造技术，特别提供了一种专用于制作塑料芯片基材的固化模具。
背景技术：
微全分析系统(Micro Total Analysis System，μ-TAS)是一个跨学科的新领域，其最终目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中(如各类芯片)，实现分析实验室的“微型化”，因此，微全分析系统也被通俗地称为“芯片实验室”(Lab-On-A-Chip)，根据芯片结构及工作机理又可分为两大类：微阵列芯片(Microarray Chip)，又称为“生物芯片”，和微流控芯片(Microfluidic Chip)，前者发展已相当成熟，在国外已深度产业化；后者主要以分析化学和生物化学为基础，利用微机电加工的技术(MEMS)，在硅、玻璃、石英、塑料表面加工出10-100微米的微通道网络，主要以电渗流和电泳流为驱动力，通过改变驱动电压，控制流体在微通道网络中的流动方向和速率，从而实现对目标分析物的采样、稀释、加试剂、富集、萃取、混合、反应、分离、检测等步骤，是当前研究的重点。芯片制造是其中的一个重要部分，芯片材料以及成型技术有很多种，其中PDMS固化是一种简单快捷的方法，而PDMS固化模具的设计制造未见有文献报道。目前实验室中通常的做法是，用一块底版和一个敞开式的框架构成敞口式的模具，它有很多缺陷，1硅基片需要切割处理；2固化模具需要调节水平；3PDMS固化后上表面呈现月牙形弯曲；4不能定量注PDMS，导致不同批次间缺乏重复性；5PDMS芯片形状尺寸单一；6PDMS芯片需要切边，打孔等后续成型步骤。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种微流控塑料芯片注射成型模具，用该模具成型的芯片形状尺寸均一，不需要后续的处理。
本实用新型提供了一种微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：模具主要由底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)、立柱(5)、螺母A(6)组合而成；其中：
模板(2)上表面具有芯片通道形状的凸起；
定型板(3)中部具有固定立柱的通孔A(31)；
封闭板(4)中部具有开口M4～M12的螺孔(41)，芯片进出口位置具有芯片进出口形状的通孔B(42)；
底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)由下至上依次叠合并夹紧，立柱(4)插入封闭板(4)上的通孔B(42)中，螺母A(5)螺合于封闭板(4)的螺孔(41)中。
本实用新型微流控塑料芯片注射成型模具中，定型板(3)底部可以具有容纳模板(2)的凹槽。
本实用新型微流控塑料芯片注射成型模具中，底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)可以用夹具压紧固定；或者另增加一夹紧板(7)，在所述底板(1)、定型板(3)和夹紧板(7)的相对应位置开有固定用通孔，用固定螺母B(8)压紧固定。
本实用新型微流控塑料芯片注射成型模具中，所述底板(1)可以为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6；所述模板(2)可以为金属材料、玻璃、单晶硅板，表面光洁度范围为4～12；所述定型板(3)可以为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6；所述封闭板(4)可以为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6。
本实用新型与常规PDMS固化模具相比，具有下述优点：
1省去硅基片切割等前处理步骤。
2PDMS芯片一次成型，省去切边等后续处理。
3通过注塑加压的方式固化PDMS芯片，同时解决了PDMS芯片表面翘曲，模具水平调节，PDMS芯片形状单一，不同批次芯片不重复等问题。
4浇口为螺口，使封闭体系和系统加压一步完成。
附图说明：
图1为微流控塑料芯片注射成型模具A-A向剖视图；
图2为微流控塑料芯片注射成型模具B-B向剖视图；
图3为微流控塑料芯片注射成型模具俯视图。
具体实施方式：
如附图所示微流控塑料芯片注射成型模具，由底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)、立柱(5)、螺母A(6)、夹紧板(7)组合而成；底板(1)为正方形，周边沿圆形均匀分布有12个固定用通孔；模板(2)为圆形，直径小于底版上固定用圆形，上表面具有芯片通道形状的凸起，由硅片制成；定型板(3)为圆形，直径大于底版上固定用圆形，在与底版(1)固定用通孔相对应位置上均匀开有六个固定用通孔，中部具有长圆形状的通孔A(31)；封闭板(4)为圆形，直径小于底版上固定用圆形，中部具有开口M4～M12的螺孔(41)，并且在芯片进出口位置开有通孔B(42)；夹紧板(7)为圆形，在与底版固定用通孔相对应位置上均匀开有六个固定用通孔，中部开有一直径大于封闭板上螺孔(41)的圆孔；底板(1)、模板(2)、定型板(3)由下至上依次叠合，用六个固定螺母将底板(1)、模板(2)、定型板(3)锁紧；立柱(4)插到相应位置，封闭板(4)装在定型板(3)上，再将夹紧板(7)扣在封闭板(4)上，用六个固定螺母将底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)、立柱(5)、夹紧板(7)固定锁紧，从而形成一个带柱的长圆型腔体。使用时，将PDMS通过螺孔(41)注射进腔体，注满后，拧上螺母A(6)加压，固化后，依顺序卸除夹紧板(7)、封闭板(4)、立柱(5)，得到一带有进出口的长圆型芯片基材。
Claims (7)
1、一种微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：模具主要由底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)、立柱(5)、螺母A(6)组合而成；其中：
模板(2)上表面具有芯片通道形状的凸起；
定型板(3)中部具有芯片形状的通孔A(31)；
封闭板(4)中部具有开口M4～M12的螺孔(41)，芯片进出口位置具有固定立柱(5)的通孔B(42)；
底板(1)、模板(2)、定型板(3)、封闭板(4)由下至上依次叠合并夹紧，立柱(5)插入封闭板(4)上的通孔B(42)中，螺母A(5)螺合于封闭板(4)的螺孔(41)中。
2、按权利要求1所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：另增加一夹紧板(7)；在所述底板(1)、定型板(3)和夹紧板(7)的相对应位置开有固定用通孔，用圆定螺母B(8)压紧固定。
3、按权利要求1所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：所述定型板(3)底部具有容纳模板(2)的凹槽。
4、按权利要求1或2所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：所述底板(1)为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6。
5、按权利要求1或2所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：所述模板(2)为金属材料、玻璃、单晶硅板，表面光洁度范围为4～12。
6、按权利要求1或2所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：所述定型板(3)为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6。
7、按权利要求1或2所述微流控塑料芯片注射成型模具，其特征在于：所述封闭板(4)为金属材料、PMMA、Teflon、PC塑料板，表面光洁度范围为3.2～6。
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