DE10356308A1 - Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section - Google Patents
Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section Download PDFInfo
- Publication number
- DE10356308A1 DE10356308A1 DE10356308A DE10356308A DE10356308A1 DE 10356308 A1 DE10356308 A1 DE 10356308A1 DE 10356308 A DE10356308 A DE 10356308A DE 10356308 A DE10356308 A DE 10356308A DE 10356308 A1 DE10356308 A1 DE 10356308A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- channel
- mixer
- layer
- sub
- functional layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/30—Micromixers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen integrierten fluidischen Mischer zum Mischen von durchströmenden Flüssigkeiten. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines solchen integrierten fluidischen Mischers.The The invention relates to an integrated fluidic mixer for mixing of fluids flowing through. The invention further relates to a manufacturing method for manufacturing such an integrated fluidic mixer.
Bei der Mikrofluidik werden geringe Mengen Flüssigkeit transportiert, manipuliert und analysiert. Ein wichtiger Vorgang bei vielen mikrofluidischen Anwendungen ist das Mischen verschiedener Flüssigkeiten, z.B. Lösungen und Analysate.at In microfluidics, small amounts of fluid are transported, manipulated and analyzed. An important process in many microfluidic Applications is the mixing of different liquids, e.g. Solutions and Analytes.
Die Flüssigkeiten werden dazu in Flüssigkeitskanälen geringen Querschnitts transportiert. Aufgrund des geringen Querschnitts fließen die Flüssigkeiten in diesen Kanälen immer laminar, d.h. es finden keine Verwirbelungen statt. Zwei Flüssigkeiten, die über entsprechende Kanäle zusammengeführt werden, laufen daher parallel zueinander und mischen sich nur über Diffusion, nicht jedoch durch Turbulenzen. In diesen Fällen dauert das Mischen sehr lange, so dass Flüssigkeitskanäle mit vergleichsweise großen Längen in dem Mikrofluidikbauelement vorgesehen sein müssen, damit ein vollständiges Durchmischen beider Flüssigkeiten erfolgen kann.The liquids become small in liquid channels Cross section transported. Due to the small cross-section flow liquids in these channels always laminar, i. there is no turbulence. Two liquids, the above corresponding channels together are therefore running parallel to each other and mixing only via diffusion, but not by turbulence. In these cases, the mixing takes a lot long, allowing fluid channels with comparatively huge lengths must be provided in the microfluidic device, thus a complete mixing both liquids can be done.
Zur Beschleunigung des Mischvorgangs wird üblicherweise die maximale Distanz, die durch Diffusion durchmischt werden soll, verringert. Dazu werden die Flüssigkeitsströme geteilt und auf andere Weise wieder zusammengeführt, so dass die Flüssigkeitsströme ineinander verwoben werden und somit die Größe der Grenzfläche zwischen beiden Flüssigkeitsströmungen erhöht wird. Z.B. können die beiden Flüssigkeitsströme wiederholt horizontal geteilt und vertikal wieder zusammengeführt werden, so dass anstelle einer Grenzfläche zwischen den Flüssigkeitsströmungen mehrere Grenzflächen geschaffen werden, an denen Diffusion stattfindet.to Acceleration of the mixing process is usually the maximum distance, which is to be mixed by diffusion, reduced. To do this divided the liquid streams and recombined in some other way, so that the fluid flows into each other be interwoven and thus the size of the interface between both liquid flows is increased. For example, can the two fluid streams repeated divided horizontally and merged vertically again, so instead of an interface between the liquid flows more interfaces be created where diffusion takes place.
Bei der Herstellung eines fluidischen Mischers werden üblicherweise zwei Substrate mit einfachen Prozessen, wie z.B. Prägen, Gießen, isotropem oder anisotropem Ätzen strukturiert und anschließend zusammengesetzt, da die Flüssigkeitsführung nicht in einem Block realisiert werden kann. Das Verbinden von zwei Substraten ist relativ aufwändig, da das Verbinden von z.B. zwei Halbleitersubstraten aufgrund der hohen Reinheitsanforderung an die Oberflächen ein hohes Risiko bezüglich der Prozessausbeute beinhaltet und somit teuer ist. Außerdem werden zwei strukturierte Wafer benötigt, die den Material- und Prozessaufwand verdoppeln.at the production of a fluidic mixer are usually two substrates with simple processes, e.g. Embossing, casting, isotropic or anisotropic etching structured and then composed, since the liquid guide is not can be realized in a block. The joining of two substrates is relatively expensive, since connecting e.g. two semiconductor substrates due to the high purity requirement on the surfaces poses a high risk regarding the process yield includes and thus is expensive. In addition, two are structured Wafer needed, which double the material and process costs.
Zwar kann ein strukturierter Glaswafer mit Hilfe von anodischem Bonden gut mit einem strukturierten Halbleitersubstrat verbunden werden, die Strukturierung des Glaswafers ist jedoch aufwändig und somit kostenintensiv.Though can be a structured glass wafer by means of anodic bonding be well connected to a structured semiconductor substrate, However, the structuring of the glass wafer is complex and thus costly.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidischen Mischer sowie ein einfaches Herstellungsverfahren für den fluidischen Mischer zur Verfügung zu stellen.It It is an object of the present invention to provide a fluidic mixer as well as a simple manufacturing method for the fluidic mixer available put.
Diese Aufgabe wird durch den integrierten fluidischen Mischer nach Anspruch 1 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.These The object is achieved by the integrated fluidic mixer according to claim 1 and solved by the method of claim 11.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are in the dependent claims specified.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein integrierter fluidischer Mischer zum Mischen von durchströmenden Flüssigkeiten vorgesehen. Der Mischer umfasst einen Flüssigkeitskanal, um die zu mischenden Flüssigkeiten zuzuleiten. Durch eine Verzweigung wird der Flüssigkeitskanal in einen ersten und einen zweiten Teilkanal aufgeteilt. In dem ersten der beiden Teilkanäle ist eine Stufe angeordnet, wobei die Teilkanäle hinter der Verzweigung in einer Zusammenführung zusammengeführt sind. Die Stufe ist in dem ersten Teilkanal so angeordnet, dass ein strömungsabgewandtes Ende der Stufe im Wesentlichen an der Zusammenführung der beiden Teilkanäle angeordnet ist. Der zweite Teilkanal ist so ausgebildet, dass er den gleichen Strömungswiderstand aufweist, wie der erste Teilkanal. Insbesondere ist in dem zweiten Teilkanal eine Stufe so angeordnet, dass sie den Strömungswiderstand aufweist und dass ihr strömungsabgewandtes Ende vor der Zusammenführung der Teilkanäle endet. Eine Begrenzung beider Teilkanäle wird durch eine unstrukturierte Platte gebildet.According to one The first aspect of the present invention is an integrated fluidic Mixer for mixing through-flowing Liquids provided. The mixer comprises a fluid channel, around the liquids to be mixed be forwarded. By branching the liquid channel is in a first and split a second sub-channel. In the first of the two subchannels a stage is arranged, with the subchannels behind the branch in a merge together are. The stage is arranged in the first subchannel such that a flow away End of the stage essentially arranged at the junction of the two sub-channels is. The second subchannel is designed to be the same flow resistance has, as the first sub-channel. In particular, in the second Partial channel arranged a stage so that it has the flow resistance and that you are facing away from the flow End before the merger the subchannels ends. A boundary of both subchannels is characterized by an unstructured Plate formed.
Der integrierte fluidische Mischer gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass er auf einfache Weise aufgebaut werden kann, insbesondere indem vermieden wird, dass zwei strukturierte Substrate zusammengefügt werden müssen, um die Mischerstruktur zu bilden. Der erfindungsgemäße Mischeraufbau ermöglicht es, die Strukturierungen innerhalb eines einzigen Substrates durchzuführen, das mit einer im Wesentlichen unstrukturierten Platte so abgeschlossen werden kann, dass ein fluidischer Mischer mit Flüssigkeitskanal, Verzweigung, Zusammenführung und den Teilkanälen gebildet wird.Of the integrated fluidic mixer according to the invention has the advantage that it can be easily constructed, in particular by it is avoided that two structured substrates are joined together have to, to form the mixer structure. The mixer assembly according to the invention allows it to perform the structuring within a single substrate, the so finished with a substantially unstructured plate can be that a fluidic mixer with fluid channel, branching, together and the subchannels is formed.
Insbesondere können die Verzweigung und die Zusammenführung des Mischers durch ein im Flüssigkeitskanal angeordnetes Element gebildet sein. Auf diese Weise können die Verzweigung und die Zusammenführung durch eine einzige Struktur gebildet sein, wodurch die Strukturierung des Mischers in einfacher Weise erfolgen kann.Especially can the branching and merging of the mixer by one in the liquid channel be arranged element arranged. In this way, the Branching and merging be formed by a single structure, thereby structuring the mixer can be done in a simple manner.
Vorzugsweise weist der Mischer eine im Wesentlichen kreisförmige, viereckige oder ovale Grundrissfläche auf.Preferably For example, the mixer has a substantially circular, quadrangular or oval floor plan surface.
Insbesondere kann der Mischer mit einem Substrat aus Silizium, Siliziumdioxid und/oder Kunststoff ausgebildet sein.Especially The mixer can be made with a silicon substrate, silicon dioxide and / or plastic.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stufen in den Teilkanälen so angeordnet sind, dass die Teilkanäle im Wesentlichen den gleichen Strömungswiderstand aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Flüssigkeitsströmungen in den Teilkanälen im wesentlichen gleich verteilt sind, so dass durch jeden der Teilkanäle eine ausreichende Flüssigkeitsmenge fließen kann.Especially can be provided that the steps arranged in the sub-channels are that the subchannels essentially the same flow resistance exhibit. This has the advantage that the liquid flows in the subchannels are distributed substantially the same, so that through each of the sub-channels one sufficient amount of fluid flow can.
Vorzugsweise sind die Stufen in beiden Teilkanälen auf der gleichen Innenwandseite angeordnet. Die Innenwandseite ist dabei vorzugsweise die der Begrenzung durch die unstrukturierte Platte gegenüberliegende Innenwandfläche.Preferably the steps in both subchannels are on the same inside wall side arranged. The inner wall side is preferably that of the boundary through the unstructured plate opposite inner wall surface.
Dies stellt eine besonders einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers dar, da die Stufen in einem einzigen Prozessschritt hergestellt werden können, ohne dass die Funktionalität des Mischers beeinträchtigt wird.This represents a particularly simple embodiment of the mixer according to the invention because the stages are made in a single process step can be without the functionality of the Mischers impaired becomes.
Alternativ können die Stufen auch als Durchlässe in einer in jeden Teilkanal eingebrachten Wandstruktur des Mischers gebildet sein, wobei der Durchlass in dem ersten Teilkanal in ausreichender Entfernung zu der Zusammenführung, z. B. nahe der Verzweigung und in dem zweiten Teilkanal nahe der Zusammenführung angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers geschaffen werden, die ebenfalls so aufgebaut werden kann, dass das Substrat, in dem die fluidische Mischerstruktur eingebracht ist, durch eine unstrukturierte Platte abgeschlossen werden kann, um den fluidischen Mischer zu bilden.alternative can the steps also as passages in a wall structure of the mixer introduced into each subchannel be formed, wherein the passage in the first subchannel in sufficient Distance to the merge, z. Near the branch and in the second subchannel near the junction together is arranged. In this way, another preferred embodiment the mixer according to the invention be created, which can also be constructed so that the substrate in which the fluidic mixer structure is introduced is, can be completed by an unstructured plate, to form the fluidic mixer.
Vorzugsweise ist hinter dem Durchlass in dem ersten Teilkanal die Struktur des ersten Teilkanals so gestaltet, um den Flüssigkeitsstrom in eine erste Ebene zu leiten und die Struktur des zweiten Teilkanals so gestaltet, um den Flüssigkeitsstrom zu dem entsprechenden Durchlass nahe der Zusammenführung zu leiten, um den Flüssigkeitsstrom in einer zweiten Ebene in die Zusammenführung auszugeben. Auf diese Weise kann eine Mischerstruktur für einen fluidischen Mischer geschaffen werden, die einen Flüssigkeitsstrom aufteilt und die Teile des Flüssigkeitsstroms in gedrehter Anordnung wieder zusammensetzt.Preferably is behind the passage in the first subchannel the structure of first sub-channel designed to transfer the fluid flow into a first Directing the plane and designing the structure of the second subchannel, to the liquid flow to the appropriate passage near the merge to direct the fluid flow in a second level in the merge issue. To this Manner may be a mixer structure for a fluidic mixer be created, which is a liquid flow divides and the parts of the liquid flow reassembled in a rotated arrangement.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines fluidischen Mischers vorgesehen. Dabei wird in ein Substratmaterial über Formgebungs- und Abscheideverfahren eine nach oben hin offene Mischerstruktur eingebracht bzw. auf ein Substratmaterial aufgebracht, wobei anschließend die Mischerstruktur mit einer im Wesentlichen unstrukturierten Platte abgedeckt wird, um die geschlossene Mischerstruktur zu schaffen. Auf diese Weise kann ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines fluidischen Mischers zur Verfügung gestellt werden, mit dem der fluidische Mischer auf einfache Weise und mit einer großen Produktionsausbeute, d.h. kostengünstig hergestellt werden kann.According to one Another aspect of the present invention is a method for Preparing a fluidic mixer provided. It is in a Substrate material over Shaping and Separation method introduced an upwardly open mixer structure or applied to a substrate material, in which case the Mixer structure with a substantially unstructured plate is covered to create the closed mixer structure. In this way, a manufacturing process for producing a fluidic mixer available be made with the fluidic mixer in a simple manner and with a large production yield, i.e. economical can be produced.
Es kann vorgesehen sein, dass die Mischerstruktur mit einem Flüssigkeitskanal zum Zuleiten von Flüssigkeit, mit einer Verzweigung zum Aufteilen des Flüssigkeitskanals in zwei Teilkanäle und mit Stufen in jedem der Teilkanäle gebildet wird. Dazu wird auf einer ersten Funktionsschicht eine Ätzstoppschicht aufgebracht und diese so strukturiert, dass bei einem Ätzen die Stufen gebildet werden. Auf der ersten Funktionsschicht und der Ätzstoppschicht wird eine zweite Funktionsschicht aufgebracht. Ein Tiefenätzprozess wird ausgeführt, wobei die zweite Funktionsschicht gemäß einer vorgegebenen Kanalstrukturierung geätzt wird. Der Tiefenätzprozess wird an der Ätzstoppschicht gestoppt und die erste Funktionsschicht entsprechend der Strukturierung der Ätzstoppschicht geätzt. Auf diese Weise kann mit Hilfe eines einzigen Tiefenätzpro zesses der Kanal sowie die Stufen in dem Kanal gebildet werden.It it can be provided that the mixer structure with a fluid channel for supplying liquid, with a branch for dividing the liquid channel into two sub-channels and with Levels in each of the subchannels is formed. For this purpose, an etching stop layer is formed on a first functional layer applied and this structured so that when etching the Steps are formed. On the first functional layer and the etch stop layer a second functional layer is applied. A deep etching process is running, wherein the second functional layer according to a predetermined channel structuring etched becomes. The deep etching process becomes at the etch stop layer stopped and the first functional layer according to the structuring the etch stop layer etched. In this way, with the help of a single Tiefenätzpro process the channel and the steps are formed in the channel.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Funktionsschicht auf das Substrat aufgebracht wird oder in dem Substrat umfasst ist.It can be provided that the first functional layer on the substrate is applied or is included in the substrate.
Die Oberfläche der zweiten Funktionsschicht kann so bearbeitet werden, dass eine bondbare Oberfläche entsteht, so dass die unstrukturierte Platte mit der bondbaren Oberfläche mit Hilfe eines Waferbondverfahrens und dgl. verbunden werden kann.The surface the second functional layer can be processed so that a bondable surface arises, so that the unstructured plate with the bondable surface with Help of a wafer bonding process and the like. Can be connected.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Mischerstruktur mit einem Flüssigkeitskanal zum Zuleiten von Flüssigkeit, mit einer Verzweigung zum Aufteilen des Flüssigkeitskanals in zwei Teilkanäle und mit Stufen in jedem der Teilkanäle gebildet wird. Auf einem Substrat wird dazu eine Opferschicht aufgebracht, auf die eine erste Funktionsschicht aufgebracht wird. Auf die erste Funktionsschicht wird eine Ätzstoppschicht aufgebracht, und diese strukturiert. Auf der ersten Funktionsschicht und der strukturierten Ätzstoppschicht wird eine zweite Funktionsschicht aufgebracht. Es wird ein Tiefenätzprozess ausgeführt, wobei die erste und zweite Funktionsschicht gemäß einer vorgegebenen Kanalstrukturierung geätzt werden. Der Tiefenätzprozess wird an einer Ätzstoppschicht gestoppt, so dass die abgedeckte erste Funktionsschicht verbleibt. Nach Durchätzen der ersten Funktionsschicht wird in einem weiteren Ätzschritt die Opferschicht geätzt, wobei Unterätzungen unter die erste Funktionsschicht erfolgen, wobei unter einer durch die erste Funktionsschicht gebildeten Wandstruktur die Opferschicht von beiden Seiten der Wandstruktur im Wesentlichen so geätzt wird, dass ein Durchlass unter der Wandstruktur entsteht. Auf diese Weise ist es möglich, nach einem Tiefenätzschritt Durchlässe in Wandstrukturen herzustellen, so dass durch eine einseitige Strukturierung eines Substrates dreidimensionale Strömungsführungen in einem Sub strat erzeugt werden können, ohne zwei Substrate zu strukturieren, die anschließend in geeigneter, zueinander justierter Weise aufeinander gefügt werden müssen.Alternatively it can be provided that the mixer structure is formed with a liquid channel for supplying liquid, with a branch for dividing the liquid channel into two sub-channels and with steps in each of the sub-channels. For this purpose, a sacrificial layer is applied to a substrate, to which a first functional layer is applied. On the first functional layer, an etch stop layer is applied, and this structured. On the first functional layer and the structured etching stop layer, a second functional layer is applied. A deep etching process is carried out, the first and second functional layers being etched in accordance with a predetermined channel structuring. The deep etching process is stopped at an etching stop layer so that the covered first functional layer remains. After throughput In a further etching step, the sacrificial layer is etched into the first functional layer, with undercuts being made below the first functional layer, the sacrificial layer being substantially etched from both sides of the wall structure under a wall structure formed by the first functional layer so as to form a passage under the wall structure. In this way, it is possible to produce passages in wall structures after a deep etching step, so that three-dimensional flow guides in a sub strate can be generated by a one-sided structuring of a substrate, without structuring two substrates, which are then joined together in a suitable, mutually adjusted manner have to.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
In
dem ersten Teilkanal
Die
in die Teilkanäle
Bei dem gezeigten kreisförmigen Grundriss des fluidischen Mischers können die Stufen kreissegmentartig innerhalb des kreisförmigen Grundrisses angeordnet sein, wobei die Stufe bezüglich der Gesamthöhe des Strömungskanals eine Höhe aufweist, die ein Übereinanderanordnen der Teilströmung ermöglicht. Beispielsweise kann die Höhe einer Stufe etwa die Hälfte der Gesamthöhe des Strömungskanals betragen.at the shown circular Floor plan of the fluidic mixer, the steps can be like a circle segment within the circular Floor plan may be arranged, wherein the stage with respect to the total height of the flow channel a height having a superposition the partial flow allows. For example, the height a step about half the total height of the flow channel be.
In
den
Durch das wiederholte Aufteilen des Flüssigkeitsstromes in zwei Teilströmungen und durch anschließendes Wiederzusammenführen der Teilströme in einer anderen Anordnung wird die Grenzfläche zwischen den zwei zu vermischenden Flüssigkeitsströmungen vergrößert, so dass ein Mischen der beiden Flüssigkeiten durch Diffusion schneller erfolgen kann, als dies ohne Mischerelement der Fall wäre.By the repeated splitting of the liquid flow in two partial flows and by subsequent Rejoining the partial flows in another arrangement, the interface between the two is to be mixed Fluid flows increased, so that a mixing of the two liquids Diffusion can be done faster than without mixer element the case would be.
In
einem quadratischen Kanal erhöht
ein einfaches Drehen der Anordnung die Grenzfläche noch nicht, erst das wiederholte
Teilen und gedrehte Anordnen führt
dazu. Lediglich falls das Aspektverhältnis des Kanals deutlich vom
Wert 1 abweicht, kann sich auch bereits nach einem Drehen der Anordnung eine
Verbesserung der Mischung einstellen. Es ist daher im Allgemeinen
sinnvoll, für
eine optimale Mischeffizienz unabhängig von der Kanalform mehrere
solcher Mischer in Serie anzuordnen, wie beispielsweise in
Die
in den
Ein Halbleitersubstrat aus Silizium ist insbesondere deshalb geeignet, da die Mischerstruktur in bekannter Weise mit einer im Wesentlichen unstrukturierten Platte aus geeignetem Material, z. B. Borosilicatglas, durch anodisches Bonden verschlossen werden kann, so dass abgeschlossene Flüssigkeitskanäle gebildet werden.One Semiconductor substrate made of silicon is therefore particularly suitable because the mixer structure in a known manner with a substantially unstructured plate of suitable material, eg. Borosilicate glass, can be closed by anodic bonding, so that completed Fluid channels formed become.
In
den
Als
nächster
Schritt wird eine zweite Funktionsschicht
Nach
dem Auftragen der zweiten Funktionsschicht wird die Oberfläche der
zweiten Funktionsschicht so bearbeitet, dass eine bondbare Oberfläche entsteht.
Beispielsweise kann die bondbare Oberfläche durch Polieren erzeugt
werden. Diese Schicht wird anschließend durch anisotropes Ätzen, beispielsweise
mit einem Trench-Ätzverfahren
strukturiert. Dazu wird eine geeignete Ätzmaskierung mit Hilfe von
Fotolack an der Oberfläche
durchgeführt. Die
Fotolackstruktur
Das
Ergebnis des Tiefenätzverfahrens
ist in
Das
anisotrope Ätzen
wird im Bereich der Stufen, wo die Ätzstoppschicht
Um
den fluidischen Mischer fertig zu stellen, muss auf die verbliebene
Oberfläche
der zweiten Funktionsschicht
In
Der
in der Wandung
Um
die vertikale Zusammenführung
der Teilströme
zu erreichen, ist der Durchlass
Damit
die Flüssigkeitsströme in unterschiedlichen
Fließebenen
in die Zusammenführung
eingeleitet werden können,
müssen
für die
Flüssigkeitsströme unterschiedliche
Ebenen vorgesehen werden. Die gepunktet dargestellten Flächen in
der
In
den
Auf
die so hergestellte Schichtenstruktur wird gemäß
Der
anisotrope Ätzschritt,
der die Ätzstoppschicht
Anschließend wird
durch ein geeignetes selektives Ätzen
der Opferschicht (z.B. Gasphasenätzen
mit HF-Dampf bei einem Siliziumschichtsystem mit SiO2-Opferschicht)
die Opferschicht vollständig entfernt.
Da das Gasphasenätzen
isotrop abläuft,
erfolgen Unterätzungen
der Opferschicht, wobei die unter der Wandung
Durch anschließendes Verbinden mit einer unstrukturierten Platte (z.B. Wafer), durch anodisches Bonden oder Direktbonden wird die Mischerstruktur verschlossen und ein Mischer gebildet.By then Bonding to an unstructured plate (e.g., wafer) through Anodic bonding or direct bonding, the mixer structure is closed and a mixer formed.
- 11
- Zuleitungskanalsupply channel
- 22
- StrömungsteilerelementFlow divider element
- 33
- erster Teilkanalfirst subchannel
- 44
- zweiter Teilkanalsecond subchannel
- 55
- Ablaufkanaldrain channel
- 66
- erste Stufefirst step
- 77
- zweite Stufesecond step
- 1010
- erste Funktionsschichtfirst functional layer
- 1111
- Ätzstoppschichtetch stop layer
- 1212
- zweite Funktionsschichtsecond functional layer
- 1313
- FotolackstrukturPhotoresist structure
- 1414
- unstrukturierte Platteunstructured plate
- 2020
- Durchlasspassage
- 2121
- Wandungwall
- 2222
- StrömungsteilerelementFlow divider element
- 2323
- erster Teilkanalfirst subchannel
- 2424
- zweiter Teilkanalsecond subchannel
- 2525
- Substratsubstratum
- 2626
- Opferschichtsacrificial layer
- 2727
- erste Startschichtfirst starting layer
- 2828
- erste Epitaxieschichtfirst epitaxial layer
- 2929
- zweite Startschichtsecond starting layer
- 3030
- zweite Epitaxieschichtsecond epitaxial layer
- 3131
- Maskierungsschichtmasking layer
- 3232
- erste Funktionsschichtfirst functional layer
- 3333
- Ätzstoppschichtetch stop layer
- 3434
- zweite Funktionsschichtsecond functional layer
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10356308A DE10356308A1 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10356308A DE10356308A1 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10356308A1 true DE10356308A1 (en) | 2005-06-30 |
Family
ID=34625494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10356308A Withdrawn DE10356308A1 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10356308A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108201848A (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 浙江工业大学 | A kind of 3D asymmetry separation-and-combination structure passive type micro-mixer |
CN108778477A (en) * | 2016-01-06 | 2018-11-09 | 不列颠哥伦比亚大学 | Bifurcated mixer and its use and manufacturing method |
CN108905821A (en) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 天津禾田电器有限公司 | A kind of adjustable shaking bath of oscillating stroke |
US10597291B2 (en) | 2015-04-28 | 2020-03-24 | The University Of British Columbia | Disposable microfluidic cartridge |
DE102021115994B3 (en) | 2021-06-21 | 2022-12-08 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. | Apparatus and method for mixing two liquids or pastes |
US11938454B2 (en) | 2015-02-24 | 2024-03-26 | The University Of British Columbia | Continuous flow microfluidic system |
-
2003
- 2003-11-28 DE DE10356308A patent/DE10356308A1/en not_active Withdrawn
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11938454B2 (en) | 2015-02-24 | 2024-03-26 | The University Of British Columbia | Continuous flow microfluidic system |
US10597291B2 (en) | 2015-04-28 | 2020-03-24 | The University Of British Columbia | Disposable microfluidic cartridge |
CN108778477A (en) * | 2016-01-06 | 2018-11-09 | 不列颠哥伦比亚大学 | Bifurcated mixer and its use and manufacturing method |
EP3400097A4 (en) * | 2016-01-06 | 2019-09-04 | The University Of British Columbia | Bifurcating mixers and methods of their use and manufacture |
US10688456B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-06-23 | The University Of British Columbia | Bifurcating mixers and methods of their use and manufacture |
US10835878B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-11-17 | The University Of British Columbia | Bifurcating mixers and methods of their use and manufacture |
AU2016385135B2 (en) * | 2016-01-06 | 2022-02-17 | The University Of British Columbia | Bifurcating mixers and methods of their use and manufacture |
CN108778477B (en) * | 2016-01-06 | 2022-02-25 | 不列颠哥伦比亚大学 | Bifurcated mixer and methods of use and manufacture thereof |
CN108201848A (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 浙江工业大学 | A kind of 3D asymmetry separation-and-combination structure passive type micro-mixer |
CN108905821A (en) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 天津禾田电器有限公司 | A kind of adjustable shaking bath of oscillating stroke |
DE102021115994B3 (en) | 2021-06-21 | 2022-12-08 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. | Apparatus and method for mixing two liquids or pastes |
EP4112160A1 (en) | 2021-06-21 | 2023-01-04 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. | Device and method for mixing two liquids or pastes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1243314B1 (en) | Method and apparatus for mixing minute amounts of liquid | |
DE60214939T2 (en) | Microfluidic devices | |
DE19604289C2 (en) | Micromixer | |
EP1390131B1 (en) | Method and static micromixer for mixing at least two fluids | |
DE4416343C2 (en) | Static micro mixer | |
DE102009045385B4 (en) | Method for producing a contact and corresponding micromechanical component | |
DE19536856C2 (en) | Micromixer and mixing process | |
DE60023464T2 (en) | Process for the production of integrated chemical microreactors made of semiconductor material and integrated microreactor | |
DE69715036T2 (en) | FLUID CONNECTIONS | |
DE10123092B4 (en) | Method and static mixer for mixing at least two fluids | |
DE10296876T5 (en) | Micro-mixer | |
DE60201017T2 (en) | MICRO-CHANNEL DEVICE AND METHOD | |
EP2308589A1 (en) | Microfluid structure | |
DE10356308A1 (en) | Integrated fluid mixer comprises at least one fluid channel for supplying liquids, a branch for splitting the liquid flow, and a step section | |
DE102004008009A1 (en) | Integrated microvalve and method of making a microvalve | |
DE102008005350B4 (en) | Microfluidic devices with nanochannels | |
DE10250406B4 (en) | Reaction device and mixing system | |
DE102005026528B4 (en) | Semiconductor device having at least one media channel and method for producing semiconductor devices each having at least one media channel | |
EP2321538B1 (en) | Microfluid device | |
DE10103425A1 (en) | Mixing method, to mix or homogenize microscopic or macroscopic flows, has parallel flow planes with serpentine flow paths and separation plane with passage openings, to connect flows by alternating eddy part-flows | |
DE19536858C2 (en) | Method and device for transporting a fluid through a channel | |
DE102014109468B3 (en) | Culture chamber device for generating flowless and time stable gradients | |
DE102006001386A1 (en) | Method for producing a membrane on a semiconductor substrate and micromechanical component having such a membrane | |
DE60220212T2 (en) | Buried channel in a substrate and its manufacturing process | |
DE10159985B4 (en) | microemulsifying |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |