EP4545179A1 - Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique - Google Patents

Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique Download PDF

Info

Publication number
EP4545179A1
EP4545179A1 EP24196266.1A EP24196266A EP4545179A1 EP 4545179 A1 EP4545179 A1 EP 4545179A1 EP 24196266 A EP24196266 A EP 24196266A EP 4545179 A1 EP4545179 A1 EP 4545179A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microfluidic
layer
card
parylene
face
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.)
Pending
Application number
EP24196266.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François BOIZOT
Manuel ALESSIO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4545179A1 publication Critical patent/EP4545179A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689—Sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B01L2300/123—Flexible; Elastomeric

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a microfluidic device and to the microfluidic device obtained by this method.
  • a microfluidic card or cartridge can be manufactured by superimposing several layers. Some of these layers are machined to create the microfluidic circuit of the card. The assembly of the layers together is often carried out by thermal sealing or by gluing, for example using an epoxy or acrylic glue. It is also known to position a microfluidic component on one side of a microfluidic card, to add an additional function to the card. This component is fixed by gluing using an epoxy or acrylic glue or by using double-sided adhesive.
  • the patent application KR2018-0085202 describes a method of manufacturing a chip in which the assembly of two layers is carried out using a layer of parylene and a layer of silicon nitride.
  • the aim of the invention is to propose a method suitable for assembling two parts of a microfluidic device, which does not require the use of glue, double-sided adhesive and any layer likely to pollute a sample present in the microfluidic network of the device, thus solving the problems of the state of the art.
  • parylene is a biocompatible film, which is not likely to contaminate a sample present in the microfluidic network of the device.
  • the thermal sealing is implemented at a temperature between 110°C and 125°C.
  • the heat sealing is carried out by holding the first part against the second part by applying a force between 500N and 1500N.
  • the thermal sealing is implemented for a duration of between 5 minutes and 15 minutes.
  • the invention also relates to a microfluidic device comprising at least a first part and a second part, assembled with each other, this assembly being obtained by the method as defined above.
  • the first part is formed from a first layer of a microfluidic card and the second part is formed from a second layer of the microfluidic card to be deposited on the first layer.
  • the first part is formed of at least a first layer of a microfluidic card and the second part is formed of a deformable membrane which is applied by a first face against a face opposite said first layer.
  • the microfluidic card comprises a second layer and the membrane is interposed between the first layer and the second layer of the microfluidic card, the membrane comprising a second face comprising another layer of parylene adhering to a layer of parylene deposited on a face opposite the second layer.
  • the microfluidic card comprises a first microfluidic network and the microfluidic component comprises a second microfluidic network, the microfluidic component being assembled on the microfluidic card by establishing a sealed fluidic connection between the first microfluidic network and the second microfluidic network.
  • the method of the invention thus makes it possible to assemble several elements made from materials such as COC, COP, PDMS, PMMA, silicon, using low deposits of parylene on the elements to be assembled.
  • a microfluidic device D1 can for example take the form of a microfluidic card, the two parts of the microfluidic device, described below, being formed of at least two superimposed layers 1, 2 of the microfluidic card, called lower layer 1 and upper layer 2.
  • the microfluidic device D2 can also take the form of a multi-layer microfluidic card (at least two layers), one of the layers being a deformable membrane 5, for example made of a silicone-based hyperelastic material, such as polydimethylsiloxane (PDMS), or elastomer such as Ecoflex (registered trademark).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • Ecoflex registered trademark
  • the microfluidic device D3 can also take the form of a microfluidic card 10 on one face of which is mounted a component 20 or microfluidic chip intended to be connected to the microfluidic network of the card.
  • the microfluidic component advantageously has a section along X, Y which is smaller than the section of the microfluidic card along X, Y.
  • microfluidic card should be understood in a non-limiting manner and may cover all types of microfluidic device integrating a microfluidic network.
  • the microfluidic component 20 may thus comprise a microfluidic network 201 connecting to the microfluidic network 101 of the microfluidic card.
  • the microfluidic component 20 to be assembled on the microfluidic card 10 may be made of the same material as the microfluidic card 10.
  • a microfluidic card is used in the medical field to analyze a fluid, such as a liquid sample (blood for example) by connecting to an analysis machine.
  • the microfluidic card can thus integrate an entire microfluidic network composed of microfluidic elements such as valves, chambers and microfluidic channels.
  • a microfluidic card can be made in a single layer or by assembling several layers together. Each layer can be machined so as to create at least a part of the microfluidic network of the card, the assembly of the layers by stacking making it possible to form the entire microfluidic network of the microfluidic card.
  • the microfluidic card has two main opposite faces, each extending in the two dimensions X, Y and has a low thickness (a few mm) along Z with respect to the other two dimensions.
  • the microfluidic card in particular its two (or more) layers 1, 2, is advantageously made of a transparent material of the COP (Cyclo-Olefin Polymer), COC (Cyclo-Olefin Copolymer), PMMA (Polymethyl Acrylic Methacrylate), PDMS (Polydimethyl Siloxane), Silicon type...
  • COP Cyclo-Olefin Polymer
  • COC Cyclo-Olefin Copolymer
  • PMMA Polymethyl Acrylic Methacrylate
  • PDMS Polydimethyl Siloxane
  • the principle of the invention consists of assembling the two parts of a microfluidic device by inserting parylene between the two parts to be assembled. The assembly is carried out by applying at least one face of the first part of the device against one face of the second part of the device.
  • parylene or polyparaxylylene is a family of organic polymers which (in its basic form of Parylene N) is made up solely of hydrogen and carbon atoms. Parylene has the particularity of being hydrophobic and resistant to almost all chemicals. Parylene is more particularly in the form of a biocompatible polymer film that can be deposited on a surface, under vacuum after evaporation and transformation of its precursor.
  • parylene is referred to generically, but this of course covers all its derivatives.
  • parylene is a material that has transparency properties, suitable for allowing optical signals to pass through, used for example during analyses implemented in the microfluidic card.
  • a microfluidic device D1 such as a microfluidic card with at least two layers 1, 2, the parylene is added on the two faces opposite the two layers to be assembled. This is the top face of bottom layer 1 and the bottom face of top layer 2.
  • the membrane comprises a first layer of parylene on its upper face and a second layer of parylene on its lower face.
  • the lower face of the upper layer 2 of the microfluidic card is coated with a layer of parylene, as is the upper face of the lower layer 1 of the microfluidic card. The membrane 5 is thus sandwiched between the two layers 1, 2 of the card.
  • a layer of parylene is added (over the entire surface or over at least part of the surface) on the upper face of the microfluidic card 10 and a layer of parylene on the lower face of the microfluidic component 20.
  • the parylene layer added to each part to be assembled is advantageously deposited over the entire face to be assembled.
  • the microfluidic device D3 only the area for receiving the microfluidic component located on the upper face of the microfluidic card 10 can receive the parylene layer. But it could be deposited over the entire upper face of the microfluidic card 10.
  • microfluidic component 20 on the upper face of a microfluidic card 10.
  • the microfluidic card forms the first part of the microfluidic device and the microfluidic component forms the second part of the microfluidic device.
  • a first layer 30 of parylene is deposited on one face of the microfluidic card 10, for example its upper face 100.
  • a second layer 40 of parylene is deposited on one face of the microfluidic component 20, for example its lower face 200.
  • each layer of parylene can be carried out in a thin layer, by a chemical vapor phase process (CVD).
  • CVD chemical vapor phase process
  • the parylene layer can be deposited on each part of the device, without necessarily using a mask. During deposition, the parylene does not obstruct the microfluidic network of the card or that of the microfluidic component.
  • the microfluidic component 20 is assembled on the microfluidic card 10 by applying the lower face 200 of the component (provided with its parylene layer) against the upper face 100 (provided with its parylene layer) of the microfluidic card.
  • a thermal seal (T°) is carried out by mechanically holding the microfluidic component 20 against the microfluidic card 10.
  • the clamping with the thermal press is carried out by applying a force ranging from 500N to 1500N, preferably 1000N.
  • the assembly is heated to melt the parylene, allow the two layers of parylene to adhere to each other and obtain the assembly of the microfluidic component 20 on the microfluidic card 10.
  • the thermal sealing is for example carried out at a temperature between 110°C and 125°C, preferably around 118°C. In particular, care must be taken to remain below the glass transition temperature of the materials making up the microfluidic card 10 and the microfluidic component 20. For a material such as COC, this glass transition temperature is 135°C.
  • the heating is maintained for a period of between 5 minutes and 25 minutes, preferably a period of 15 minutes.
  • step E5 We thus obtain a microfluidic device such as that represented in step E5, with a microfluidic component 20 sealed on the upper face of the microfluidic card 10.
  • parylene layers are added over the entire membrane, even in the areas of the membrane that face a cavity of the card. Parylene also makes it possible to improve the sealing of the membrane in these areas, the membrane 5 being able to be porous to air.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique (D1, D2), ledit dispositif microfluidique comportant une première partie et une deuxième partie à appliquer l'une contre l'autre, la première partie et la deuxième partie comportant chacune une face dite supérieure et une face dite inférieure, le procédé consistant à :- Déposer une première couche (30) de parylène sur la face supérieure de la première partie,- Déposer une deuxième couche (40) de parylène sur la face inférieure de la deuxième partie,- Appliquer la première partie contre la deuxième partie de manière à ce que la première couche de parylène soit en contact de la deuxième couche de parylène,- Réaliser un scellement thermique des deux parties l'une contre l'autre.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique et au dispositif microfluidique obtenu par ce procédé.
    • Etat de la technique
  • Actuellement, une carte ou cartouche microfluidique peut être fabriquée en superposant plusieurs couches. Certaines de ses couches sont usinées pour réaliser le circuit microfluidique de la carte. L'assemblage des couches entre elles est souvent réalisé par scellement thermique ou par collage, par exemple à l'aide d'une colle de type époxy ou acrylique. Il est également connu de venir positionner un composant microfluidique sur une face d'une carte microfluidique, pour ajouter une fonction supplémentaire à la carte. Ce composant est fixé par collage à l'aide d'une colle époxy ou acrylique ou en employant de l'adhésif double-face.
  • Les solutions d'assemblage de deux parties d'un dispositif microfluidique ne sont pas forcément satisfaisantes pour plusieurs raisons :
    • Les colles employées doivent être déposées de manière précise pour ne pas venir obstruer le réseau microfluidique ;
    • Les colles employées peuvent générer des risques de pollution dans les échantillons analysés ;
    • L'utilisation d'adhésif double-face ne permet pas toujours d'obtenir une étanchéité parfaite entre les différentes parties du dispositif ;
  • La demande de brevet KR2018-0085202 décrit une méthode de fabrication d'une puce dans laquelle l'assemblage de deux couches est réalisé à l'aide d'une couche de parylène et d'une couche de nitrure de silicium.
  • Cette solution antérieure n'est cependant pas totalement satisfaisante car elle nécessite l'utilisation de nitrure de silicium et que l'on souhaite évite toute pollution d'un échantillon présent dans le réseau microfluidique.
  • Le but de l'invention est de proposer un procédé adapté pour assembler deux parties d'un dispositif microfluidique, qui s'affranchisse de l'emploi de colle, d'adhésif double-face et de toute couche susceptible de venir polluer un échantillon présent dans le réseau microfluidique du dispositif, permettant ainsi de résoudre les problèmes de l'état de la technique.
    • Exposé de l'invention
  • Ce but est atteint par un procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique, ledit dispositif microfluidique comportant une première partie et une deuxième partie à appliquer l'une contre l'autre, la première partie et la deuxième partie comportant chacune une face dite supérieure et une face dite inférieure, le procédé consistant à :
    • Déposer une première couche de parylène sur la face supérieure de la première partie,
    • Déposer une deuxième couche de parylène sur la face inférieure de la deuxième partie,
    • Appliquer la première partie contre la deuxième partie de manière à ce que la première couche de parylène soit en contact de la deuxième couche de parylène,
    • Réaliser un scellement thermique des deux parties l'une contre l'autre.
  • La solution de l'invention n'utilise par autre chose que deux couches de parylène pour permettre l'assemblage par scellement thermique. Or il est connu que le parylène est un film biocompatible, qui n'est pas susceptible de venir polluer un échantillon présent dans le réseau microfluidique du dispositif.
  • Selon une particularité, le scellement thermique est mis en oeuvre à une température comprise entre 110°C et 125°C.
  • Selon une autre particularité, le scellement thermique est réalisé en maintenant la première partie contre la deuxième partie en appliquant une force comprise entre 500N et 1500N.
  • Selon une autre particularité, le scellement thermique est mis en oeuvre pendant une durée comprise entre 5 minutes et 15 minutes.
  • L'invention concerne également un dispositif microfluidique comprenant au moins une première partie et une deuxième partie, assemblées l'une avec l'autre, cet assemblage étant obtenu par le procédé tel que défini ci-dessus.
  • Selon une première réalisation particulière, la première partie est formée d'une première couche d'une carte microfluidique et la deuxième partie est formée d'une deuxième couche de la carte microfluidique à déposer sur la première couche.
  • Selon une deuxième réalisation particulière, la première partie est formée d'au moins une première couche d'une carte microfluidique et la deuxième partie est formée d'une membrane déformable venant s'appliquer par une première face contre une face en vis-à-vis de ladite première couche.
  • Selon une particularité de cette deuxième réalisation, la carte microfluidique comporte une deuxième couche et la membrane est intercalée entre la première couche et la deuxième couche de la carte microfluidique, la membrane comportant une deuxième face comprenant une autre couche de parylène venant adhérer à une couche de parylène déposée sur une face en vis-à-vis de la deuxième couche.
  • Selon une troisième réalisation particulière, la première partie est formée d'une carte microfluidique et la deuxième partie est formée d'un composant microfluidique assemblé sur la carte.
  • Selon une particularité de cette troisième réalisation, la carte microfluidique comporte un premier réseau microfluidique et le composant microfluidique comporte un deuxième réseau microfluidique, le composant microfluidique étant assemblé sur la carte microfluidique en établissant une connexion fluidique étanche entre le premier réseau microfluidique et le deuxième réseau microfluidique.
  • Le procédé de l'invention permet ainsi de réaliser un assemblage de plusieurs éléments réalisés dans des matériaux tels que le COC, COP, PDMS, PMMA, silicium, en utilisant de faibles dépôts de parylène sur les éléments à assembler.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
    • Les figures 1A à 1C montrent plusieurs exemples de dispositif microfluidique pouvant être obtenus par le procédé de l'invention ;
    • La figure 2 montre les étapes du procédé de l'invention ;
    Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
  • Pour la suite de la description, on définit un repère orthonormé X, Y, Z, l'axe Z étant orienté suivant la direction verticale. Les termes "supérieur", "inférieur", "au-dessus" et "au-dessous" ou équivalents sont à comprendre en suivant l'axe Z.
    • Dispositif microfluidique
  • En référence à la figure 1A, de manière non limitative, un dispositif microfluidique D1 peut par exemple prendre la forme d'une carte microfluidique, les deux parties du dispositif microfluidique, décrites ci-dessous, étant formées d'au moins deux couches 1, 2 superposées de la carte microfluidique, dites couche inférieure 1 et couche supérieure 2.
  • En référence à la figure 1B, le dispositif microfluidique D2 peut également prendre la forme d'une carte microfluidique à plusieurs couches (au moins deux couches), l'une des couches étant une membrane 5 déformable, par exemple réalisée dans un matériau hypérélastique à base de silicone, tel que le polydiméthylsiloxane (PDMS), ou d'élastomère comme l'Ecoflex (marque déposée). La membrane est employée comme élément d'actionnement des pompes, vannes et chambres microfluidiques du réseau microfluidique de la carte microfluidique. Elle vient s'intercaler entre les deux couches 1, 2 de la carte.
  • En référence à la figure 1C, le dispositif microfluidique D3 peut également prendre la forme d'une carte microfluidique 10 sur une face de laquelle est monté un composant 20 ou puce microfluidique destiné à venir se connecter sur le réseau microfluidique de la carte. Le composant microfluidique présente avantageusement une section suivant X, Y qui est inférieure à la section de la carte microfluidique selon X, Y.
  • Le terme "carte microfluidique" doit être compris de manière non limitative et peut couvrir tous types de dispositif microfluidique intégrant un réseau microfluidique.
  • A titre d'exemple, le composant microfluidique 20 peut ainsi comporter un réseau microfluidique 201 venant se connecter au réseau microfluidique 101 de la carte microfluidique. Le composant microfluidique 20 à assembler sur la carte microfluidique 10 peut être réalisé dans le même matériau que la carte microfluidique 10.
  • Une carte microfluidique est notamment employée dans le domaine médical pour analyser un fluide, tel qu'un échantillon liquide (du sang par exemple) en venant se connecter sur un automate d'analyse. La carte microfluidique peut ainsi intégrer tout un réseau microfluidique composé d'éléments microfluidiques tels que des vannes, des chambres et des canaux microfluidiques.
  • Une carte microfluidique peut être réalisée en une seule couche ou par l'assemblage de plusieurs couches entre elles. Chaque couche peut être usinée de manière à y créer au moins une partie du réseau microfluidique de la carte, l'assemblage des couches par empilement permettant de former l'ensemble du réseau microfluidique de la carte microfluidique.
  • La carte microfluidique comporte deux faces opposées principales, s'étendant chacune dans les deux dimensions X, Y et présente une épaisseur faible (quelques mm) suivant Z au regard des deux autres dimensions.
  • La carte microfluidique, notamment ses deux couches (ou plus) 1, 2, est avantageusement réalisée dans un matériau transparent de type COP (Cyclo-Oléfine Polymère), COC (Cyclo-Oléfine Copolymère), PMMA (Polyméthacrylate de Méthyle Acrylique), PDMS (Polydiméthyl Siloxane), Silicium...
  • Le principe de l'invention consiste à venir assembler les deux parties d'un dispositif microfluidique en intercalant du parylène entre les deux parties à assembler. L'assemblage se fait en venant au moins appliquer une face de la première partie du dispositif contre une face de la deuxième partie du dispositif.
  • Pour rappel, le parylène ou polyparaxylylène est une famille de polymère organique qui (sous sa forme basique de Parylène N) est constitué uniquement d'atomes d'hydrogène et de carbone. Le parylène présente la particularité d'être hydrophobe et de résister à presque tous les produits chimiques. Le parylène se présente plus particulièrement sous la forme d'un film polymère biocompatible que l'on peut venir déposer sur une surface, sous vide après évaporation et transformation de son précurseur.
  • Dans le cadre, de l'invention, on évoque le parylène de manière générique, mais cela couvre bien entendu tous ses dérivés.
  • Il faut noter que le parylène est un matériau qui possède des propriétés de transparence, adaptées pour laisser passer des signaux optiques, utilisés par exemple lors d'analyses mises en oeuvre dans la carte microfluidique.
  • Dans le cas d'un dispositif microfluidique D1 tel qu'une carte microfluidique à au moins deux couches 1, 2, le parylène est ajouté sur les deux faces en vis-à-vis des deux couches à assembler. Il s'agit de la face supérieure de la couche inférieure 1 et de la face inférieure de la couche supérieure 2.
  • Dans le cas d'un dispositif microfluidique D2 intégrant une membrane 5 déformable entre deux de ses couches 1, 2 pour réaliser les fonctions d'actionnement, la membrane comporte une première couche de parylène sur sa face supérieure et une deuxième couche de parylène sur sa face inférieure. De plus, la face inférieure de la couche supérieure 2 de la carte microfluidique est enduite d'une couche de parylène, de même que la face supérieure de la couche inférieure 1 de la carte microfluidique. La membrane 5 est ainsi prise en sandwich entre les deux couches 1, 2 de la carte.
  • Dans le cas d'un dispositif microfluidique D3 réalisé sur la base d'une carte microfluidique 10 sur laquelle on vient rapporter un composant microfluidique 20, on ajoute une couche de parylène (sur toute la surface ou sur au moins une partie de la surface) sur la face supérieure de la carte microfluidique 10 et une couche de parylène sur la face inférieure du composant microfluidique 20.
  • Il faut noter que la couche de parylène ajoutée sur chaque partie à assembler est avantageusement déposée sur toute la face à assembler. Dans le cas du dispositif microfluidique D3, seule la zone de réception du composant microfluidique située sur la face supérieure de la carte microfluidique 10 peut recevoir la couche de parylène. Mais elle pourrait être déposée sur toute la face supérieure de la carte microfluidique 10.
  • L'assemblage des deux parties concernées est ensuite mis en oeuvre par scellement thermique, selon le procédé de fabrication décrit ci-dessous.
    • Procédé de fabrication
  • De manière non limitative, le procédé est décrit ci-dessous pour l'assemblage d'un composant microfluidique 20 sur la face supérieure d'une carte microfluidique 10. La carte microfluidique forme la première partie du dispositif microfluidique et le composant microfluidique forme la deuxième partie du dispositif microfluidique.
  • E1 : Une première couche 30 de parylène est déposée sur une face de la carte microfluidique 10, par exemple sa face supérieure 100.
  • E2 : Une deuxième couche 40 de parylène est déposée sur une face du composant microfluidique 20, par exemple sa face inférieure 200.
  • Le dépôt de chaque couche de parylène peut être réalisé en couche mince, par un procédé chimique en phase vapeur (CVD).
  • Il faut noter que la couche de parylène peut être déposée sur chaque partie du dispositif, sans forcément employer de masque. Lors du dépôt, le parylène ne vient pas obstruer le réseau microfluidique de la carte ni celui du composant microfluidique.
  • E3 : On vient assembler le composant microfluidique 20 sur la carte microfluidique 10 en appliquant la face inférieure 200 du composant (dotée de sa couche de parylène) contre la face supérieure 100 (dotée de sa couche de parylène) de la carte microfluidique.
  • E4 : On réalise un scellement thermique (T°) en exerçant un maintien mécanique du composant microfluidique 20 contre la carte microfluidique 10. A titre d'exemple, le serrage avec la presse thermique est réalisé en appliquant une force allant de 500N à 1500N, préférentiellement 1000N.
  • Pendant, le maintien mécanique, on chauffe l'ensemble pour faire fondre le parylène, permettre l'adhésion des deux couches de parylène entre elles et obtenir l'assemblage du composant microfluidique 20 sur la carte microfluidique 10. Le scellement thermique est par exemple réalisé à une température comprise entre 110°C et 125°C, préférentiellement autour de 118°C. il faut notamment veiller à rester au-dessous de la température de transition vitreuse des matériaux composant la carte microfluidique 10 et le composant microfluidique 20. Pour un matériau tel que le COC, cette température de transition vitreuse est de 135°C. Lors du scellement thermique, le chauffage est maintenu pendant une durée comprise entre 5 minutes et 25 minutes, préférentiellement une durée de 15 minutes.
  • E5 : On obtient ainsi un dispositif microfluidique tel que celui représenté à l'étape E5, avec un composant microfluidique 20 scellé sur la face supérieure de la carte microfluidique 10.
  • On obtient ainsi un dispositif microfluidique disposant de deux parties assemblées entre elles, par adhésion des couches de parylène.
  • Il faut noter que dans le cas d'un dispositif microfluidique D2 intégrant une membrane 5 déformable intercalée entre deux couches 1, 2 de la carte, les couches de parylène sont ajoutées sur toute la membrane, même dans les zones de la membrane qui font face à une cavité de la carte. Le parylène permet d'ailleurs d'améliorer l'étanchéité de la membrane dans ces zones, la membrane 5 pouvant être poreuse à l'air.
  • La solution de l'invention présente ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels :
    • Elle est simple à de mise en oeuvre ;
    • Elle limite l'utilisation de colles pour l'assemblage ;
    • Elle garantit l'obtention d'une étanchéité parfaite entre les parties à assembler ;

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique (D1, D2, D3), ledit dispositif microfluidique comportant une première partie et une deuxième partie à appliquer l'une contre l'autre, la première partie et la deuxième partie comportant chacune une face dite supérieure et une face dite inférieure, caractérisé en ce qu'il consiste à :
    - Déposer une première couche (30) de parylène sur la face supérieure de la première partie,
    - Déposer une deuxième couche (40) de parylène sur la face inférieure de la deuxième partie,
    - Appliquer la première partie contre la deuxième partie de manière à ce que la première couche de parylène soit en contact de la deuxième couche de parylène,
    - Réaliser un scellement thermique des deux parties l'une contre l'autre.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le scellement thermique est mis en oeuvre à une température comprise entre 110°C et 125°C.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le scellement thermique est réalisé en maintenant la première partie contre la deuxième partie en appliquant une force comprise entre 500N et 1500N.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le scellement thermique est mis en oeuvre pendant une durée comprise entre 5 minutes et 15 minutes.
  5. Dispositif microfluidique (D1, D2, D3) comprenant au moins une première partie et une deuxième partie, assemblées l'une avec l'autre, caractérisé en ce que cet assemblage est obtenu par le procédé tel que défini dans l'une des revendications 1 à 4.
  6. Dispositif microfluidique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première partie est formée d'une première couche (1) d'une carte microfluidique et en ce que la deuxième partie est formée d'une deuxième couche (2) de la carte microfluidique à déposer sur la première couche (1).
  7. Dispositif microfluidique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première partie est formée d'au moins une première couche (1) d'une carte microfluidique et en ce que la deuxième partie est formée d'une membrane (5) déformable venant s'appliquer par une première face contre une face en vis-à-vis de ladite première couche.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la carte microfluidique comporte une deuxième couche (2) et en ce que la membrane (5) est intercalée entre la première couche (1) et la deuxième couche (2) de la carte microfluidique, et en ce que la membrane comporte une deuxième face comprenant une autre couche de parylène venant adhérer à une couche de parylène déposée sur une face en vis-à-vis de la deuxième couche (2).
  9. Dispositif microfluidique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première partie est formée d'une carte microfluidique (10) et en ce que la deuxième partie est formée d'un composant microfluidique (20) assemblé sur la carte.
  10. Dispositif microfluidique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la carte microfluidique (10) comporte un premier réseau microfluidique (101) et en ce que le composant microfluidique (20) comporte un deuxième réseau microfluidique (201), et en ce que le composant microfluidique (20) est assemblé sur la carte microfluidique (10) en établissant une connexion fluidique étanche entre le premier réseau microfluidique (101) et le deuxième réseau microfluidique (201).
EP24196266.1A 2023-10-23 2024-08-23 Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique Pending EP4545179A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2311478A FR3154332A1 (fr) 2023-10-23 2023-10-23 Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4545179A1 true EP4545179A1 (fr) 2025-04-30

Family

ID=89767627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24196266.1A Pending EP4545179A1 (fr) 2023-10-23 2024-08-23 Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4545179A1 (fr)
FR (1) FR3154332A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160339431A1 (en) * 2014-02-01 2016-11-24 Ezmems Ltd. Chip device for monitoring and regulating fluid flow, and methods of manufacture thereof
KR20180085202A (ko) 2017-01-18 2018-07-26 한국과학기술원 투과전자현미경용 나노유체 칩 및 그 제조 방법
FR3077763A1 (fr) * 2018-02-09 2019-08-16 Eden Microfluidics Formulation de polymeres et methode de fabrication et d’assemblage pour la realisation de microsystemes cellularises et microfluidique

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160339431A1 (en) * 2014-02-01 2016-11-24 Ezmems Ltd. Chip device for monitoring and regulating fluid flow, and methods of manufacture thereof
KR20180085202A (ko) 2017-01-18 2018-07-26 한국과학기술원 투과전자현미경용 나노유체 칩 및 그 제조 방법
FR3077763A1 (fr) * 2018-02-09 2019-08-16 Eden Microfluidics Formulation de polymeres et methode de fabrication et d’assemblage pour la realisation de microsystemes cellularises et microfluidique

Also Published As

Publication number Publication date
FR3154332A1 (fr) 2025-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1950569A1 (fr) Cuve de circulation et procede pour la fabriquer
EP1950175B1 (fr) Procédé de réalisation d'un capot de protection de composant sur un substrat
FR2946658A1 (fr) Dispositif microfluidique comportant deux couches hydrophobes assemblees l'une a l'autre et procede d'assemblage
EP2829511B1 (fr) Dispositif comportant un canal fluidique muni d'au moins un système micro ou nanoélectronique et procédé de réalisation d'un tel dispositif
US11959834B2 (en) Manufacturing method of sample collection component
FR2846906A1 (fr) Procede de realisation d'un composant comportant un micro-joint et composant realise par ce procede
EP0803729B1 (fr) Dispositif comprenant deux substrats micro-usinés destinés à former un microsystème ou une partie d'un microsystème et procédé d'assemblage de deux substrats micro-usinés
EP1633480B1 (fr) Procede de collage de substrats micro-structures
EP3326717B1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique et dispositif microfluidique obtenu par le procédé
EP4545179A1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique
FR2819370A1 (fr) Compartiment d'electronique etanche pour appareil de commande integre pour vehicule automobile
EP3488929B1 (fr) Dispositif d'injection d'un échantillon fluidique
EP2975639B1 (fr) Dispositif d'interface thermique avec joint microporeux capable d'empecher la migration de graisse thermique
EP3375523B1 (fr) Dispositif micro-fluidique
EP3205404B1 (fr) Procédé de fabrication d'un élément fluidique et élément fluidique fabriqué à l'aide dudit procédé
EP3971133B1 (fr) Procédé de fabrication d'un dispositif micro-fluidique et dispositif fabriqué par ledit procédé
EP3598487B1 (fr) Procédé d'intégration de structures dans un support et dispositif associé
EP4737005A1 (fr) Cartouche microfluidique disposant d'un insert thermiquement conducteur
EP3838408B1 (fr) Dispositif micro-fluidique à substrats à base de papier
FR3148425A1 (fr) Procédé de fabrication d’une vanne pour micro-injecteur pour un dispositif de chromatographie en phase liquide ou gazeuse
FR2879184A1 (fr) Dispositif et procede de fermeture hermetique d'une cavite d'un compose electronique.
JP6663074B2 (ja) 流路チップ及び流路チップの製造方法
FR3153343A1 (fr) Procédé d’assemblage d’au moins deux pièces entre elles
EP3337613A1 (fr) Carte fluidique comportant au moins une vanne fluidique
EP1296133A1 (fr) Dispositif miniaturisé destiné au transport et à l'analyse d'un échantillon liquide et son procédé de fabrication

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240823

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR