ES2359427T3

ES2359427T3 - Método para preparar dispositivos micro-fluídicos y dispositivos resultantes.

Info

Publication number: ES2359427T3
Application number: ES06301197T
Authority: ES
Inventors: Tanguy Ronan
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2011-05-23
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: EP1927576B1; CN101636345A; JP5144675B2; WO2008066796A1; ATE494260T1; US20100068107A1; DE602006019452D1; EP2099708A1; EP1927576A1; KR20090096491A; JP2010522641A; TW200846277A; CN101636345B

Abstract

Un método para preparar un dispositivo microfluídico (10), que comprende: proporcionar un primer sustrato (102); proporcionar un segundo sustrato (104) que tiene al menos un orificio pasante (108) en su interior; formar una primera estructura de frita (202) sobre la superficie de apoyo (302) de dicho primer sustrato (102); formar una segunda estructura de frita (204) sobre la superficie de apoyo (304) de dicho segundo sustrato (104); y consolidar dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segunda estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, con las superficies de apoyo (302, 304) enfrentadas entre sí, de manera que formen un rebaje (110) rodeado de frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos (102, 104), estando caracterizado el método por que: la formación de una segunda estructura de frita (204) incluye formar una capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato, cubriendo dicha capa de frita (308) en el interior de dicho orificio pasante (108) la superficie interior de dicho orificio pasante (108) hasta un espesor suficientemente fino como para producir, una vez consolidado dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segundas estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, un orificio pasante (108) que tiene una superficie interior de frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202, 204) que rodea a dicho rebaje (110).

Description

Antecedentes

De manera general, la presente invención se refiere a dispositivos microfluídicos útiles en procesos químicos, y enparticular a dispositivos microfluídicos formados por una frita consolidada y estructurada que define rebajes oconductos en un volumen existente entre dos o más sustratos.

Según se interpreta en el presente documento, los dispositivos microfluídicos son generalmente dispositivos que contienen conductos fluídicos o cámaras que típicamente presentan al menos una y generalmente más dimensionesen el intervalo de sub-milímetros a un milímetro. Los dispositivos microfluídicos pueden resultar útiles para quereacciones químicas y procesos difíciles, peligrosos o de otro modo imposible se puedan llevar a cabo de formasegura, eficaz y respetuosa con el medio ambiente.

Los dispositivos microfluídicos formados por una frita consolidada y estructurada que definen rebajes o conductos enun volumen existente entre dos o más sustratos han sido desarrollados en trabajos previos por parte de compañeros del presente inventor(es), como se desvela en la patente de Estados Unidos Nº 6.769.444, “Microfluidic Device andManufacture Thereof” y en las patentes o publicaciones de patente relacionadas. Los métodos desvelados en ellacomprenden varias etapas incluyendo proporcionar un primer sustrato, proporcionar un segundo sustrato, formar una primera estructura de frita sobre una de las superficies de apoyo de dicho primer sustrato, formar una segundaestructura de frita sobre una de las superficies de apoyo de dicho segundo sustrato, y consolidar dicho primersustrato, dicho segundo sustrato y dichas primera y segunda estructuras de frita todas juntas, con superficies deapoyo enfrentadas entre sí, para conformar un rebaje definido por una frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos. Mientras que los métodos de fabricación desvelados de este modo han resultado útiles paraproducir dispositivos del tipo descrito en el presente documento, resulta deseable incrementar la eficacia, en particular el rendimiento, de los procesos mediante los cuales se producen dichos dispositivos.

Sumario de la invención

Un aspecto de la invención es un método para preparar un dispositivo microfluídico proporcionando un primer y segundo sustratos y formando una primera estructura de frita sobre el primer sustrato y una segunda estructura defrita sobre el segundo sustrato y consolidar el primer y el segundo sustratos juntos, con las estructuras de fritaorientadas, de manera que formen un rebaje definido por frita consolidada y rodeado por frita consolidada entre elprimer y segundo sustratos, en el que el segundo sustrato presenta al menos un orificio pre-conformado perforado, y en el que la formación de la segunda estructura de frita incluye formar una capa de frita en el interior de dicho orificiopasante que cubre la superficie interior del orificio pasante con un espesor suficientemente fino para producir, unavez que se produce la consolidación de los sustratos y de las estructuras de frita primera y segunda de manera conjunta, un orificio pasante que presenta una superficie interior de frita consolidada que se encuentra en contactocon la frita consolidada que rodea el rebaje.

Otro aspecto de la invención se refiere a un dispositivo microfluídico que incluye una frita consolidada, un primersustrato y un segundo sustrato; la frita consolidada, el primer sustrato y el segundo sustrato se encuentran unidosjuntos por medio de la frita consolidada, la frita consolidada rodea al menos un primer rebaje entre el primer y segundo sustratos, el primer rebaje se encuentra en comunicación fluida con un orificio pasante que se extiende através de dicho segundo sustrato, y en el que el orificio pasante se encuentra recubierto interiormente con la fritaconsolidada que está en contacto con la frita consolidada que rodea el rebaje, proporcionando una única interfase dematerial en el interior del dispositivo.

La descripción detallada siguiente explica características adicionales y ventajas de la invención, y en parte éstasresultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de esa descripción o podrán ser reconocidas mediantela práctica de la invención según se describe en el presente documento, incluyendo la descripción detallada siguiente, las reivindicaciones, así como también los dibujos adjuntos.

Debe comprenderse que tanto la descripción general precedente como la descripción detallada siguiente presentanrealizaciones de la invención, y pretenden proporcionar una visión de conjunto o marco para la comprensión de lanaturaleza y carácter de la invención tal como se reivindica. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar unamejor comprensión de la invención, y quedan incorporados y constituyen parte de esta memoria descriptiva. Losdibujos ilustran varias realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios y operaciones de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1A-1E son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con una realización delmétodo de la presente invención para formar una realización de un dispositivo de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en corte transversal de otra realización de un dispositivo de la presente invención quepuede producirse por medio de una realización del método de la presente invención.

Las Figuras 3A-3C son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con un aspecto de unarealización del método de la presente invención.

Las Figuras 4A-4B son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otro aspecto de unarealización del método de la presente invención.

La Figura 5 es una vista en corte transversal de una parte de otra realización de un dispositivo de la presenteinvención que puede producirse por medio del aspecto del método representado en las Figuras 3A-3C y/o 4A-4B.

Las Figuras 6A-6E son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otros dos aspectos deuna realización del método de la presente invención.

Las Figuras 7A-7C son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otro aspecto de unarealización del método de la presente invención.

La Figura 8 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita suficientemente fina en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 9 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita ligeramente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 10 es una vista en corte transversal que ilustra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita considerablemente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 11 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de unacapa de frita suficientemente fina en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 12 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de unacapa de frita ligeramente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 13 es una vista en corte transversal que ilustra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita considerablemente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 14 es una fotografía digital en escala de grises de un orificio pasante de un sustrato de un dispositivomicrofluídico producido de acuerdo con una realización de un método de la presente invención antes de la consolidación final o total.

La Figura 15 es una fotografía digital en escala de grises del orificio pasante de un dispositivo microfluídico de laFigura 14 después de la consolidación final o total.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

A continuación se hará referencia con detalle a las realizaciones preferidas de la invención, cuyos ejemplos seilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se emplean los mismos números de referencia en todoslos dibujos para referirse a la misma parte o partes.

Las Figuras 1A-1E son vistas en corte transversal de los sustratos 102 y 104 procesados de acuerdo con unarealización de un método de la presente invención para formar una realización de un dispositivo de la presenteinvención.

La presente invención implica la conformación y el procesado de la frita ligada, que significa una frita que se encuentra adherida de algún modo antes y después del proceso de conformación, tal como mediante un aglutinanteorgánico u otro o a través de cualquier otro medio apropiado. La presente invención también implica la fritaconsolidada o la consolidación de la frita, lo que significa la densificación y solidificación final del material de frita, talcomo mediante sinterización o a través de cualquier otro medio apropiado. La consolidación parcial de la fritasignifica procesar la frita para llevarla solo de forma parcial hacia el estado consolidado final.

La Figura 1A muestra un primer y segundo sustratos desnudos 102 y 104. De manera deseable, el primer y segundosustratos 102 y 104 son planos. Pueden ser de varios materiales apropiados, tal como materiales de vidrio, vidriocerámico y cerámico. De manera general, se desean valores bajos de CTE y valores elevados de conductividadtérmica, como obedece de forma razonable a una buena compatibilidad con el material de frita y con los procesos deconsolidación de la frita. También resultan deseables la transparencia para llevar a cabo la inspección, laapreciación y la flexibilidad de control. En el corte transversal particular de la figura, existe un orificio pasante 108que se extiende a través del sustrato 104.

La Figura 1B muestra un primer y segundo sustratos 102 y 104 después de se haya producido la conformación delas estructuras 202 y 204 de frita ligada sobre ellos, tal como mediante un proceso de moldeo. Las estructuras de frita ligada han sido conformadas sobre las superficies superiores 302 y 304 de los sustratos 102 y 104 con laorientación que se observa en la figura, pero la orientación puede variar durante la conformación o el procesadorelacionado según se desee. Las superficies 302 y 304 pueden denominarse superficies de apoyo de los sustratos 102 y 104, ya que las superficies 302 y 304 están orientadas una mirando la otra en la conformación final deldispositivo resultante. La primera estructura de frita 204 de la realización de la Figura 1 incluye una capa 308 de fritacolocada sobre la superficie interior del orificio pasante 108.

La Figura 1C muestra las estructuras de frita 202 y 204 sobre los sustratos 102 y 104 después de desligar o desligar parcialmente o de la consolidación parcial de la frita.

La Figura 1D muestra las estructuras de frita 202 y 204 desligadas o desligadas parcialmente o consolidadasparcialmente apiladas en contacto una con la otra para llevar a cabo la consolidación final, tal como por medio desinterización. El desligado o desligado parcial u otra consolidación parcial, en condiciones apropiadas, puedemejorar la resistencia y la cohesividad de las estructuras de frita. De forma alternativa, no obstante, las estructurasde frita conformadas de este modo (no desligadas o consolidadas no parcialmente) se pueden apilar juntas y desligar y/o consolidar en un proceso o en procesos sucesivos.

La Figura 1E muestra los sustratos 102 y 104 y las estructuras de frita 202 y 204 después de la consolidación finaltal como mediante sinterización. Las estructuras de frita 202 y 204 se someten a consolidación con los sustratos 102y 104 y entre ellas para dar lugar a conformación en uno o más rebajes 110 definidos por frita consolidada existentesentre el primer y el segundo sustratos 102 y 104. El dispositivo microfluídico 10 resultante incluye una frita consolidada 202, 204 y un primer sustrato 102 y un segundo sustrato 104, todos ellos unidos de forma conjunta pormedio de la frita consolidada 202, 204. Al menos un rebaje 110 existente entre el primer y segundo sustratos 102 y 104, definido por la frita consolidada 202, 204, se encuentra en comunicación fluida con el orificio pasante 108 que se extiende a través del segundo sustrato 104, y la parte de la frita consolidada 202, 204 resultante de la capa 308se encuentra colocada de manera tal que las superficies interiores del primer rebaje 110 relevante y del orificiopasante 108 estén formadas por frita consolidada, y de manera tal que la frita consolidada que recubre interiormenteel orificio pasante 108 está en contacto con la frita consolidada que recubre interiormente el rebaje 110.

La Figura 2 es una vista en corte transversal de otra realización de un dispositivo de la presente invención quepuede producirse por medio de una realización del método de la presente invención. En particular, la Figura 2 ilustraque se puede emplear más de dos sustratos. En el dispositivo microfluídico 10 de la figura están presentes tressustratos 102, 104 y 106, y la frita consolidada resultante define un rebaje 110 existente entre el primer y segundosustratos 102, 104 y un segundo rebaje 111 existente entre el segundo y tercer sustratos 104, 106. El primer rebaje110 y el segundo rebaje 111 están en comunicación fluida a través del orificio pasante 108, y la parte de la frita consolidada resultante de una capa correspondiente a la capa 308 se encuentra colocada de tal manera que lassuperficies interiores del primer rebaje 110, el segundo rebaje 111 y del orificio pasante 108 están todas formadaspor frita consolidada continua. Las estructuras resultantes de los métodos de la presente invención pueden extenderse a varios sustratos en paralelo.

De acuerdo con los métodos de la presente invención, el hecho de proporcionar sustratos que incluyan orificiosperforados mejora considerablemente el rendimiento de fabricación y el coste asociado a la producción dedispositivos microfluídicos del tipo de los de la invención. Proporcionando sustratos con orificios ya presentes, unode los riesgos más importantes de rotura, el producido mediante perforación por retención, se traslada justo antes oal momento mismo de la primera etapa del proceso. Por tanto, la inversión en procesos de conformación de fritassobre un sustrato dado no se encuentra sujeta a riesgo de pérdida por rotura del sustrato durante la perforación delorificio. Además, se elimina una fuente potencial de contaminación, no uniformidades e inclusiones, con respecto alproceso anterior, en el que no se producen virutas o fragmento de perforación en presencia de estructuras de frita verde o desligada pero no consolidada.

Aun más, el proceso o el método de la invención también permite la producción de orificios perforados recubiertosinteriormente con frita consolidada, tanto en el exterior como en la Figura 1E como en el interior del dispositivo comoen la Figura 2. Esto permite la producción de un dispositivo microfluídico que comprende dos o más sustratos o pavimentos de materiales que se escogen entre vidrio, cerámico o vidrio-cerámico, o incluso otros materiales,permaneciendo los sustratos o pavimento por separado y uniéndose de forma conjunta por medio de una fritaconsolidada de vidrio o vidrio-cerámico existente entre los sustratos o pavimentos sucesivos, y formando la frita paredes que definen conductos en el interior de dicho dispositivo así como también formando un revestimiento talque las superficies interiores del dispositivo se encuentran recubiertas completamente con la frita consolidada. Así,en cierto modo, se pueden elegir los materiales y las propiedades del sustrato y de la frita de forma independiente, para producir dispositivos con mayor rendimiento que los dispositivos con materiales similares. Por ejemplo, sepuede escoger uno o más sustratos para obtener la mayor conductividad térmica, al tiempo que es posible optimizarla frita en cuanto a durabilidad química, en general, o en condiciones de reacción particulares.

La capa 308 que recubre interiormente uno o más orificios perforados 108 se puede producir de varias formas. Porejemplo, como se muestra en las Figuras 3A y 3B, el orificio pasante 108 puede estar relleno con una frita desligadapara formar una estructura de frita 204. Se puede usar una película de adhesivo u otro material de refuerzo 120 paracontener la frita sobre el lado inverso del sustrato 104 durante el llenado del orificio pasante 108. Tras el conformado, si la frita conformada de este modo presenta suficiente resistencia, se puede perforar el orificio rellenoresultante, dando lugar a un sustrato 104 con una estructura de frita 204 sobre el mismo, en el que la estructura defrita incluye una capa 308 que recubre interiormente el orificio pasante 108 del sustrato 104, como se muestra en laFigura 3C. De manera alternativa, si la frita conformada de este modo no es lo suficientemente resistente, se puededesligar o desligar parcialmente la frita, o en caso contrario se puede consolidar parcialmente, dando lugar a unaestructura de frita 204 parcial o completamente desligada o parcialmente consolidada como se muestra en la Figura4A, que a continuación se puede perforar, dando lugar a la estructura de la Figura 4B. La re-apertura de los orificiosrellenos de frita, ya estén rellenos con frita conformada de este modo o con frita desligada o parcialmente desligada

o parcialmente consolidada, es relativamente sencillo y se puede llevar a cabo de forma típica con una broca de acero de alta velocidad, generalmente sin refrigeración líquida, en contraste con la perforación directa sobre sustratos de vidrio o cerámicos.

Pueden resultar deseables múltiples orificios perforados en un sustrato dado, y no se requiere que la estructura defrita con la que inicialmente se llenan los orificios perforados sea una estructura de frita simple o plana. Por ejemplo, pueden resultar deseables estructuras tales como las que se muestran en la Figura 5.

Las Figuras 6A-6E muestran otras formas de producir la capa 308 que recubre internamente uno o más orificiosperforados 108. La Figura 6A muestra un sustrato 104 colocado en contacto con una placa de posicionamiento declavija o capa 404. La placa de posicionamiento de clavija o capa 404 alberga una estructura que contiene unconducto en forma de clavija 408, y está colocada con respecto al sustrato 104 de tal forma que la clavija 408 seencuentra ubicada en el centro o cerca del centro del orificio 108 en el sustrato 104, como se muestra en la Figura6A. De manera ventajosa, la clavija también puede sobresalir por encima de la superficie de apoyo 304 aproximadamente el espesor mínimo pretendido de la estructura de frita que debe llegar. Posteriormente, se forma laestructura de frita 204 sobre el sustrato 104 y en el interior de las partes abiertas restantes del orificio 108, tal comopor medio de moldeo de una frita y una mezcla aglutinante sobre el sustrato 104, como se muestra en la Figura 6B.Posteriormente, la retirada de la placa de posicionamiento de clavija o capa 404 con su clavija 408 que la acompañada lugar a la estructura que se muestra en la Figura 6C, que a continuación puede ser desligada o parcialmente desligada o parcialmente consolidada dando lugar al material 204 de frita estructurado de la Figura 6D.

Cuando se desea que la estructura de frita esté presente en ambos lados del sustrato 104, se puede re-insertar unaplaca adicional de posicionamiento de clavija o capa 405 con una clavija adicional 409, de forma que la placa de posicionamiento de clavija esté sobre el lado de la estructura 204 de frita formada previamente. Esta etapa puedellevarse a cabo con la estructura de frita 204 previa, en estado desligado o parcialmente desligado o parcialmenteconsolidado como se muestra, o incluso en estado conformado de esta manera, dependiendo de la robustezmecánica que la estructura 204 exhiba en el estado conformado de esta manera. Si la estructura 204 presenta unaforma más compleja que la forma plana simple que se muestra, la placa adicional de posicionamiento de clavija ocapa 405 puede ser más pequeña en cuanto a alcance lateral que la que se muestra en la Figura 6E, o incluso noplana, con el fin de favorecer el ajuste o la conformación sobre la forma compleja posible de la estructura 204.

La realización de los métodos de la presente invención relativos a las Figuras 3A-3C o a las Figuras 4A-4B empleaun sustrato 104 con un orificio pasante 108 que primero se rellena y luego es perforado, dando lugar a una capa deestructura de frita o material sobre las paredes del orificio original. Esta alternativa particular también puede adaptarse a sustratos que tienen una estructura de frita sobre ambos lados. Esto se muestra de forma breve en lasFiguras 7A-7C. Si se requiere por cuestión de resistencia, es posible desligar o desligar parcialmente o consolidarparcialmente la estructura de frita 204 conformada en primer lugar sobre el sustrato 104, como se muestra en laFigura 7A (representando el relleno más denso y oscuro de 204 de la figura un material desligado o parcialmentedesligado o parcialmente consolidado). Posteriormente, se puede conformar una segunda frita estructurada 205sobre la superficie principal abierta restante del sustrato 104 como se muestra en la Figura 7B. Posteriormente, elorificio relleno resultante se puede perforar al tiempo que la estructura 105 se mantiene en estado conformado deesta manera, como se muestra en la Figura 7C.

Las Figuras 8-10 ilustran la sensibilidad del proceso de la invención al espesor de la capa 308 de la frita colocadasobre la superficie interior del orificio pasante 108, en el que la estructura de la frita se encuentra colocadaúnicamente sobre un lado del sustrato 104. Si la capa 308 es suficientemente fina, como en el caso de la Figura 8,los cambios en la forma global de la capa resultante del proceso de consolidación (representado por las flechasdescendentes en la figura) son mínimos, y se mantiene el recubrimiento de la frita consolidada sobre las superficies interiores del orificio pasante 108 del sustrato 104. Si la capa 308 es demasiado gruesa, el perfil consolidadoresultante, como se muestra en la Figura 9, puede dar lugar a la exposición de la superficie interna 904 del interiordel orificio pasante 108 del sustrato 104, o en otras palabras, se puede producir el repliegue del revestimiento defrita desde la superficie principal desnuda del sustrato 104. Cuando la capa 309 es demasiado gruesa, el perfilconsolidado resultante, como se muestra en la Figura 10, expone la superficie interna 904 del interior del orificiopasante 108 del sustrato 104 por encima y por debajo de la capa 308. Así, resulta deseable utilizar un revestimientofino apropiado de frita estructurada para la capa 308.

Las Figuras 11-13 ilustran la sensibilidad del proceso de la invención al espesor de la capa 308 de la frita colocadasobre la superficie interior del orificio pasante 108, en el que la estructura de frita se encuentra colocada en ambos lados del sustrato 104. Como se puede observar a partir de los perfiles de las Figuras 11 y 12, la superficie internadel orificio pasante 108 no se encuentra desprovista de recubrimiento durante el proceso de consolidación medianteel uso de una capa gruesa 308. Sin embargo, se prefieren capas finas para un mejor control de proceso y controldimensional global.

De manera deseable, la presente invención se puede utilizar con sustratos de vidrio, cerámicos y/o de vidriocerámicos. Los sustratos de metal también pueden resultar útiles. Mientras que el desajuste CTE entre la frita consolidada y el sustrato no debe ser muy grande para poder conservar la resistencia a los gradientes térmicos y alchoque térmico, la presente invención encuentra utilidad particular en permitir una optimización del sustrato y de losmateriales de frita por separado, ya que la presente invención permite la presencia de una superficie continua defrita consolidada sobre las superficies interiores de dispositivos microfluídicos. Por ejemplo, para muchasaplicaciones resulta deseable escoger el material de sustrato con el fin de mejorar la conductividad térmica porencima de la de la frita, y escoger y/o formular la frita con el fin de proporcionar los niveles deseados de resistenciaquímica o carácter inerte.

Se pueden apreciar algunos efectos beneficiosos adicionales de la invención a partir de las Figuras 14 y 15. LaFigura 14 es una fotografía digital en escala de grises de un orificio pasante de un sustrato de dispositivo microfluídico producido de acuerdo con una realización de un método de la presente invención antes de la consolidación final o global. La Figura 15 es una fotografía digital en escala de grises del orificio pasante de sustratode dispositivo microfluídico de la Figura 14 después de la consolidación final o global. Los defectos superficiales y larugosidad se pueden apreciar en la Figura 14 en forma de pequeños fragmentos de vidrio 602 y en forma deprotuberancias de superficie 604 y de manera general de esquinas agudas 606. En la Figura 15, se observa que elfragmento de vidrio 602 está cubierto e igualado por la frita consolidada, y la rugosidad superficial y los bordesagudos también han desaparecido. Así, los puntos potenciales de concentración de esfuerzo mecánico (puntos quetambién resultan más susceptibles de experimentar ataque químico) quedan eliminados o reducidos.

En general, la invención proporciona un dispositivo microfluídico que comprende dos o más sustratos o pavimentosseparados y unidos de forma conjunta por medio de una frita de vidrio o vidrio-cerámico entre los sustratos opavimentos sucesivos, formando la frita paredes que definen conductos o cámaras en el interior de dicho dispositivoy formando un revestimiento tal que las superficies interiores del dispositivo se encuentran completamenterecubiertas con la frita consolidada. Esto permite tanto (1) la fabricación flexible de varias geometrías de dispositivoya que los conductos o cámaras (excepto los orificios perforados) vienen determinados por un proceso aditivo deconformación de frita, y no mediante un proceso más respetuoso con el medio ambiente y/o un proceso sustractivomás difícil, como (2) la flexibilidad en la optimización de los materiales, ya que es posible optimizar las propiedadesdel material de frita en cuanto a contacto con los fluidos al tiempo que se optimizan las propiedades del sustrato encuanto a resistencia, conductividad térmica o aislamiento térmico y similares. Además, la utilización del método parapreparar dichos dispositivos desvelado en el presente documento reduce el coste de producción y aumenta elrendimiento comenzando el proceso de producción con sustratos que presentan orificios perforados, trasladandocualquier pérdida de producción durante la perforación o de otro modo durante la conformación de los orificios haciadelante en el ciclo de producción.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para preparar un dispositivo microfluídico (10), que comprende:

proporcionar un primer sustrato (102);

proporcionar un segundo sustrato (104) que tiene al menos un orificio pasante (108) en su interior;

formar una primera estructura de frita (202) sobre la superficie de apoyo (302) de dicho primer sustrato (102);

formar una segunda estructura de frita (204) sobre la superficie de apoyo (304) de dicho segundo sustrato (104);

y

consolidar dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segunda estructurasde frita (202, 204) de forma conjunta, con las superficies de apoyo (302, 304) enfrentadas entre sí, de manera que formen un rebaje (110) rodeado de frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos (102, 104),

estando caracterizado el método por que:

la formación de una segunda estructura de frita (204) incluye formar una capa de frita (308) en el interior delorificio pasante (108) de dicho segundo sustrato, cubriendo dicha capa de frita (308) en el interior de dicho orificiopasante (108) la superficie interior de dicho orificio pasante (108) hasta un espesor suficientemente fino como paraproducir, una vez consolidado dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segundas estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, un orificio pasante (108) que tiene una superficie interiorde frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202, 204) que rodea a dicho rebaje (110).
2.

El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende rellenar dicho orificio pasante (108) con una frita ligaday perforar a través del orificio relleno resultante.
3.

El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende rellenar dicho orificio pasante (108) con una frita ligada,des-ligar dicha frita y posteriormente perforar a través del orificio relleno resultante.
4.

El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende colocar una estructura de mantenimiento de conductos (408; 409) en el interior del orificio pasante (108), y rellenar el volumen resultante del orificio no ocupado mediante laestructura de mantenimiento de conductos (408; 409) con una frita ligada, y retirar la estructura de mantenimiento deconductos (408; 409).
5.

El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que proporcionar un primer sustrato

(102) comprende proporcionar un sustrato de vidrio, cerámico o de vidrio-cerámico.
6.

El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho material a partir del cualestá formado el primer sustrato (102) o dicho segundo sustrato (204) se escoge entre un material que tiene uncoeficiente de conductividad térmica más elevado que el de dicha frita (202, 204).
7.

El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicha frita consolidada (202, 204)se escoge de forma que tenga un grado de resistencia al ataque químico mayor que el del material a partir del cual se forma dicho primer sustrato (102) o dicho segundo sustrato (104).
8.

Un dispositivo microfluídico (10) que comprende; una frita consolidada (202 + 204); un primer sustrato (102);y un segundo sustrato (104); la frita consolidada (202 + 204), el primer sustrato (102) y el segundo sustrato (104) seunen de forma conjunta por medio de la frita consolidada (202 + 204), rodeando la frita consolidada (202 + 204) almenos un primer rebaje (110) existente entre el primer y el segundo sustratos (102, 104), estando dicho primer rebaje (110) en comunicación fluida con un orificio pasante (108) que se extiende a través de dicho segundo sustrato(104),

estando caracterizado el dispositivo microfluídico (10) por que dicho orificio pasante (108) está recubiertointernamente con frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202 + 204) que rodea alrebaje (110).
9.

El dispositivo microfluídico (10) de la reivindicación 8, en el que además comprende un tercer sustrato (106)unido por medio de frita consolidada (202 + 204) al primer y segundo sustratos (102, 104), rodeando la fritaconsolidada (202 + 204) al menos a un segundo rebaje (111) existente entre el segundo y tercer sustratos (104,106), estando el primer rebaje (110) en comunicación con el segundo rebaje (111) por medio de un orificio pasante(108), estando el orificio pasante (108) recubierto internamente con frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202 + 204) que rodea a dichos primer y segundo rebajes (110, 111).
10.

El dispositivo microfluídico (10) de cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9 en el que el material a partir delcual está formando uno o más de los sustratos (102, 104, 106) presenta una conductividad térmica mayor que la dela frita consolidada (202 + 204).