KR20160020845A - micro fludic channel, manufacturing method for the same, material separation apparatus by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 플루이딕 채널, 그 채널의 제조방법, 및 그 채널을 이용한 물질분리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a microfluidic channel, a method for manufacturing the channel, and an apparatus for separating the material using the channel.
마이크로 플루이딕은, 단면이 마이크로미터 스케일인 채널에 파이버로 예시가능한 작은 입자들과 유체를 흘려서 다양한 반응이나 작용 또는 분리운동을 일으키는 기술이다. 마이크로 플루이딕 채널은 마이크로 플루이딕 기기에서 유체가 흐르는 채널을 가리킨다. 상기 마이크로 플루이딕 채널은 플라스모닉 모듈, 항원/항체 반응모듈, 전극모듈, 히팅모듈과 같은 다양한 기능성 모듈에 적용될 수 있다. Microfluidic is a technique that causes fluid to flow with small particles, which can be exemplified by fibers, in a channel having a micrometer-scale cross-section to cause various reactions, actions, or separation motions. A microfluidic channel refers to a channel through which a fluid flows in a microfluidic device. The microfluidic channel can be applied to a variety of functional modules such as a plasmonic module, an antigen / antibody reaction module, an electrode module, and a heating module.
상기 플라스모닉 모듈은 플라스모닉 효과를 이용하는 것으로서, 본 발명의 출원인이 기 출원한 '출원번호 10-2012-0145006 섬유상 물질의 분리장치 및 분리방법'에는 그에 대한 상세한 설명이 제시되어 있다. 다만, 상기 종래 발명에서 이동경로 제공부(1)로는 넓게 펼쳐지는 2차원 평면만을 제시하고, 그 외의 구체적인 구성에 대해서는 제시된 바가 없으나, 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 채널은 상기 이동경로 제공부(1)의 바람직한 구성으로 제안될 수도 있다.The plasmonic module utilizes the plasmonic effect, and a detailed description thereof is given in 'Application No. 10-2012-0145006 Separating Apparatus and Separation Method of Fibrous Material' filed by the present applicant of the present invention. However, the microfluidic channel according to the present invention is not limited to the moving path providing unit 1 (1). However, the present invention is not limited to the above- ). ≪ / RTI >
상기 마이크로 플루이딕 채널은 종래에는 그 단면이 정방형으로 제공되었다. 이러한 정방향 마이크로 플루이딕 채널은, 유체의 흐름을 기준으로 할 때 바닥면과 인접하는 곳에 위치하는 유체 및 입자만 반응의 대상이 되고, 바닥면과 멀리 떨어져 있는 곳에 위치하는 유체와 입자는 충분히 반응하지 못하는 문제점이 있다. The microfluidic channel is conventionally provided with a square cross section. These forward microfluidic channels are only subject to reaction with fluids and particles that are located adjacent to the bottom surface of the fluid, and that the fluid and particles located far away from the bottom surface are sufficiently reactive There is a problem that can not be done.
상세하게 설명하면, 주된 관심 대상체(유체 및 입자 중의 적어도 하나)들은 일반적으로 관로의 한쪽 면(즉, 관심 대상체가 되는 유체와 입자 중에서 소정의 처리가 되어 있는 면이나 외부 빛이 입사되는 일면)에서 반응이나 작용을 한다. 예를 들어, 마이크로 플루이딕 채널의 단면은 등방형인 경우에, 투과성이 크지 않는 가시광선이나 적외선은 상대적으로 큰 손실 없이 유체 깊은 곳(광원으로부터 멀리 떨어진 곳)에 있는 관심 대상체에 전달하기 어렵고, 항원/항체 모듈의 경우에는 특정 물질을 도포한 채널의 반응면은 유체 깊은 곳에 있는 관심 대상체와 반응하기 어려운 것이다. In detail, the primary object of interest (at least one of the fluid and the particles) is generally located on one side of the channel (i.e., the side of the fluid or particle of interest, Reaction or action. For example, when the cross section of the microfluidic channel is isotropic, it is difficult to transmit a visible light or infrared ray which is not highly transparent to an object of interest located deep in the fluid (far away from the light source) without a relatively large loss, / In the case of an antibody module, the reaction surface of the channel to which a particular substance is applied is difficult to react with the object of interest in the deep fluid.
여기에 더하여 레이놀즈 수가 매우 작은 측류성 유체 흐름 특성을 나타내므로 유체에 있는 파티클이나 파이버들은 쉽사리 섞이지 않는다. 따라서, 유체 깊은 곳에 있는 파티클 또는 파이버들은 검출 또는 조작하기 어렵다. 이는 값비싼 시약을 낭비하거나 검출 반응도를 저해하는 요소가 된다.In addition, the particles and fibers in the fluid do not mix easily because the Reynolds number exhibits very small side-to-side fluid flow characteristics. Therefore, particles or fibers deep in the fluid are difficult to detect or manipulate. This is a factor that wastes expensive reagents or hinders the detection response.
이와 같은 상기 마이크로 플루이딕 채널의 단면 형상에 대한 문제 뿐만이 아니라, 마이크로 플루이딕 채널을 제작하는 방법에 있어서도 많은 문제점이 있다. 예를 들어, 종래에는 마이크로 플루이딕 채널을 제작할 때, 반응면에 반도체 공정을 통하여 금속층을 형성한 다음에 다른 상판과의 접착을 위하여 사용되는 면 외의 다른 면은 식각하는 공정을 추가적으로 수행한다. 그러나 이러한 공정 중에는 클리닝, 포토리지스트코팅, 노광, 린싱, 및 이온에칭 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 상기되는 많은 공정과, 제품이 되는 금속층 외의 다른 부분을 제거하는 공정에 의해서 제품의 제작비용이 크게 상승하는 문제점이 있다. In addition to the problem of the sectional shape of the microfluidic channel, there are many problems in the method of manufacturing the microfluidic channel. For example, conventionally, when fabricating a microfluidic channel, a metal layer is formed on a reaction surface through a semiconductor process, and then a surface other than a surface used for adhesion to another upper plate is etched. However, during this process, various processes such as cleaning, photoresist coating, exposure, rinsing, and ion etching are performed. There is a problem in that the manufacturing cost of the product significantly increases due to the above-described many steps and the step of removing the other part than the metal layer which becomes the product.
본 발명은 상기되는 배경하에서 제안되는 것으로서, 마이크로 플루이딕 채널의 성능저하를 막고, 제조비용을 줄일 수 있는 마이크로 플루이딕 채널, 그 채널의 제조방법, 및 그 채널을 이용한 물질분리장치를 제안하는 것을 목적으로 한다. The present invention proposes a microfluidic channel, a method for manufacturing the channel, and an apparatus for separating a material using the channel, which are proposed under the above-mentioned background and can prevent performance degradation of a microfluidic channel and reduce manufacturing cost The purpose.
본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치에는, 적어도 유체와 입자가 주입되는 주입구; 상기 주입구에서 연장되어 일 방향으로 확장되는 확장부; 상기 확장부에서 연장되고 상기 입자의 분리가 수행되는 활성화부; 및 상기 활성화부에서 분리된 입자가 포집되는 포집부가 포함되고, 상기 활성화부는, 내부 공간의 폭이 두께에 비하여 50~100배 큰 마이크로 플루이딕 채널로 제공되는 것을 특징으로 한다. A material separating apparatus using a microfluidic channel according to the present invention includes at least an inlet through which fluid and particles are injected; An extension extending from the injection port and extending in one direction; An activation part extending in the extension part and performing separation of the particles; And a collecting part for collecting particles separated from the activating part, wherein the activating part is provided in a microfluidic channel whose inner space is 50 to 100 times larger in width than the thickness.
다른 측면에 따른 본 발명의 마이크로 플루이딕 채널에는, 음각되는 음각부가 제공되는 상측판; 및 상기 상측판과 정렬되고, 작용층이 제공되는 단위모듈이 안착되는 하측판이 포함되고, 상기 음각부 및 상기 작용층에 의해서 정의되는 내부 공간의 폭이 두께에 비하여 50~100배로 제공되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a microfluidic channel comprising: an upper plate provided with a depressed depressed portion; And a lower plate which is aligned with the upper side plate and on which the unit module provided with the working layer is mounted, and the width of the inner space defined by the engraved portion and the working layer is provided by 50 to 100 times the thickness .
또 다른 측면에 따른 마이크로 플루이딕 채널의 제조방법에는, 복수개의 단위모듈을 단일의 웨이퍼에 제조하는 것; 상기 웨이퍼를 분리하여 단일의 단위모듈을 제공하는 것; 상기 단위모듈이 조립되는 제 1 판을 제공하는 것; 및 제 2 판으로 상기 제 1 판을 덮는 것이 포함된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a microfluidic channel, comprising: preparing a plurality of unit modules on a single wafer; Separating the wafer to provide a single unit module; Providing a first plate on which the unit module is assembled; And covering the first plate with a second plate.
본 발명에 따르면, 마이크로 플루이딕 채널의 내부에서 관심 대상체의 반응도를 높여서 마이크로 플루이딕 채널의 성능을 높일 수 있고, 불필요하게 버려지는 부품을 줄일 수 있어서 제조비용을 절감할 수 있고, 마이크로 플루이딕 채널 내부에서 반응면과 채널의 내부 면을 동일한 높이로 맞출 수 있어서 완제품의 성능을 한층 더 높일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the performance of a microfluidic channel can be improved by increasing the degree of reactivity of an object of interest within a microfluidic channel, unnecessary parts discarded can be reduced, manufacturing cost can be reduced, and a microfluidic channel The inner surface of the reaction surface and the inner surface of the channel can be aligned at the same height to further enhance the performance of the finished product.
도 1은 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치의 사시도.
도 2는 마이크로 플루이딕 채널을 제공하는 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 마이크로 플루이딕 채널을 제공하는 방법을 설명하는 흐름도
도 4는 채널제조공정에서 상기 단위모듈을 제조하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면.
도 5는 마이크로 플루이딕 채널을 완성하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면.
도 6은 채널의 제조공정에서 일부품을 제조하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면.
도 7은 채널의 제조공정에서 일부품을 케이스에서 꺼내고 상기 다른 일부품과 결합하는 과정을 모식적으로 나타내는 도면.
도 8은 마이크로 플루이딕 채널의 단면도. 1 is a perspective view of a material separating apparatus using a microfluidic channel according to an embodiment.
2 is a flow chart illustrating a method for providing a microfluidic channel;
3 is a flow chart illustrating a method of providing a microfluidic channel
4 is a diagram schematically showing a process of manufacturing the unit module in a channel manufacturing process;
5 is a diagram schematically showing a step of completing a microfluidic channel.
6 is a diagram schematically showing a process of manufacturing a part in a channel manufacturing process;
7 is a diagram schematically showing a process of taking out one part from a case and combining with another part in the manufacturing process of the channel.
8 is a cross-sectional view of a microfluidic channel.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상이 이하의 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the following embodiments, and that those skilled in the art, upon reading the present disclosure, It will be understood that they are also encompassed within the scope of the present invention.
본 실시예의 설명에 사용되는는 도면은 설명을 명확하게 하기 위하여, 특정 부분은 과장되게 크거나 작게 그려질 수 있다. 그러나, 이는 설명의 명확화를 위한 것으로서 구체적인 설명은 이하의 실시예의 전체적인 제시를 보아야 도면은 참조로서 사용할 것이다. The drawings used in the description of this embodiment may be drawn exaggerately larger or smaller in order to clarify the description. It should be understood, however, that the description is for the purpose of clarity of description, and a detailed description will be given by referring to the overall embodiment of the following embodiments.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용한 물질분리장치는, 본 발명의 출원인이 '10-2012-0145006 섬유상 물질의 분리장치 및 분리방법'으로 기존에 출원한 기술내용을 바탕으로 한 내용으로서 플라스모닉 효과를 이용한 물질분리장치의 작용 및 동작의 설명은 상기 종래 기술을 참조할 수 있으며, 본 실시예의 설명에 있어서 부족한 내용에 있어서는 상기 출원 명세서의 해당부분의 설명이 본 실시예의 설명으로서 포함되는 것으로 한다. Meanwhile, the microfluidic channel-based material separating apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied to a separating apparatus and a separating method for a fibrous material by applicant of the present invention '10 -2012-0145006 ' The description of the operation and operation of the material separating device using the plasmonic effect can be made by referring to the above-mentioned prior art, and in the case of the description which is lacking in the description of the present embodiment, And is included as an example explanation.
한편, 이하에 제시되는 실시예는 플라스모닉 효과를 이용하는 모듈을 주로 하고 있지만, 항원/항체 반응모듈, 전극모듈, 히팅모듈과 같은 다양한 모듈에 있어서도 본 발명의 사상이 그대로 적용될 수 있다. Meanwhile, although the following embodiments mainly focus on the module using the plasmonic effect, the idea of the present invention can be applied to various modules such as an antigen / antibody reaction module, an electrode module, and a heating module.
도 1은 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a material separating apparatus using a microfluidic channel according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치에는, 유체의 내부에서 관심 대상체로서 입자가 도입되는 도입장치(6)와, 입자가 분리될 수 있는 활성화부(4)와, 활성화부(4)를 통하여 분리되는 관심 대상체가 획득되는 획득장치(7)가 포함된다. 1, an apparatus for separating a substance using a microfluidic channel according to an embodiment includes an
또한, 상기 도입장치(6)로 유입되는 유체와 입자는 길다란 주입구(2)를 통하여 주입된다. 상기 주입구(2)를 통하여 주입된 유체와 입자는 확장부(3)를 통하여 골고루 퍼진 상태에서 상기 활성화부(4)로 유입된다. 상기 주입구(2)는 상기 확장부(3)와 상기 활성화부(1)를 제조하는 과정에서 부품의 조작을 위하여 필요한 구성임과 함께, 확장부(3)로 주입되는 유체와 입자의 원활한 유동을 얻어내기 위한 구성이다. 상기 확장부(3)는 주입구(2)에서 활성화부(4)를 향하면서 그 단면적이 확대되는 양상으로 제공되고, 주입구(2)를 통하여 주입되는 유체와 입자가 퍼져나가면서 난류를 발생시키고, 서로 원활히 섞이도록 하기 위한 구성이다. 상기 확장부(3)가 없는 경우에는 주입구(2)를 통하여 주입되는 유체와 입자가 골고루 퍼지지 않아서 활성화부(4)의 신뢰성있는 동작을 얻어낼 수 없다. 다시 말하면, 활성부의 중앙부분에 무거운 입자가 집중되는 경향이 있을 수 있는 것이다. 한편, 상기 확장부(3)의 바깥쪽 형상은 직선에 한정되지 않고 곡선, 단차진 형상과 같은 다양한 모양으로 제시될 수도 있다. Further, the fluid and particles introduced into the introduction device (6) are injected through the elongated injection port (2). The fluid and particles injected through the injection port (2) are introduced into the activation part (4) while spreading through the expansion part (3). The
상기 활성화부(4)에서는 소정의 작용을 이용하여 유체 내부에서 입자가 분리되도록 한다. 구체적으로는, 도면을 기준으로 할 때 적어도 두 개 이상의 포집부(5)(도 1에서는 9개가 제시됨)에 있어서, 포집부 별로 서로 다른 양상으로 입자가 포집되도록 마이크로 플루이딕 채널 내부에서 수평방향으로 입자의 분포가 서로 달라지도록 한다. 예를 들어, 두 종류의 입자가 포함되는 경우에는 도 1을 기준으로 왼쪽에는 제 1 입자가 오른쪽에는 제 2 입자가 더 많이 포함되어 있도록 할 수 있고, 다양한 종류의 입자가 다수 포함되어 있는 경우에는 포집부 별로 다른 입자가 포집되도록 입자를 분리할 수도 있다. In the activating part (4), particles are separated from the inside of the fluid by using a predetermined action. Specifically, in the drawing, at least two collecting sections 5 (nine are shown in Fig. 1) are arranged in a horizontal direction in the microfluidic channel so that particles are collected in different forms for each collecting section So that the distribution of the particles is different from each other. For example, when two kinds of particles are included, the first particle on the left side may contain more second particles on the left side of FIG. 1, and if there are many kinds of particles, It is also possible to separate the particles so as to collect other particles by the collecting part.
예를 들어, 물질분리장치가 플라스모닉 효과를 이용한 물질분리장치인 경우에는, 상기 활성화부(4)로 레이저를 조사하는 레이저 조사장치가 더 포함되고, 소정의 장을 인가하는 장발생장치가 더 제공될 수도 있고, 상기 활성화부(4)의 어느 수평면에는 홈 또는 홀이 가공되어 플라스모닉 효과를 이끌어 낼 수도 있다. 이 경우에는 DNA와 같은 섬유상의 물질을 원활히 분리할 수 있을 것이다. 상기 레이저 조사장치와 상기 장발생장치와 홈 또는 홀의 구성 및 작용 등은 본 출원인이 기존에 출원한 10-2012-0145006 섬유상 물질의 분리장치 및 분리방법의 장치가 적용될 수 있을 것이다. 종래기술의 관련 설명은 본 실시예의 설명에 필요한 범위 내에서 본 상세한 설명에 포함되는 것으로 한다. 물론, 다른 효과를 이용한 물질분리장치의 경우에는 다른 장치가 사용될 수도 있을 것이다. For example, when the material separating apparatus is a material separating apparatus using a plasmonic effect, the apparatus further includes a laser irradiating device for irradiating laser to the activating
한편, 상기 확장부(3) 및 상기 활성화부(4)는 마이크로 플루이딕 채널로 제공될 수 있다. 적어도 상기 활성화부(4)는 입자에 대하여 소정의 작용을 하는 부분으로서, 마이트로 플루이딕 채널로 제공되는 것이 바람직하다. Meanwhile, the
상기 활성화부(4)는 내부 면적을 기준으로 할 때 상하의 높이(t)에 비하여 좌우의 폭(w)가 50~100배 정도 크게 제공된다. 이와 같은 구성에 의해서 반응영역을 크게 할 수 있다. 다시 말하면, 반응면에 접촉하여 항원/항체반응이 일어나는 부분을 크게 할 수 있고, 외부 광이 조사될 때 보다 많은 입자가 광에 반응하도록 할 수 있게 된다. 또한, 좁은 주입구(2)에 비하여 넓은 면적을 가지게 됨으로써 유체가 저속으로 움직이도록 함으로써 반응시간을 더 길게할 수 있다. The width W of the
실시예에 따른 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치의 작용을 설명한다. 외력으로 유체와 입자가 포함되는 관심 대상체를 도입장치(6)를 통하여 주입하면, 주입구(2)를 통하여 소정양만큼 주입된다. 상기 주입구(2)를 통과한 입자가 포함되는 유체는, 확장부(3)를 통과하면서 점진적으로 확장되는데, 이때에는 확장부(3)의 형상을 따라서 유체가 퍼지기 때문에 유체에는 난류가 발생하게 이에 의해서 상기 입자가 유체 내에서 골고루 섞일 수 있다. 따라서, 확장부(3)의 끝단을 지날 때에, 수평방향의 어느 위치에서도 입자가 유체 내부에서 균질하게(homogeneous) 위치할 수 있게 된다. The operation of the material separating apparatus using the microfluidic channel according to the embodiment will be described. When an object of interest in which fluid and particles are contained by an external force is injected through the
상기 활성화부(4)는 소정의 작용을 수행하여 입자가 폭방향으로 분리되도록 한다. 상기 작용은 외부의 장과, 포획영역에 의해서 수행될 수 있다. 상기 포획영역은 플라스모닉 효과에 의한 광 필드, 유체장, 바인딩 단백질에 의해서 수행될 수도 있고, 상기 외부의 장은 전기장, 자기장, 중력장, 유체장에 의해서 제공될 수 있다. 실시예의 경우에는 유체장으로 주어질 수 있다. 예를 들어 플라스모닉 효과에 의한 경우에는 플라스모닉 효과에 의한 광필드에, 유체의 흐름에 의한 장이 주어지고, 섬유상 입자의 브라운 운동에 의해서 입자가 폭 방향으로 분리될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 인용되는 특허문헌을 통하여 충분히 파악할 수 있고, 그에 대한 설명은 필요한 범위 내에서 본 발명의 설명에 포함되는 것으로 한다. The activating
이때 상기 활성화부(4)는 마이크로 플루이딕 채널로서, 두께보다 폭이 50~100정도 크게 제공될 수 있다. 이로써, 외부의 힘에 의해서 반응하는 입자가 크게 늘어날 수 있고, 유속이 느려져서 충분한 반응속도를 얻을 수 있고, 입자의 분리성능이 향상되도록 할 수 있다. At this time, the activating
상기 활성화부(4)를 통과하며 분리가 된 입자는 서로 다른 포집부(5) 별로 다른 양상으로 포집되어 획득장치(7)에 의해서 획득될 수 있다. Particles that have passed through the
실시예에 따른 물질분리장치에 따르면, 물질분리의 성능을 높일 수 있는 장점을 얻을 수 있다. According to the material separating apparatus according to the embodiment, it is possible to obtain an advantage that the performance of material separation can be enhanced.
실시예에 따른 물질분리장치는, 마이크로 플루이딕 채널을 적용함으로써 그 효과를 높일 수 있음을 볼 수 있는데, 이하에서는 마이크로 플루이딕 채널을 제작하는 방법을 설명한다. It can be seen that the effect of the material separating apparatus according to the embodiment can be enhanced by applying a microfluidic channel. Hereinafter, a method of manufacturing a microfluidic channel will be described.
도 2는 마이크로 플루이딕 채널을 제공하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 2 is a flow chart illustrating a method of providing a microfluidic channel.
도 2를 참조하면, 마이크로 플루이딕 채널을 제공하기 위하여 복수 개의 단위모듈이 반도체 제조공정으로 제조된다(S1). 이때 상기 단위모듈은 플라스모닉 효과를 구현할 수 있도록 미세한 홀 또는 홈이 소정의 패턴으로 가공되어 있는 모듈이라고 할 수 있다. 이후에는 상기 단위모듈을 분리한다(S2). Referring to FIG. 2, a plurality of unit modules are manufactured in a semiconductor manufacturing process to provide a microfluidic channel (S1). Here, the unit module may be a module in which fine holes or grooves are processed in a predetermined pattern so as to realize a plasmonic effect. Thereafter, the unit module is separated (S2).
상기 단위모듈을 제조하는 공정을 도 4에서 모시적으로 나타낸다. 도 4를 참조하면, 원판(14)은, 상기 단위모듈은, 유리로 예시되는 웨이퍼(131) 상에 접착층(132)을 도포하고, 그 위에 금속층(133)을 적층하는 공정에 의해서 제공될 수 있다. 상기 금속층(133)에 식각공정을 통하여 홈 또는 홀을 가공할 수도 있다. 상기 단위모듈(13)이 항원/항체반응모듈, 전극모듈, 히팅모듈로서 사용되는 경우에는 다른 양상의 금속층 또는 다른 형태의 적층막이 형성될 수도 있다. 이후에는 상기 원판(14)을 절단함으로써 각각의 단위모듈(13)을 제공할 수 있다. 상기 절단공정은 다이싱 공정으로 수행될 수 있다. The process of manufacturing the unit module is schematically shown in Fig. 4, the
따라서, 웨이퍼의 낭비가 없고, 버려지는 부분이 없고, 고밀도로 단위모듈을 제공할 수 있다. 또한, 높은 수율을 얻을 수 있고, 대량생산에 적합하게 단위모듈을 제공할 수 있다. Therefore, there is no waste of the wafer, there is no discarded portion, and the unit module can be provided with high density. In addition, a high yield can be obtained, and a unit module can be provided for mass production.
다시 도 2를 참조하면, 상기 단위모듈(13)이 제공된 다음에는 각 단위모듈을 마이크로 플루이딕 유로에 조립하여(S3), 마이크로 플루이딕 채널의 상측판과 하측판을 각각 조립하여 상기 채널을 닫는 것에 의해서, 마이크로 플루이딕 채널(10)이 완성된다(S4). Referring to FIG. 2 again, after the
상기 마이크로 플루이딕 채널을 완성하는 공정을 도 5에 모식적으로 나타내었다. 도 5를 참조하면, 하측판(12)의 음각부(121)에 단위모듈(13)을 넣고, 상측판(11)과 하측판(12)을 결합하는 것에 의해서 외부환경과는 분리되는 마이크로 플루이딕 채널(10)을 완성할 수 있다. 상기 하측판(12)과 상기 상측판(11)은 PDMS를 재질로 할 수 있다. 완성된 마이크로 플루이딕 채널(10)은, 하측판(12)에 단위모듈(13)이 놓이도록 하여, 단위모듈(13)의 상측으로 드러나는 플라스모닉 효과를 얻기 위하여 제공되는 금속층(133)으로 예시가능한 작용층(135)과, 상측판(11)의 음각부(111)의 내면이 내부의 공간이 제공되고, 상기 공간이 채널의 내부 용적으로 제공될 수 있다. 상기 작용층(135)은 금속층(133)으로 예시가능한 부분으로서, 채널의 내부를 흐르는 유체 또는 입자와 소정의 작용을 수행하는 어떠한 기능층으로 정의할 수 있다. A process for completing the microfluidic channel is schematically shown in Fig. 5, the
한편, 상기 단위모듈(13)이 상기 하측판(12)에 자리잡을 때에는, 상기 작용층(135)의 윗면과 상기 하측판(12)의 윗면이 서로 일면으로 자리잡는 것이 좋다. 만약, 그 높이가 달라지는 경우에는, 단면적이 급격하게 변하여 유동이 불안정해지므로 올바른 작용을 수행할 수 없는 일이 발생할 수 있기 때문이다. 아울러, 유체 또는 입자의 양이 미량인 경우에는 미량의 물질을 소실할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. On the other hand, when the
상기되는 문제점을 감안하는 마이크로 플루이딕 채널을 제공하는 방법을 설명하는 흐름도가 도 3에 제시된다. A flowchart illustrating a method of providing a microfluidic channel considering the above problems is shown in FIG.
도 3을 참조하면, 도 2에서 개별적인 단위모듈을 제공하는 과정으로서, 도 2에 제시되는 복수개의 단위모듈제조공정(S1), 및 단위모듈의 분리공정(S2)은 마찬가지로 수행된다. Referring to FIG. 3, as a process of providing individual unit modules in FIG. 2, a plurality of unit module manufacturing processes (S1) and a unit module separating process (S2) shown in FIG.
제공되는 단위모듈(13)을 소정의 케이스에 안착하여 수지를 주입하여 일부품을 제공한다(S31). 한편 별도의 공정으로서 음각부(111)를 가지는 다른 일부품을 제공한다(S32). 상기 일부품과 상기 일부품을 결합하는 것에 의해서 마이크로 플루이딕 채널(11)을 제공할 수 있다(S33). 이때 주입되는 수지는 PDMS로 주어질 수 있다. The provided
도 6은 상기 일부품을 제조하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다. 6 is a diagram schematically showing a process of manufacturing the one part.
도 6을 참조하면, 단위모듈(13)을 케이스(14)에 뒤집어서 안착시키는 과정이 a, b, c, 및 d에 순차적으로 나타나 있다. 이때 작용층(135)이 케이스(14)의 바닥면에 닿도록 단위모듈(13)은 뒤집혀진 상태로 케이스(14)의 바닥면에 놓인다. 상기 케이스(14)의 바닥면에는 편평도가 높은 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다. 이로써, 작용층(135)의 윗면이 케이스(14)의 바닥면과 정확하게 동일한 평면에 놓이도록 할 수 있다. 이후에 케이스(14)의 내부에 수지를 주입하여 고화시키는 모습이 e에 제시되어 있다. Referring to FIG. 6, a process of placing the
도 7은 상기 일부품을 케이스에서 꺼내고 상기 다른 일부품과 결합하는 과정을 모식적으로 나타내는 도면이다. 7 is a diagram schematically showing a process of taking out the one component from the case and coupling it with another component.
도 7을 참조하면, 케이스(14)를 뒤집어서 수지와 단위모듈(13)이 일체로 된 상태로 케이스에서 분리하는 과정이 a, 및 b에 도시되어 있다. 이때 수지는 도 5를 기준으로 할 때 하측판(12)을 이루는 것임을 알 수 있다. Referring to Fig. 7, a and b show the process of turning the
이후에는 단위모듈(13)이 고정되어 있는 하측판(12)을 뒤집어서 상측판(11)에 결합하는 과정이 c, 및 d에 도시되어 있다. 한편, 상측판(11)의 음각부(111)는 채널을 이룰 수 있도록 주입부(2), 확장부(3), 활성화부(4), 및 포집부(5)를 제공할 수 있도록 소정의 형상으로 음각이 되어 있는 것을 확인할 수 있다. Hereinafter, a process of reversing the
도 8은 마이크로 플루이딕 채널의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 채널의 단면이 올바르게 형성된 것을 확인할 수 있다. 8 is a cross-sectional view of a microfluidic channel. Referring to FIG. 8, it can be seen that the cross-section of the channel is formed correctly.
상기되는 과정에 따르면, 단위모듈을 마이크로 플루이딕 채널 상의 정확한 위치에 자리잡을 수 있고, 연성이 큰 PDMS를 안정된 동작으로 조작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. According to the above process, the unit module can be positioned at a precise position on the microfluidic channel, and the PDMS with high ductility can be operated with stable operation.
본 발명에 따르면, 마이크로 플루이딕 채널의 생산성과 수율을 향상시킬 수 있고, 제조비를 절감시킬 수 있고, 마이크로 플루이딕 채널이 적용되는 물품, 특히, 물질분리장치의 성능을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, productivity and yield of a microfluidic channel can be improved, manufacturing cost can be reduced, and the performance of an article to which a microfluidic channel is applied, particularly a substance separation apparatus, can be improved.
10: 마이크로 플루이딕 채널
13: 단위모듈10: Microfluidic channel
13: Unit module
Claims (10)
상기 주입구에서 연장되어 일 방향으로 확장되는 확장부;
상기 확장부에서 연장되고 상기 입자의 분리가 수행되는 활성화부; 및
상기 활성화부에서 분리된 입자가 포집되는 포집부가 포함되고,
상기 활성화부는, 내부 공간의 폭이 두께에 비하여 50~100배 큰 마이크로 플루이딕 채널로 제공되는, 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치. At least an inlet through which fluid and particles are injected;
An extension extending from the injection port and extending in one direction;
An activation part extending in the extension part and performing separation of the particles; And
A collecting part for collecting the particles separated from the activating part,
Wherein the activating part is provided in a microfluidic channel whose inner space is 50 to 100 times larger in width than the thickness.
상기 마이크로 플루이딕 채널은,
음각되는 음각부가 제공되는 상측판; 및
상기 상측판과 정렬되고, 작용층이 제공되는 단위모듈이 안착되는 하측판이 포함되는 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치. The method according to claim 1,
The microfluidic channel may include a plurality of microfluidic channels,
An upper side plate provided with a depressed portion to be engraved; And
And a lower plate that is aligned with the upper side plate and on which the unit module on which the working layer is provided is seated.
상기 작용층의 상면은 상기 하측판의 상면과 동일평면 상에 놓이는 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the upper surface of the functional layer is located on the same plane as the upper surface of the lower plate.
상기 단위모듈에는,
웨이퍼;
상기 웨이퍼 상의 접착층; 및
상기 접착층 상의 금속층이 포함되는 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치. 3. The method of claim 2,
In the unit module,
wafer;
An adhesive layer on the wafer; And
And the metal layer on the adhesive layer is contained in the microfluidic channel.
상기 활성화부는 플라스모닉 효과를 이용하여 물질을 분리하는 마이크로 플루이딕 채널을 이용하는 물질분리장치. The method according to claim 1,
Wherein the activation unit uses a microfluidic channel for separating a substance using a plasmonic effect.
상기 상측판과 정렬되고, 작용층이 제공되는 단위모듈이 안착되는 하측판이 포함되고,
상기 음각부 및 상기 작용층에 의해서 정의되는 내부 공간의 폭이 두께에 비하여 50~100배로 제공되는 마이크로 플루이딕 채널.An upper side plate provided with a depressed portion to be engraved; And
A lower plate which is aligned with the upper side plate and on which a unit module on which the working layer is provided is seated,
Wherein the width of the internal space defined by the engraved portion and the functional layer is 50 to 100 times larger than the thickness of the microfluidic channel.
상기 상측판 및 상기 상측판은 PDMS를 재질로 하는 마이크로 플루이딕 채널.The method according to claim 6,
Wherein the upper side plate and the upper side plate are made of PDMS.
상기 웨이퍼를 분리하여 단일의 단위모듈을 제공하는 것;
상기 단위모듈이 조립되는 제 1 판을 제공하는 것; 및
제 2 판으로 상기 제 1 판을 덮는 것이 포함되는 마이크로 플루이딕 채널의 제조방법. Manufacturing a plurality of unit modules on a single wafer;
Separating the wafer to provide a single unit module;
Providing a first plate on which the unit module is assembled; And
And covering the first plate with a second plate.
상기 제 1 판에 상기 단위모듈을 조립하는 것은,
상기 단위모듈을 케이스에 안착하는 것; 및
수지를 상기 케이스에 넣어 경화시키는 것이 포함되는 마이크로 플루이딕 채널의 제조방법. 9. The method of claim 8,
Assembling the unit module on the first plate,
Placing the unit module in a case; And
And a step of placing the resin in the case to cure the microfluidic channel.
상기 케이스의 바닥면은 실리콘 웨이퍼로 제공되는 마이크로 플루이딕 채널의 제조방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the bottom surface of the case is provided as a silicon wafer.
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