KR20190071314A - 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법 - Google Patents

이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법에 관한 것으로서, a) 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 이루어진 패널을 준비하는 단계, b) 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계, c) 상기 패널과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계, d) 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계를 포함함으로써, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 용제를 사용하지 않으면서도 간단한 공정에 의해 패널과 이형필름을 부착하여 강력한 부착력을 제공할 수 있다.

Description

이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법{Panel bonding method in microfluidic chip using release film}
본 발명은 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 용제를 사용하지 않으면서도 간단한 공정에 의해 패널과 이형필름을 부착하여 강력한 부착력을 제공할 수 있는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법에 관한 것이다.
최근, 생명공학분야에서는 미세유체 채널을 포함하는 미세유체 소자 (microfluidics chip)를 이용한 실험 및 분석기술에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
일반적으로, 미세유체 소자는 폴리머 물질로 이루어지는데, 폴리머 재질의 기판에 미세유체 채널(Microfluidic channel)을 형성하는 일은 매우 어려운 난제이다.
통상 종래에는 폴리머 재질의 기판에 미세유체 채널(Microfluidic channel)을 형성하기 위해서, 소프트 리소그래피 공정을 이용하기도 하였다. 그러나, 소프트 리소그래피 공정은 제한된 종류의 폴리머 물질만을 사용하여야 하며, 공정이 복잡한 단점이 있다.
또한, 플라즈마 처리된 기재에 미세유체 채널을 제작하기 위해 용제 접합법을 이용하기도 하였다. 즉, 기재를 위치시키고 압착한 후, 피펫으로 채널 벽 주위의 여러 지점에 용제, 예컨대 아세톤을 주입하고, 주입된 아세톤은 모서리 부분을 따라 흐르면서 계면으로 약간 스며들어가 녹으면서 접합되는 형태이다. 이는 용제를 이용해서 접합하는 방법이므로 계면이 약간 녹아야 하는 단점이 있고, 이로 인해 아주 미세한 크기의 유체 채널을 형성하기에는 적합하지 못하다.
또 다른 방법으로, 실리콘 기판을 식각하여 소정 단면 형상의 미세유체 채널을 음각 형태로 제조하고, 폴리머를 도포한 후 경화시켜 폴리머 주형을 형성한 후 폴리머 주형을 상기 실리콘 기판으로부터 분리시키고 나서 폴리머 주형을 또 다른 폴리머층에 가압시켜, 전사시키는 방법으로 미세유체 채널을 제작하기도 하였다.
이 방법 역시, 제조공정이 매우 번거롭고 복잡하여 미세유체 채널을 제조하는데 어려움이 있었는바, 본 출원인은 이에 대한 문제점을 인식하고 이를 해결하고자 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국등록특허 제10-1336177호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 용제를 사용하지 않으면서도 간단한 공정에 의해 패널과 이형필름을 부착할 수 있는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 간단한 공정에도 불구하고 패널과 이형필름 사이에 강력한 부착력을 제공할 수 있으므로, 매우 견고하고 안정적인 미세유체 채널을 형성할 수 있는 미세유체 소자의 패널 본딩방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 간단한 공정과 강한 부착력으로 미세유체 채널을 형성할 수 있으므로, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 다양하게 적용이 가능하여 이 기술분야에 매우 유용하게 사용될 수 있는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 a) 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 이루어진 패널을 준비하는 단계, b) 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계, c) 상기 패널과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계, d) 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계를 포함하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법이 제공된다.
상기 패널은 일면에 미세유체 채널용 패턴이 형성될 수 있다.
이때, 상기 패턴은 상기 패널의 일면에 홈의 형태로 형성되고, 상기 패널의 일면과 이형필름이 본딩됨으로 인해, 상기 미세유체 채널이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이형필름은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 제거하기 위한 다공성 박막으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 이형필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마는 산소(O2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He), 수소/알곤(H2/Ar), 질소/알곤(N2/Ar), 산소/알곤(O2/Ar), 헬륨/알곤(He/Ar), 테트라프롤로메탄(CF4), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 테트라프롤로메탄/알곤(CF4/Ar), 메탄/알곤(CH4/Ar), 메탄/수소(CH4/H2), 에탄/수소(C2H6/H2) 중의 어느 한 가지 단일 기체 또는 한 가지 이상의 혼합기체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열처리는 65 ~ 110℃의 범위 내에서 30분 내지 1시간 30분 동안 이루어질 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 a) 일면에 미세유체 채널용 패턴이 형성된 패널을 준비하는 단계, b) 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계, c) 상기 미세유체 채널용 패턴이 형성된 패널의 일면과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계, d) 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계를 포함하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법이 제공될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 용제를 사용하지 않으면서도 간단한 공정에 의해 패널과 이형필름을 부착할 수 있는 효과가 있다.
또한, 간단한 공정에도 불구하고 패널과 이형필름 사이에 강력한 부착력을 제공할 수 있으므로, 매우 견고하고 안정적인 미세유체 채널을 형성할 수 있다.
더 나아가, 간단한 공정과 강한 부착력으로 미세유체 채널을 형성할 수 있으므로, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 다양하게 적용이 가능하여 이 기술분야에 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법의 일실시예를 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법을 나타내는 공정도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명에서의 패널과 이형필름이 본딩되는 실시예들을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법의 다른 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명에서의 패널과 이형필름이 본딩되는 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 본 발명에서의 본딩 테스트를 실시한 사진이다.
도 9는 도 8에서의 본딩 테스트 결과 이형필름의 부착력을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 안정성을 테스트하기 위해 본 발명의 방법으로 본딩된 미세유체 채널이 형성된 패널을 도시한 평면도이다.
도 11은 도 10의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 온도별 패널과 이형필름의 부착력을 테스트한 결과를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법의 일실시예를 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법을 나타내는 공정도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에서의 패널과 이형필름의 실시예들을 나타내는 사시도이다.
본 발명은 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 용제를 사용하지 않으면서도 간단한 공정에 의해 패널과 이형필름을 부착하여 강력한 부착력을 제공할 수 있는 패널 본딩방법으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 패널을 준비하는 단계(S10)와, 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계(S20)와, 상기 패널과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계(S30)와, 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계(S40)를 포함한다.
여기서, 상기 패널(10)은 실리콘 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에서는 실리콘계 수지로 이루어진 패널(10)을 이형필름(20)과 강력하게 본딩하는 방법을 제공하는 것이며, 실리콘계 수지 중에서도 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane)을 사용하는 것이 가장 바람직하다. PDMS는 널리 알려진 실리콘 고무 물질로서 비교적 저렴한 가격으로 구입이 가능하고, 마이크로 플루이딕 채널을 형성할 수 있는 물질이다.
또한, 상기 이형필름(20)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 필름을 사용한다.
즉, 상기 이형필름(20)은 PET, PI, PC, PP 등의 폴리머 재질로 이루어지며, 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포되어 코팅된 이형필름이라면 널리 사용되는 다양한 종류의 모든 이형필름에 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 이형필름(20)의 두께도 다양하게 적용이 가능하다. 통상, 상기 이형필름(20)의 두께는 10 내지 100㎛ 정도의 범위의 필름이 많이 사용되는데, 본 발명에서 사용되는 이형필름 역시, 상술한 두께 범위를 만족하는 정도이면 사용이 가능하며, 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포되는 조건만 만족하면 된다.
이와 같은 재질의 패널(10)과 이형필름(20)은 도 2에서 보는 바와 같이, 먼저 플라즈마 처리(a)를 한다.
이 경우, 패널(10)과 이형필름(20)의 본딩시키고자 하는 면에 플라즈마 처리를 하는 것이다.
상기 플라즈마는 산소(O2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He), 수소/알곤(H2/Ar), 질소/알곤(N2/Ar), 산소/알곤(O2/Ar), 헬륨/알곤(He/Ar), 테트라프롤로메탄(CF4), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 테트라프롤로메탄/알곤(CF4/Ar), 메탄/알곤(CH4/Ar), 메탄/수소(CH4/H2), 에탄/수소(C2H6/H2) 중의 어느 한 가지 단일 기체 또는 한 가지 이상의 혼합기체로 이루어질 수 있다.
통상, 플라즈마 처리는 산소를 사용하지만, 본 발명에서는 이를 한정하지 않으며, 플라즈마 처리에 따르는 공정조건, 예컨대, 공급전력, 가스량, 플라즈마 처리 시간은 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명의 출원인이 실험한 결과, 더욱 바람직하게는 6.8 W RF power, 플라즈마 처리 시간은 60~120s 로 함이 적당하고 이러한 조건 하에서 이루어지는 것이 가장 강한 부착력을 갖는 것으로 나타났으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 실험 상태 및 작업 환경에 따라 변경될 수 있음은 자명하다.
이와 같이 플라즈마 처리된 패널(10)과 이형필름(20)은 도 2의 (b)에서 보는 바와 같이, 플라즈마 처리된 패널(10)의 일면과 이형필름(20)을 접합시킨다.
이후, 상기 패널(10)과 이형필름(20)을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하면, 상기 패널(10)과 이형필름(20)이 강력한 부착력으로 본딩된다(도 2의 (c)).
여기서, 상기 열처리는 65 ~ 110℃의 범위 내에서 30분 내지 1시간 30분 동안 하는 것이 바람직하다.
상기 열처리의 온도범위와 공정시간은 후술하겠지만, 본 출원인의 실험결과에 의해 가장 강력한 부착력을 나타내는 공정조건을 수치로 한정한 것으로서, 상기 패널(10)과 이형필름(20)의 부착력은 열처리의 온도가 상온에서 점점 높아질수록 증가하되, 65℃ 이상부터는 일정한 값을 나타내는 것으로 확인되었다.
즉, 상기 패널(10)과 이형필름(20)을 접합시킨 상태에서 상온에 두어도 상기 패널(10)과 이형필름(20)은 접착되기는 하지만, 이 경우의 부착력은 약한 수준으로 신뢰하기 어려운 수준이며, 가장 강한 부착력을 내기 위해서는 상기 열처리의 온도가 65℃ 이상이 되어야 한다.
또한, 상기 이형필름(20)은 녹는점이 있기 때문에(119℃) 119℃ 이상은 측정이 불가하고, 열처리 온도가 110℃를 초과하게 되면 이형필름(20)의 녹는점 온도에 가까워져 이형필름(20)의 품질에 악영향을 줄 수 있으므로, 상기 플라즈마 처리된 패널(10)과 이형필름(20)을 접합시킨 후 열처리하는 온도범위는 65 ~ 110℃의 범위가 가장 적당하며, 공정시간은 30분 내지 1시간 30분 동안 하는 것이 바람직하다.
본 출원인이 실험한 결과, 상기 열처리에 따르는 가장 바람직한 공정시간은 1시간 정도인 것으로 나타났으며, 1시간 동안 열처리를 한 경우 패널(10)과 이형필름(20) 사이의 부착력이 가장 강하게 나타났다. 따라서, 플라즈마 처리된 패널(10)과 이형필름(20)을 접합시킨 후 열처리하는 시간은 최소 30분 이상은 되어야 하고, 최대 1시간 30분 정도가 바람직하다.
열처리하는 시간이 30분 미만이면 패널(10)과 이형필름(20) 간의 부착력을 신뢰하기 어렵고, 1시간 30분을 초과하는 것은 부착력에는 차이가 없으면서도 미세유체 소자를 제조하는데 따른 공정시간을 길게 하여 효율적이지 못하다.
이와 같은 패널(10)과 이형필름(20) 간의 본딩은 이형필름(20)의 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 경우, 도 4에서 보는 바와 같이 이형필름(20)의 양면에 상기 패널(10)(12)을 부착시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법은 화학적인 표면 처리 없이 플라스틱 재질의 이형필름(20)과 PDMS 패널(10)을 단순한 플라즈마 처리와 열처리만 통해 강력한 본딩이 이루어지므로 공정이 매우 단순하면서도 강한 부착력을 제공하여 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들을 제작하는 과정에서 다양하게 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 패널 본딩방법을 일면에 미세유체 채널용 패턴이 형성된 패널에 적용하면 다양한 형태의 미세유체 소자를 제조할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법의 다른 실시예를 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명에서의 패널과 이형필름이 본딩되는 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 단면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명은 일면에 미세유체 채널용 패턴(32)이 형성된 패널(30)을 준비하는 단계(S110), 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름(20)을 준비하는 준비단계(S120), 상기 미세유체 채널용 패턴(32)이 형성된 패널(30)의 일면과 이형필름(20)의 표면을 플라즈마 처리하는 단계(S130), 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계(S140)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 미세유체 채널용 패턴(32)은 상기 패널(30)의 일면에 홈의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 음각으로 상기 패턴(32)이 형성된 패널(30)의 일면에 상기 이형필름(20)을 플라즈마 처리와 열처리를 단계별로 적용하여 부착하면, 미세유체 채널용 패턴(32)에 이형필름(20)이 부착되어 상기 미세유체 채널이 형성되는 것이다.
따라서, 폴리머 재질의 기판에 미세유체 채널(Microfluidic channel)을 형성하는 종래의 기술인 소프트 리소그래피 공정이나 용제 접합법 등의 복잡한 공정 없이 매우 간단한 공정으로 미세한 채널을 제조할 수 있는 것이다.
이 경우, 상기 이형필름(20)은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 제거하기 위한 다공성 박막으로 이루어질 수 있다.
상기 다공성 박막은 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 버블만 통과되어 하부로 빠져나오도록 나노크기의 구멍이 형성된 박막으로서, 이와 같이 상기 미세유체 채널의 하면에 다공성 박막을 부착함으로써, 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체 중 미세 버블이 상기 다공성 박막을 통해 하부로 빠져나와 시료 및 버퍼용액 내부에 존재하는 미세 버블을 제거할 수 있게 된다.
상기 이형필름(20)이 다공성 박막으로 이루어지는 경우, 상기 이형필름(20)은 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체는 통과하지 못하도록 물과 친하지 않은 소수성 재질로 이루어지거나 소수성 물질을 코팅하여 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 이형필름과 패널 본딩방법을 통해 부착된 패널과 이형필름 간의 부착력 테스트를 실시하였다.
도 8은 본 발명에서의 본딩 테스트를 실시한 사진이고, 도 9는 도 8에서의 본딩 테스트 결과 이형필름의 부착력을 나타내는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 아크릴 소재의 바(bar)에 글루를 이용하여 이형필름(PET 재질)을 붙이고, 상기 이형필름의 다른 면은 실리콘 나노파티클이 도포되어 PDMS 패널과 본 발명의 본딩방법으로 본딩하였다.
도 9의 그래프에서 보는 바와 같이, 본 발명의 본딩방법으로 부착된 이형필름과 PDMS 패널 간의 부착력은 617kPa인 것으로 나타났다. 이에 비해 PDMS linker coated PET의 부착력은 514kPa에 불과하여, 본 발명의 패널 본딩방법에 의해 이형필름과 PDMS 패널을 본딩한 경우 부착력이 월등히 우수한 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 안정성을 테스트하기 위해 본 발명의 방법으로 본딩된 미세유체 채널이 형성된 패널을 도시한 평면도이고, 도 11은 도 10의 측정 결과를 나타내는 그래프이고, 도 12는 온도별 패널과 이형필름의 부착력을 테스트한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10을 살펴보면, 미세유체 채널 중간에 공기압(Air pressure)을 700kPa까지 주입하고, 각각의 입구들에 압력 센서(Pressure sensor)를 연결하여 미세유체 채널 내부에 공기압이 주입되는 압력 값을 측정하였다.
이형필름과 PDMS 패널 간의 부착력을 측정하기 위해, 이형필름을 PDMS 패널에 부착한 바이오 칩을 만들고나서 바로 압력 센서에서의 압력값을 측정하고, 7일에서 28일간 물에 담궜다가 같은 방법으로 압력값을 측정하였다.
도 11에서 보는 바와 같이, 오랬동안 담궈도 PDMS 패널과 이형필름이 부착된 형태의 바이오 칩은 동일한 안정성을 가지는 것이 확인되었다.
또한, 온도별 PDMS 패널과 이형필름의 부착력 테스트 결과, 도 12에서 보는 바와 같이, PDMS 패널과 이형필름의 부착력은 온도가 높아질수록 점점 증가하고, 65℃ 이상부터는 일정한 값인 617kPa 측정값을 가지는 것으로 나타났다.(온도 처리 1시간 기준)
또한, 이형필름의 녹는점인 119℃ 이상은 측정이 되지 않으므로, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 플라즈마 처리된 패널(10)과 이형필름(20)을 접합시킨 후 열처리하는 온도범위는 65 ~ 110℃의 범위가 가장 적당한 것을 알 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 패널
20: 이형필름
30: 패널
32: 패턴

Claims (11)

  1. a) 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 이루어진 패널을 준비하는 단계;
    b) 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계;
    c) 상기 패널과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계; 및
    d) 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계;
    를 포함하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패널은 일면에 미세유체 채널용 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 패턴은 상기 패널의 일면에 홈의 형태로 형성되고,
    상기 패널의 일면과 이형필름이 본딩됨으로 인해, 상기 미세유체 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이형필름은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 제거하기 위한 다공성 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이형필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마는 산소(O2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He), 수소/알곤(H2/Ar), 질소/알곤(N2/Ar), 산소/알곤(O2/Ar), 헬륨/알곤(He/Ar), 테트라프롤로메탄(CF4), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 테트라프롤로메탄/알곤(CF4/Ar), 메탄/알곤(CH4/Ar), 메탄/수소(CH4/H2), 에탄/수소(C2H6/H2) 중의 어느 한 가지 단일 기체 또는 한 가지 이상의 혼합기체인 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열처리는 65 ~ 110℃의 범위 내에서 30분 내지 1시간 30분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  8. a) 일면에 미세유체 채널용 패턴이 형성된 패널을 준비하는 단계;
    b) 일면 또는 양면에 실리콘 나노파티클이 도포된 이형필름을 준비하는 준비단계;
    c) 상기 미세유체 채널용 패턴이 형성된 패널의 일면과 이형필름의 표면을 플라즈마 처리하는 단계; 및
    d) 상기 플라즈마 처리된 패널과 이형필름을 접합시킨 상태에서 소정의 온도범위에서 열처리를 하여 상기 패널과 이형필름을 본딩하는 단계;
    를 포함하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 패널은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 실리콘 수지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 이형필름은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 제거하기 위한 다공성 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 열처리는 65 ~ 110℃의 범위 내에서 30분 내지 1시간 30분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형필름을 이용한 미세유체 소자의 패널 본딩방법.
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