流体装置及其制造方法制造方法及图纸

一种实例方法包括提供工作堆栈，该工作堆栈具有第一基板层、第二基板层及安置于该第一基板层与该第二基板层之间的辐射吸收材料。该工作堆栈在其中包括具有指定液体的空腔。结合界面界定于该辐射吸收材料与该第一基板层或该第二基板层中的至少一者之间。该结合界面具有该指定液体的膜。该方法亦包括将辐射引导至该结合界面上以形成周边密封部。该周边密封部分离该空腔与该结合界面的外部区域。该方法亦包括将该辐射引导至该结合界面的该外部区域上以将该第一基板层及该第二基板层紧固在一起。该周边密封部在当该辐射被引导至该外部区域上时阻止气泡自该外部区域进入至该空腔中。

Fluid Device and Its Manufacturing Method

An example method includes providing a working stack with a first substrate layer, a second substrate layer and radiation absorbing materials placed between the first substrate layer and the second substrate layer. The working stack includes a cavity with a specified liquid. The bonding interface is defined between the radiation absorbing material and at least one of the first substrate layer or the second substrate layer. The interface has a membrane of the specified liquid. The method also includes guiding radiation to the bonding interface to form a peripheral sealing part. The surrounding sealing part is away from the outer region of the cavity and the interface. The method also includes directing the radiation to the external area of the bonding interface to fasten the first substrate layer and the second substrate layer together. When the radiation is directed to the outer region, the surrounding sealing part prevents the bubble from entering the cavity from the outer region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体装置及其制造方法相关申请的交叉引用本申请案主张2017年1月31日申请的美国临时申请案第62/452,923号的权益，该案以全文引用的方式并入本文中。背景各种产业使用容纳液体或允许液体穿过的装置。此类装置广泛用于生物技术、光电子及微机电系统(MEMS)中。作为一个实例，用于生物研究的系统可使用被称作流动池的流体装置在流动通道内进行指定反应。这些反应(或反应的迹象)是藉由摄影机子系统来成像，该摄影机子系统具有定位成邻近于流动池的物镜。为校准该摄影机子系统，另一装置定位于流动池典型地所位于之处。此另一装置是看起来类似于流动池的光学对准工具。该光学对准工具具有在大小及形状上类似于流动通道的封闭腔室。该封闭腔室填充有包括一种或更多种荧光染料的液体。界定封闭腔室的内部表面具有金属垫，这些金属垫具有穿过其的经塑形开口。为对准摄影机子系统，藉由激发封闭腔室中的荧光染料来对金属垫成像。分析影像中的金属垫的经塑形开口以判定如何对准摄影机子系统。上文所描述的诸如流动池的流体装置及光学对准工具可包括紧固至彼此的多个离散结构。然而，在这些结构的特征变得更小或这些结构的设计变得更复杂时，接合这些结构变得更具挑战性。用以接合这些结构的一种技术被称作“激光熔接”或“激光结合”，其中沿两个邻近结构之间的界面引导光束(例如，激光束)以使这些结构中的至少一者的材料熔融。在材料冷却及凝固之后形成熔接件。随流体装置可能出现的常见问题是液体可经由界面或经由流体装置的孔口泄漏。除此之外，常常需要液体所在的空腔中不存在(或几乎不存在)气泡。气泡可降低影像质量或阻止诸如液体阀及透镜的某些机构恰当地操作。尽管激光熔接对接合这些结构有效，但产生限制泄漏及/或气泡数目减少的装置仍具挑战性。定义如本文中所使用，以下术语具有所指示的含义。“基板层”是能够耦接至另一层(例如，另一基板层)且激光熔接(或激光结合)至另一层的层。基板层可包括或是无机固体、有机固体或其组合。无机固体材料的实例包括玻璃及经改性或官能化玻璃、陶瓷、二氧化硅或二氧化硅基材料，包括硅及经改性硅，及金属。有机固体材料的实例包括塑料，诸如热塑性塑料及热固物，包括尼龙、环烯烃共聚物(例如，来自Zeon的产品)、环烯烃聚合物、碳纤维及聚合物。实例热塑性塑料包括聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺(例如，来自E.I.duPontdeNemoursandCo.(DuPont)的产品)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚乙烯、聚苯硫醚、聚缩醛、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯醇缩丁醛及聚氯乙烯。可以是合适的热塑性塑料的实例包括KJ及黑色KJ。应理解，除非另外明确地陈述，否则术语“基板层”不限于相同材料的单个连续主体。举例而言，基板层可由相同或不同材料的多个子层形成。此外，每一基板层可包括位于其中的包含不同材料的一个或更多个元件。举例而言，除诸如玻璃或热塑性塑料的基底基板材料外，基板层亦可包括电极或导电迹线。视情况，在基板层熔接至另一基板层之前，该基板层可紧固至其他元件或组件。“辐射吸收材料”是吸收电磁光谱的指定区或范围内的辐射的材料。辐射吸收材料可能是或可能不是经由激光熔接紧固至另一基板层的基板层的部分。辐射吸收材料可呈有机固体的形式，诸如上文所描述的有机固体。举例而言，诸如(DuPont)膜的聚酰亚胺膜可吸收在低于650nm的波长下的辐射使得聚酰亚胺膜熔融。可将光具有足够波长(例如，480nm)的激光束引导至膜的聚酰亚胺聚合物。可用辐射吸收材料浸渍基板层。举例而言，可用染料或碳黑浸渍有机固体，如黑色(碳黑-购自DuPont的浸渍聚酰亚胺)是如此状况。根据由特定激光发射的波长与所使用的染料的吸收光谱之间的重叠，该染料可与该激光匹配。黑色可藉由在1064nm下发射的激光(例如，经由加热)来活化。有机固体可被配置为吸收在包括例如以下各者的光谱的多种区中的任一者中的辐射：光谱的紫外线(UV)(例如，极UV或近UV)、可见光(VIS)(例如，红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、青光或紫光)或红外线(IR)(例如，近IR、中IR或远IR)区。将理解，可基于包括例如前述区中的一者或更多者的光谱的一个或更多个区中不存在吸收来选择有机固体。无机固体可透射在由有机固体吸收的光谱的至少部分中的辐射。“固体层”是指不溶于水性液体中的基板。固体层可以是无孔或多孔的。固体层可以是刚性或柔性的。无孔固体一般提供对液体或气体的总体流动的密封。例示性固体层包括玻璃及经改性或功能化玻璃、塑料(包括丙烯酸聚合物、聚苯乙烯以及苯乙烯及其他材料的共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚胺基甲酸酯、TEFLONTM(DuPont)、环烯烃、环烯烃聚合物(COP)(例如，)、聚酰亚胺等)、尼龙、陶瓷、树脂、二氧化硅或二氧化硅基材料(包括硅及经改性硅)、碳、金属、无机玻璃，及聚合物，包括合成聚合物。尤其适用于固体层的一些实例的固体具有位于流动池设备内的至少一个表面。视情况，化学反应层(或子层)在结合步骤期间可存在于两个其他层之间。“化学反应层”是指表面之间的表面涂层或区，其含有能够在受到物理或化学刺激后变得共价改性或共价连接至至少一个其他部分的至少一个部分。在一些实例中，界面可藉由含有反应性部分的液体、气体、固体或电浆占据。化学反应层可以是两个其他层中的任一者或两者上的涂层。替代地，化学反应层可存在于中间材料中或上，该中间材料存在于两个其他层之间使得两个其他层由于进行制造方法而变得经由中间材料附接。类似地，化学反应层可以是含有交联剂的液体层，这些交联剂对例如有机层及无机层两者反应。可使用例如硅烷化方法在固体层上产生化学反应层。诸如气相沉积、浸涂、旋涂及喷涂的技术可用以使表面硅烷化。在一些实例中，这些方法可用以跨越整个表面涂覆硅烷涂层。然而，亦有可能例如使用屏蔽方法或精确喷涂方法在表面上产生硅烷化图案。举例而言，如下文进一步详细地阐述，可能需要将硅烷(或其他化学反应部分)选择性地涂覆至无机层的表面上的结合至有机层的区，同时避免或最少化无机层的不想要结合至有机层的其他区的硅烷化(或其他化学改性)。视需要，可使用类似技术藉由硅烷或其他化学反应涂层对有机层的表面进行图案化。可使用的硅烷的实例包括丙烯酸酯官能硅烷、醛官能硅烷、胺基官能硅烷、酐官能硅烷、迭氮基官能硅烷、羧酸酯官能硅烷、膦酸酯官能硅烷、磺酸酯官能硅烷、环氧树脂官能硅烷、酯官能硅烷、乙烯基官能硅烷、烯烃官能硅烷、卤素官能硅烷及具有以上官能基中的任一者或无以上官能基的双臂硅烷。硅烷官能基的选择可基于将与其反应的有机材料的反应性来进行。举例而言，胺基官能硅烷与诸如以下各者的热塑性塑料反应：聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚乙烯、聚苯硫醚、聚砜、聚乙烯醇缩丁醛及聚氯乙烯。乙烯基及烯烃官能硅烷与诸如聚缩醛、聚乙烯及聚丙烯的热塑性塑料反应。丙烯酸酯官能硅烷与诸如聚丙烯及聚苯乙烯的热塑性塑料反应。可使指定表面硅烷化以增强指定表面与指定表面将结合至的另一表面之间的结合。举例而言，辐射吸收材料或层可具有经硅烷化的表面。该硅烷化表面可在激光结合过程期间熔融。“工作堆栈”包括耦接至一起的多个基板层，其中两个邻近层形成界面。在一些实例中，工作堆栈包括多个基板层之间的辐射吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包含：提供工作堆栈，所述工作堆栈具有第一基板层、第二基板层及安置于所述第一基板层与所述第二基板层之间的辐射吸收材料，所述工作堆栈包括空腔，在所述空腔中具有指定液体，其中结合界面被界定于所述辐射吸收材料与所述第一基板层或所述第二基板层中的至少一者之间，所述结合界面具有所述指定液体的膜；沿预定路径将辐射引导至所述结合界面上以形成周边密封部，所述周边密封部经定位以分离所述空腔与所述结合界面的外部区域；及将所述辐射引导至所述结合界面的所述外部区域上以将所述第一基板层及所述第二基板层紧固在一起，所述周边密封部在当所述辐射被引导至所述外部区域上时阻止气泡自所述外部区域进入至所述空腔中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 US 62/452,9231.一种方法，其包含：提供工作堆栈，所述工作堆栈具有第一基板层、第二基板层及安置于所述第一基板层与所述第二基板层之间的辐射吸收材料，所述工作堆栈包括空腔，在所述空腔中具有指定液体，其中结合界面被界定于所述辐射吸收材料与所述第一基板层或所述第二基板层中的至少一者之间，所述结合界面具有所述指定液体的膜；沿预定路径将辐射引导至所述结合界面上以形成周边密封部，所述周边密封部经定位以分离所述空腔与所述结合界面的外部区域；及将所述辐射引导至所述结合界面的所述外部区域上以将所述第一基板层及所述第二基板层紧固在一起，所述周边密封部在当所述辐射被引导至所述外部区域上时阻止气泡自所述外部区域进入至所述空腔中。2.如权利要求1所述的方法，其中提供所述工作堆栈包括：将所述辐射吸收材料定位至所述第一基板层上，所述辐射吸收材料经图案化以包括开放式空腔；将辐射引导至所述第一基板层与所述辐射吸收材料之间的次要界面上以将所述第一基板层及所述辐射吸收材料紧固至彼此；用所述指定液体填充所述辐射吸收材料的所述开放式空腔；及相对于所述辐射吸收材料及所述第一基板层堆叠所述第二基板层，由此覆盖所述开放式空腔且形成所述工作堆栈的所述空腔，所述指定液体的所述膜在所述第二基板层覆盖所述开放式空腔时沿所述结合界面存在。3.如权利要求1所述的方法，其中将辐射引导至所述结合界面上以形成所述周边密封部包括将所述周边密封部定位成与所述工作堆栈的所述空腔相距一距离使得一间隔存在于所述周边密封部与所述空腔之间。4.如权利要求1所述的方法，其中所述工作堆栈及所述第二基板层形成一装置的至少一部分，且其中所述第一基板层、所述辐射吸收材料及第二基板层是连续层，使得所述装置不含准许所述指定液体流入或流出所述工作堆栈的所述空腔的孔口。5.如权利要求1所述的方法，其中提供所述工作堆栈包括沿所述第一基板层或所述第二基板层中的至少一者形成目标层，所述目标层包括以指定图案位于其上的不透明材料。6.如权利要求1所述的方法，其中所述辐射吸收材料包括安置于所述第一基板层与所述第二基板层之间的单独区段及在所述辐射材料的邻近区段之间的出口通道，所述出口通道与所述工作堆栈的外部或一储集器中的至少一者流动连通，其中当将所述辐射引导至所述结合界面的所述外部区域上时，所述指定液体及所述气泡被准许自所述外部区域进入所述出口通道。7.如权利要求1所述的方法，其中所述工作堆栈包括多个所述空腔，且所述方法进一步包含在紧固所述第一基板层及所述第二基板层之后切割所述工作堆栈以形成多个装置。8.如权利要求1所述的方法，其中所述工作堆栈的所述空腔包括成像区及存在于所述成像区与所述辐射吸收材料之间的沟槽区，所述成像区具有待成像的目标，所述沟槽区不含所述目标。9.如权利要求1所述的方法，其中所述辐射吸收材料包括透明层及不透明层，所述不透明层吸收所述辐射以形成复合接合部。10.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·格哈特·厄尼，J·富勒顿，卡莱布·史密斯，巴拉·穆拉利·K·文卡特桑，
申请(专利权)人：伊鲁米那股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US