微流体器件及其制造方法技术

本申请公开了一种微流体器件，包括：第一基板，所述第一基板具有第一安装侧；第二基板，所述第二基板具有第二安装侧，所述第二安装侧能够与所述第一安装侧相互连接以将所述第一基板与所述第二基板安装在一起；其中，所述第一安装侧和所述第二安装侧中的至少一个具有流体腔室槽，在所述第一基板与所述第二基板安装在一起后，所述流体腔室槽形成具有流体入口和流体出口的流体腔室；以及其中，具有所述流体腔室槽的所述第一安装侧和/或所述第二安装侧具有与所述流体出口相邻的出口扩展槽，所述出口扩展槽从所述流体出口向下游延伸，并且其中在所述流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓位于所述流体出口的外周轮廓之外。

【技术实现步骤摘要】
微流体器件及其制造方法
本申请涉及微流体
，更具体地，涉及一种微流体器件及其制造方法。
技术介绍
微流控技术是一种用于精确控制和操控微小体积流体的技术。在实际应用中，实现微流控的微流体器件中流体通道的尺度非常小，约为100纳米至500微米，甚至更小。随着相关研究的持续发展，微流控技术在诸多领域开始得到应用。喷墨打印头就是微流控技术最成功的商业应用之一。此外，一些液体雾化器，特别是体积控制要求较高的医用雾化器，也逐渐开始使用微流体器件作为其雾化喷嘴。雾化喷嘴受到高压作用，将液体雾化成非常微小的液滴，以提高肺部对液滴的吸收率。然而，现有的微流体器件对流体体积或流量的控制精度有限，因此需要一种改进的微流体器件。
技术实现思路
本申请的一个目的在于提供一种微流体器件，以提高流体体积和流量的控制精度。在本申请的一个方面，提供了一种微流体器件，包括：第一基板，所述第一基板具有第一安装侧；第二基板，所述第二基板具有第二安装侧，所述第二安装侧能够与所述第一安装侧相互连接以将所述第一基板与所述第二基板安装在一起；其中，所述第一安装侧和所述第二安装侧中的至少一个具有流体腔室槽，在所述第一基板与所述第二基板安装在一起后，所述流体腔室槽形成具有流体入口和流体出口的流体腔室；以及其中，具有所述流体腔室槽的所述第一安装侧和/或所述第二安装侧具有与所述流体出口相邻的出口扩展槽，所述出口扩展槽从所述流体出口向下游延伸，并且其中在所述流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓位于所述流体出口的外周轮廓之外。在本申请的另一个方面，提供了一种微流体器件的制造方法，包括：提供第一基板，所述第一基板具有第一安装侧；提供第二基板，所述第二基板具有第二安装侧；在所述第一安装侧上形成多个流体腔室槽，每个所述流体腔室槽具有流体入口与流体出口；在所述第一安装侧上形成与每个所述流体出口相邻的出口扩展槽，所述出口扩展槽从所述流体出口向下游延伸，并且其中在所述流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓位于所述流体出口的外周轮廓之外；将所述第一基板的第一安装侧与所述第二基板的第二安装侧相互连接以将所述第一基板与所述第二基板安装在一起，从而所述流体腔室槽形成流体腔室；以及在每个所述出口扩展槽处切割所述第一基板和所述第二基板，以分离所述多个流体腔室。以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。附图说明通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。图1示出了一种用作为雾化喷嘴的微流体器件在其液体出口处的局部示意图；图2a示出了金刚石刀切割后的划片槽附近的晶圆表面；图2b示出了激光切割后的划片槽附近的晶圆表面；图3a至图3c示出了几种因划片缺陷引起流体出口的边缘不平整的示意图；图3d示出了存在图3a所示的划片缺陷时微流体器件射出的喷雾形状偏斜的仿真示意图；图4a和4c示出了根据本申请一个实施例的微流体器件400的示意图；图5a示出了包括多个如图4a所示的微流体器件的晶圆未被分割时第一基板和第二基板的结构；图5b则示出了第二基板的安装侧的结构；图5c示出了第一基板于第二基板上的结构相互重叠的情况；.图6a至6c示出了根据本申请另一实施例的微流体器件600的示意图；图7示出了根据本申请另一实施例的微流体器件700的示意图；图8示出了根据本申请另一实施例的微流体器件800的示意图；图9示出了根据本申请又一实施例的微流体器件的制造方法900。具体实施方式在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。图1示出了一种用作为雾化喷嘴的微流体器件在其液体出口处的局部示意图。如图1所示，该微流体器件在液体出口处具有两个流体通道102和104，这两个液体通道102和104分别形成射流106和108。两股射流106和108会交汇在微流体器件外部的交汇点110处，从而通过相互撞击而被雾化为微小液滴。理想状态下，流体通道102具有入口直径D1、出口直径d1以及通道长度L1，而流体通道104具有入口直径D2、出口直径d2以及通道长度L2等结构参数。这些结构参数会显著影响微流体器件所形成的喷雾的雾化压力、雾化流量、雾化锥角以及雾化粒径，因此需要采用具有极高加工精度的制造工艺来制造这种微流体器件。在实际生产过程中，图1所示的微流体器件通可以采用微加工工艺来进行规模化生产。例如，可以在硅片、玻璃片或其他材料的晶圆上通过微加工工艺来形成阵列排布的多个重复的微流体器件的单元结构，并且之后通过划片工艺来切割晶圆，从而分离各个微流体器件的单元结构。本申请的专利技术人发现，对于通过微加工工艺制造的微流体器件，虽然其内部结构参数可以通过光刻、刻蚀等工艺精确控制，但是实际生产完成的器件性能仍存在显著差异，同一批生产的器件中的很多不符合设计标准和要求。这导致量产的微流体器件的良率较低。经进一步研究，专利技术人发现，上述微流体器件实际性能的差异主要是由于划片工艺所产生的。具体地，晶圆切割通常采用机械式金刚石刀切割划片工艺，其采用高硬度的金刚石刀高速切割晶圆的划片槽，划出一道道刀痕。同时，承载着晶圆的工作台以一定的速度沿刀片与晶圆接触点的切线方向直线运动，从而晶圆沿刀痕裂开成一个个独立的微流体器件。但是，金刚石刀切割硬脆属性的硅片或玻璃片易产生机械应力，切割道越窄，其邻近区域承受的应力就越大，极易导致器件边缘产生崩缺、微裂纹、分层等缺陷，而缺陷会直接影响器件的各项性能。图2a示出了金刚石刀切割后的划片槽附近的晶圆表面。如图2a所示，使用刀片切割后，晶圆的切割面毛刺多且不平整。对于如图1所示的微流体器件，因为流体通道的出入口均位于切割线边缘，因此轻微的缺陷都会导致产品质量缺陷。此外，多数的刀片切割中，切口损失和刀片宽度相当，在划片处理时还会产生大量固体颗粒或碎屑。当流体通道的出、入口位于切割线边缘时，划片后出入口将与外界连通，因而划片处理过程产生的颗粒或碎屑将会通过开放的出入口而进入到流体通道中，这容易造成流体通道堵塞。另一种常用的晶圆切割技术是激光切割划片工艺。相比于机械切割划片工艺，激光切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体器件，包括：/n第一基板，所述第一基板具有第一安装侧；/n第二基板，所述第二基板具有第二安装侧，所述第二安装侧能够与所述第一安装侧相互连接以将所述第一基板与所述第二基板安装在一起；/n其中，所述第一安装侧和所述第二安装侧中的至少一个具有流体腔室槽，在所述第一基板与所述第二基板安装在一起后，所述流体腔室槽形成具有流体入口和流体出口的流体腔室；以及/n其中，具有所述流体腔室槽的所述第一安装侧和/或所述第二安装侧具有与所述流体出口相邻的出口扩展槽，所述出口扩展槽从所述流体出口向下游延伸，并且其中在所述流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓位于所述流体出口的外周轮廓之外。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流体器件，包括：
第一基板，所述第一基板具有第一安装侧；
第二基板，所述第二基板具有第二安装侧，所述第二安装侧能够与所述第一安装侧相互连接以将所述第一基板与所述第二基板安装在一起；
其中，所述第一安装侧和所述第二安装侧中的至少一个具有流体腔室槽，在所述第一基板与所述第二基板安装在一起后，所述流体腔室槽形成具有流体入口和流体出口的流体腔室；以及
其中，具有所述流体腔室槽的所述第一安装侧和/或所述第二安装侧具有与所述流体出口相邻的出口扩展槽，所述出口扩展槽从所述流体出口向下游延伸，并且其中在所述流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓位于所述流体出口的外周轮廓之外。


2.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述流体腔室具有多个流体出口，在所述多个流体出口中的每个流体出口处，所述出口扩展槽的外周轮廓均位于所述流体出口的外周轮廓之外。


3.根据权利要求2所述的微流体器件，其特征在于，所述多个流体出口具有各自的流体出射方向，并且所述流体出射方向交汇在一起。


4.根据权利要求3所述的微流体器件，其特征在于，所述多个流体出口的流体出射方向的交汇点位于所述出口扩展槽的外部。


5.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，位于同一基板上的所述出口扩展槽的深度大于所述流体腔室槽的深度。


6.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，位于同一基板上的所述出口扩展槽的宽度大于所述流体腔室槽的宽度。


7.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述流体腔室内具有过滤器结构。


8.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述第一安装侧和所述第二安装侧均具有出口扩展槽，所述出口扩展槽至少在所述流体出口处相互对准。


9.根据权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，具有所述流体腔室槽的所述第一安装侧和/或所述第二安装侧具有与所述流体入口相邻的入口扩展槽，所述入口扩展槽从所述流体入口向上游延伸，并且其中在所述流体入口处，所述入口扩展槽的外周轮廓位于所述流体入口的外周轮廓之外。


10.根据权利要求9所述的微流体器件，其特征在于，所述流体腔室具有多个流体入口，在所述多个流体入口中的每个流体入口处，所述入口扩展槽的外周轮廓位于所述多个流体入口的外周轮廓之外。


11.一种液体雾化器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾瑜，
申请(专利权)人：苏州天健云康信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32