一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法技术

本发明专利技术公开了一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法，包括以下步骤：步骤S1，选择合适的模具基板，并进行净化处理；步骤S2，在模具基板的表面制备金属薄膜层；步骤S3，在金属薄膜层的上表面封装感光胶带；步骤S4，利用光刻工艺，将绘制于掩膜上的微流控芯片设计图案以图形化的方式光刻至金属薄膜层的表面；步骤S5，在刻蚀出的微流控芯片设计图案内进行电镀金属生长，以加工出成型模仁；步骤S6，去除剩余的感光胶带；步骤S7，在金属薄膜层及成型模仁的表面电镀金属薄膜保护层；步骤S8，在金属薄膜保护层的表面进行硬化处理以形成硬化层，最终得到具有硬化层的金属模具结构。根据本发明专利技术，其降低了模具生产成本及模具制造周期，适用于大批量连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法
本专利技术涉及微流控芯片领域，特别涉及一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法。
技术介绍
微流控芯片通过把化学、物理、生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检验、细胞培养等基本操作单元集成到一块很小的芯片上，由微通道形成网络，并以可控的微量流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或者生物实验室的各种功能。微流控芯片的加工技术起源于半导体及集成电路芯片的加工，但芯片通道的加工尺寸远大于大规模集成电路，芯片的大小约数平方厘米，微通道宽度和深度为微米级，因此对加工技术的要求要低一些。另一方面，对芯片材料的选择，微通道的设计，微通道的表面改性及芯片的制作则是微流控分析芯片的关键问题。最早的微流控芯片是用单晶硅制作，这主要得益于成熟的微电子和微机械加工技术。玻璃微流控芯片具备优良的光学性能和支持电渗流特性，易于表面改性，可直接借鉴传统的毛细管电泳分析技术，因此在微流控芯片发展初期受到更多重视并得到相应发展，至今仍是最广泛使用的芯片之一。用玻璃材料制作微流控芯片具有很多的优越性，但高分子聚合物以其较玻璃价廉，制作方法简单，生产成本低，可制作一次性使用芯片等特点，正日益为人们所关注。高分子聚合物是一种用于制作微流控芯片的模型胶，它加工成型方便，原材料成本低，适于大批量制作。通过在微流控芯片复形模具上浇注液态高聚物，待其固化后将其与模具剥离，便能在高聚物表面形成与模具一致的图案。现在用于制作高聚物微流控芯片成型模具的常用方法，是将液体光刻胶固化成光刻胶涂层，然后通过紫外光照射带有图案的掩膜，再使用光刻胶液掩膜下面的光刻胶涂层，在基板上获得所需形状的模具，而上述传统制作方法获得的成型模具，虽然制作精密和快捷，但对于一些细小锐角特征的微流控芯片设计图案，制备获得的成型模具在微流控芯片成型加工过程中磨损过快，不适合大批量连续生产。有鉴于此，实有必要开发一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法，用以解决上述问题。
技术实现思路
为了克服上述塑胶微流控芯片的成型方法所存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐磨损、易加工的塑胶微流控芯片的注塑成型方法，降低了模具生产成本及模具制造周期，适用于大批量连续生产。就注塑成型方法而言，本专利技术为解决上述技术问题的塑胶微流控芯片的注塑成型方法包括以下步骤：步骤S1，选择合适的模具基板，并进行净化处理；步骤S2，在模具基板的表面制备金属薄膜层；步骤S3，在金属薄膜层的上表面封装感光胶带；步骤S4，利用光刻工艺，将绘制于掩膜上的微流控芯片设计图案以图形化的方式光刻至金属薄膜层的表面；步骤S5，在刻蚀出的微流控芯片设计图案内进行电镀金属生长，以加工出成型模仁；步骤S6，去除剩余的感光胶带；步骤S7，在金属薄膜层及成型模仁的表面电镀金属薄膜保护层；步骤S8，在金属薄膜保护层的表面进行硬化处理以形成硬化层，最终得到具有硬化层的金属模具结构；步骤S9，在金属模具结构上进行注塑，待冷却固化后即可得到微流控芯片。可选的，所述模具基板为硅、石英、玻璃或金属材料中的任意一种。可选的，所述金属薄膜层的厚度为0.5～1.9微米。可选的，所述金属薄膜层的材料为镍、铬、银或铝中的任意一种。可选的，制备所述金属薄膜层的方法为电镀法或电化学沉积法。可选的，所述电镀金属薄膜保护层的材料为镍或铬。可选的，所述电镀金属薄膜保护层的厚度为1.5～5.0微米。可选的，所述硬化处理的方法为镀铬法。可选的，所述硬化层的厚度为5～20微米。可选的，所述硬化层的硬度为600～1000HV。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于在金属薄膜层及成型模仁的表面电镀金属薄膜保护层，并在金属薄膜保护层的表面进行硬化处理以形成硬化层，提高了模具表面的耐磨性能，使得单个模具的聚合物芯片生产张数从原先5000～1万张提升到30～50万张，大大降低了模具制备成本，并且重复性好，生产周期得到缩短，能够适用于大批量连续生产。上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于大幅减少机械加工步骤，使得加工成本得到进一步降低。上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：图形细微等级可以长时间保持在微米级，其精细程度同光刻胶直接固化模具相等。上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：表面硬化处理的模具，不需要进行再抛光，直接可以使用，进一步缩短了生产周期。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制，其中：图1为根据本专利技术一个实施方式提出的塑胶微流控芯片的注塑成型方法的流程图；图2为根据实施例1中的制备方法注塑得到的微流控芯片结构示意图；图3为根据实施例2中的制备方法注塑得到的微流控芯片结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。实施例1图1～图3示出了本专利技术的实施例1，结合图1～图2的示出，可以看出，塑胶微流控芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，选择合适的模具基板，并进行净化处理；/n步骤S2，在模具基板的表面制备金属薄膜层；/n步骤S3，在金属薄膜层的上表面封装感光胶带；/n步骤S4，利用光刻工艺，将绘制于掩膜上的微流控芯片设计图案以图形化的方式光刻至金属薄膜层的表面；/n步骤S5，在刻蚀出的微流控芯片设计图案内进行电镀金属生长，以加工出成型模仁；/n步骤S6，去除剩余的感光胶带；/n步骤S7，在金属薄膜层及成型模仁的表面电镀金属薄膜保护层；/n步骤S8，在金属薄膜保护层的表面进行硬化处理以形成硬化层，最终得到具有硬化层的金属模具结构；/n步骤S9，在金属模具结构上进行注塑，待冷却固化后即可得到微流控芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种塑胶微流控芯片的注塑成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，选择合适的模具基板，并进行净化处理；
步骤S2，在模具基板的表面制备金属薄膜层；
步骤S3，在金属薄膜层的上表面封装感光胶带；
步骤S4，利用光刻工艺，将绘制于掩膜上的微流控芯片设计图案以图形化的方式光刻至金属薄膜层的表面；
步骤S5，在刻蚀出的微流控芯片设计图案内进行电镀金属生长，以加工出成型模仁；
步骤S6，去除剩余的感光胶带；
步骤S7，在金属薄膜层及成型模仁的表面电镀金属薄膜保护层；
步骤S8，在金属薄膜保护层的表面进行硬化处理以形成硬化层，最终得到具有硬化层的金属模具结构；
步骤S9，在金属模具结构上进行注塑，待冷却固化后即可得到微流控芯片。


2.如权利要求1所述的塑胶微流控芯片的注塑成型方法，其特征在于，所述模具基板为硅、石英、玻璃或金属材料中的任意一种。


3.如权利要求1所述的塑胶微流控芯片的注塑成型方法，其特征在于，所述金属薄膜层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，
申请(专利权)人：泰极微成都技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51