本发明专利技术描述了用来减少和/或控制微流体装置中的叠置层的压缩的方法的实施方式，所述方法包括对至少两个层进行叠置，所述叠置的层中的至少一个包括微结构。所述微结构包括流体通路，多个壁设置成在多个层之间限定间距A1，并且限定出大量间隔的充气支柱，所述充气支柱限定出密封的容器，所述密封的容器包含截留的气体。所述方法还包括以下步骤：对叠置的层进行烧结，所述烧结使得充气支柱内截留的气体加压，从而对抗所述壁的压缩以及叠置的层之间的间距A1的压缩。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权本申请要求2009年8月观日提交的题为“(LAYERED SINTERED MICROFLUIDIC DEVICES WITH CONTROLLED COMPRESSION DURING SINTERING AND ASSOCIATED METHODS) ”的欧洲专利申请第09305797. 4号的优先权。
技术介绍
本专利技术一般涉及一种微流体装置，更具体来说，本专利技术涉及微流体装置和可以用来控制微流体装置的烧结的相关方法，所述微流体装置包括通过烧结密封或结合在一起的层。专利技术_既述微流体装置也可称作微结构反应器、微通道反应器、微路反应器或微型反应器，表示可以将流体或流体产生的材料约束在其中并进行工艺处理的装置。所述工艺可以包括物理工艺、化学工艺、生物工艺或者这些工艺的组合，可以包括这些工艺的分析。所述工艺可以任选地作为制造工艺的一部分。还可以在约束的流体和相关联的热交换流体之间提供热交换。在任意的情况下，在本文中，微流体装置的约束空间的最小横截面特征尺寸约为 0. 1-5毫米，优选为0. 5-2毫米。微通道是这些约束的最常规的形式，微流体装置通常是连续流装置或者连续流反应器。相对于更常规的工艺装置和方法，所述微通道的内部尺寸为传质和传热速率提供了很大的改进。使用微通道的微流体装置提供了许多优于常用规模反应器的优点，包括大大改进能量效率、反应速度、反应产率、安全性、可靠性、可量测性等。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用来在烧结微流体装置的过程中控制该微流体装置的层的压缩的方法。所述方法包括以下步骤将至少两个层叠置，所述叠置的层中的至少一个层包括微结构。所述微结构包括流体通路，多个壁设置成在多个层之间限定间距Δ ”并且限定出大量间隔的充气支柱，所述充气支柱包括封闭的容器，所述封闭的容器内包含截留的气体。所述方法还包括以下步骤对叠置的层进行烧结，所述烧结使得充气支柱内截留的气体加压，从而对抗所述壁的压缩以及叠置的层之间的间距A1的压缩。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种微流体装置，所述装置包括至少两个层，每个层都包括微结构，所述微结构包括流体通路和多个壁，所述多个壁设置成在层之间限定间距A1，限定了大量均勻间隔的充气支柱，所述充气支柱包括容器，所述容器包含截留的气体。通过结合附图阅读以下详述，可以更充分地理解本专利技术实施方式给出的这些特征以及其它的特征。附图简要说明结合以下附图阅读本专利技术后便可以最好地理解以下本专利技术具体实施方式的详细描述，在附图中，相同的结构用相同的编号表示图IA是根据本专利技术的一个或多个实施方式，烧结之前支撑在基片8上的微流体装置10的一个实施方式的截面示意图；图IB是根据本专利技术的一个或多个实施方式，烧结之前支撑在基片8上的微流体装置10的另一个实施方式的截面示意图；图2A是根据本专利技术一个或多个实施方式的微结构30的俯视图，图中显示流体通路33和充气支柱实施方式41，42，43 ；图2B是根据本专利技术一个或多个实施方式，图2A所示的充气支柱实施方式41，42， 43的分解图；图2C是根据本专利技术一个或多个实施方式，设置成均一的矩阵图案的环形充气支柱46的示意图；图3是根据本专利技术的一个或多个实施方式，烧结之后的包括充气支柱40的微流体装置10的示意图；以及图4是根据本专利技术的一个或多个实施方式，烧结之后的不包括充气支柱的微流体装置10的示意图。图中所示的实施方式的性质为举例说明，不是按比例绘制，不是用来限定由权利要求书定义的本专利技术。另外，通过阅读专利技术详述，可以更清楚地理解附图和权利要求的独立特征。专利技术详述参见附图说明图1A，图中显示包括多个层(例如层11、12、13、14)的微流体装置10的一个实施方式的截面示意图。虽然本专利技术所有的图都包括四个层，但是认为微流体装置10中可以包括更多或更少数量的层。实际上，下文所述的一个优点是在制造包括超过四个层的叠置体的时候提高灵活性。如图IA所示的实施方式，微流体装置10中的至少一个层(11， 12，13或14)包括微结构30。在本文中，“微结构仅仅表示微流体装置10中的结构化部件，不应解释为对微结构的尺寸进行限制。为了制造图IA所示的叠置的微流体装置10，必须首先制造层11，12，13，14。根据所述层11，12，13，14所需的应用以及在微流体装置10内的位置设置，所述层11，12，13，14 可以包括很多亚层。参见图1A，层14可以包括施加在基片20上的可烧结的微结构30。在一个实施方式中，所述可烧结微结构30以包含玻璃颗粒(玻璃料)和粘合剂的糊料的形式施加。适合用于基片20和/或微结构30的材料包括但不限于，熔凝二氧化硅玻璃，熔凝石英，玻璃陶瓷，硅酸钛玻璃，硼硅酸盐玻璃，它们的混合物，或者本领域普通技术人员熟悉的任何其它合适的玻璃材料，以及陶瓷材料，例如氧化铝和碳化硅，以及其它的耐高温材料， 例如硅。所述硼硅酸盐玻璃可以是康宁有限公司(Corning Inc)生产的Pyrex 7761 (钾碱硼硅酸盐(potash borosilicate)碾碎/粉末的玻璃)。所述粘合剂可以包括任何合适的粘合剂，例如乙基纤维素。在其它的实施方式中，可以添加溶剂(例如0-萜品醇)，以辅助微结构30向基片20上的施加。还构思了图IA的实施方式可以包括以下变化形式所述微结构30可以是致密玻璃板，使用合适的胶粘剂，例如胶、带、树脂等粘合于玻璃基片。微结构30还可以是热压(模塑)到基片上的玻璃的形式，在此情况下，微结构30不含粘合剂， 而且也不需要通过烧结进行固化，只需要进行粘合或者密封。如果需要的话，基片材料也可以采用某些高温低CTE金属和金属合金。除了微结构30和基片20以外，所述层11，12，13，14中的至少一个层还可以包括如图IA所示在基片20的表面上模塑或者以其它的方式形成的可烧结平坦层50。在本文中，“平坦表示所述层基本是平面形的；但是，所述平坦的层仍然可以包括凸起或凹陷的区域，还可以在表面中包括弯曲形状。与可烧结的微结构30类似，所述可烧结的平坦的层 50可以以包含玻璃颗粒和粘合剂的玻璃糊料的形式施加。所述层11，12，13，14的不同亚层，即基片20、微结构30和/或平坦的层50可以包含相同的材料，优选包含玻璃材料，从而在热处理之后增大层11，12，13，14和亚层20，30，50的粘着性(例如下文所述的解粘合 (debinding)或烧结)。也即是说，还考虑了亚层20，30，50可以包含不同于上述材料的材料。再来看图1A，在叠置层11，12，13，14之前，所述层可以进行部分解粘合或“预烧结”步骤，以便从微结构30和/或平坦层50各自除去一部分的粘合剂，所述部分解粘合包括在一定温度加热一段时间，所述加热足以在进行烧结之前，使得粘合剂材料部分蒸发。所述部分解粘合工艺优选在大约200-600°C的温度范围内进行。可以根据需要通过调节部分解粘合的时间或温度，从而增加或者减少层中剩余的粘合剂的量。在部分解粘合之后，将层 11，12，13，14叠置，优选用重物或者其他压缩力来源将其压在一起，准备进行烧结。参见图1B，图中显示包括多个层11、12、13、14的微流体装置10的另一个实施方式的截面示意图。如图IB所示的实施方式，微流体装置10中的至少一个层(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.28 EP 09305797.41.一种用来减少和/或控制层状微流体装置内的层的压缩的方法，该方法包括将至少两个层叠置，所述叠置的层中的至少一个层包括微结构，所述微结构包括，流体通路，多个壁，所述多个壁设置用来限定层之间的间距A1，并且限定多个充气支柱，所述充气支柱限定密封容器，所述密封容器包含截留的气体；以及对所述叠置的层进行烧结，所述烧结使得充气支柱内截留的气体加压，从而对抗所述壁的压缩以及叠置的层之间的间距~的压缩。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体通路至少部分地设置在叠置的层之间的间距A1之内。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壁包括可烧结的壁。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充气支柱以均一矩阵图案的方式设置。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充气支柱设置在流体通路之内，或者与流体通路相邻设置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体通路包括多个通道。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充气支柱包括环形。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充气支柱包括至少一种网...
【专利技术属性】
技术研发人员：JF·布吕诺克斯，M·S·弗莱斯科，JP·H·勒尔布莱，O·洛贝特，Y·P·内德莱克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。