[发明专利]微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀及其制作方法

权利要求书

1.微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀，是表面上设有凹槽的PDMS基片(1)贴置在玻璃片(2)上构成的Y型毛细通道，其特征是：所述PDMS基片(1)表面上的凹槽包括第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)；所述第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)和输出凹槽(1-3)的横截面宽度相等；所述气道凹槽(1-4)的横截面宽度小于第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)和输出凹槽(1-3)的横截面宽度；所述第二支流凹槽(1-2)和输出凹槽(1-3)的深度相等，第一支流凹槽(1-1)的深度小于第二支流凹槽(1-2)的深度；第二支流凹槽(1-2)和输出凹槽(1-3)的深度小于气道凹槽(1-4)的深度；所述第一支流凹槽(1-1)和第二支流凹槽(1-2)的末端汇通于输出凹槽(1-3)的输入端，气道凹槽(1-4)的末端汇通于第二支流凹槽(1-2)的末端前，所述气道凹槽(1-4)的进口端(1-4-1)距输出凹槽(1-3)输入端的长度大于第一支流凹槽(1-1)进口端(1-1-1)与第二支流凹槽(1-2)进口端(1-2-1)距输出凹槽(1-3)输入端的长度。

2.基于权利要求1所述的微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀的制作方法，其特征是，该方法的具体步骤为：

步骤一、在氧化后的Si单晶片的表面上旋涂光刻胶，光刻出所述第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)的光刻胶图形，将所述光刻胶图形坚膜后湿法腐蚀SiO²，然后将第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)其余部分的光刻胶去除，获得第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)通道的SiO₂掩模图形；

步骤二、在步骤一获得的SiO₂掩模图形上蒸镀1μm厚的铝膜，然后在所述铝膜上旋涂光刻胶，光刻出所述的第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)的光刻胶图形，坚膜后湿法腐蚀铝，获得铝掩模图形，然后将所述第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)的其余部分的光刻胶去除，获得第二支流凹槽(1-2)、输出凹槽(1-3)和气道凹槽(1-4)的铝掩模图形；

步骤三、在步骤二获得的铝掩模图形的Si晶片上旋涂光刻胶，光刻出气道凹槽(1-4)的光刻胶图形，坚膜后去胶，获得胶掩模图形；

步骤四、将步骤二获得的铝掩模图形和步骤三获得的胶掩模图形的Si晶片进行ICP干法刻蚀，获得Si基阴模模具；所述ICP干法刻蚀的过程为：

步骤A、首先刻蚀10μm，然后除去胶掩模，获得含有铝和SiO₂掩模图形的Si晶片；

步骤B、在步骤A的基础上继续刻蚀170μm，然后除去铝掩模，继续刻蚀30μm，获得Si基阴模模具；

步骤五、采用微模铸工艺，将液态PDMS浇注于Si基阴模模具上，然后进行真空脱气、加热、冷却后脱模；获得PDMS阳模模具；

步骤六、在步骤五所述的PDMS阳模模具上浇注液态PDMS，然后进行真空脱气、加热、冷却后脱模；获得PDMS基片(1)；

步骤七、对步骤六获得的PDMS基片(1)上的第一支流凹槽(1-1)、第二支流凹槽(1-2)和气道凹槽(1-4)的末端处分别打孔，分别为第一支流(1-1)的进口端(1-1-1)、第二支流凹槽(1-2)的进口端(1-2-1)和气道凹槽(1-4)的进口端(1-4-1)；

步骤八、将步骤七获得的打孔后的PDMS基片(1)与玻璃片(2)贴合，获得微流控芯片内双液体毛细微流控制阀。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀的制作方法，其特征在于，所述Si单晶片的厚度为380μm、600μm或者800μm。

4.根据权利要求2所述的微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀的制作方法，其特征在于，步骤五和步骤六所述的进行真空脱气、加热、冷却和脱模；获得PDMS阳模模具；所述的加热温度为120℃，加热固化时间为15分钟。

5.根据权利要求2所述的微流控芯片内的双液体毛细微流控制阀的制作方法，其特征在于，步骤五获得的PDMS阳模模具的结构与步骤四获得的Si基阴模模具的结构互补。