[发明专利]制造微型流体装置的方法

说明书

本申请是申请人于2005年4月29日提交的、申请号为“200510070018.X”、发明名称为“高热效率玻璃微型通道及其真空成形方法”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明通常涉及微型流体装置及制造这类装置的方法，具体涉及高热效率玻璃，玻璃陶瓷或陶瓷质的微型通道(microchannel)即微型流体装置，以及制造这类装置的方法。 

背景技术

微型通道即微型流体装置一般理解成其特征尺寸范围在10μm-1000μm之间的流体通道的装置，而流体在所述通道内通过，并以各种方式接受处理。这类装置被认为极有希望在化学与生物工艺技术中带来革命性变化，特别是因为在微型流体装置中传热速率与传质速导率要比常规化学处理系统所达到的速率高几个数量级。 

玻璃或玻璃陶瓷中的流体微型通路一般具有优异化学耐性的优点，但玻璃与玻璃陶瓷是热的不良导体，而热交换在大多数化学合成中是关键的过程。准确而又安全的局部热控制一般可以使得化学过程在相对更高的浓度、压力与温度下进行，进而在大多数情况下使得产率更高，效率更高。 

发明内容

本发明提供了一种制造微型流体装置的方法，所述方法包括： 

提供一个模； 

将软化的玻璃或可陶瓷化的玻璃的片置于所述模上； 

对所述片施加不同的气体压力，使所述片与所述模贴合，由此在所述片的至少一个表面上形成微型通道； 

通过在所述模上粘结一块玻璃或可陶瓷化的玻璃的片，在所述片的至少一个表面上基本封盖所述微型通道。 

在一个优选的实施方式中，该方法还包括陶瓷化所述板与所述片的步骤。 

在另一个优选的实施方式中，对所述片施加不同的气体压力以使所述片与所述模贴合的步骤包括对在所述片与所述模之间的片抽真空。 

在另一个优选的实施方式中，通过在所述模上粘结玻璃或可陶瓷化的玻璃的片以在所述片的至少一个表面上基本封盖所述微型通道的步骤包括将一软玻璃片轧平放置在所述贴合的片上，由此将所述软玻璃片粘结在所述贴合的片上。 

本发明提供一种装置，它具有由薄的玻璃片，玻璃陶瓷片或陶瓷片材料所形成的微型流体通道，这些片状材料具有良好的表面特性与强度，且提供一种能可靠与有效地制造这类装置与通道的工艺方法。薄壁式微型通道能有效进行热交换，同时能提供优异化学耐性与耐热性。本发明的成形工艺提供的是一种简单而可靠的制造方法，同时提供最后得到的装置，其热交换量达到最大。 

按照本发明一个实施方式，微型流体装置包括玻璃或玻璃陶瓷材料的成形片。所述的成形片要成形成在它的第一表面上具有一个或多个第一微型通道，且在所述第一表面相背的第二表面上具有一个或多个第二微型通道。所述的第二通道与第一通道是互补的。所述的第一通道由结合在所述的成形片第一表面上的第一玻璃板或玻璃陶瓷材料板所基本上封盖，且所述的第二通道可以由结合在所述第二表面上的第二玻璃板或玻璃陶瓷材料板所基本上封盖。 

按照本发明另一个实施方式，它提供的是制造一种微型流体装置的方法。该方法包括是提供一个单表面模，将玻璃片或可陶化玻璃片置于该模上，对模与薄片进行加热，在薄片上施加气体压力差，使该薄片与模贴合。结果是在该薄片的至少一个面上，通常在它的两面上形成微型通道。然后将玻璃板或可可陶化玻璃板结合在具有微型通道的薄片的至少一个表面上将微型通道基本上封盖住。 

按照本发明又一个实施方式，它提供的是制造一种微型流体装置的方法。该方法包括将第一软玻璃片轧平到一个移动模上的步骤，所述第一软玻璃片具有与所述模相背的第一表面以及与该第一表面相背的第二表面，该第二表面搁在所述模上；该方法还包括对软玻璃片真空成形，使该玻璃片贴合在所述模上，由此形成一个在第一表面与第二表面上具有微型通道的成形片。该方法还包括 将第二软玻璃板轧平到所述成形片的所述第一表面上，然后将所述第二软玻璃板结合到所述成形片上，在其第一表面上将所述的微型通道基本上封盖。该方法还包括将所述成形片从所述模上揭下来。该方法可以另外包括将第三软玻璃板轧平到所述成形片的所述第二表面上，然后将所述第二软玻璃板结合到所述成形片上，在其第二表面上将所述微型通道基本上封盖。 

可以理解前面的一般性叙述与后面的详细叙述提供的是本发明实施方式，意在提供理解本发明权利要求的本质与特征的综述与框架。附图用来进一步理解本发明，且在此引入并构成本专利的一个组成部分。附图说明本发明的各实施方式，连同说明书一起用来解释本发明的原理与操作。 

附图说明