[发明专利]用于对齐结构层上的覆盖物的方法以及所得到的装置

说明书

本申请根据35U.S.C.§119，要求2011年11月30日提交的美国临时申请系列第61/565013号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

领域

本发明一般地涉及用于形成微流体模块的方法，具体地，涉及用于对齐微流体模块的结构层上的覆盖物的方法以及所得到的装置。

背景和概述

微反应器，或者具有最小尺寸为微米至最高至数十毫米规格的通道的连续流反应器，相对于常规间歇式反应器具有许多优点，包括能效、反应条件控制、安全性、可靠性、生产力、可量测性和便携性的非常明显的提升。在此类微反应器中，化学反应通常被限制在此类通道中连续进行，因而称作术语“连续流反应器”。微反应器可以由进行一个或多个特定功能(例如，混合、停留时间(以完成反应或其他工艺)和分离等)的微流体模块构建。

根据本发明的一个实施方式，形成用于连续流反应器的流体模块的方法包括：提供至少一块具有一个或多个通孔的平坦玻璃或陶瓷片，形成至少一层具有至少一个图案化表面的图案化玻璃或陶瓷层，使得所述图案化表面包括限定在具有上表面的壁之间的通道，所述上表面位于常规高度(common height)，将所述至少一块玻璃或陶瓷片与所述至少一层图案化玻璃或陶瓷层堆叠在一起，所述片与壁在常规高度接触，使得通道被封在片和图案化层之间，片与图案化层对齐，使得一个或多个通孔分别与图案化层的壁之间的各个空间对齐，以提供到达所述各个空间的流体可及性，以及通过将片和图案化层压制在一起同时对所述片和图案化层进行加热来将所述片和图案化层接合在一起；其中，所述图案化玻璃或陶瓷层还包括一个或多个提升的结构，所述提升的结构在常规高度上方延伸，并且所述堆叠的步骤包括将片堆叠到位于常规高度的壁的上表面上，该位置使得所述一个或多个提升的结构将片限制在所需的位置或者将片对齐到图案化层上。

在下文参考附图描述了本发明方法的某些变化形式和实施方式，紧接下来对所述附图作简要描述。

附图简要说明

当结合以下附图阅读下面对本发明的具体实施方式的详细描述时，可对其形成最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：

图1和2显示组装形成微流体模块的结构层上的覆盖物的现有技术布置的正视截面图；

图3显示根据本发明的一个实施方式，在结构层上的覆盖物布置的正视截面图；

图4是根据图3的实施方式的结构层上的覆盖物布置的平面图；

图5显示根据本发明的另一个实施方式，在结构层上的覆盖物布置的正视截面图；以及

图6-9是图5的实施方式的结构层上的覆盖层布置的各种替代形式的平面图。

发明详述

参见图1和2，在本发明的发明人和/或其同事的先前工作中，用于微反应器(由多个模块组装的、具有亚毫米至十多微米规格的通道的流反应器)的流体模块100通常形成作为两个结构层104a、104b和两个平坦覆盖物106a、106b的组件102，然后在高温下密封到一起。从特定设计的模具复制得到结构层104a、104b。

得益于卯榫型结构(未示出)，可以容易地将两个结构层104a、104b相互对齐，所述卯榫型结构理想地形成在两个结构层104a、104b的相对表面上。

对齐覆盖物的一种方法是通过视觉检查，将对齐的覆盖物粘合到位。但是，一旦流体模块部件组装到了一起，它们的堆叠在高温下密封，该温度远高于胶能够耐受的温度。如果在烧炉中产生一些振动，则会失去良好的对齐。当覆盖没有良好地对齐时，覆盖孔110就不在结构层104a、104b的孔108的前方，并且当流体通过这些孔或者通过这些孔的接合所形成的“端口”20时，可能会产生额外的压降。此外，在烧制过程中，模块中的胶可能产生污染。