[发明专利]一种聚合物芯片微通道的加工和平整化方法

权利要求书

1.一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，包括芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述平整化方法是按照以下操作步骤进行的：

将经过芯片微通道加工方法后的聚合物芯片基片置于培养皿中，刻有微通道一面向下，用垫块垫起四角，在培养皿内注入平整化有机溶剂，有机溶剂的液面与芯片表面保持3-8mm的距离，将培养皿封闭并置于恒温水浴加热器中，20-40℃条件下保持一定时间，使有机溶剂蒸气浸润微通道，溶解微通道内毛刺和坑洼处，从而实现平整化。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述芯片材质为聚甲基丙烯酸甲酯或聚环烯烃，平整化有机溶剂为氯仿乙醇混合液或正己烷乙醇混合液。

3.根据权利要求2所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，聚甲基丙烯酸甲酯材质芯片的平整化有机溶剂氯仿与乙醇的体积比为1:1-8；聚环烯烃材质芯片采用的平整化有机溶剂正己烷与乙醇的体积比为1:0.5-5。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，20-40℃条件下保持时间为40-600s。

5.根据权利要求1所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述的表面平整化方法需在芯片微通道加工完毕后0.5-4小时内完成。

6.根据权利要求1所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，将两片平整化处理后的芯片基片对齐放入热压机中，60-100℃下施加130-150N/cm²压力，保持25-35分钟实现芯片封接，形成成型芯片。

7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述芯片微通道加工方法按下述步骤进行：

1）对于切割好的有机聚合物芯片基片，依次用去离子水超声清洗、乙醇冲洗、氮气吹干以去除表面灰尘及油污，随后将芯片基片置于略大于基片幅面的培养皿或托盘中，并以胶带将基片固定在培养皿底面，在培养皿或托盘中注入芯片基片冷却液用以冷却芯片基材，使冷却液液面没过基材表面3-5mm，将托盘连同基片固定在电路板雕刻机工作台上；

2）将预先设计的芯片图纸导入雕刻机工作站软件，并按照图形控制刀具运行轨迹刻制芯片，采用雕刻机加工微流控芯片过程中主要包括四种铣削工艺，分别是钻孔、铣微通道、铣内轮廓、铣外轮廓，所述四种铣削工艺按照先钻孔，再铣微通道，随后铣内轮廓，最后铣外轮廓的顺序进行加工；

3）加工完成后将带有微通道的芯片基片从冷却液中取出，置于去离子水中超声清洗后依次经过无水乙醇、异丙醇冲洗，并用氮气吹干。

8.根据权利要求7所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述的芯片基片冷却液包括去离子水和无水乙醇两种，当聚合物基材的玻璃态转化温度T_g<78℃时采用无水乙醇作为冷却液；当T_g≥78℃时采用去离子水作为冷却液。

9.根据权利要求7或8所述的一种聚合物芯片微通道加工和平整化方法，其特征在于，所述的芯片基片加工过程中钻头、铣刀的旋转速度和行进速度设置如下：钻头直径不大于1.5mm时，转速30000-40000r/min，Z轴下落速度15-20mm/s，钻头直径大于1.5mm时，转速25000-30000r/min，Z轴下落速度10-15mm/s；铣微通道、内外轮廓时铣刀直径不大于1.0mm时，转速25000-30000r/min，水平横移速度15-20mm/s，铣刀直径大于1.0mm时，转速18000-25000r/min，水平横移速度5-15mm/s。