[发明专利]微流体喷射芯片、及喷射头与分配装置

说明书

一种微流体喷射芯片、及喷射头与分配装置。微流体喷射芯片包括具有流体通道的硅衬底。流体通道由硅衬底的硅侧壁界定，所述硅侧壁被永久钝化层覆盖，以保护硅侧壁免暴露于酸性流体。永久钝化层在对硅衬底的刻蚀结束时保留在硅侧壁上以形成流体通道。

技术领域

本发明涉及流体分配装置，且更具体来说涉及用于分配包含与硅发生化学反应的酸性组分的流体的流体分配装置（fluidic dispensing device），例如微流体分配装置，尤其涉及一种微流体喷射芯片、及喷射头与分配装置。

背景技术

如US 7,938,975中阐述的微流体分配装置的一个类型例如是具有微流体喷射头（micro-fluid ejection head）的热喷墨打印头盒（thermal ink jet printheadcartridge）。这种微流体分配装置具有紧凑的设计，且通常包括与板上微流体喷射芯片流体连通的板上流体贮存器（on-board fluid reservoir）。在微流体分配装置内，存在流体歧管（fluidic manifold）、流体流动通路结构以及能够以可重现的液滴速度及液滴质量精确且可重复地喷射5到100皮升范围内的小滴的单独或共同可定址及可配置的单独喷射室。在结构方面，微流体喷射芯片包括硅衬底形式的硅层以及安装具有一个或多个流体喷射喷嘴的喷嘴板的层，其中硅衬底包括流体通路，以在盒的流体贮存器与喷嘴板之间形成流体界面。

在生命科学行业中，需要以下装置：所述装置可输送用于分析、校准及表征的精确计量样品，例如用于输送用于电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma massspectrometry，ICP – MS）分析仪器的样品制备的点样试剂（spotting reagent）。可能看起来现有技术的微流体分配装置可能是这种生命科学应用的良好候选者，例如（举例来说），其中所述试剂可能存储在打印头盒中且用于原位校准标准。然而，这种试剂通常具有酸性含量，例如，百分之一到百分之三的氢氟酸/硝酸（hydrofluoric acid / nitric acid，HF/HNO₃），且已知HF/HNO₃是侵蚀性的硅刻蚀剂。因此，这种试剂与现有技术的微流体分配装置不兼容，因为硅衬底将暴露于试剂，从而导致对被暴露出的硅的HF/HNO₃刻蚀，且继而导致分析中的样品受到硅污染。

所属领域需要一种流体分配装置，所述流体分配装置被配置用于分配包含与硅发生反应的酸的流体。

发明内容

本发明提供一种流体分配装置，且更具体来说，提供一种用于分配包含酸性组分的流体的微流体芯片、头及分配装置，所述酸性组分例如（举例来说）是与硅发生化学反应的HF/HNO₃。

在一种形式中，本发明涉及一种微流体喷射芯片，所述微流体喷射芯片包括具有流体通道的硅衬底。所述流体通道由所述硅衬底的硅侧壁界定，所述硅侧壁被永久钝化层覆盖，以保护所述硅侧壁免暴露于酸性流体（即，具有酸性组分的流体）。所述永久钝化层在对所述硅衬底的刻蚀结束时保留在所述硅侧壁上以形成所述流体通道。

在另一种形式中，本发明涉及一种微流体喷射头。所述微流体喷射头包括：微流体喷射芯片，连接到所述喷嘴板。所述微流体喷射芯片包括具有流体通道的硅衬底。所述流体通道由所述硅衬底的硅侧壁界定，所述硅侧壁被永久钝化层覆盖，以保护所述硅侧壁免暴露于酸性流体。

在另一种形式中，本发明涉及一种流体分配装置。所述流体分配装置包括：流体贮存器，用于运送包含与硅发生反应的酸性组分的流体；以及微流体喷射头，具有连接到喷嘴板的微流体喷射芯片。所述微流体喷射芯片包括硅衬底，所述硅衬底具有与所述流体贮存器及所述喷嘴板中的每一者流体连通的流体通道。所述流体通道由所述硅衬底的被永久钝化层覆盖的硅侧壁界定。