一种微流道印刷成型装置的制作方法

本实用新型涉及微流道印刷成型技术领域，尤其是涉及一种微流道印刷成型装置。

背景技术：

微流控芯片是一种在微米尺度空间对流体进行槽孔为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的功能，因此又称为芯片实验室。

完整的微流控芯片包括芯片基材、设于基材上的微米尺度的流道、物质交换管道、微泵、微阀以及其他控制系统，比如温度调控系统、磁场调控系统、电场调控系统等。其中，在基材上加工出微米尺度的沟槽，使之作为液体或气体流道，并在发生层流现象是微流控芯片最重要的步骤之一。

目前，湿法刻蚀、干法刻蚀与激光三维直写技术是在基材上加工尾流道三种主要方法。

湿法刻蚀以氢氟酸为刻蚀液，以具有微流道图样的刻蚀膜作为遮掩物，在玻璃基板上刻蚀出微流道。

干法刻蚀以真空等离子体作为刻蚀媒介，同样以具有微流道图样的刻蚀膜作为遮掩物在玻璃基板上刻蚀出微流道。

湿法刻蚀与干法刻蚀都需要预先加工出具有微流道图样的刻蚀膜，该刻蚀膜是通过光刻法得到的。激光刻蚀(即光刻法)的一般流程包括，首先在玻璃基板上用甩胶机铺设一层均匀的光刻胶，然后在具有微流道图样的光掩膜的保护下，在自光线下曝光，被紫光先照到的部分，光刻胶发生聚合反应；接下来用显影液冲洗光刻胶，发生聚合反应的部分被冲刷下来，从而在光刻胶上形成了微流道的图样，这样，用于湿法刻蚀与干法刻蚀的刻蚀膜就制备成功了。

激光三维直写技术的加工步骤一般包括，首先在透明介质内部用激光扫描聚焦焦斑，由于激光和透明介质的相互作用仅发生在激光焦斑中心有限的三维区域中，所以可以保证较高的加工精度，被激光焦斑扫描的区域发生改性，然后通过热处理使改性部分发生结晶，这些结晶部分具有更容易被氢氟酸刻蚀的特性，最后采用氢氟酸有选择的把被改性结晶的部分刻蚀掉，从而在玻璃内部完成微流道的加工。

湿法刻蚀、干法刻蚀、激光直写技术虽然各有优势，但是它们的缺点也不容忽视。湿法刻蚀的精度较高，但是前期的光刻法耗时耗力，后期用到的刻蚀液(氢氟酸)对人体伤害作用极大，应用过程中必须严格遵守应用流程并做好防护，这极大限制了湿法刻蚀的广泛应用；干法刻蚀除了前期需要光刻法制备遮掩膜以外，刻蚀需要用到真空设备，这造成了刻蚀面积有限，加工效率低下，而且加工表面较为粗糙；激光直写技术还处于研究阶段，其原理还备有得到公认的说法，合适的实验参数还需要大量的实验来总结，而且激光直写技术需要用到的设备十分昂贵。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种微流道印刷成型装置，通过产生等离子体对基板进行印刷加工，无需使用以光刻法得到的刻蚀膜，也不需要用到氢氟酸刻蚀液，印刷的装置属于常规容易得到的装置，成本低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种微流道印刷成型装置，包括电源以及电极，所述电极包括与待成型的微流道的形状相同的成型结构，所述电源与所述电极电连接，可使所述电极产生等离子体。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括供气系统，进行印刷时，所述供气系统向所述电极与待印刷基板之间通入辅助气体。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括与所述电极间距设置的传送平台，沿所述传送平台的传输方向上，若干待印刷基板随所述传送平台依次移动到所述电极与所述传送平台之间，并在印刷后随所述传送平台移走。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括与所述电极固定连接的移动轴，通过移动所述移动轴，进而带动所述电极远离或靠近待印刷基板，以调整所述电极与待印刷基板之间的间距。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电极与待印刷基板的印刷位置之间设置有迁移电场。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括基板装甲平台，所述基板装甲平台上设有用于安装待印刷基板的卡位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基板装甲平台上间隔设置有若干个用于安装待印刷基板的所述卡位。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括电极安装盘，所述电极安装盘固设于所述移动轴上，所述电极固设于所述电极安装盘上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电极安装盘上设置有若干个所述电极。

作为上述技术方案的进一步改进，若干所述电极串联连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的微流道印刷成型装置，将电极设置呈与需要印刷的微流道相同的微流道形状，并通过电极产生等离子体，并在基板上进行印刷出微流道结构，本实用新型的微流道印刷成型装置，设备容易得到、印刷成本低，印刷过程无需使用刻蚀膜、氢氟酸刻蚀液，更加高效、安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的微流道印刷成型装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1，本实用新型的微流道印刷成型装置包括电极1、电源2、传送平台3、供气系统4以及移动轴5。

本实用新型基于等离子体印刷技术而设计，电源2与电极1连接，电源2优选为等离子射频电源，在电源2与电极1 之间设置有射频电源匹配器20，工作时，电源2与电极1之间电性连接，在电极1处产生等离子体，产生的等离子体作用在需要印刷的基板100上，从而在基板100上产生印刷的图形，为了在基板100上得到微流道结构，将电极1设置呈与希望得到的微流道结构相同的微流道结构，通过电极1产生的等离子体则呈微流道结构作用在基板100上，从而印刷成型微流道结构。

本实施例中，电极1采用线切割慢走丝或者电化学腐蚀的方法加工而成微流道结构。

传送平台3设置于电极产生等离子体的位置处，以图1中相对位置为例进行说明，该例中，传送平台3设置于电极1的下方，并与电极1间距设置，传送平台3自左向右或自右向左定向移动，从而带着基板100依次到达印刷位置处进行印刷，并在印刷完成后被传送平台3带走。

优选的，在传送平台3上设置基板装甲平台6，基板装甲平台6上预先设置好安装基板100的卡位，基板100随基板装甲平台6一同随传送平台3移动，本实施例中优选为，在一个基板装甲平台6上装甲3个基板100，同时，在印刷位置处设置3个对应的电极1，以提高印刷的效率，当然，在其他不同的实施例中，装甲的基板100以及相应的电极1的数量也可以进行适当的调整。优选的，传送平台3上设有用于安装基板装甲平台6的卡位，使基板装甲平台6稳固安装在传送平台3上。

印刷时，为了得到更好的刻蚀精度，需要通入辅助气体。本实施例中，如图1，供气系统3用于向电极1与基板100之间通入辅助气体。

其中，基板100可以为玻璃基板、硅基板、碳基板等，以玻璃基板为例，在等离子体印刷时，使用一定比例的四氟化碳和氧气能够显著提高玻璃基板的刻蚀精度，因此，本实施例中，分别从两侧向电极1与基板100之间通入一定比例的四氟化碳和氧气。

电极1与基板100之间的距离也是影响等离子体印刷结果的重要因素，以玻璃基板为例，电极1与基板100之间的距离优选为在2mm以下，为此，本实施例中，将电极1安装在电极安装盘50上，安装盘50固定连接移动轴5，移动轴5可以相对靠近或远离传送平台3的方向进行位置调节，进而调节电极1与基板100之间的间距。

优选的，本实施例中，还在电极1与基板100的印刷位置之间设置有迁移电场(图中未示出)，通过迁移电场使产生的等离子体定向地向基板100上移动，进一步防止等离子体在电极1与基板100之间发生扩散，保证印刷成型的微流道的质量。

本实用新型的微流道印刷成型装置具有以下优点：

1、采用现有工业生产中常见的设备，设备易得到，加工成本低；

2、加工设备均为常见的设备，其相应的控制系统十分成熟，可以方便的进行流水化作业；

3、无需使用刻蚀膜、刻蚀液，安全高效；

4、印刷环境在大气压条件下就可进行；

5、通过合理调节电极与基板之间距离，并通过迁移电场防止等离子体的扩散，印刷精度高。

以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。