软质芯片注塑系统和制作软质芯片的方法
【技术领域】
[0001]本申请属于微流控芯片制作技术领域，特别是涉及一种软质芯片注塑系统和制作软质芯片的方法。
【背景技术】
[0002]微流控芯片技术(MicrofIuidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
[0003]以PDMS(Po Iydimethy I si 1xane，聚二甲基娃氧烧)材质为代表的软质微流控芯片，因其成本低，使用简单，而且具有良好的化学惰性等特点，成为一种广泛应用于微流控领域的聚合物材料。PDMS芯片的生产过程通常是将PDMS预聚物A和B组分充分混合之后进行脱泡，倒入模具当中，加热进行固化，从而形成PMDS芯片。该过程操作繁琐，生产效率低，目前没有实现产业化，也没有仪器能够实现PDMS芯片加工的批量化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种软质芯片注塑系统和制作软质芯片的方法，以克服现有技术中的不足。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]本申请实施例公开了一种软质芯片注塑系统，包括:
[0007]混胶系统，实现软质芯片原料的混合，并将混合后的原料供给至点胶系统；
[0008]注塑模具，对软质芯片的高度方向进行定型，其底部设有模板，该模板上表面形成有微结构图案；
[0009]点胶系统，连通于混胶系统，并位于所述注塑模具的上方，该点胶系统用以在所述模板上表面铺设混合原料；
[0010]脱泡系统，具有容纳注塑模具的腔体，用以对点胶后注塑模具进行整体脱泡；
[0011]固化系统，具有一封闭的空间，通过加热方式将脱泡后的注塑模具进行加热并使得混合原料固化定型。
[0012]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述注塑模具包括夹具底板和夹具上盖，所述夹具底板上凹设形成有注塑槽，所述模板设置于所述注塑槽的底部，所述夹具上盖具有水平的底面。
[0013]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述夹具底板和夹具上盖之间转动连接。
[0014]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述夹具底板上设置有水平仪。
[0015]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述模板为硅片。
[0016]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述混胶系统包括混胶桶、搅拌装置和气动连接装置，所述混胶桶具有一密闭的搅拌空间，所述搅拌装置延伸于所述搅拌空间内，所述气动连接装置连通于所述搅拌空间，并可与外部的真空栗或空气压缩机连接。
[0017]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述软质芯片的材质为PDMS。
[0018]优选的，在上述的软质芯片注塑系统中，所述混胶系统、点胶系统、注塑模具、脱泡系统和固化系统依次设于同一生产线上，相邻系统之间通过机械手作业。
[0019]相应的，本申请还公开了一种制作软质芯片的方法，包括步骤:
[0020](I)、将软质芯片的原料配比后加入到混胶桶中，气动连接装置连接真空栗，通过搅拌和抽真空，实现原料搅拌和脱泡同时进行；
[0021](2)、气动连接装置连接空气压缩机，通过压缩气体将混合后的原料挤压到点胶系统的管路中，在模板表面进行点胶；
[0022](3)、点胶完成之后，将点胶后的注塑模具放置到脱泡系统，抽取真空，真空度达到-0.1MPa之后，保持2?10分钟，气泡完全脱出之后，取出注塑模具；
[0023](4)、将注塑模具整体放置到固化系统，启动加热装置，达到60?80摄氏度，保持5?20分钟，软质芯片原料固化于模板之上，将注塑模具整体取出，继而完成脱模。
[0024]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0025]1.本发明系统生产效率高；
[0026]2.系统操作简单、成本低廉；
[0027]3.节省人工成本、降低人为误差；
[0028]4.设备体较小，适合实验室芯片中式或者车间芯片批量生产使用。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1所示为本发明具体实施例中混胶系统的结构示意图；
[0031]图2所示为本发明具体实施例中注塑模具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]本实施例以制作PDMS软质芯片为例进行说明。
[0034]软质芯片注塑系统，包括依次设置的混胶系统、点胶系统、注塑模具、脱泡系统和固化系统。
[0035]参图1所示，混胶系统由混胶桶1、搅拌装置2和气动连接装置3组成，混胶桶为市售混胶桶，用来盛放PDMS的两个组分，混胶桶的容积可以根据生产任务选用。通过上面的搅拌装置(自带马达)混匀预聚物两个组分，还可以采用磁力搅拌等其他方式实现PDMS两组分的混合。
[0036]气动连接装置连通于混胶筒的内部，其可以与真空栗连接，实现边搅拌边脱泡的过程，节省时间。搅拌时间通过调节转速确定，以混匀预聚物为目的。
[0037]抽真空时间要长于搅拌时间，而且抽真空的效果除了取决于时间长短，还和预聚物的量以及混胶桶的深宽比有关系;质量相同的预聚物，混胶桶深宽比越小，抽真空效果越好。
[0038]需要注意的是，整个混胶系统需要保证气密性，保证脱泡效率，混料桶底部有一个控制阀，控制阀开启时，空气压缩机连接气动连接装置，通过压缩气体将混胶桶里的PDMS挤压到点胶系统的管路中。
[0039]点胶系统4采用市售的点胶头，通过控制部分进行控制。点胶头通过软管和混胶桶底部连接，压缩气体实现PDMS原料的供给。点胶头可以是气动或者机械推进等方式控制。如果是气动点胶头，通过控制气压和时间，控制点胶量。如果是机械推进式点胶头，通过选择点胶头的通径、推进速度、时间等因素控制点胶量。PDMS注塑模具放置于点胶底部，PDMS混合物直接滴入到注塑模具中，完成点胶过程。
[0040]点胶系统可以配备反馈模块，精确控制点胶量，从而实现控制PDMS芯片厚度的目的，