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TW201805231A - 微流道晶片的製法及其製品 - Google Patents

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TW201805231A
TW201805231A TW105125242A TW105125242A TW201805231A TW 201805231 A TW201805231 A TW 201805231A TW 105125242 A TW105125242 A TW 105125242A TW 105125242 A TW105125242 A TW 105125242A TW 201805231 A TW201805231 A TW 201805231A
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綠點高新科技股份有限公司
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Abstract

一種微流道晶片包含載板、單一彈性板體及蓋板。彈性板體設於載板上並包括相反的上、下表面、氣體流道單元及液體流道單元。氣體流道單元具自彈性板體的上表面朝下凹陷的上微流道陣列。上微流道彼此相通且沿第一方向彼此間隔排列並沿一與第一方向夾一角度的第二方向延伸。液體流道單元具自彈性板體的下表面朝上凹陷且不與上微流道相通的下微流道陣列。下微流道彼此相通且沿第二方向彼此間隔排列並沿該第一方向延伸，以與上微流道形成複數個交錯處並於交錯處定義出一薄膜式閥門陣列。蓋板覆蓋彈性板體以封閉氣體流道單元並具有連通氣體流道單元的開口。

Description

微流道晶片的製法及其製品
本發明是有關於一種生物晶片(biochip)，特別是指一種微流道晶片(microfluidic chip)的製法及其製品。
參閱圖1與圖2，美國第6,951,632 B2核准公告號發明專利案(以下稱前案)揭示的一種微流道裝置1之製法及其製品。前案一般是經由眾所周知的多層軟微影(multilayer soft lithography，以下稱MSL)製程來完成。前案的製法是先使一微管件(capillary element)11設置且垂直接觸於一微流道模具10的一凸條100上。接著，於微流道模具10上塗佈(coating)一彈性高分子上層12。進一步地，自彈性高分子上層12移除微流道模具10以令彈性高分子上層12成型出外觀互補於微流道模具10之凸條100的微溝渠120。後續，於彈性高分子上層12下添加一呈薄膜態的彈性高分子中層13以封閉微溝渠120，從而使微溝渠120形成一液體微流道121。最後，於彈性高分子中層13下添加一形成有一氣體微流道141的彈性高分子下層14，並從而製成微流道裝置1。在前案中，氣體微流道141是面向彈性高分子中層13，且是與彈性高分子上層12的液體微流道121呈90度角交錯設置，以令呈薄膜態的彈性高分子中層13是做為一薄膜式閥門使用。
此外，微流道裝置1於實際運作時，是經由在氣體微流道141內引入氣體以控制薄膜式閥門的運作。如圖2所示，當薄膜式閥門處於一非使用狀態時，是未在彈性高分子下層14之氣體微流道141內引入氣體，以令彈性高分子上層12內的液體微流道121暢通；相反地，當薄膜式閥門處於一使用狀態時，是在彈性高分子下層14之氣體微流道141內引入氣體，以使彈性高分子中層13因受氣體的擠壓而朝向彈性高分子上層12之液體微流道121產生變形，從而令彈性高分子上層12內的液體微流道121因變形後的彈性高分子中層13而封閉。
雖然前案所使用的MSL製程可以製得微流道裝置1。然而，本發明所屬技術領域者皆知，MSL製程於添加彈性高分子下層14至彈性高分子中層13時，存在有對位問題。一旦微流道裝置1因對位精準度不足而導致液體微流道12與氣體微流道14無法呈90度角交錯設置時，則微流道裝置1便無法運作。
經上述說明可知，尋求微流道晶片之製法並改良微流道晶片之結構，以解決上述對位精準度不足導致微流道裝置1無法正常運作的問題，是此技術領域者所待突破的難題。
因此，本發明之目的，即在提供一種對位精準度高之微流道晶片的製法。
本發明之另一目的，即在提供一種對位精準度高之微流道晶片。
本發明之又一目的，即在提供一種對位精準度高之微流道晶片的製法。
本發明之再一目的，即在提供一種對位精準度高之微流道晶片的製法。
本發明之再又一目的，即在提供一種對位精準度高之微流道晶片的製法。
於是，本發明微流道晶片的製法，包含一提供步驟、一成型步驟、一脫模步驟，及一封裝步驟。
該提供步驟是提供包括相互閉合之一上模具及一下模具的一金屬模具組，該上模具包括一朝該下模具凸伸的上凸條陣列與一由每兩相鄰上凸條所定義的上溝渠陣列，該下模具包括一朝該上模具凸伸的下凸條陣列與一由每兩相鄰下凸條所定義的下溝渠陣列，該等上凸條是沿一第一方向間隔排列且沿一與該第一方向夾一角度的第二方向延伸，該等下凸條是沿該第二方向間隔排列且沿該第一方向延伸以與該等上凸條形成複數個交錯處，並使該等上凸條的一底緣及該等下凸條的一頂緣分別於該等交錯處定義出一間隙(G)，且該等上溝渠、該等下溝渠與該等間隙是彼此相通以共同定義出一填充空間。
該成型步驟是使一待成型材於該填充空間中成型出一外觀互補於該上凸條陣列的上微流道陣列、一外觀互補於該下凸條陣列的下微流道陣列，及一外觀互補於該等間隙G的薄膜式閥門陣列，從而形成單一個彈性板體。
該脫模步驟是分離該上模具與該下模具。
該封裝步驟是分別覆蓋該下微流道陣列與該上微流道陣列。
此外，本發明微流道晶片，包含一載板、單一個彈性板體，及一蓋板。該彈性板體設置於該載板上並包括相反的一上表面及一下表面，且還包括一氣體流道單元及一液體流道單元。該氣體流道單元具有一自該彈性板體的上表面朝下凹陷的上微流道陣列，該等上微流道彼此相通且沿一第一方向彼此間隔排列，並沿一與該第一方向夾一角度的第二方向延伸。該液體流道單元具有一自該彈性板體的下表面朝上凹陷，且不與該等上微流道相通的下微流道陣列，該等下微流道彼此相通且沿該第二方向彼此間隔排列並沿該第一方向延伸，以與該等上微流道形成複數個交錯處並於該等交錯處定義出一薄膜式閥門陣列。該蓋板覆蓋該彈性板體以封閉該氣體流道單元。
又，本發明微流道晶片的製法，包含提供一上模具，其包括至少兩相鄰而間隔設置的上凸條，該等上凸條沿一第二方向延伸；提供一下模具，其包括至少一下凸條，該下凸條沿一與該第二方向相異的第一方向延伸；相互閉合該上模具及該下模具，使該等上凸條面向該下凸條且至少於一交錯處相互交錯，該等上凸條與該下凸條於該交錯處形成一間隙；於閉合的該上模具及該下模具之間成型一彈性板體，該彈性板體包括外觀互補於該等上凸條的至少一上微流道、外觀互補於該下凸條的至少一下微流道，及外觀互補於該等上凸條與該下凸條於該交錯處所形成的該間隙的至少一薄膜式閥門；分離該上模具與該下模具；及分別覆蓋該上微流道及該下微流道。
再者，本發明微流道晶片的製法，包含提供一待成型材；於該待成型材的一第一表面熱壓成型至少一第一微流道；於該待成型材的一相反於該第一表面的第二表面熱壓成型至少一第二微流道，該第一微流道與該第二微流道於一交錯處交錯並共同界定一薄膜式閥門，以供當該第一微流道引入足夠壓力氣體時，該薄膜式閥門將產生彈性應變而封閉該第二微流道；及分別覆蓋該第一微流道及該第二微流道。
此外，本發明微流道晶片的製法，包含將一待成型材設置於一模具組內的一填充空間；於該填充空間內於該待成型材的一第一表面成型至少一第一微流道；於該填充空間內於該待成型材的一相反於該第一表面的第二表面成型至少一第二微流道，該第一微流道與該第二微流道於一交錯處交錯並共同界定一薄膜式閥門，以供當該第一微流道引入足夠壓力氣體時，該薄膜式閥門將產生彈性應變而封閉該第二微流道，藉此成型一彈性板體；將該彈性板體自該填充空間取出；及分別覆蓋該第一微流道及該第二微流道。
本發明之功效在於：透過彼此閉合之上模具與下模具所形成的填充空間，使上模具之上凸條陣列與下模具之下凸條陣列彼此交錯設置並定義出間隙G，以令待成型材可直接於填充空間中一次成型出外觀形狀互補於上凸條陣列與下凸條陣列之上微流道陣列與下微流道陣列，且於間隙G處對應成型出薄膜式閥門陣列，從而確保所有上微流道與所有下微流道皆能彼此對應交錯設置並令微流道晶片得以正常運作。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
如圖3所示，本發明之微流道晶片的製法的一第一實施例，包含一電鑄成型步驟S1、一提供步驟S2、一配置步驟S3、一成型步驟S4、一脫模步驟S5，及一封裝步驟S6。
為方便本發明之說明書的呈現，以下是先從提供步驟S2開始說明。關於電鑄成型步驟S1的詳細說明，則容後說明。
參閱圖4、圖5與圖6，提供步驟S2是提供一如圖4所示之具有一上模具51及一下模具52的金屬模具組5。上模具5包括一朝下模具凸伸的上凸條511陣列與一由每兩相鄰上凸條511所定義的上溝渠512陣列。下模具52包括一朝上模具51凸伸的下凸條521陣列與一由每兩相鄰下凸條521所定義的下溝渠522陣列。上凸條511是沿一第一方向Y間隔排列且沿一與第一方向Y夾一90度的第二方向X延伸。下凸條521是沿第二方向X間隔排列且沿第一方向Y延伸以與上凸條511形成複數個交錯處，以令金屬模具組5於上模具51與下模具52相互閉合時，上凸條511的一底緣及下凸條521的一頂緣分別於交錯處定義出一間隙G，且上溝渠512、下溝渠522與間隙G是彼此相通以共同定義出一填充空間50。
配置步驟S3是在上模具51與下模具52閉合前使一待成型材30被配置於下模具52之下凸條521上。 待成型材30於置入下模具52之下凸條521上時，是呈一固態(solid)或一凝膠態(gel)。適用於本實施例之待成型材是由一矽氧聚合物(polysiloxane)所製成。較佳地，矽氧聚合物是一矽氧樹脂類(silicone resins)，且矽氧樹脂類是一液態矽橡膠(liquid silicone resin，LSR)或一固態矽橡膠(solid silicone resin)。在第一實施例中，待成型材30主要選自於彈性體材料；如，聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)。此處另外補充說明的是，前述彈性體材料亦可為聚氨酯(polyurethane，PU)。
成型步驟S4是使待成型材30於填充空間50中成型出一外觀互補於上凸條511陣列的上微流道311陣列、一外觀互補於下凸條521陣列的下微流道321陣列，及一外觀互補於間隙(G)的薄膜式閥門33陣列，從而形成單一個彈性板體3。較佳地，成型步驟S4包括提供金屬模具組5一預定溫度以使待成型材30加速固化。更佳地，成型步驟S4更包括經由上模具51及下模具52其中至少一者提供待成型材30一單軸向(uniaxial)的外力，以產生一相向的夾持應力(clamping stress)F。在本發明之第一實施例中，成型步驟S4是分別自金屬模具組5的上模具51與下模具52，朝金屬模具組5的下模具52與上模具52彼此相向地提供一雙軸向(biaxial)外力以產生夾持應力F令金屬模具組5閉合。此外，利用如圖6所示的一加熱器6，加熱經閉合後的金屬模具組5至80℃至200℃間的預定溫度，使待成型材30於填充空間50中加速固化成一形變材3001，且填充空間50內的形變材3001於成型步驟S4時是因承受夾持應力而填置於上模具51與下模具52的各上溝渠512與各下溝渠522內，從而於填滿各上溝渠512與各下溝渠522後完全硬化且成型出彈性板體3。
更具體地來說，本發明第一實施例於實施成型步驟S4時，是透過熱壓技術(hot press-molding)來完成，其是先透過加熱器6加熱金屬模具組5至預定溫度後，使待成型材30於閉合的金屬模具組2內的填充空間50受熱加速固化成形變材3001，令形變材3001於填充至各上溝渠512與各下溝渠522內的過程中因預定溫度而加速產生交聯(crosslinking)反應，待金屬模具組5完全閉合後，形變材3001填滿各上溝渠512與各下溝渠522後，從而使上模具51與下模具52之各上凸條511與各下凸條521處之形變材3001分別對應完全硬化且成型出彈性板體3的各上微流道311與各下微流道321，並使上模具51與下模具52之各間隙G處分別對應完全硬化且成型出彈性板體3的各薄膜式閥門33(見圖6的脫模步驟S5)。
脫模步驟S5是分離上模具51與下模具52，從而使彈性板體3自上模具51與下模具52脫離。
封裝步驟S6是於彈性板體3下與彈性體3上分別覆蓋一由玻璃(glass)所構成之載板2，及一具有至少一開口40(見圖9)且是由玻璃、矽膠或塑膠所構成的蓋板4，以分別覆蓋並進一步封閉下微流道321陣列與上微流道311陣列並使開口40連通上微流道311陣列(見圖9)。
為使得本發明之製法所製得之彈性板體3的薄膜式閥門32在實際使用時，得以經上微流道311陣列內所引入足夠壓力的氣體(圖未示)產生足夠量的彈性應變，以藉此達到封閉各下微流道321的作用。因此，較佳地，上模具51之各上凸條511沿第一方向X具有一第一寬度W1 ；下模具52之各下凸條521沿第二方向Y具有一第二寬度W2 ，且2≤W1 /G≤25，2≤W2 /G≤25。更佳地，10 μm≤G≤500 μm。
參閱圖7與圖8，此處需進一步補充說明的是，基於金屬模具5內的上凸條511陣列與下凸條521陣列是用來對應成型出尺寸精密的上微流道311陣列與下微流道321陣列。因此，本發明之製法的第一實施例的電鑄成型(electroforming)步驟S1，主要是用來成型出尺寸精密的金屬模具組5，其包括以下次步驟，一光阻形成步驟S11、一金屬層沉積步驟S12、一增厚步驟S13，及一移除步驟S14。
再同時參閱圖5、圖7與圖8，光阻形成步驟S11是 黃光製程(photolithography process)於一第一承板711上形成一圖案互補於上模具51之上凸條511陣列與上溝渠512陣列的第一光阻層721，及於一第二承板712上形成一圖案互補於下模具52之下凸條521陣列與下溝渠522陣列的第二光阻層722。
金屬層沉積步驟S12是以例如濺鍍法(sputtering)之薄膜沉積技術於第一光阻層721上沉積一第一金屬層731，且於第二光阻層722上沉積一第二金屬層732。
增厚步驟S13是透過電鑄法分別使第一金屬層731與第二金屬層732增厚成一第一金屬板741與一第二金屬板742。
移除步驟S14是分別移除第一承板711與第二承板712，以令第一光阻層721與第二光阻層722分別自第一金屬板741與第二金屬板742脫離，從而分別對應成型出上模具51與下模具52。
經上述第一實施例之製法的詳細說明可知，本發明之第一實施例所製得之微流道晶片，是如圖8、圖9與圖10所示，其包含載板2、彈性板體3，及蓋板4。具體地來說，本發明第一實施例製得之微流道晶片實質上是由載板2、彈性板體3，及蓋板4所構成。
彈性板體3設置於載板2上，並包括相反的一上表面301及一下表面302，且還包括一氣體流道單元31、一液體流道單元32，及薄膜式閥門33陣列。
氣體流道單元31具有上微流道陣列311及一匯流道312。上微流道311是自彈性板體3的上表面301朝下凹陷，且沿第一方向Y彼此間隔排列，並沿與第一方向Y夾90度的第二方向X延伸。匯流道312是自彈性板體3的上表面301朝下凹陷，且沿第一方向Y延伸以與各上微流道311的相同一端銜接，以令各上微流道311間彼此相通。
液體流道單元32具有下微流道321陣列、多數彎折流道322、一反應槽323陣列、一供如去氧核糖核酸(DNA)之一樣品(sample)流入下微流道321陣列的第一入口流道324、一供一試劑(reagent)流入下微流道321陣列的第二入口流道325、一混合樣品及試劑以產生反轉錄脢-聚合脢鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)的混合流道326，及一出口流道327。
下微流道321陣列、彎折流道322、反應槽323陣列、第一入口流道324、第二入口流道325、混合流道326及出口流道327是分別自彈性板體3的下表面302朝上凹陷，且不與上微流道311陣列相通。下微流道321彼此相通且沿第二方向X彼此間隔排列並沿第一方向Y間隔延伸。彎折流道322是沿第二方向X彼此間隔排列，以銜接第一方向Y上之末端相鄰下微流道321。反應槽323是沿第一方向Y彼此間隔設置，並介於第一方向Y上之每兩相鄰的下微流道321間以與其兩相鄰下微流道321相通。
第一入口流道324及第二入口流道325的一起始端3241、3251是分別位於彈性板體3的一側303。第一入口流道324與第二入口流道325是自其起始端3241、3251朝下微流道321陣列延伸，且第一入口流道324與第二入口流道324的一末端3242、3252是與混合流道326的一起始端3261彼此交會。混合流道326是自其起始端3261延伸至下微流道321陣列的第一個下微流道321。出口流道327的一起始端3271是自下微流道321陣列的最後一個下微流道321延伸至彈性板體3的另一側304。
經上述各段的詳細說明可知，下微流道321與上微流道311間形成複數個交錯處，並於交錯處定義出薄膜式閥門陣列32。
蓋板4覆蓋彈性板體3以封閉氣體流道單元31，並具有連通氣體流道單元31的開口40，以令氣體流道單元31的匯流道312與蓋板4的開口40相通。
再參閱圖3同時參閱圖12，本發明之微流道晶片的製法的一第二實施例大致上是相同於第一實施例，其不同處是在於，配置步驟S3與成型步驟S4。
配置步驟S3是在待成型材30被置入金屬模具組5之填充空間50前，先經由一供料系統(圖未示)攪拌成一凝膠體3002，並自金屬模具組5的一注入口(injection port；圖未示)注入至金屬模具組5內。
成型步驟S4包括加熱金屬模具組5至預定溫度；將待成型材30注入填充空間50中以形成彈性板體3。
進一步地來說，配置步驟S3是在上模具51與下模具52閉合後，透過加熱器6加熱金屬模具組5至預定溫度，並自金屬模具組5的注入口(圖未示)注入凝膠體3002至經加熱之金屬模具組5內，以令凝膠體3002是被配置於下模具52的下溝渠522陣列上，並於成型步驟S3時使待成型材30之凝膠體3002填滿於金屬模具組5的上溝渠512陣列與下溝渠522陣列，且令凝膠體3002於上模具51與下模具52之各上凸條511與各下凸條521處分別對應硬化且成型出彈性板體3的各上微流道311與各下微流道321，並使上模具51與下模具52之各間隙G處分別對應硬化且成型出彈性板體3的各薄膜式閥門33。
詳細地來說，本發明第二實施例之待成型材30是液態矽膠(liquid silicone rubber)，且於實施配置步驟S3與成型步驟S4時，是透過射出成型技術(injection molding)來達成。本發明第二實施例是先透過加熱器6加熱經閉合後的金屬模具組5至預定溫度後，同時使位處於金屬模具組5外的待成型材(即，液態矽膠)30攪拌成凝膠體3002，並自閉合後之金屬模具組5的注入口(圖未示)注入凝膠體3002到金屬模具組5內，以令凝膠體3002配置於閉合後的金屬模具組5內，從而完成配置步驟S3。又，凝膠體3002於成型步驟S3時是填滿金屬模具5的各上渠道512與各下渠道522及其間隙G，且於填置過程中持續地進行交聯反應，令上模具51與下模具52之各上凸條511與各下凸條521處之凝膠體3002分別對應硬化且成型出彈性板體3的各上微流道311與各下微流道321，並使上模具51與下模具52之各間隙G處分別對應硬化且成型出彈性板體3的各薄膜式閥門33。
另須指出者，上述各實施例中待成型材是由例如液態矽橡膠等熱固性材料製成，然其他實施例中，待成型材亦可由熱塑性材料製成，例如苯乙烯熱塑彈性體(Styrenic thermoplastic elastomer，TPS)，而前述製程則須做對應調整，例如增加冷卻固化步驟，由於該因應熱固性及熱塑性材料之製程調整係屬該領域習知手段，於此不另詳述。
綜上所述，本發明微流道晶片之製法及其製品透過彼此閉合之上模具51與下模具52所形成的填充空間50，使上模具51之上凸條511陣列與下模具52之下凸條521陣列彼此交錯設置並定義出間隙G，以令待成型材30是直接於填充空間50中一次成型出外觀形狀互補於上凸條511陣列與下凸條521陣列之上微流道311陣列與下微流道321陣列，且於間隙G處對應成型出薄膜式閥門33陣列，從而確保所有上微流道311與所有下微流道321皆能彼此對應交錯設置並令微流道晶片得以正常運作。因此，確實可達到本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧載板
51‧‧‧上模具
3‧‧‧彈性板體
511‧‧‧上凸條
30‧‧‧待成型材
512‧‧‧上溝渠
3001‧‧‧形變材
52‧‧‧下模具
3002‧‧‧凝膠體
521‧‧‧下凸條
301‧‧‧上表面
522‧‧‧下溝渠
302‧‧‧下表面
6‧‧‧加熱器
303‧‧‧一側
711‧‧‧第一承板
304‧‧‧另一側
712‧‧‧第二承板
31‧‧‧氣體流道單元
721‧‧‧第一光阻層
311‧‧‧上微流道
722‧‧‧第二光阻層
312‧‧‧匯流道
731‧‧‧第一金屬層
32‧‧‧液體流道單元
732‧‧‧第二金屬層
321‧‧‧下微流道
741‧‧‧第一金屬板
322‧‧‧彎折流道
742‧‧‧第二金屬板
323‧‧‧反應槽
F‧‧‧夾持應力
324‧‧‧第一入口流道
G‧‧‧間隙
3241‧‧‧起始端
S1‧‧‧電鑄成型步驟
3242‧‧‧末端
S11‧‧‧光阻形成步驟
325‧‧‧第二入口流道
S12‧‧‧金屬層沉積步驟
3251‧‧‧起始端
S13‧‧‧增厚步驟
3252‧‧‧末端
S14‧‧‧移除步驟
326‧‧‧混合流道
S2‧‧‧提供步驟
3261‧‧‧起始端
S3‧‧‧配置步驟
327‧‧‧出口流道
S4‧‧‧成型步驟
3271‧‧‧起始端
S5‧‧‧脫模步驟
33‧‧‧薄膜式閥門
S6‧‧‧封裝步驟
4‧‧‧蓋版
W1‧‧‧第一寬度
40‧‧‧開口
W2‧‧‧第二寬度
5‧‧‧金屬模具組
X‧‧‧第二方向
50‧‧‧填充空間
Y‧‧‧第一方向
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一流程示意圖，說明美國第6,951,632 B2核准公告號發明專利案所揭示的一種微流道裝置之製法； 圖2是一剖面圖，說明圖1之微流道裝置之作為一薄膜式閥門使用之一彈性高分子中層於一未使用狀態與一使用狀態； 圖3是一流程圖，說明本發明微流道晶片的製法的一第一實施例； 圖4是一俯視示意圖，說明本發明之製法之第一實施例於實施一提供步驟時所使用的一金屬模具組； 圖5是由圖4之直線V-V所取得的一局部剖面圖； 圖6是一元件製作流程示意圖，說明本發明之製法之第一實施例的細部流程； 圖7是一流程圖，說明本發明之製法之第一實施例之一電鑄成型步驟的次步驟； 圖8是對應至圖7的一元件製作流程圖； 圖9是一俯視示意圖，說明由本發明之製法之第一實施例所製得的一微流道晶片； 圖10是自圖9之直線X-X所取得的一局部剖面圖； 圖11是自圖9之直線XI-XI所取得的一局部剖面圖；及 圖12是一製作流程圖，說明本發明微流道晶片的製法的一第二實施例。
2‧‧‧載板
3‧‧‧彈性板體
30‧‧‧待成型材
3001‧‧‧形變材
311‧‧‧上微流道
321‧‧‧下微流道
33‧‧‧薄膜式閥門
4‧‧‧蓋版
51‧‧‧上模具
511‧‧‧上凸條
512‧‧‧上溝渠
52‧‧‧下模具
521‧‧‧下凸條
522‧‧‧下溝渠
6‧‧‧加熱器
F‧‧‧夾持應力
G‧‧‧間隙
X‧‧‧第二方向
S2‧‧‧提供步驟
S3‧‧‧配置步驟
S4‧‧‧成型步驟
S5‧‧‧脫模步驟
S6‧‧‧封裝步驟

Claims (10)

  1. 一種微流道晶片的製法，包含： 一提供步驟，是提供包括相互閉合之一上模具及一下模具的一金屬模具組，該上模具包括一朝該下模具凸伸的上凸條陣列與一由每兩相鄰上凸條所定義的上溝渠陣列，該下模具包括一朝該上模具凸伸的下凸條陣列與一由每兩相鄰下凸條所定義的下溝渠陣列，該等上凸條是沿一第一方向間隔排列且沿一與該第一方向夾一角度的第二方向延伸，該等下凸條是沿該第二方向間隔排列且沿該第一方向延伸以與該等上凸條形成複數個交錯處，並使該等上凸條的一底緣及該等下凸條的一頂緣分別於該等交錯處定義出一間隙(G)，且該等上溝渠、該等下溝渠與該等間隙是彼此相通以共同定義出一填充空間； 一成型步驟，是使一待成型材於該填充空間中成型出一外觀互補於該上凸條陣列的上微流道陣列、一外觀互補於該下凸條陣列的下微流道陣列，及一外觀互補於該等間隙(G)的薄膜式閥門陣列，從而形成單一個彈性板體； 一脫模步驟，是分離該上模具與該下模具；及 一封裝步驟，是分別覆蓋該下微流道陣列與該上微流道陣列。
  2. 如請求項第1項所述的微流道晶片的製法，其中，各上凸條沿該第一方向具有一第一寬度(W1 )，各下凸條沿該第二方向具有一第二寬度(W2 )，且2≤W1 /G≤25，2≤W2 /G≤25。
  3. 如請求項第1項所述的微流道晶片的製法，於該提供步驟前還包含一電鑄成型步驟，該電鑄成型步驟包括以下次步驟： 一光阻形成步驟，是於一第一承板上形成一圖案互補於該上模具之上凸條陣列與上溝渠陣列的第一光阻層，及於一第二承板上形成一圖案互補於該下模具之下凸條陣列與下溝渠陣列的第二光阻層； 一金屬層沉積步驟，是於該第一光阻層上沉積一第一金屬層，且於該第二光阻層上沉積一第二金屬層； 一增厚步驟，是透過電鑄法分別使該第一金屬層與該第二金屬層增厚成一第一金屬板與一第二金屬板；及 一移除步驟，是分別移除該第一承板與該第二承板以令該第一光阻層與該第二光阻層分別自該第一金屬板與該第二金屬板脫離，從而分別對應成型出該上模具與該下模具。
  4. 如請求項第1項所述的微流道晶片的製法，其中，該待成型材是在該上模具與該下模具閉合前被配置於該該下模具之該等下凸條上，且該成型步驟包括提供該金屬模具組一預定溫度以使該待成型材加速固化。
  5. 如請求項第1項所述的微流道晶片的製法，其中，該成型步驟更包括經由該上模具及該下模具其中至少一者提供該待成型材一相向的夾持應力。
  6. 如請求項第1項所述的微流道晶片的製法，其中，該成型步驟包括： 加熱該金屬模具組至一預定溫度； 將該待成型材注入該填充空間中；及 由該待成型材形成該彈性板體。
  7. 一種微流道晶片，包含： 一載板； 單一個彈性板體，設置於該載板上並包括相反的一上表面及一下表面，還包括： 一氣體流道單元，具有一自該彈性板體的上表面朝下凹陷的上微流道陣列，該等上微流道彼此相通且沿一第一方向彼此間隔排列，並沿一與該第一方向夾一角度的第二方向延伸，及 一液體流道單元，具有一自該彈性板體的下表面朝上凹陷且不與該等上微流道相通的下微流道陣列，該等下微流道彼此相通且沿該第二方向彼此間隔排列並沿該第一方向延伸，以與該等上微流道形成複數個交錯處並於該等交錯處定義出一薄膜式閥門陣列；及 一蓋板，覆蓋該彈性板體以封閉該氣體流道單元。
  8. 一種微流道晶片的製法，包含： 提供一上模具，其包括至少兩相鄰而間隔設置的上凸條，該等上凸條沿一第二方向延伸； 提供一下模具，其包括至少一下凸條，該下凸條沿一與該第二方向相異的第一方向延伸； 相互閉合該上模具及該下模具，使該等上凸條面向該下凸條且至少於一交錯處相互交錯，該等上凸條與該下凸條於該交錯處形成一間隙； 於閉合的該上模具及該下模具之間成型一彈性板體，該彈性板體包括外觀互補於該等上凸條的至少一上微流道、外觀互補於該下凸條的至少一下微流道，及外觀互補於該等上凸條與該下凸條於該交錯處所形成的該間隙的至少一薄膜式閥門； 分離該上模具與該下模具；及 分別覆蓋該上微流道及該下微流道。
  9. 一種微流道晶片的製法，包含： 提供一待成型材； 於該待成型材的一第一表面熱壓成型至少一第一微流道； 於該待成型材的一相反於該第一表面的第二表面熱壓成型至少一第二微流道，該第一微流道與該第二微流道於一交錯處交錯並於該交錯處共同界定一薄膜式閥門，以供當該第一微流道引入足夠壓力氣體時，該薄膜式閥門將產生彈性應變而封閉該第二微流道；及 分別覆蓋該第一微流道及該第二微流道。
  10. 一種微流道晶片的製法，包含： 將一待成型材設置於一模具組內的一填充空間； 於該填充空間內於該待成型材的一第一表面成型至少一第一微流道； 於該填充空間內於該待成型材的一相反於該第一表面的第二表面成型至少一第二微流道，該第一微流道與該第二微流道於一交錯處交錯並共同界定一薄膜式閥門，以供當該第一微流道引入足夠壓力氣體時，該薄膜式閥門將產生彈性應變而封閉該第二微流道，藉此成型一彈性板體； 將該彈性板體自該填充空間取出；及 分別覆蓋該第一微流道及該第二微流道。
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