專利名稱：一種微流控芯片注塑成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于注塑成型模具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種能夠成型表面具有微通道結(jié)構(gòu)的微 流控芯片注塑成型模具。
背景技術(shù)：
微流控芯片是把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作 單元集成到一塊尺寸較小的芯片上，在壓力泵或者電場作用下形成微流路，達(dá)到對樣品高通 量快速分析的目的。目前，已開始在分析化學(xué)、生命科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)器件等領(lǐng)域發(fā)揮愈來愈 重要的作用。以微流控芯片為核心的微分析系統(tǒng)正逐步取代當(dāng)前化學(xué)分析實驗室的很多設(shè)備 ，使化學(xué)分析走出實驗室，進(jìn)入病房、生產(chǎn)基地、以及家庭，因此微流控芯片的批量化生產(chǎn) 勢在必行。
用于成型微流控芯片的傳統(tǒng)材料有硅、玻璃和石英等，近年來由于塑料材料成本低、種 類多、適合大批量加工、工藝簡單以及具有良好的生物相容性等優(yōu)點，成為微流控芯片的主 要材料。
目前制作塑料微流控芯片的主要方法是熱壓成型，但其制作周期較長(3-10min)，無 法滿足微流控芯片潛在的巨大市場需求。與熱壓成型相比，微流控芯片注塑成型成本更低、 效率更高、更適合大批量生產(chǎn)，因此具有廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微流控芯片注塑成型模具，用于成型表面具有微通道結(jié)構(gòu)的 微流控芯片，成型的芯片可以直接用于鍵合和樣品檢驗。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種微流控芯片注塑成型模具，主要由模具模架和型腔鑲塊兩部分組成。其中模具模架 使用兩板式注塑模具模架。模具型腔鑲塊部分由定模鑲塊、動模鑲塊及微細(xì)加工鑲塊組成。 成型芯片微通道的微細(xì)加工鑲塊由鎳板或硅片構(gòu)成，其上用于成型芯片微通道的微凸起結(jié)構(gòu) 由準(zhǔn)LIGA或光刻技術(shù)制成。為防止微細(xì)加工鑲塊意外損壞，首先將其通過螺釘或粘接的方式 配合安裝于定模鑲塊內(nèi)，然后將其作為一個整體配合安裝于定模板內(nèi)，其間通過螺釘連接。 微細(xì)加工鑲塊置于定模鑲塊內(nèi)，可使塑料熔體直接填充微細(xì)加工鑲塊上的微突起部分，可以 有效提高微凸起結(jié)構(gòu)的成型復(fù)制度；而且這種設(shè)計使推桿安排在芯片有微通道表面的背面， 從而不會在芯片微通道一側(cè)留下推出痕跡。為得到長方體形狀的芯片，動模側(cè)采用鑲拼結(jié)構(gòu)，鑲塊材料選用優(yōu)質(zhì)模具鋼，以提高型腔拋光性能。動模鑲塊型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計為矩形通槽，形 狀與芯片外觀相同。動模鑲塊配合安裝于動模板內(nèi)，通過螺釘連接。合模后，微細(xì)加工鑲塊 與動模鑲塊之間形成型腔。動模板上采用加長橫流道、流線型扇形澆口設(shè)計，可避免注塑機(jī) 射出的先期噴泉流體進(jìn)入型腔，在芯片表面產(chǎn)生成型缺陷。
本發(fā)明的效果和益處是采用該注塑成型模具可以高效率大批量成型塑料微流控芯片。 采用型腔鑲塊結(jié)構(gòu)可方便得到矩形型腔，并能通過快速更換型腔鑲塊使制品尺寸易于調(diào)整； 在芯片微通道一側(cè)沒有推出痕跡，既便于后續(xù)芯片鍵合，也防止樣品泄漏；型腔拋光性能良 好，可提高芯片的透光性，提高樣品分析結(jié)果的準(zhǔn)確率。本發(fā)明有效解決了微流控芯片注塑 成型過程中微通道復(fù)制不完全等技術(shù)難題，將進(jìn)一步提高微流控芯片的制造水平，促進(jìn)注塑 成型技術(shù)在微機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用。


圖l為本發(fā)明微流控芯片注塑成型模具裝配示意圖。 圖2 (A)為微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2(B)為圖1(A)的A-A截面放大圖。 圖3 (A)為動模鑲塊3示意圖主視圖。 圖3 (B)為動模鑲塊3示意圖俯視圖。 圖4(A)為芯片、澆口及流道示意圖主視圖。 圖4(B)為芯片、澆口及流道示意圖俯視圖。
圖中l(wèi)定模板；2定模鑲塊；3微細(xì)加工鑲塊；4動模鑲塊；5動模板；
6推桿。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明注塑成型模具用于成型圖2所示微流控芯片，外形為平板結(jié)構(gòu)，其上有十字形微 通道，微通道截面形狀為50價深、80價寬的矩形。
如圖1所示，本發(fā)明注塑成型模具一模兩腔，主要包括注塑模具模架和型腔鑲塊兩部分 ，型腔鑲塊由定模鑲塊2、動模鑲塊4、及用于成型芯片上微通道的鎳基微細(xì)加工鑲塊3組成 ，定模鑲塊2與模架中的定模板1配合，且通過螺釘連接；微細(xì)加工鑲塊3與定模鑲塊2配合， 且與之通過螺釘連接，微細(xì)加工鑲塊3表面與定模板1表面持平；動模鑲塊4與模架中的動模 板5配合，且通過螺釘連接；合模后，微細(xì)加工鑲塊3與動模鑲塊4之間形成型腔。
4動模鑲塊4型腔一側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計為矩形通槽，如圖3(B)所示，形狀與芯片制品相同。動模板5上橫流道設(shè)計較長，澆口設(shè)計采用流線型扇形澆口，如圖4(A)及圖4(B)所示。注塑時，塑料熔體首先通過注塑模具的澆口套進(jìn)入動模板上的流道，先期噴泉型流體首先進(jìn)入圖4 (B)所示橫流道兩端，后續(xù)流體通過流線型扇形澆口平穩(wěn)地進(jìn)入并充滿微細(xì)加工鑲塊3與動模鑲塊4形成的型腔，經(jīng)保壓冷卻，開模后，由推桿6推出得到微流控芯片。根據(jù)實際情況，整個注塑過程需l-3min。
權(quán)利要求
1.一種微流控芯片注塑成型模具，包括注塑模具模架及型腔鑲塊兩部分，其特征在于其中注塑模具模架使用兩板式注塑模具模架；型腔鑲塊包括定模鑲塊(2)、動模鑲塊(4)及微細(xì)加工鑲塊(3)；該注塑模具中定模鑲塊(2)配合安裝于定模板(1)內(nèi)，通過螺釘連接；成型芯片微通道的微細(xì)加工鑲塊(3)配合安裝于定模鑲塊(2)內(nèi)且與之連接；動模鑲塊(4)配合安裝于動模板(5)內(nèi)，通過螺釘連接；合模后，微細(xì)加工鑲塊(3)與動模鑲塊(4)之間形成型腔；動模鑲塊(4)型腔側(cè)結(jié)構(gòu)為矩形通槽，形狀與芯片制品相同；動模板(5)上采用加長橫流道、流線型扇形澆口設(shè)計。
全文摘要
一種微流控芯片注塑成型模具，屬于注塑成型模具技術(shù)領(lǐng)域。該注塑成型模具包括注塑模具模架部分及型腔鑲塊部分。注塑模具模架使用兩板式注塑模具模架；型腔鑲塊部分由定模鑲塊、動模鑲塊及微細(xì)加工鑲塊組成。定模鑲塊配合安裝于定模板內(nèi)，通過螺釘連接；成型芯片微通道的微細(xì)加工鑲塊配合安裝于定模鑲塊內(nèi)且與之連接；動模鑲塊配合安裝于動模板內(nèi)，通過螺釘連接；合模后，微細(xì)加工鑲塊與動模鑲塊之間形成型腔。動模鑲塊型腔側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計為矩形通槽，尺寸與芯片制品相同。動模板上采用加長橫流道、流線型扇形澆口設(shè)計。采用該注塑成型模具可高效率大批量成型塑料微流控芯片，進(jìn)一步提高微流控芯片的制造水平，促進(jìn)注塑成型技術(shù)在微機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號B29C45/26GK101659105SQ20091030806
公開日2010年3月3日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者沖 劉, 瑩 劉, 宋滿倉, 杜立群, 王敏杰 申請人:大連理工大學(xué)