玻璃加工

玻璃微流道化学稳定性和光学性能优异是制备微流道器件、光催化微反应器的理想材料,广泛应用于传统化学、生物领域由于它在生物、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。

采用玻璃精细加工制备的微流道器件、微反应器具有化学稳定性好无析出、耐酸碱腐蚀、容易进行表面疏水疏油等表面特性处理;表面光滑流畅,所需驱动力小;玻璃透过率高,利于观察反应的进行。

玻璃材料具有有机溶剂的耐受性、容易金属沉积、优良的导热性、表面稳定性、明确的表面化学性质、卓越的透光性、优越的耐高压性、生物相容性、化学惰性、允许高效涂层特点。玻璃微流控芯片不透气,并且具有相对低的非特异性吸附。因此它与生物样品相兼容,但是不能用于长期细胞培养。玻璃微流控芯片的一大主要应用是毛细管电泳(capillary Electrophoresis, CE)。这种更便宜的方法比标准毛细管电泳更方便,因为它更容易执行并行分析,它还可以通过直接利用电渗透流提供无阀注射,在几分钟内分离分析物。其他典型应用包括片上反应液滴形成、溶液萃取和原位制造。

玻璃微通道加工包括微通道的刻蚀、芯片切割打孔和芯片键合,可实现常用多种玻璃材料的微通道加工和键合,即可满足科研用户小量多次的科研需求,又可满足微化工产业化用户微通道反应器工艺开发和生产的要求。

玻璃微通道芯片加工优势:

1.可加工玻璃材质:钠钙玻璃(也即苏打玻璃或绿玻璃),高硼硅玻璃(康宁、肖特)和石英玻璃。

2.微通道加工方式:HF湿法刻蚀,激光刻蚀和机械加工。

3.切割和打孔方式:激光加工

4.微通道加工尺寸:HF湿法刻蚀,常用微通道反应器尺寸为50μm~1000μm(宽度加工能力最小可达2μm,深度可控制在nm级别);激光加工,常用微反应器微通道尺寸为0.3~3mm(由于激光加工微通道底部粗糙度较大,加工大尺寸可选)。

5.微通道深宽比:HF湿法刻蚀一般按照以下公式设计,预期宽度=设计宽度+刻蚀深度×2×a(a为刻蚀系数,主要由玻璃材料决定);若选激光加工方式,深宽比基本不受限制。

6.玻璃芯片键合:低温预键合,高温强化键合(低于软化温度),不会导致微通道在键合过程中压缩塌陷;可实现双层、三层和更多层键合。

7.承受流体压力:可达25bar,若加载环压,可达10Mpa甚至40Mpa,后者适用于石油驱替研究(可提供环压装置定制)。

8.流体驱动:提供成套成熟的流体进出口接头和夹具,可配套注射泵、蠕动泵及柱塞泵等。

9.温度控制:提供成套成熟的温度控制设备,恒温加热(或梯度加热)或恒温制冷。

10.玻璃微通道湿法刻蚀特点:底面光滑、透光性好、微通道边缘整齐平滑。

11.玻璃微通道激光刻蚀特点:可加工大尺寸微通道、流体通量高、流体压降小、底面为毛面,粗糙度约0.5μm、微通道边缘约1~50μm崩边。

一、石英/玻璃芯片设计服务

        可根据客户需求提供玻璃芯片设计服务,满足客户对耐温、耐压、耐腐蚀、换热、密封、尺寸、实验需求等相关需求!

        大幅面玻璃设计时需要考虑排气槽来充分脱气,封合时会避免产生气泡。

        玻璃微通道设计和定制加工时需要考虑非留到区域面积避免浪费,而且面积越大越容易在封合时出现气泡。同时设计时尽量两边对称能降低很多风险,也更美观。

        如果是石英玻璃材料做微通道,需要考虑坨料石英。非坨料石英激光会对通道有影响,会出现崩边或烧蚀一系列现象。