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松下开发出业界首创的玻璃模压成型微流控器件批量生产技术

玻璃模压成型微流控器件批量生产技术

据麦姆斯咨询报道,日本松下(Panasonic)和微化学技术研究院株式会社(Institute of Microchemical Technology Co., Ltd., IMT)共同开发了一种利用玻璃模压成型技术,可批量生产微流控器件。相比传统的玻璃蚀刻方法,该技术可实现低成本(约1/10)和高精度(约10倍)的批量生产。

玻璃模压成型技术

玻璃模压成型技术

微流控器件可用于医疗、生物、环境(水和空气质量等)等应用领域的传感和分析。两家公司计划从2019财年开始接受原型订单,并将于2020财年开始批量生产。松下和IMT将于11月19日~21日在日本静冈县滨松市举行的第40届化学和微纳系统学会会议(CHEMINAS 40th)上展出这些微流控器件。

 

【影响】

常规的玻璃微流控器件由于成本高、精度差仍未被广泛使用。将IMT的微流控器件设计技术结合松下的玻璃模压成型技术,实现了玻璃微流控器件的批量生产,并降低了生产成本,使玻璃微流控器件的一次性使用成为可能。另外,凭借高精度优势,推动了玻璃微流控器件作为设备和系统的一部分进行整合。

【应用】

得益于玻璃微流控器件的环境和化学耐受性,它可以针对室外和恶劣环境中的分析和测试,作为一次性检测器件用于环境传感、血液检测和制药设备。

应用案例:水质检测玻璃微流控器件

应用案例:水质检测玻璃微流控器件

【特性】

新开发的玻璃微流控器件具有以下特性:

1. 最大φ50 mm

2. 月产能超过10000片

3. 制造工艺的形状精度约1 μm

【技术】

1)针对玻璃模压成型优化的微流控器件设计和接口技术;

2)微结构成型加工技术,可用于更高硬度的材料;微结构玻璃模压成型技术可精确地转移到玻璃上;

3)热粘合技术,用于将平板玻片和具有微结构的玻片接合在一起。

【背景】

微流控技术中使用的普通玻璃微流控器件主要通过蚀刻技术生产。通过光刻绘制微流道图案后,利用蚀刻形成玻璃微流道,然后与具有机械加工引入孔的盖玻片粘合。自微流控研究兴起以来,IMT一直在提供先进的玻璃微流控产品,成为玻璃微流控器件规划、设计和制造的先驱。不过,除了人工制造所要求的技艺外,整个制造过程有时还需要花费数月的时间。因此,制造时间和单件成本成为应用障碍,并且无法实现通用化和工业化组装,因此其应用仍主要局限于基础研究。

另一方面,松下自1980年代便开始开发并制造玻璃模压成型技术,为全球高标准光学器件的商业化做出了贡献,它们被广泛应用于数码相机等各种光学设备的镜头。

通过将松下的玻璃模压成型技术和IMT的设计技术相结合,开发出了利用玻璃成型技术批量生产微流控器件的微结构模具加工、成型和连接技术。松下和IMT已经成功开发了玻璃微流控器件的批量生产技术。与传统的制造方法相比,可以将成本降低到大约1/10,同时能够以不到此前一半的交付时间提供10倍以上精度的玻璃微流控器件。

【实际实现】

随着这种玻璃模压成型微流控器件批量生产技术的发展,玻璃微流控器件可以广泛用作室外和恶劣环境下进行分析和测试的一次性检测装置,以及用于血液检测设备的一次性装置。

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