MÉTODO PARA PREPARAR DISPOSITIVOS MICRO-FLUÍDICOS Y DISPOSITIVOS RESULTANTES.

Un método para preparar un dispositivo microfluídico (10), que comprende:

proporcionar un primer sustrato (102); proporcionar un segundo sustrato (104) que tiene al menos un orificio pasante (108) en su interior; formar una primera estructura de frita (202) sobre la superficie de apoyo (302) de dicho primer sustrato (102); formar una segunda estructura de frita (204) sobre la superficie de apoyo (304) de dicho segundo sustrato (104); y consolidar dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segunda estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, con las superficies de apoyo (302, 304) enfrentadas entre sí, de manera que formen un rebaje (110) rodeado de frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos (102, 104), estando caracterizado el método por que: la formación de una segunda estructura de frita (204) incluye formar una capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato, cubriendo dicha capa de frita (308) en el interior de dicho orificio pasante (108) la superficie interior de dicho orificio pasante (108) hasta un espesor suficientemente fino como para producir, una vez consolidado dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segundas estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, un orificio pasante (108) que tiene una superficie interior de frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202, 204) que rodea a dicho rebaje (110)

Antecedentes

De manera general, la presente invención se refiere a dispositivos microfluídicos útiles en procesos químicos, y enparticular a dispositivos microfluídicos formados por una frita consolidada y estructurada que define rebajes oconductos en un volumen existente entre dos o más sustratos.

Según se interpreta en el presente documento, los dispositivos microfluídicos son generalmente dispositivos que contienen conductos fluídicos o cámaras que típicamente presentan al menos una y generalmente más dimensionesen el intervalo de sub-milímetros a un milímetro. Los dispositivos microfluídicos pueden resultar útiles para quereacciones químicas y procesos difíciles, peligrosos o de otro modo imposible se puedan llevar a cabo de formasegura, eficaz y respetuosa con el medio ambiente.

Los dispositivos microfluídicos formados por una frita consolidada y estructurada que definen rebajes o conductos enun volumen existente entre dos o más sustratos han sido desarrollados en trabajos previos por parte de compañeros del presente inventor(es), como se desvela en la patente de Estados Unidos Nº 6.769.444, “Microfluidic Device andManufacture Thereof” y en las patentes o publicaciones de patente relacionadas. Los métodos desvelados en ellacomprenden varias etapas incluyendo proporcionar un primer sustrato, proporcionar un segundo sustrato, formar una primera estructura de frita sobre una de las superficies de apoyo de dicho primer sustrato, formar una segundaestructura de frita sobre una de las superficies de apoyo de dicho segundo sustrato, y consolidar dicho primersustrato, dicho segundo sustrato y dichas primera y segunda estructuras de frita todas juntas, con superficies deapoyo enfrentadas entre sí, para conformar un rebaje definido por una frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos. Mientras que los métodos de fabricación desvelados de este modo han resultado útiles paraproducir dispositivos del tipo descrito en el presente documento, resulta deseable incrementar la eficacia, en particular el rendimiento, de los procesos mediante los cuales se producen dichos dispositivos.

Sumario de la invención

Un aspecto de la invención es un método para preparar un dispositivo microfluídico proporcionando un primer y segundo sustratos y formando una primera estructura de frita sobre el primer sustrato y una segunda estructura defrita sobre el segundo sustrato y consolidar el primer y el segundo sustratos juntos, con las estructuras de fritaorientadas, de manera que formen un rebaje definido por frita consolidada y rodeado por frita consolidada entre elprimer y segundo sustratos, en el que el segundo sustrato presenta al menos un orificio pre-conformado perforado, y en el que la formación de la segunda estructura de frita incluye formar una capa de frita en el interior de dicho orificiopasante que cubre la superficie interior del orificio pasante con un espesor suficientemente fino para producir, unavez que se produce la consolidación de los sustratos y de las estructuras de frita primera y segunda de manera conjunta, un orificio pasante que presenta una superficie interior de frita consolidada que se encuentra en contactocon la frita consolidada que rodea el rebaje.

Otro aspecto de la invención se refiere a un dispositivo microfluídico que incluye una frita consolidada, un primersustrato y un segundo sustrato; la frita consolidada, el primer sustrato y el segundo sustrato se encuentran unidosjuntos por medio de la frita consolidada, la frita consolidada rodea al menos un primer rebaje entre el primer y segundo sustratos, el primer rebaje se encuentra en comunicación fluida con un orificio pasante que se extiende através de dicho segundo sustrato, y en el que el orificio pasante se encuentra recubierto interiormente con la fritaconsolidada que está en contacto con la frita consolidada que rodea el rebaje, proporcionando una única interfase dematerial en el interior del dispositivo.

La descripción detallada siguiente explica características adicionales y ventajas de la invención, y en parte éstasresultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de esa descripción o podrán ser reconocidas mediantela práctica de la invención según se describe en el presente documento, incluyendo la descripción detallada siguiente, las reivindicaciones, así como también los dibujos adjuntos.

Debe comprenderse que tanto la descripción general precedente como la descripción detallada siguiente presentanrealizaciones de la invención, y pretenden proporcionar una visión de conjunto o marco para la comprensión de lanaturaleza y carácter de la invención tal como se reivindica. Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar unamejor comprensión de la invención, y quedan incorporados y constituyen parte de esta memoria descriptiva. Losdibujos ilustran varias realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios y operaciones de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1A-1E son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con una realización delmétodo de la presente invención para formar una realización de un dispositivo de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en corte transversal de otra realización de un dispositivo de la presente invención quepuede producirse por medio de una realización del método de la presente invención.

Las Figuras 3A-3C son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con un aspecto de unarealización del método de la presente invención.

Las Figuras 4A-4B son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otro aspecto de unarealización del método de la presente invención.

La Figura 5 es una vista en corte transversal de una parte de otra realización de un dispositivo de la presenteinvención que puede producirse por medio del aspecto del método representado en las Figuras 3A-3C y/o 4A-4B.

Las Figuras 6A-6E son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otros dos aspectos deuna realización del método de la presente invención.

Las Figuras 7A-7C son vistas en corte transversal de sustratos procesados de acuerdo con otro aspecto de unarealización del método de la presente invención.

La Figura 8 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita suficientemente fina en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 9 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita ligeramente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 10 es una vista en corte transversal que ilustra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita considerablemente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato exterior.

La Figura 11 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de unacapa de frita suficientemente fina en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 12 es una vista en corte transversal que muestra los perfiles de consolidación antes y después de unacapa de frita ligeramente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 13 es una vista en corte transversal que ilustra los perfiles de consolidación antes y después de una capade frita considerablemente más gruesa en un orificio pasante de un sustrato interior.

La Figura 14 es una fotografía digital en escala de grises de un orificio pasante de un sustrato de un dispositivomicrofluídico producido de acuerdo con una realización de un método de la presente invención antes de la consolidación final o total.

La Figura 15 es una fotografía digital en escala de grises del orificio pasante de un dispositivo microfluídico de laFigura 14 después de la consolidación final o total.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

A continuación se hará referencia con detalle a las realizaciones preferidas de la invención, cuyos ejemplos seilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se emplean los mismos números de referencia en todoslos dibujos para referirse a la misma parte o partes.

Las Figuras 1A-1E son vistas en corte transversal de los sustratos 102 y 104 procesados de acuerdo con unarealización de... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar un dispositivo microfluídico (10), que comprende:

proporcionar un primer sustrato (102);

proporcionar un segundo sustrato (104) que tiene al menos un orificio pasante (108) en su interior;

formar una primera estructura de frita (202) sobre la superficie de apoyo (302) de dicho primer sustrato (102);

formar una segunda estructura de frita (204) sobre la superficie de apoyo (304) de dicho segundo sustrato (104);

y

consolidar dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segunda estructurasde frita (202, 204) de forma conjunta, con las superficies de apoyo (302, 304) enfrentadas entre sí, de manera que formen un rebaje (110) rodeado de frita consolidada entre dichos primer y segundo sustratos (102, 104),

estando caracterizado el método por que:

la formación de una segunda estructura de frita (204) incluye formar una capa de frita (308) en el interior delorificio pasante (108) de dicho segundo sustrato, cubriendo dicha capa de frita (308) en el interior de dicho orificiopasante (108) la superficie interior de dicho orificio pasante (108) hasta un espesor suficientemente fino como paraproducir, una vez consolidado dicho primer sustrato (102) y dicho segundo sustrato (104) y dichas primera y segundas estructuras de frita (202, 204) de forma conjunta, un orificio pasante (108) que tiene una superficie interiorde frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202, 204) que rodea a dicho rebaje (110).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende rellenar dicho orificio pasante (108) con una frita ligaday perforar a través del orificio relleno resultante.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende rellenar dicho orificio pasante (108) con una frita ligada,des-ligar dicha frita y posteriormente perforar a través del orificio relleno resultante.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la formación de la capa de frita (308) en el interior del orificio pasante (108) de dicho segundo sustrato comprende colocar una estructura de mantenimiento de conductos (408; 409) en el interior del orificio pasante (108), y rellenar el volumen resultante del orificio no ocupado mediante laestructura de mantenimiento de conductos (408; 409) con una frita ligada, y retirar la estructura de mantenimiento deconductos (408; 409).

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que proporcionar un primer sustrato

(102) comprende proporcionar un sustrato de vidrio, cerámico o de vidrio-cerámico.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho material a partir del cualestá formado el primer sustrato (102) o dicho segundo sustrato (204) se escoge entre un material que tiene uncoeficiente de conductividad térmica más elevado que el de dicha frita (202, 204).

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicha frita consolidada (202, 204)se escoge de forma que tenga un grado de resistencia al ataque químico mayor que el del material a partir del cual se forma dicho primer sustrato (102) o dicho segundo sustrato (104).

8. Un dispositivo microfluídico (10) que comprende; una frita consolidada (202 + 204); un primer sustrato (102);y un segundo sustrato (104); la frita consolidada (202 + 204), el primer sustrato (102) y el segundo sustrato (104) seunen de forma conjunta por medio de la frita consolidada (202 + 204), rodeando la frita consolidada (202 + 204) almenos un primer rebaje (110) existente entre el primer y el segundo sustratos (102, 104), estando dicho primer rebaje (110) en comunicación fluida con un orificio pasante (108) que se extiende a través de dicho segundo sustrato(104),

estando caracterizado el dispositivo microfluídico (10) por que dicho orificio pasante (108) está recubiertointernamente con frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202 + 204) que rodea alrebaje (110).

9. El dispositivo microfluídico (10) de la reivindicación 8, en el que además comprende un tercer sustrato (106)unido por medio de frita consolidada (202 + 204) al primer y segundo sustratos (102, 104), rodeando la fritaconsolidada (202 + 204) al menos a un segundo rebaje (111) existente entre el segundo y tercer sustratos (104,106), estando el primer rebaje (110) en comunicación con el segundo rebaje (111) por medio de un orificio pasante(108), estando el orificio pasante (108) recubierto internamente con frita consolidada (308) que está en contacto con la frita consolidada (202 + 204) que rodea a dichos primer y segundo rebajes (110, 111).

10. El dispositivo microfluídico (10) de cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9 en el que el material a partir delcual está formando uno o más de los sustratos (102, 104, 106) presenta una conductividad térmica mayor que la dela frita consolidada (202 + 204).