RU2804459C2

RU2804459C2 - Microfluidic device and method for making the device

Info

Publication number: RU2804459C2
Application number: RU2021139636A
Authority: RU
Inventors: Юй ГУ
Original assignee: Сучжоу Скайуелл Хелткеар Информейшн Ко., Лтд.
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2023-10-02

Abstract

FIELD: microfluidics.

SUBSTANCE: invention is related in particular to a microfluidic device and a method for its manufacturing. The microfluidic device containing the first substrate having the first mounting side and the second substrate having the second mounting side is configured to be connected to the first mounting side for joining the first substrate and the second substrate with each other. At least one side of the first mounting side and the second mounting side has a fluid chamber channel, and after connecting the first substrate and the second substrate to each other, the fluid chamber channel forms a fluid chamber having a fluid inlet and an outlet fluid hole. At least one said side of the first mounting side and the second mounting side, having a fluid chamber channel, has an outlet expansion groove located adjacent to and extending downstream from the fluid outlet, wherein at the fluid outlet the outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the outlet for the fluid.

EFFECT: increased accuracy of control and manipulation of small volumes of liquids.

20 cl, 9 dwg

Description

[0001] Настоящая заявка относится к области микрогидродинамики, и в частности, к микрофлюидному устройству и способу его изготовления. [0001] This application relates to the field of microfluidics, and in particular to a microfluidic device and a method for its manufacture.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Микрофлюидная технология представляет собой технологию точного управления и манипулирования малыми объемами жидкостей. В практическом применении каналы для текучей среды в микрофлюидных устройствах, в которых используются принципы микрогидродинамики, имеют небольшие размеры, приблизительно от 500 микрометров до 100 нанометров или даже меньше.[0002] Microfluidic technology is a technology for the precise control and manipulation of small volumes of liquids. In practical applications, fluid channels in microfluidic devices that utilize microfluidics principles are small in size, ranging from approximately 500 micrometers to 100 nanometers or even smaller.

[0003] Благодаря непрерывному развитию соответствующих исследований, микрофлюидная технология нашла применение во многих областях. Одним из наиболее успешных промышленных применений микрофлюидной технологии является струйная печатающая головка. Кроме того, в некоторых распылителях жидкости, в частности, в медицинских распылителях с жесткими требованиями к контролю объема, в качестве распыляющих сопел постепенно стали использоваться микрофлюидные устройства. Под действием высокого давления распыляющее сопло может распылять жидкость очень мелкими каплями для увеличения скорости всасывания капель в легких.[0003] With the continuous development of related research, microfluidic technology has found application in many fields. One of the most successful industrial applications of microfluidic technology is in the inkjet printhead. In addition, some liquid nebulizers, particularly medical nebulizers with stringent volume control requirements, have gradually adopted microfluidic devices as nebulizer nozzles. Under high pressure, the atomizing nozzle can atomize the liquid into very fine droplets to increase the absorption rate of droplets into the lungs.

[0004] Однако существующие микрофлюидные устройства имеют ограниченную точность управления объемом жидкости или расходом, и поэтому требуется усовершенствованное микрофлюидное устройство.[0004] However, existing microfluidic devices have limited precision in controlling fluid volume or flow rate, and therefore an improved microfluidic device is required.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Целью настоящего изобретения является создание микрофлюидного устройства для повышения точности объема и расхода текучей среды, раздача которой осуществляется через микрофлюидное устройство.[0005] The purpose of the present invention is to provide a microfluidic device to improve the accuracy of the volume and flow rate of a fluid dispensed through the microfluidic device.

[0006] В одном аспекте настоящего изобретения предложено микрофлюидное устройство. Микрофлюидное устройство содержит первую подложку, имеющую первую монтажную сторону, и вторую подложку, имеющую вторую монтажную сторону, выполненную с возможностью соединения с первой монтажной стороной для сборки первой подложки и второй подложки друг с другом. По меньшей мере одна сторона из первой монтажной стороны и второй монтажной стороны имеет канал камеры для текучей среды, и после соединения первой подложки и второй подложки друг с другом, канал камеры для текучей среды образует камеру для текучей среды, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды. Указанная по меньшей мере одна сторона из первой монтажной стороны и второй монтажной стороны, имеющая канал камеры для текучей среды, имеет выпускную расширительную канавку, расположенную смежно с выпускным отверстием для текучей среды и проходящую от него вниз по потоку, причем у выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды.[0006] In one aspect of the present invention, a microfluidic device is provided. The microfluidic device includes a first substrate having a first mounting side and a second substrate having a second mounting side configured to be connected to the first mounting side to assemble the first substrate and the second substrate to each other. At least one side of the first mounting side and the second mounting side has a fluid chamber channel, and after connecting the first substrate and the second substrate to each other, the fluid chamber channel defines a fluid chamber having a fluid inlet and outlet for fluid. Said at least one side of the first mounting side and the second mounting side having a fluid chamber channel has an outlet expansion groove adjacent to and extending downstream from the fluid outlet, wherein at the fluid outlet the outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid outlet.

[0007] В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ изготовления микро флюидного устройства. Способ включает: использование первой подложки, имеющей первую монтажную сторону; использование второй подложки, имеющей вторую монтажную сторону; формирование на первой монтажной стороне множества каналов камеры для текучей среды, каждый из которых имеет впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды; формирование на первой монтажной стороне расширительной канавки для текучей среды, расположенной смежно с каждым выпускным отверстием для текучей среды и проходящей от него вниз по потоку, причем у каждого выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды; соединение первой монтажной стороны первой подложки со второй монтажной стороной второй подложки для их сборки друг с другом таким образом, что указанное множество каналов камеры для текучей среды образуют, соответственно, множество камер для текучей среды; скрайбирование первой подложки и второй подложки в каждой выпускной расширительной канавке для разделения указанного множества камер для текучей среды.[0007] In another aspect of the present invention, a method for manufacturing a microfluidic device is provided. The method includes: using a first substrate having a first mounting side; using a second substrate having a second mounting side; forming on the first mounting side a plurality of fluid chamber channels, each of which has a fluid inlet and a fluid outlet; forming, on the first mounting side, a fluid expansion groove adjacent to and extending downstream from each fluid outlet, wherein at each fluid outlet, an outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid outlet ; connecting a first mounting side of the first substrate to a second mounting side of the second substrate to assemble them together such that said plurality of fluid chamber channels respectively define a plurality of fluid chambers; scribing the first substrate and the second substrate in each outlet expansion groove to separate said plurality of fluid chambers.

[0008] Вышеизложенное представляет собой сущность изобретения, при этом возможны упрощения, объединения и исключения признаков, поэтому специалист в данной секции техники должен понимать, что указанный раздел является лишь иллюстративным и не предназначен для ограничения объема изобретения в той или иной форме. Данный раздел сущности изобретения не предназначен для определения основных или существенных характеристик заявленного изобретения и не предназначен для использования в качестве дополнительных средств для определения объема заявленного изобретения.[0008] The foregoing represents the essence of the invention, while simplifications, combinations and deletions of features are possible, therefore, one skilled in the art should understand that the above section is illustrative only and is not intended to limit the scope of the invention in one form or another. This summary section is not intended to define the basic or essential characteristics of the claimed invention and is not intended to be used as an additional means of defining the scope of the claimed invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0009] Вышеупомянутые и другие признаки настоящего изобретения будут более понятны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения в сочетании с чертежами. Очевидно, что данные чертежи отображают только несколько вариантов выполнения настоящего изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться в качестве ограничивающих объем настоящего изобретения. Настоящее изобретение будет пояснено более точно и подробно с использованием чертежей.[0009] The above and other features of the present invention will be better understood from the following description and the accompanying claims when taken in conjunction with the drawings. It will be appreciated that these drawings show only a few embodiments of the present invention and, therefore, should not be construed as limiting the scope of the present invention. The present invention will be explained more precisely and in detail using the drawings.

[0010] Фиг. 1 иллюстрирует частичный схематический вид микрофлюидного устройства, используемого в качестве распыляющего сопла на выпуске для текучей среды;[0010] FIG. 1 illustrates a partial schematic view of a microfluidic device used as a spray nozzle at a fluid outlet;

[0011] Фиг. 2а иллюстрирует поверхность пластины вблизи канавки скрайбирования после разрезания алмазным ножом;[0011] FIG. 2a illustrates the surface of the plate near the scribing groove after cutting with a diamond knife;

[0012] Фиг. 2b иллюстрирует поверхность пластины вблизи канавки скрайбирования после разрезания лазером;[0012] FIG. 2b illustrates the surface of the wafer near the scribing groove after laser cutting;

[0013] Фиг. 3а-3с иллюстрируют несколько схематических изображений неровных краев выпускных отверстий для текучей среды, обусловленных дефектами при скрайбировании;[0013] FIG. 3a-3c illustrate several schematic illustrations of uneven edges of fluid outlets caused by scribing defects;

[0014] Фиг. 3d иллюстрирует смоделированный профиль струи, выпускаемой микрофлюидным устройством, с дефектом при скрайбировании, показанным на Фиг. 3а;[0014] FIG. 3d illustrates a simulated jet profile emitted by a microfluidic device with the scribing defect shown in FIG. 3a;

[0015] Фиг. 4а-4с иллюстрируют схематические изображения микрофлюидного устройства 400, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;[0015] FIG. 4a-4c illustrate schematic views of a microfluidic device 400 configured in accordance with one embodiment of the present invention;

[0016] Фиг. 5а иллюстрирует виды в аксонометрии первой подложки и второй подложки, когда пластина, содержащая множество микрофлюидных устройств, как показано на Фиг. 4а, не разрезана;[0016] FIG. 5a illustrates perspective views of the first substrate and the second substrate when a plate containing a plurality of microfluidic devices, as shown in FIG. 4a, not cut;

[0017] Фиг. 5b иллюстрирует монтажную сторону второй подложки, показанной на Фиг. 5а;[0017] FIG. 5b illustrates the mounting side of the second substrate shown in FIG. 5a;

[0018] Фиг. 5с иллюстрирует, как первая подложка и вторая подложка, показанные на Фиг. 5а и 5b, перекрываются друг с другом;[0018] FIG. 5c illustrates how the first substrate and the second substrate shown in FIG. 5a and 5b overlap each other;

[0019] Фиг. 6а-6с иллюстрируют схематические изображения микрофлюидного устройства 600, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения;[0019] FIG. 6a-6c illustrate schematic views of a microfluidic device 600 configured in accordance with yet another embodiment of the present invention;

[0020] Фиг. 7 иллюстрирует схематическое изображение микрофлюидного устройства 700, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения;[0020] FIG. 7 illustrates a schematic diagram of a microfluidic device 700 made in accordance with yet another embodiment of the present invention;

[0021] Фиг. 8 иллюстрирует схематическое изображение микрофлюидного устройства 800, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения;[0021] FIG. 8 illustrates a schematic diagram of a microfluidic device 800 made in accordance with yet another embodiment of the present invention;

[0022] Фиг. 9 иллюстрирует способ 900 изготовления микро флюидного устройства, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения.[0022] FIG. 9 illustrates a method 900 for manufacturing a microfluidic device made in accordance with yet another embodiment of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0023] В последующем подробном описании сделана ссылка на чертежи, которые являются частью этого описания. На чертежах аналогичные символы обычно обозначают аналогичные компоненты, если только из контекста не следует иного. Иллюстративные варианты выполнения, описанные в подробном описании, в формуле изобретения и изображенные на чертежах, не являются ограничивающими. Могут быть использованы другие варианты выполнения и могут быть выполнены другие изменения без отклонения от сущности или объема настоящего изобретения. Очевидно, что различные аспекты настоящего изобретения, которые в целом описаны в этой заявке и показаны на чертежах, могут быть выполнены, заменены, объединены и рассчитаны в различных конфигурациях, при этом все они несомненно определяют сущность настоящего изобретения.[0023] In the following detailed description, reference is made to the drawings, which form a part of this description. In the drawings, like symbols generally indicate like components unless the context indicates otherwise. The exemplary embodiments described in the detailed description, in the claims and shown in the drawings are not limiting. Other embodiments may be used and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the present invention. It will be appreciated that the various aspects of the present invention, which are generally described in this application and shown in the drawings, can be made, substituted, combined and configured in different configurations, all of which clearly define the essence of the present invention.

[0024] Фиг. 1 иллюстрирует частичный схематический вид микрофлюидного устройства, используемого в качестве распыляющего сопла на выпускном отверстии для текучей среды.[0024] FIG. 1 illustrates a partial schematic view of a microfluidic device used as a spray nozzle at a fluid outlet.

[0025] Как показано на Фиг. 1, на выпускном отверстии для текучей среды микрофлюидное устройство содержит два канала 102 и 104 для текучей среды, причем эти два канала 102 и 104 для текучей среды образуют струйные потоки, соответственно, 106 и 108. Два струйных потока 106 и 108 могут пересекаться в точке 110 схождения снаружи микрофлюидного устройства, распыляясь при этом в результате соударения на мельчайшие капельки. Предпочтительно, канал 102 для текучей среды имеет входной диаметр D1, выходной диаметр d1 и длину L1, а канал 104 для текучей среды имеет входной диаметр D2, выходной диаметр d2 и длину L2. Эти конструктивные параметры могут в значительной степени влиять на давление распыления, скорость потока распыления, угол конуса распыления и размер мелкодисперсных частиц струи, образуемой и выпускаемой из микрофлюидного устройства, поэтому для изготовления такого микрофлюидного устройства необходимо внедрение производственных процессов с исключительно высокой степенью точности.[0025] As shown in FIG. 1, at the fluid outlet, the microfluidic device includes two fluid channels 102 and 104, the two fluid channels 102 and 104 forming jet streams 106 and 108, respectively. The two fluid streams 106 and 108 may intersect at a point 110 convergence outside the microfluidic device, being sprayed into tiny droplets as a result of collision. Preferably, the fluid channel 102 has an inlet diameter D1, an outlet diameter d1 and a length L1, and the fluid channel 104 has an inlet diameter D2, an outlet diameter d2 and a length L2. These design parameters can greatly influence the spray pressure, spray flow rate, spray cone angle, and fine particle size of the spray generated and discharged from the microfluidic device, so manufacturing such a microfluidic device requires manufacturing processes with an extremely high degree of precision.

[0026] В современном массовом производстве микрофлюидное устройство, показанное на Фиг. 1, как правило, может быть изготовлено серийно с использованием процесса микротехнологии. Например, на кремниевой пластине, стеклянной подложке или на пластине из других материалов с использованием процесса микротехнологии может быть сформировано множество повторяющихся ячеистых структур микрофлюидных устройств, расположенных в виде массива, затем пластина может быть разрезана в процессе скрайбирования для разделения соответствующих отдельных структур микрофлюидных устройств. Автор настоящего изобретения установил, что в микрофлюидных устройствах, изготовленных с использованием процесса микротехнологии, несмотря на то, что внутренние конструктивные параметры данных устройств можно с точностью контролировать с помощью таких процессов, как фотолитография и травление, на самом деле изготовленные устройства по-прежнему имеют значительные расхождения в рабочих характеристиках. Многие устройства из одной производственной партии не соответствуют конструктивным стандартам и требованиям. Это приводит к малой эффективности серийно изготовленных микрофлюидных устройств.[0026] In modern mass production, the microfluidic device shown in FIG. 1 can generally be mass produced using a microfabrication process. For example, a plurality of repeating cellular structures of microfluidic devices can be formed on a silicon wafer, a glass substrate, or a wafer of other materials using a microfabrication process, arranged in an array, and then the wafer can be cut through a scribing process to separate the corresponding individual microfluidic device structures. The present inventor has found that in microfluidic devices fabricated using the microfabrication process, although the internal design parameters of the devices can be precisely controlled using processes such as photolithography and etching, the actual fabricated devices still have significant discrepancies in performance characteristics. Many devices from the same production batch do not meet design standards and requirements. This results in low efficiency of commercially produced microfluidic devices.

[0027] После дальнейших исследований автор изобретения установил, что вышеупомянутые расхождения в фактических рабочих характеристиках микрофлюидных устройств связаны преимущественно с низкой точностью процесса скрайбирования. В частности, для разметки пластины обычно используется механический процесс алмазного скрайбирования, в котором для формирования рисок реза применяется алмазный нож высокой прочности для разрезания с высокой скоростью по линиям скрайбирования пластины. При этом рабочий стол с находящейся на нем пластиной перемещается прямолинейно с определенной скоростью в тангенциальном направлении точки контакта между алмазным ножом и пластиной таким образом, что пластина может быть разделена по рискам реза на отдельные микрофлюидные устройства. Однако резка твердых и хрупких кремниевых или стеклянных пластин алмазными ножами имеет свойство вызывать механическое напряжение. Чем уже линии скрайбирования, тем большее напряжение возникает в областях, расположенных смежно с линиями скрайбирования, что приводит к таким дефектам, как сколы, микротрещины, расслоение и т.д. по краям устройств. Такие дефекты могут непосредственно влиять на рабочие характеристики устройств.[0027] After further research, the inventor has determined that the above-mentioned discrepancies in the actual performance of microfluidic devices are primarily due to the low accuracy of the scribing process. In particular, wafer marking typically uses a mechanical diamond scribing process, in which a high-strength diamond knife is used to create cutting marks to cut at high speed along the scribe lines of the wafer. In this case, the work table with the plate on it moves linearly at a certain speed in the tangential direction of the point of contact between the diamond knife and the plate in such a way that the plate can be divided according to cutting risks into separate microfluidic devices. However, cutting hard and brittle silicon or glass wafers with diamond knives tends to cause mechanical stress. The narrower the scribe lines, the greater the stress that occurs in areas adjacent to the scribe lines, which leads to defects such as chips, microcracks, delamination, etc. along the edges of the devices. Such defects can directly affect the performance of devices.

[0028] Фиг. 2b иллюстрирует поверхность пластины вблизи разметочной линии после разрезания алмазным ножом. Как показано на Фиг. 2а, после разрезания ножом поверхность среза пластины имеет множество заусенцев и является неровной. В микрофлюидном устройстве, показанном на Фиг. 1, поскольку впускное и выпускное отверстия канала для текучей среды расположены на краю линии скрайбирования, небольшие дефекты могут ухудшать качество устройств. Кроме того, в большинстве процессов скрайбирования ширина канавок, образованных в результате разрезания, по существу равна ширине ножа, в результате чего в процессе скрайбирования может образоваться множество твердых частиц или осколков. Когда впускное и выпускное отверстия канала для текучей среды расположены на краю линии скрайбирования, впускное и выпускное отверстие могут быть проточно соединены с окружающей средой после скрайбирования, поэтому частицы или осколки, образовавшиеся в процессе скрайбирования, могут попасть в канал для текучей среды через открытые впускное и выпускное отверстия, что может заблокировать канал для текучей среды.[0028] FIG. 2b illustrates the surface of the plate near the marking line after cutting with a diamond knife. As shown in FIG. 2a, after cutting with a knife, the cut surface of the plate has many burrs and is uneven. In the microfluidic device shown in FIG. 1, since the inlet and outlet of the fluid channel are located at the edge of the scribing line, small defects may degrade the quality of the devices. In addition, in most scribing processes, the width of the grooves created by the cutting is essentially equal to the width of the knife, which can result in a lot of particulates or fragments being generated during the scribing process. When the inlet and outlet holes of the fluid channel are located at the edge of the scribing line, the inlet and outlet holes can be fluidly connected to the environment after scribing, so particles or debris generated during the scribing process can enter the fluid channel through the open inlet and outlet, which may block the fluid passage.

[0029] Другой широко используемой технологией скрайбирования подложки является процесс лазерного скрайбирования. По сравнению с процессом механического скрайбирования, лазерное скрайбирование может значительно снизить количество отходов при скрайбировании и осколков после скрайбирования пластины, как показано на Фиг. 2b. Однако источник лазерного излучения обладает недостаточной энергией, и иногда для завершения разделения устройства необходима многократная резка. Кроме того, в композитной пластине большой толщины необходимо производить скрайбирование от верхней и нижней поверхностей композитной пластины до промежуточной связующей поверхности внутри пластины. Многократная резка и последующее совмещение неизбежно приводят к дефектам смещения. Следовательно, если впускное и выпускное отверстия микро флюидного канала расположены вблизи линии скрайбирования, то при смещении может одновременно измениться длина впускного и выпускного отверстия микрофлюидного канала и поперечное сечение микро флюидного канала. Кроме того, в процессе лазерного скрайбирования для разделения устройств после процесса скрайбирования необходимо применять внешнее усилие, что может также привести к незначительным повреждениям на границах раздела между соседними устройствами, а небольшие трещины и задиры вблизи впускного и выпускного отверстия канала могут повлиять на целостность поперечного сечения сопла. Таким образом, процесс лазерного скрайбирования обеспечивает незначительное улучшение эффективности микрофлюидных устройств.[0029] Another commonly used substrate scribing technology is the laser scribing process. Compared with the mechanical scribing process, laser scribing can greatly reduce the amount of scribing waste and fragments after wafer scribing, as shown in FIG. 2b. However, the laser light source does not have enough energy, and sometimes multiple cuttings are necessary to complete the separation of the device. In addition, in a thick composite plate, it is necessary to scribe from the top and bottom surfaces of the composite plate to the intermediate bonding surface inside the plate. Repeated cutting and subsequent registration inevitably leads to misalignment defects. Therefore, if the inlet and outlet of the microfluidic channel are located near the scribing line, the length of the inlet and outlet of the microfluidic channel and the cross-section of the microfluidic channel may simultaneously change with the displacement. In addition, in the laser scribing process, external force must be applied to separate devices after the scribing process, which may also result in minor damage at the interfaces between adjacent devices, and small cracks and scoring near the channel inlet and outlet may affect the integrity of the nozzle cross-section . Thus, the laser scribing process provides a marginal improvement in the efficiency of microfluidic devices.

[0030] Фиг. 3а-3с иллюстрируют несколько схематических изображений неровных краев выпускных отверстий для текучей среды, обусловленных дефектами при скрайбировании. Фиг. 3d иллюстрирует смоделированный профиль струи, выпускаемой микрофлюидным устройством с дефектом при скрайбировании, показанным на Фиг. 3а.[0030] FIG. 3a-3c illustrate several schematic illustrations of uneven edges of fluid outlets caused by scribing defects. Fig. 3d illustrates a simulated jet profile emitted by a microfluidic device with the scribing defect shown in FIG. 3a.

[0031] Для устранения дефектов качества устройства, возникающих вследствие вышеуказанных процессов скрайбирования, после множества экспериментов и процесса верификации, автор настоящего изобретения предлагает использовать микрофлюидное устройство нового типа, которое имеет расширительную канавку(и), расположенную вблизи выпускного и/или впускного отверстия канала для текучей среды. Расширительная канавка может отделять поверхность реза от выпускного и/или впускного отверстия и не допускает непосредственного контакта с выпускным и/или впускным отверстием, так что процесс скрайбирования не приводит к повреждению контура выпускного или впускного отверстия канала для текучей среды. В результате, канал для текучей среды микро флюидного устройства, полученный после скрайбирования, обычно имеет оптимальную форму, которая точно соответствует конструктивным параметрам, что значительно снижает количество дефектов качества серийно изготовленных устройств.[0031] To eliminate the device quality defects arising due to the above scribing processes, after many experiments and verification process, the present inventor proposes to use a new type of microfluidic device which has expansion groove(s) located near the outlet and/or inlet hole of the channel for fluid medium. The expansion groove may separate the cutting surface from the outlet and/or inlet and does not allow direct contact with the outlet and/or inlet so that the scribing process does not damage the outline of the outlet or inlet of the fluid channel. As a result, the fluid channel of a microfluidic device obtained after scribing typically has an optimal shape that closely matches the design parameters, which significantly reduces the number of quality defects in mass-produced devices.

[0032] Фиг. 4а-4с иллюстрируют схематические изображения микрофлюидного устройства 400, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг. 4а изображает развернутый вид в аксонометрии микрофлюидного устройства 400, а Фиг. 4b изображает вид в поперечном разрезе микро флюидного устройства 400 на выпускном отверстии для текучей среды.[0032] FIG. 4a-4c illustrate schematic views of a microfluidic device 400 configured in accordance with one embodiment of the present invention. Fig. 4a depicts an expanded perspective view of the microfluidic device 400, and FIG. 4b is a cross-sectional view of a microfluidic device 400 at a fluid outlet.

[0033] Как показано на Фиг. 4а, микрофлюидное устройство 400 содержит первую подложку 402 и вторую подложку 404. Первая подложка 402 и вторая подложка 404 имеют, соответственно, монтажную сторону 402а и монтажную сторону 404а, которые могут быть соединены друг с другом для сборки первой подложки 402 и второй подложки 404 друг с другом. В некоторых вариантах выполнения подложки 402 и 404 могут представлять собой кремниевые пластины, стеклянные пластины или пластины, выполненные из других материалов. Например, первая подложка 402 может быть кремниевой пластиной, а вторая подложка 404 может быть стеклянной пластиной. Эти две подложки 402 и 404 могут быть соединены друг с другом посредством электростатической связи. В другом примере первая подложка 402 и вторая подложка 404 могут представлять собой кремниевые пластины, которые могут быть соединены друг с другом путем прямого соединения кремний-кремний или путем адгезионного соединения.[0033] As shown in FIG. 4a, the microfluidic device 400 includes a first substrate 402 and a second substrate 404. The first substrate 402 and the second substrate 404 have, respectively, a mounting side 402a and a mounting side 404a, which can be connected to each other to assemble the first substrate 402 and the second substrate 404 each. with a friend. In some embodiments, the substrates 402 and 404 may be silicon wafers, glass wafers, or wafers made of other materials. For example, the first substrate 402 may be a silicon wafer and the second substrate 404 may be a glass wafer. The two substrates 402 and 404 may be coupled to each other via electrostatic coupling. In another example, the first substrate 402 and the second substrate 404 may be silicon wafers that may be connected to each other by a direct silicon-to-silicon bond or by an adhesive bond.

[0034] Первая подложка 402 имеет канал 406 камеры для текучей среды на монтажной стороне 402а. Канал 406 камеры для текучей среды углублен вниз от поверхности монтажной стороны 402а на определенную глубину. В некоторых вариантах выполнения глубина канала 406 камеры для текучей среды меньше толщины первой подложки 402. В других вариантах выполнения глубина канала камеры для текучей среды может быть равна толщине первой подложки, то есть канал камеры для текучей среды проходит через первую подложку; в этом случае микрофлюидное устройство может дополнительно содержать третью подложку, которая вместе с первой подложкой соответственно окружает канал камеры для текучей среды с обеих сторон первой подложки. В некоторых вариантах выполнения канал 406 камеры для текучей среды может быть сформирован с использованием процесса плазменного травления или других аналогичных процессов.[0034] The first substrate 402 has a fluid chamber channel 406 on the mounting side 402a. The fluid chamber channel 406 extends downward from the surface of the mounting side 402a to a certain depth. In some embodiments, the depth of the fluid chamber channel 406 is less than the thickness of the first substrate 402. In other embodiments, the depth of the fluid chamber channel may be equal to the thickness of the first substrate, that is, the fluid chamber channel extends through the first substrate; in this case, the microfluidic device may further comprise a third substrate which, together with the first substrate, respectively surrounds the fluid chamber channel on both sides of the first substrate. In some embodiments, the fluid chamber channel 406 may be formed using a plasma etching process or other similar processes.

[0035] По-прежнему ссылаясь на Фиг. 4а, когда первая подложка 402 и вторая подложка 404 соединены друг с другом, вторая подложка 404 обычно закрывает канал 406 камеры для текучей среды над ним, формируя при этом камеру для текучей среды, имеющую одно или несколько впускных отверстий 408 для текучей среды и выпускное отверстие 410 для текучей среды. При работе микрофлюидного устройства 400 жидкость протекает в камеру для текучей среды из впускных отверстий 408 для текучей среды и далее вытекает из камеры для текучей среды через выпускное отверстие 410 для текучей среды. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 4а, микрофлюидное устройство 400 используется в качестве распылителя жидкости. Следовательно, камера для текучей среды содержит множество впускных отверстий 408 для текучей среды, причем впускные отверстия 408 для текучей среды отделены друг от друга соответствующими разделительными столбиками 412. Разделительный столбик 412 позволяет жидкости, протекающей в камеру для текучей среды, образовывать несколько потоков, что является предпочтительным для уменьшения размера капель перед распылением жидкости. В некоторых вариантах выполнения после разделительных столбиков 412 в камере для текучей среды может быть также установлена одноступенчатая или многоступенчатая фильтрующая конструкция (не показана на чертеже). Фильтрующая конструкция способна препятствовать попаданию твердых частиц в жидкой среде в выпускное отверстие 410 для текучей среды и засорению выпускного отверстия 410 для текучей среды, а также может способствовать дальнейшему разделению потоков жидкости в камере для текучей среды.[0035] Still referring to FIG. 4a, when the first substrate 402 and the second substrate 404 are coupled to each other, the second substrate 404 typically closes the fluid chamber channel 406 above it, thereby forming a fluid chamber having one or more fluid inlets 408 and an outlet. 410 for fluid. When the microfluidic device 400 operates, liquid flows into the fluid chamber from the fluid inlets 408 and further flows out of the fluid chamber through the fluid outlet 410. In the embodiment shown in FIG. 4a, microfluidic device 400 is used as a liquid atomizer. Therefore, the fluid chamber includes a plurality of fluid inlet openings 408, the fluid inlet openings 408 being separated from each other by respective dividing posts 412. The dividing post 412 allows liquid flowing into the fluid chamber to form multiple streams, which is preferred for reducing droplet size before spraying liquid. In some embodiments, a single-stage or multi-stage filter structure (not shown) may also be installed after the separation posts 412 in the fluid chamber. The filter structure is capable of preventing solid particles in the fluid medium from entering the fluid outlet 410 and clogging the fluid outlet 410, and may also help further separate fluid flows in the fluid chamber.

[0036] После протекания через всю камеру для текучей среды, жидкость может вытекать из камеры через выпускное отверстие 410 для текучей среды. В практическом применении, жидкость вытекает из выпускного отверстия 410 для текучей среды при определенной скорости в зависимости от давления жидкости. Фиг. 4с изображает вид в поперечном разрезе микрофлюидного устройства 400, показанного на Фиг. 4а, по линии LL' (через выпускное отверстие для текучей среды). Как показано на Фиг. 4с, два струйных потока выбрасываются из камеры для текучей среды соответственно через два выпускных отверстия 410 для текучей среды и пересекаются в точке 416 схождения. Два струйных потока сталкиваются друг с другом в точке 416 схождения таким образом, что кинетическая энергия струйных потоков может разбивать потоки. Диаметр и поперечное сечение выпускного отверстия 410 для текучей среды определяют скорость потока одного струйного потока, а угол между обоими струйными потоками определяет гидравлическое сопротивление жидкости. Чем больше угол, тем больше сопротивление жидкости. Кроме того, соотношение сторон (отношение длины к диаметру) канала для текучей среды, соединенного с выпускным отверстием 410 для текучей среды, также влияет на гидравлическое сопротивление и скорость потока. Поэтому в практическом применении такие параметры, как длина и диаметр канала для текучей среды, диаметр выпускного отверстия для текучей среды и расстояние между двумя выпускными отверстиями для текучей среды, должны быть точно рассчитаны для точного определения положения точки схождения двух струйных потоков, а также размера капель жидкости и профиля струи после соударения струйных потоков.[0036] After flowing through the entire fluid chamber, liquid may flow out of the chamber through fluid outlet 410. In practical application, liquid flows out of fluid outlet 410 at a certain speed depending on the pressure of the liquid. Fig. 4c is a cross-sectional view of the microfluidic device 400 shown in FIG. 4a, along line LL' (through the fluid outlet). As shown in FIG. 4c, two jet streams are ejected from the fluid chamber respectively through two fluid outlets 410 and intersect at a convergence point 416. The two jet streams collide with each other at convergence point 416 such that the kinetic energy of the jet streams can break up the streams. The diameter and cross-section of the fluid outlet 410 determine the flow rate of one jet stream, and the angle between both jet streams determines the flow resistance of the fluid. The greater the angle, the greater the fluid resistance. In addition, the aspect ratio (length to diameter ratio) of the fluid passage connected to the fluid outlet 410 also affects the hydraulic resistance and flow rate. Therefore, in practical application, parameters such as the length and diameter of the fluid channel, the diameter of the fluid outlet and the distance between two fluid outlets must be accurately calculated to accurately determine the position of the convergence point of the two jet streams as well as the droplet size liquid and jet profile after the collision of jet streams.

[0037] По-прежнему ссылаясь на Фиг. 4с, вторая подложка 404 на своей монтажной стороне 404а имеет выпускную расширительную канавку 418, расположенную смежно с выпускным отверстием 410 для текучей среды. Выпускная расширительная канавка 418 проходит вниз по потоку от отверстия 410 для текучей среды, то есть обычно проходит в направлении вытекающих потоков жидкости. Можно видеть, что у выпускного отверстия 410 для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки 418 расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия 410 для текучей среды. Например, в варианте выполнения, показанном на Фиг. 4а с двумя выпускными отверстиями 410 для текучей среды, оба выпускные отверстия 410 для текучей среды расположены внутри наружного контура выпускной расширительной канавки 418 таким образом, что стенка выпускной расширительной канавки 418 по существу не влияет на поток жидкости, выпускаемой из выпускного отверстия 410 для текучей среды.[0037] Still referring to FIG. 4c, the second substrate 404 on its mounting side 404a has an outlet expansion groove 418 adjacent the fluid outlet 410. The outlet expansion groove 418 extends downstream of the fluid opening 410, that is, generally extends in the direction of outflowing fluid flows. It can be seen that at the fluid outlet 410, the outer contour of the outlet expansion groove 418 is located outside the outer contour of the fluid outlet 410. For example, in the embodiment shown in FIG. 4a with two fluid outlets 410, both fluid outlets 410 are located within the outer contour of the outlet expansion groove 418 such that the wall of the outlet expansion groove 418 does not substantially affect the flow of liquid discharged from the fluid outlet 410 .

[0038] Камера для текучей среды микрофлюидного устройства 400, показанного на Фиг. 4а, имеет два выпускных отверстия для текучей среды, причем струйные потоки, проходящие по соответствующим путям потока, могут пересекаться и сталкиваться друг с другом. В других вариантах выполнения камера для текучей среды может иметь одно или несколько отдельных выпускных отверстий для текучей среды. В этом случае каждое выпускное отверстие для текучей среды может иметь соответствующую выпускную расширительную канавку. Например, выпускное отверстие 410 для текучей среды и расширительная канавка 418 могут иметь в целом прямоугольный наружный контур, и обе или по меньшей мере одна из длины и ширины наружного контура выпускной расширительной канавки 418 могут быть больше, чем обе или соответствующая одна из длины и ширины наружного контура выпускного отверстия 410 для текучей среды. В другом примере, выпускное отверстие 410 для текучей среды и расширительная канавка 418 могут иметь круговой наружный контур, а диаметр наружного контура выпускной расширительной канавки 418 может быть больше диаметра наружного контура выпускного отверстия 410 для текучей среды. Как вариант, множество взаимно независимых выпускных отверстий для текучей среды в совокупности могут также находиться в одной выпускной расширительной канавке; в этом случае у каждого выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружных контуров всех выпускных отверстий для текучей среды.[0038] The fluid chamber of the microfluidic device 400 shown in FIG. 4a has two fluid outlets, wherein the jet streams passing along the respective flow paths can intersect and impinge on each other. In other embodiments, the fluid chamber may have one or more separate fluid outlets. In this case, each fluid outlet may have a corresponding outlet expansion groove. For example, the fluid outlet 410 and the expansion groove 418 may have a generally rectangular outer contour, and both or at least one of the length and width of the outer contour of the outlet expansion groove 418 may be greater than both or the corresponding one of the length and width the outer contour of the fluid outlet 410. In another example, the fluid outlet 410 and expansion groove 418 may have a circular outer contour, and the outer diameter of the outlet expansion groove 418 may be larger than the outer diameter of the fluid outlet 410. Alternatively, a plurality of mutually independent fluid outlets may also be collectively located in a single outlet expansion groove; in this case, at each fluid outlet, the outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contours of all the fluid outlets.

[0039] Следует также отметить, что в варианте выполнения, показанном на Фиг. 4с, выпускная расширительная канавка 418 имеет по существу кубическую форму, и ее наружный контур и форма поперечного сечения у выпускного отверстия 410 для текучей среды такие же, как ее наружный контур и форма поперечного сечения ниже по потоку от выпускного отверстия для текучей среды. В некоторых других вариантах выполнения наружный контур и форма поперечного сечения выпускной расширительной канавки 418 у выпускного отверстия 410 для текучей среды также могут отличаться от наружного контура и формы поперечного сечения ниже по потоку от выпускного отверстия для текучей среды. Например, выпускная расширительная канавка 418 может иметь расширенную конструкцию, которая расширяется наружу от выпускного отверстия 410, или любые другие аналогичные и подходящие конструкции.[0039] It should also be noted that in the embodiment shown in FIG. 4c, the outlet expansion groove 418 has a substantially cubic shape, and its outer contour and cross-sectional shape at the fluid outlet 410 is the same as its outer contour and cross-sectional shape downstream of the fluid outlet. In some other embodiments, the outer contour and cross-sectional shape of the outlet expansion groove 418 at the fluid outlet 410 may also be different from the outer contour and cross-sectional shape downstream of the fluid outlet. For example, the outlet expansion groove 418 may have a flared structure that expands outward from the outlet 410, or any other similar and suitable structure.

[0040] Можно видеть, что выпускная расширительная канавка, расположенная ниже по потоку от выпускного отверстия для текучей среды, может отделять выпускное отверстие(я) для текучей среды, которое определяет струйный поток(и), (в том числе форму, расход, скорость и направление), от края микрофлюидного устройства, тем самым обеспечивая эффективную защиту выпускного отверстия от дефектов при скрайбировании. Таким образом, эффективность серийно изготовленных микрофлюидных устройств может быть значительно повышена.[0040] It can be seen that the outlet expansion groove located downstream of the fluid outlet may separate the fluid outlet(s) that define the jet stream(s), (including shape, flow rate, speed and direction) from the edge of the microfluidic device, thereby effectively protecting the outlet from defects during scribing. In this way, the efficiency of commercially produced microfluidic devices can be significantly improved.

[0041] По-прежнему ссылаясь на Фиг. 4с, два струйных потока камеры для текучей среды выбрасываются из камеры для текучей среды соответственно через два выпускных отверстия 410 для текучей среды и сходятся в точке 416 схождения. Точка 416 схождения может быть расположена снаружи выпускной расширительной канавки 418, например, на расстоянии от нескольких микрон до сотен микрон или даже нескольких миллиметров от конца выпускной расширительной канавки 418. Такая конструкция может обеспечивать, чтобы брызги, образовавшиеся при схождении струйных потоков, по существу не контактировали (по меньшей мере, как можно меньше контактировали) со стенкой выпускной расширительной канавки 418, тем самым, не допуская ограничения или воздействия выпускной расширительной канавкой 418 на размер частиц распыляемых капель в брызгах.[0041] Still referring to FIG. 4c, the two fluid chamber jet streams are discharged from the fluid chamber respectively through two fluid outlets 410 and converge at a convergence point 416. The convergence point 416 may be located outside the outlet flare groove 418, for example, at a distance of a few microns to hundreds of microns or even a few millimeters from the end of the outlet flare groove 418. Such a design can ensure that splashes generated as the jet streams converge are substantially eliminated. contact (at least as little contact as possible) with the wall of the outlet expansion groove 418, thereby preventing the outlet expansion groove 418 from restricting or affecting the particle size of the spray droplets in the spray.

[0042] Фиг. 5а иллюстрирует виды в аксонометрии первой подложки и второй подложки, когда пластина, содержащая множество микрофлюидных устройств, как показано на Фиг. 4а, не разрезана. На Фиг. 5b показано, что первая подложка и вторая подложка, показанные на Фиг. 5а и 5b, перекрываются друг с другом.[0042] FIG. 5a illustrates perspective views of the first substrate and the second substrate when a plate containing a plurality of microfluidic devices, as shown in FIG. 4a, not cut. In FIG. 5b shows that the first substrate and the second substrate shown in FIG. 5a and 5b overlap with each other.

[0043] Как показано на Фиг. 5а и 5с, множество микрофлюидных устройств расположены в виде матрицы и отделены друг от друга множеством удлиненных областей 516 скрайбирования. Указанное множество областей 516 скрайбирования содержит первые области 516а скрайбирования, расположенные между впускными и выпускными отверстиями для текучей среды микрофлюидных устройств, и вторые области 516b скрайбирования, расположенные перпендикулярно первым областям 516а скрайбирования. Каждая область скрайбирования имеет центральную ось 517а или 517b. Вторая подложка 504 имеет множество областей 518 выпускной расширительной канавки, образованных на ее монтажной стороне 504а. Эти области 518 выпускной расширительной канавки параллельны друг другу и обычно совмещены с первыми областями 516а скрайбирования на первой подложке 502. В некоторых вариантах выполнения длина области 518 выпускной расширительной канавки может отличаться от длины первой области 516а скрайбирования, но они совмещены друг с другом, по меньшей мере, у выпускного отверстия для текучей среды.[0043] As shown in FIG. 5a and 5c, a plurality of microfluidic devices are arranged in a matrix and separated from each other by a plurality of elongate scribing regions 516. The plurality of scribing regions 516 includes first scribing regions 516a located between the fluid inlet and outlet openings of the microfluidic devices, and second scribing regions 516b located perpendicular to the first scribing regions 516a. Each scribing area has a central axis 517a or 517b. The second substrate 504 has a plurality of outlet expansion groove regions 518 formed on its mounting side 504a. These outlet expansion groove regions 518 are parallel to each other and are typically aligned with the first scribing regions 516a on the first substrate 502. In some embodiments, the length of the outlet expansion groove region 518 may differ from the length of the first scribing region 516a, but they are aligned with each other by at least least at the fluid outlet.

[0044] По-прежнему ссылаясь на Фиг. 5с, при изготовлении микрофлюидных устройств, после того, как области 518 выпускной расширительной канавки и первые области 516а скрайбирования совмещены друг с другом, первую подложку 502 и вторую подложку 504 соединяют друг с другом. Таким образом, области 518 выпускной расширительной канавки расположены смежно с соответствующими выпускными отверстиями 510 для текучей среды и проходят от них вниз по потоку. При скрайбировании соединенные первая подложка 502 и вторая подложка 504, области 518 выпускной расширительной канавки и первые области 516а скрайбирования скрайбируют для формирования соответствующих выпускных расширительных канавок непосредственно ниже по потоку от соответствующих выпускных отверстий для текучей среды.[0044] Still referring to FIG. 5c, in the manufacture of microfluidic devices, after the outlet expansion groove regions 518 and the first scribing regions 516a are aligned with each other, the first substrate 502 and the second substrate 504 are bonded to each other. Thus, the expansion groove outlet regions 518 are located adjacent to and extend downstream from the corresponding fluid outlets 510. When scribing, the connected first substrate 502 and second substrate 504, outlet expansion groove regions 518, and first scribing regions 516a are scribed to form respective outlet expansion grooves immediately downstream of the respective fluid outlets.

[0045] В некоторых вариантах выполнения каждая пара, состоящая из первой области 516а скрайбирования и области 518 выпускной расширительной канавки, может иметь по существу одинаковую ширину, так что две области практически перекрываются друг с другом. Например, ширина первой области 516а скрайбирования может составлять 30 мкм, то есть расстояние между выпускным отверстием для текучей среды микрофлюидного устройства и впускным отверстием для текучей среды другого микро флюидного устройства, расположенного рядом с ним, составляет 30 мкм. Ширина области 518 выпускной расширительной канавки также составляет 30 мкм, следовательно, расстояния между центральной осью области 518 выпускной расширительной канавки и впускным отверстием, и выпускным отверстием для текучей среды соседних струйных устройств составляют 15 мкм. Если для скрайбирования подложки при совмещении с центральной осью области скрайбирования используется алмазный нож с толщиной лезвия в 10 мкм, то впускное отверстие и выпускное отверстие для текучей среды находятся на расстоянии 10 мкм от соответствующих кромок алмазного ножа. Даже если допустить наличие смещения в 5 мкм, то после разрезания впускное отверстие и выпускное отверстие для текучей среды, определяемые областью 518 выпускной расширительной канавки, находятся на расстоянии по меньшей мере 5 мкм от края линии скрайбирования. Другими словами, конец выпускной расширительной канавки (расположенный на краю линии реза) находится на расстоянии по меньшей мере 5 мкм от соответствующего выпускного отверстия для текучей среды, что соответствует внешней протяженности выпускной расширительной канавки. Можно видеть, что, поскольку выпускная расширительная канавка имеет определенную внешнюю протяженность, форма выпускного отверстия для текучей среды по существу образована внутренней стороной выпускной расширительной канавки на первой подложке (на расстоянии от края линии реза) и каналом камеры для текучей среды на второй подложке, а не ограничена краем линии скрайбирования и каналом камеры для текучей среды. Таким образом, форма выпускного отверстия для текучей среды может не зависеть от механического напряжения при скрайбировании или от дефектов, вызванных частицами, но может соответствовать исходным параметрам, заложенным при проектировании устройства.[0045] In some embodiments, each pair consisting of the first scribing region 516a and the outlet expansion groove region 518 may have substantially the same width such that the two regions substantially overlap each other. For example, the width of the first scribing region 516a may be 30 μm, that is, the distance between the fluid outlet of a microfluidic device and the fluid inlet of another microfluidic device located adjacent thereto is 30 μm. The width of the outlet expansion groove region 518 is also 30 μm, therefore, the distances between the central axis of the outlet expansion groove region 518 and the inlet and fluid outlet of adjacent jet devices are 15 μm. If a diamond knife with a blade thickness of 10 µm is used to scribe the substrate in alignment with the central axis of the scribing area, the fluid inlet and outlet are located 10 µm from the corresponding edges of the diamond knife. Even if an offset of 5 μm is assumed, after cutting, the fluid inlet and outlet defined by the outlet expansion groove region 518 are at least 5 μm from the edge of the scribing line. In other words, the end of the outlet expansion groove (located at the edge of the cutting line) is at least 5 μm from the corresponding fluid outlet, which corresponds to the outer extent of the outlet expansion groove. It can be seen that since the outlet expansion groove has a certain outer extent, the shape of the fluid outlet hole is essentially formed by the inside of the outlet expansion groove on the first substrate (at a distance from the edge of the cutting line) and the channel of the fluid chamber on the second substrate, and not limited by the edge of the scribing line and the fluid chamber channel. Thus, the shape of the fluid outlet may not be affected by scribing stress or defects caused by particles, but may be consistent with the original design parameters of the device.

[0046] Фиг. 5с иллюстрирует схематическое изображение первых областей 516а скрайбирования и областей 518 выпускной расширительной канавки, разделенных путем однократного скрайбирования. В других вариантах выполнения первые области скрайбирования и области выпускной расширительной канавки могут быть разделены путем многократного скрайбирования. Так, ширина каждой из первых областей 516а скрайбирования и областей 518 выпускной расширительной канавки может составлять, например, 200 мкм. При условии, что конструктивные параметры внешней протяженности выпускной расширительной канавки составляют 10 мкм, алмазный нож может разрезать первую область 516а скрайбирования и область 518 выпускной расширительной канавки на расстоянии 15 мкм от выпускного отверстия для текучей среды и на расстоянии 15 мкм от впускного отверстия для текучей среды. Можно видеть, что в случае, когда первая область скрайбирования является слишком широкой и для разрезания пластины необходимо многократное скрайбирование, протяженность выпускной расширительной канавки, проходящей от выпускного отверстия для текучей среды, в основном зависит от местоположения процесса скрайбирования, выполняемого наиболее близко к выпускному отверстию для текучей среды.[0046] FIG. 5c illustrates a schematic diagram of the first scribing regions 516a and the outlet expansion groove regions 518 separated by single scribing. In other embodiments, the first scribing areas and the outlet expansion groove areas can be separated by repeated scribing. Thus, the width of each of the first scribing regions 516a and the outlet expansion groove regions 518 may be, for example, 200 μm. Assuming that the design parameters of the outer extension of the outlet expansion groove are 10 μm, the diamond knife can cut the first scribing region 516a and the outlet expansion groove region 518 at a distance of 15 μm from the fluid outlet and at a distance of 15 μm from the fluid inlet. . It can be seen that in the case where the first scribing area is too wide and multiple scribing is necessary to cut the plate, the length of the outlet expansion groove extending from the fluid outlet mainly depends on the location of the scribing process performed closest to the fluid outlet fluid medium.

[0047] С учетом аналогичной концепции, кроме выпускной расширительной канавки, расположенной у выпускного отверстия для текучей среды, у впускного отверстия для текучей среды также может быть расположена впускная расширительная канавка, при этом впускная расширительная канавка может отделять впускное отверстие для текучей среды от линии скрайбирования на относительно большое расстояние.[0047] Considering a similar concept, in addition to the outlet expansion groove located at the fluid outlet, an inlet expansion groove may also be located at the fluid inlet, wherein the inlet expansion groove may separate the fluid inlet from the scribing line over a relatively long distance.

[0048] Фиг. 6а-6с иллюстрируют схематические изображения микрофлюидного устройства 600, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения.[0048] FIG. 6a-6c illustrate schematic diagrams of a microfluidic device 600 configured in accordance with yet another embodiment of the present invention.

[0049] Как показано на Фиг. 6а-6с, в отличие от варианта выполнения, показанного на Фиг. 4а, микрофлюидное устройство 600 имеет выпускную расширительную канавку 618 и впускную расширительную канавку 630, расположенные на монтажной стороне 604а второй подложки 604. При отсутствии скрайбирования, выпускная расширительная канавка 618 и впускная расширительная канавка 630 расположены в области 616 скрайбирования. После того, как вторая подложка 604 и первая подложка 602, имеющая канавку 606 камеры для текучей среды, совмещены и соединены друг с другом, выпускная расширительная канавка 618 расположена смежно с выпускным отверстием 610 для текучей среды, впускная расширительная канавка 630 расположена смежно с впускным отверстием 608 для текучей среды, при этом впускная расширительная канавка 630 проходит вверх по потоку от впускного отверстия 608 для текучей среды. У впускного отверстия 608 для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки 630 расположен снаружи наружного контура впускного отверстия 608 для текучей среды. Аналогично выпускной расширительной канавке 618, впускная расширительная канавка 630 может отделять впускное отверстие 608 для текучей среды от линии скрайбирования, чтобы избежать напряжения при резке или дефектов, вызванных воздействием частиц на форму впускного отверстия для текучей среды.[0049] As shown in FIG. 6a-6c, in contrast to the embodiment shown in FIG. 4a, the microfluidic device 600 has an outlet expansion groove 618 and an inlet expansion groove 630 located on the mounting side 604a of the second substrate 604. In the absence of scribing, the outlet expansion groove 618 and the inlet expansion groove 630 are located in the scribing region 616. After the second substrate 604 and the first substrate 602 having the fluid chamber groove 606 are aligned and connected to each other, the outlet expansion groove 618 is located adjacent to the fluid outlet 610, the inlet expansion groove 630 is located adjacent to the inlet hole 608 for a fluid, with an inlet expansion groove 630 extending upstream of the inlet 608 for a fluid. At the fluid inlet 608, the outer contour of the inlet expansion groove 630 is located outside the outer contour of the fluid inlet 608. Similar to the outlet flaring groove 618, the inlet flaring groove 630 may separate the fluid inlet 608 from the scribing line to avoid cutting stress or defects caused by particles affecting the shape of the fluid inlet.

[0050] Как показано на Фиг. 6b, впускная расширительная канавка 630, расположенная на монтажной стороне 604а второй подложки 604, обычно проходит вдоль второй подложки 604, при этом выпускная расширительная канавка 618 имеет относительно небольшую ширину, поскольку общая ширина впускного отверстия для текучей среды большая, а ширина выпускного отверстия для текучей среды небольшая. Очевидно, что в практическом применении наружный контур выпускной расширительной канавки 618 может быть расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды у выпускного отверстия для текучей среды, причем конкретная длина и ширина могут быть рассчитаны и отрегулированы по необходимости.[0050] As shown in FIG. 6b, the inlet expansion groove 630 located on the mounting side 604a of the second substrate 604 generally extends along the second substrate 604, and the outlet expansion groove 618 has a relatively small width because the overall width of the fluid inlet opening is large and the width of the fluid outlet opening environment is small. Obviously, in practical application, the outer contour of the outlet expansion groove 618 can be located outside the outer contour of the fluid outlet at the fluid outlet, and the specific length and width can be calculated and adjusted as necessary.

[0051] Фиг. 7 иллюстрирует схематическое изображение микрофлюидного устройства 700, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения.[0051] FIG. 7 illustrates a schematic diagram of a microfluidic device 700 made in accordance with yet another embodiment of the present invention.

[0052] Как показано на Фиг. 7, на монтажной стороне 702а первой подложки 702 сформирован канал 706 камеры для текучей среды микрофлюидного устройства 700. Кроме того, на монтажной стороне 702а также расположены впускная расширительная канавка 730, расположенная смежно с впускным отверстием 708 для текучей среды, и выпускная расширительная канавка 718, расположенная смежно с выпускным отверстием 710 для текучей среды. Если смотреть с монтажной стороны 702а, то впускная расширительная канавка 730 и выпускная расширительная канавка 718 имеют форму кармана. Ширина впускной расширительной канавки 730, проходящей вверх по потоку от впускного отверстия 708 для текучей среды, превышает ширину впускного отверстия 708 для текучей среды. Ширина выпускной расширительной канавки 718, проходящей вниз по потоку от выпускного отверстия 710 для текучей среды, превышает ширину выпускного отверстия 710 для текучей среды.[0052] As shown in FIG. 7, on the mounting side 702a of the first substrate 702, a fluid chamber channel 706 of the microfluidic device 700 is formed. In addition, an inlet expansion groove 730 adjacent the fluid inlet 708 and an outlet expansion groove 718 are also located on the mounting side 702a. located adjacent to the outlet 710 for fluid. When viewed from the mounting side 702a, the inlet expansion groove 730 and the outlet expansion groove 718 are pocket-shaped. The width of the inlet expansion groove 730 extending upstream of the fluid inlet 708 exceeds the width of the fluid inlet 708. The width of the outlet expansion groove 718 extending downstream of the fluid outlet 710 is greater than the width of the fluid outlet 710.

[0053] В некоторых вариантах выполнения глубина впускной расширительной канавки 730 и выпускной расширительной канавки 718 может быть больше глубины канала 706 камеры для текучей среды для того, чтобы их стенки не блокировали поток жидкости, протекающей в канал 706 камеры для текучей среды или из него. При непосредственной обработке канал камеры для текучей среды, а также впускная расширительная канавка и/или выпускная расширительная канавка могут быть выборочно протравлены на разную глубину, например, с помощью процесса плазменного травления.[0053] In some embodiments, the depth of the inlet expansion groove 730 and the outlet expansion groove 718 may be greater than the depth of the fluid chamber channel 706 so that their walls do not block the flow of liquid flowing into or out of the fluid chamber channel 706. In direct processing, the fluid chamber channel, as well as the inlet expansion groove and/or the outlet expansion groove can be selectively etched to different depths, for example, using a plasma etching process.

[0054] Аналогично, длина протяженности впускной расширительной канавки 730 и выпускной расширительной канавки 718 зависит от местоположения линии 732 скрайбирования, и поэтому ее описание не приводится.[0054] Likewise, the extension length of the inlet expansion groove 730 and the outlet expansion groove 718 depends on the location of the scribing line 732 and therefore will not be described.

[0055] Хотя в вариантах выполнения, показанных на Фиг. 4а-4с и Фиг. 7, выпускная расширительная канавка(и) и/или впускная расширительная канавка(и) сформированы, соответственно, на одной монтажной стороне первой подложки и монтажной стороне второй подложки, в практическом применении возможно, что выпускная расширительная канавка и/или впускная расширительная канавка могут быть сформированы на монтажных сторонах двух подложек в соответствии с необходимостью. Выпускные расширительные канавки на обеих монтажных сторонах могут быть расположены смежно с выпускным отверстием для текучей среды и могут быть совмещены друг с другом, по меньшей мере у выпускного отверстия для текучей среды. Аналогично, впускные расширительные канавки на обеих монтажных сторонах могут быть расположены смежно с впускным отверстием для текучей среды и могут быть совмещены друг с другом, по меньшей мере у впускного отверстия для текучей среды.[0055] Although in the embodiments shown in FIGS. 4a-4c and Fig. 7, the outlet expansion groove(s) and/or the inlet expansion groove(s) are formed on one mounting side of the first substrate and the mounting side of the second substrate, respectively, in practical application, it is possible that the outlet expansion groove and/or the inlet expansion groove can be formed on the mounting sides of the two substrates as required. The outlet expansion grooves on both mounting sides may be located adjacent to the fluid outlet and may be aligned with each other at least at the fluid outlet. Likewise, the inlet expansion grooves on both mounting sides may be located adjacent to the fluid inlet and may be aligned with each other at least at the fluid inlet.

[0056] Фиг. 8 иллюстрирует схематическое изображение микрофлюидного устройства 800, выполненного в соответствии с еще одним вариантом выполнения настоящего изобретения.[0056] FIG. 8 illustrates a schematic diagram of a microfluidic device 800 made in accordance with yet another embodiment of the present invention.

[0057] Как показано на Фиг. 8, микрофлюидное устройство 800 выполнено из первой подложки 802, второй подложки 804 и третьей подложки 805. Первая подложка 802 выполнена с каналом 806 камеры для текучей среды на обеих сторонах подложек (на чертеже показан канал камеры для текучей среды только на первой стороне 802а). Кроме того, на первой стороне 802а сформированы впускные расширительные канавки 830 и выпускные расширительные канавки 818, но при этом на монтажной стороне 804а второй подложки 804 впускные расширительные канавки и выпускные расширительные канавки не выполнены. Для сравнения, впускные расширительные канавки и выпускные расширительные канавки не выполнены на второй монтажной стороне 802b, при этом впускные расширительные канавки 830' и выпускные расширительные канавки 818' сформированы на монтажной стороне 805а третьей подложки 805. Таким образом, после соединения трех подложек друг с другом, каналы камеры для текучей среды на первой стороне 802а и на второй стороне 802b имеют расширительные канавки, проходящие вниз по потку и вверх по потоку, поэтому впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды могут отстоять на определенное расстояние от линий скрайбирования. Длина протяженности выпускных расширительных канавок и впускных расширительных канавок может меняться в зависимости от местоположения линии 832 скрайбирования.[0057] As shown in FIG. 8, microfluidic device 800 is made of a first substrate 802, a second substrate 804, and a third substrate 805. The first substrate 802 is configured with a fluid chamber channel 806 on both sides of the substrates (the drawing shows the fluid chamber channel on the first side 802a only). In addition, inlet expansion grooves 830 and outlet expansion grooves 818 are formed on the first side 802a, but no inlet expansion grooves and outlet expansion grooves are formed on the mounting side 804a of the second substrate 804. In comparison, inlet expansion grooves and outlet expansion grooves are not formed on the second mounting side 802b, while inlet expansion grooves 830' and exhaust expansion grooves 818' are formed on the mounting side 805a of the third substrate 805. Thus, after connecting the three substrates to each other , the fluid chamber channels on the first side 802a and the second side 802b have expansion grooves extending downstream and upstream so that the fluid inlet and fluid outlet can be spaced a certain distance from the scribing lines. The length of the exhaust expansion grooves and the inlet expansion grooves may vary depending on the location of the scribing line 832.

[0058] Фиг. 9 иллюстрирует способ изготовления микро флюидного устройства, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения.[0058] FIG. 9 illustrates a method for manufacturing a microfluidic device made in accordance with one embodiment of the present invention.

[0059] Как показано на Фиг. 9, способ изготовления включает: на этапе S902 размещают первую подложку, имеющую первую монтажную сторону; на этапе S904 размещают вторую подложку, имеющую вторую монтажную сторону; на этапе S906 на первой монтажной стороне формируют множество каналов камеры для текучей среды, каждый из которых имеет впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды; на этапе S908 на первой монтажной стороне формируют расширительную канавку для текучей среды, расположенную смежно с выпускным отверстием для текучей среды и проходящую вниз по потку от него, причем у каждого выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды; на этапе S910 соединяют первую монтажную сторону первой подложки со второй монтажной стороной второй подложки для их сборки друг с другом таким образом, что указанное множество каналов камеры для текучей среды образуют, соответственно, множество камер для текучей среды; на этапе S912 скрайбируют первую подложку и вторую подложку в каждой выпускной расширительной канавке для разделения указанного множества камер для текучей среды.[0059] As shown in FIG. 9, the manufacturing method includes: in step S902, a first substrate having a first mounting side is placed; in step S904, a second substrate having a second mounting side is placed; in step S906, a plurality of fluid chamber channels are formed on the first mounting side, each of which has a fluid inlet and a fluid outlet; in step S908, a fluid expansion groove adjacent to and extending downstream from the fluid outlet is formed on the first mounting side, wherein at each fluid outlet, the outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid outlet fluid; in step S910, connecting the first mounting side of the first substrate to the second mounting side of the second substrate to assemble them with each other so that the plurality of fluid chamber channels respectively form a plurality of fluid chambers; in step S912, the first substrate and the second substrate are scribed in each outlet expansion groove to separate the plurality of fluid chambers.

[0060] В некоторых вариантах выполнения каждая камера из указанного множества камер для текучей среды имеет множество выпускных отверстий для текучей среды, причем у каждого выпускного отверстия для текучей среды указанного множества выпускных отверстий для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды.[0060] In some embodiments, each chamber of the plurality of fluid chambers has a plurality of fluid outlets, wherein each fluid outlet of the plurality of fluid outlets has an outer contour of an outlet expansion groove located outside the outer contour of the outlet for fluid medium.

[0061] В некоторых вариантах выполнения указанное множество выпускных отверстий для текучей среды обеспечивает соответствующие направления распыления жидкости, которые сходятся вместе.[0061] In some embodiments, the plurality of fluid outlets provide corresponding fluid spray directions that converge together.

[0062] В некоторых вариантах выполнения соответствующие направления распыления жидкости указанного множества выпускных отверстий для текучей среды имеют точку схождения, расположенную снаружи выпускной расширительной канавки.[0062] In some embodiments, the respective fluid spray directions of the plurality of fluid outlets have a convergence point located outside the outlet expansion groove.

[0063] В некоторых вариантах выполнения глубина выпускной расширительной канавки больше глубины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.[0063] In some embodiments, the depth of the outlet expansion groove is greater than the depth of the fluid chamber channel on the same substrate.

[0064] В некоторых вариантах выполнения ширина выпускной расширительной канавки больше ширины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.[0064] In some embodiments, the width of the outlet expansion groove is greater than the width of the fluid chamber channel on the same substrate.

[0065] В некоторых вариантах выполнения способ дополнительно включает: формирование на второй монтажной стороне еще одной выпускной расширительной канавки, совмещенной с выпускной расширительной канавкой первой монтажной стороны, по меньшей мере у выпускного отверстия для текучей среды.[0065] In some embodiments, the method further includes: forming on the second mounting side another outlet expansion groove aligned with the outlet expansion groove of the first mounting side at least at the fluid outlet opening.

[0066] В некоторых вариантах выполнения способ дополнительно включает: формирование на первой монтажной стороне впускной расширительной канавки, расположенной смежно с впускным отверстием для текучей среды и проходящей вверх по потоку от него, при этом у впускного отверстия для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура впускного отверстия для текучей среды.[0066] In some embodiments, the method further includes: forming on the first mounting side an inlet expansion groove adjacent to and extending upstream of the fluid inlet, wherein at the fluid inlet the outer contour of the inlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid inlet.

[0067] В некоторых вариантах выполнения камера для текучей среды имеет множество впускных отверстий для текучей среды, причем у каждого отверстия из указанного множества впускных отверстий для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура впускного отверстия для текучей среды.[0067] In some embodiments, the fluid chamber has a plurality of fluid inlets, wherein each of the plurality of fluid inlets has an outer contour of an inlet expansion groove located outside the outer contour of the fluid inlet.

[0068] С целью ознакомления с конкретной информацией о способе изготовления микро флюидного устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, может быть сделана ссылка на характеристики микрофлюидного устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, которые здесь не будут повторяться.[0068] In order to provide specific information about the method of manufacturing a microfluidic device made in accordance with the present invention, reference may be made to the characteristics of a microfluidic device made in accordance with the present invention, which will not be repeated here.

[0069] Микрофлюидное устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, может быть использовано в различных устройствах, в которых необходим точный контроль текучей среды, особенно при использовании в качестве распылителя жидкости.[0069] A microfluidic device made in accordance with the present invention can be used in a variety of devices that require precise control of the fluid, especially when used as a liquid nebulizer.

[0070] Следует отметить, что, несмотря на то, что в приведенном выше подробном описании упомянуты несколько модулей или подмодулей микрофлюидного устройства, такое разделение является лишь иллюстративным и необязательным. В действительности, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения, отличительные признаки и функции двух или большего количества модулей, описанных выше, могут быть реализованы в одном модуле. И наоборот, отличительные признаки и функции одного модуля, описанного выше, могут быть дополнительно разделены на несколько реализуемых модулей.[0070] It should be noted that although several modules or submodules of the microfluidic device are mentioned in the above detailed description, such divisions are only illustrative and optional. In fact, according to embodiments of the present invention, the features and functions of two or more modules described above can be implemented in a single module. Conversely, the features and functions of a single module described above can be further divided into multiple implementable modules.

[0071] Изучив описание изобретения, его сущность, чертежи и прилагаемую формулу изобретения, специалисты в данной области техники смогут понять и реализовать другие изменения в раскрытых вариантах выполнения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов и этапов, при этом использование единственного числа не исключает множественное число. При непосредственном применении этого устройства один элемент может выполнять функции нескольких технических признаков, указанных в формуле изобретения. В формуле изобретения любые номера позиций не следует толковать как ограничивающие объем изобретения.[0071] Having reviewed the specification, summary, drawings, and appended claims, those skilled in the art will be able to understand and implement other variations in the disclosed embodiments. In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements and steps, nor does the use of the singular exclude the plural. When directly using this device, one element can perform the functions of several technical features specified in the claims. In the claims, any reference numbers should not be construed as limiting the scope of the invention.

Claims

1. Микрофлюидное устройство, содержащее1. Microfluidic device containing

первую подложку, имеющую первую монтажную сторону, иa first substrate having a first mounting side, and

вторую подложку, имеющую вторую монтажную сторону, выполненную с возможностью соединения с первой монтажной стороной для сборки первой подложки и второй подложки друг с другом,a second substrate having a second mounting side configured to be coupled to the first mounting side to assemble the first substrate and the second substrate to each other,

причем по меньшей мере одна сторона из первой монтажной стороны и второй монтажной стороны имеет канал камеры для текучей среды, и после соединения первой подложки и второй подложки друг с другом канал камеры для текучей среды образует камеру для текучей среды, имеющую впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды,wherein at least one side of the first mounting side and the second mounting side has a fluid chamber channel, and after connecting the first substrate and the second substrate to each other, the fluid chamber channel defines a fluid chamber having a fluid inlet and fluid outlet,

при этом указанная по меньшей мере одна сторона из первой монтажной стороны и второй монтажной стороны, имеющая канал камеры для текучей среды, имеет выпускную расширительную канавку, расположенную смежно с выпускным отверстием для текучей среды и проходящую от него вниз по потоку, и причем у выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды.wherein said at least one side of the first mounting side and the second mounting side having a fluid chamber channel has an outlet expansion groove located adjacent to and extending downstream from the fluid outlet, and wherein at the outlet opening for a fluid, the outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid outlet.

2. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором камера для текучей среды имеет множество выпускных отверстий для текучей среды, причем у каждого выпускного отверстия для текучей среды из указанного множества выпускных отверстий для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды.2. The microfluidic device of claim 1, wherein the fluid chamber has a plurality of fluid outlets, wherein each fluid outlet of said plurality of fluid outlets has an outer contour of an outlet expansion groove located outside the outer contour of the outlet. for fluid medium.

3. Микрофлюидное устройство по п. 2, в котором указанное множество выпускных отверстий для текучей среды имеют соответствующие направления распыления жидкости, которые сходятся друг с другом.3. The microfluidic device according to claim 2, wherein said plurality of fluid outlets have corresponding liquid spray directions that converge with each other.

4. Микрофлюидное устройство по п. 3, в котором указанные соответствующие направления распыления жидкости указанного множества выпускных отверстий для текучей среды имеют точку схождения, расположенную снаружи выпускной расширительной канавки.4. The microfluidic device of claim 3, wherein said respective fluid spray directions of said plurality of fluid outlets have a convergence point located outside the outlet expansion groove.

5. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором глубина выпускной расширительной канавки больше глубины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.5. The microfluidic device of claim 1, wherein the depth of the outlet expansion groove is greater than the depth of the fluid chamber channel on the same substrate.

6. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором ширина выпускной расширительной канавки больше ширины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.6. The microfluidic device according to claim 1, wherein the width of the outlet expansion groove is greater than the width of the fluid chamber channel on the same substrate.

7. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором камера для текучей среды имеет фильтр.7. The microfluidic device of claim 1, wherein the fluid chamber has a filter.

8. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором первая монтажная сторона и вторая монтажная сторона имеют выпускные расширительные канавки, совмещенные друг с другом, по меньшей мере у выпускного отверстия для текучей среды.8. The microfluidic device according to claim 1, wherein the first mounting side and the second mounting side have outlet expansion grooves aligned with each other at least at the fluid outlet.

9. Микрофлюидное устройство по п. 1, в котором указанная по меньшей мере одна сторона из первой монтажной стороны и второй монтажной стороны, имеющая канал камеры для текучей среды, имеет впускную расширительную канавку, расположенную смежно с впускным отверстием для текучей среды и проходящую от него вверх по потоку, причем у впускного отверстия для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура впускного отверстия для текучей среды.9. The microfluidic device of claim 1, wherein said at least one side of the first mounting side and the second mounting side having a fluid chamber channel has an inlet expansion groove adjacent to and extending from the fluid inlet hole upstream, wherein at the fluid inlet, the outer contour of the inlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid inlet.

10. Микрофлюидное устройство по п. 9, в котором камера для текучей среды имеет множество впускных отверстий для текучей среды, причем у каждого отверстия из указанного множества впускных отверстий для текучей среды наружный периферийный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного периферийного контура впускного отверстия для текучей среды.10. The microfluidic device of claim 9, wherein the fluid chamber has a plurality of fluid inlet openings, wherein each of said plurality of fluid inlet openings has an outer peripheral contour of an inlet expansion groove located outside the outer peripheral contour of the fluid inlet opening. environment.

11. Распылитель текучей среды, содержащий микрофлюидное устройство по любому из пп. 1-10.11. A fluid atomizer comprising a microfluidic device according to any one of claims. 1-10.

12. Способ изготовления микрофлюидного устройства, включающий:12. A method for manufacturing a microfluidic device, including:

использование первой подложки, имеющей первую монтажную сторону,using a first substrate having a first mounting side,

использование второй подложки, имеющей вторую монтажную сторону,use of a second substrate having a second mounting side,

формирование на первой монтажной стороне множества каналов камеры для текучей среды, каждый из которых имеет впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды,forming on the first mounting side a plurality of fluid chamber channels, each of which has a fluid inlet and a fluid outlet,

формирование на первой монтажной стороне расширительной канавки для текучей среды, расположенной смежно с каждым выпускным отверстием для текучей среды и проходящей от него вниз по потоку, причем у каждого выпускного отверстия для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды,forming, on the first mounting side, a fluid expansion groove adjacent to and extending downstream from each fluid outlet, wherein at each fluid outlet, an outer contour of the outlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid outlet ,

соединение первой монтажной стороны первой подложки со второй монтажной стороной второй подложки для их сборки друг с другом таким образом, что указанное множество каналов камеры для текучей среды образуют, соответственно, множество камер для текучей среды, иconnecting a first mounting side of the first substrate to a second mounting side of the second substrate to assemble them together such that said plurality of fluid chamber channels respectively define a plurality of fluid chambers, and

скрайбирование первой подложки и второй подложки у каждой выпускной расширительной канавки для разделения указанного множества камер для текучей среды.scribing a first substrate and a second substrate at each outlet expansion groove to separate said plurality of fluid chambers.

13. Способ по п. 12, в котором каждая камера из указанного множества камер для текучей среды имеет множество выпускных отверстий для текучей среды, причем у каждого выпускного отверстия из указанного множества выпускных отверстий для текучей среды наружный контур выпускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура выпускного отверстия для текучей среды.13. The method of claim 12, wherein each chamber of said plurality of fluid chambers has a plurality of fluid outlets, wherein each outlet of said plurality of fluid outlets has an outer contour of the outlet expansion groove located outside the outer contour of the outlet fluid openings.

14. Способ по п. 13, в котором указанное множество выпускных отверстий для текучей среды имеют соответствующие направления распыления текучей среды, которые сходятся друг с другом.14. The method of claim 13, wherein said plurality of fluid outlets have respective fluid spray directions that converge with each other.

15. Способ по п. 14, в котором соответствующие направления распыления текучей среды указанного множества выпускных отверстий для текучей среды имеют точку схождения, расположенную снаружи выпускной расширительной канавки.15. The method of claim 14, wherein the respective fluid spray directions of said plurality of fluid outlets have a convergence point located outside the outlet expansion groove.

16. Способ по п. 12, в котором глубина выпускной расширительной канавки больше глубины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.16. The method of claim 12, wherein the depth of the outlet expansion groove is greater than the depth of the fluid chamber channel on the same substrate.

17. Способ по п. 12, в котором ширина выпускной расширительной канавки больше ширины канала камеры для текучей среды на той же самой подложке.17. The method of claim 12, wherein the width of the outlet expansion groove is greater than the width of the fluid chamber channel on the same substrate.

18. Способ по п. 12, в котором дополнительно формируют на второй монтажной стороне еще одну выпускную расширительную канавку, совмещенную с выпускной расширительной канавкой первой монтажной стороны, по меньшей мере у выпускного отверстия для текучей среды.18. The method according to claim 12, wherein another outlet expansion groove is additionally formed on the second mounting side, aligned with the outlet expansion groove of the first mounting side, at least at the fluid outlet hole.

19. Способ по п. 12, в котором дополнительно формируют на первой монтажной стороне впускную расширительную канавку, расположенную смежно с впускным отверстием для текучей среды и проходящую от него вверх по потоку, причем у впускного отверстия для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура впускного отверстия для текучей среды.19. The method according to claim 12, in which an inlet expansion groove is additionally formed on the first mounting side, located adjacent to the fluid inlet and extending upstream from it, and at the fluid inlet, the outer contour of the inlet expansion groove is located outside the outer contour of the fluid inlet.

20. Способ по п. 19, в котором камера для текучей среды имеет множество впускных отверстий для текучей среды, причем у каждого впускного отверстия из указанного множества впускных отверстий для текучей среды наружный контур впускной расширительной канавки расположен снаружи наружного контура впускного отверстия для текучей среды.20. The method of claim 19, wherein the fluid chamber has a plurality of fluid inlets, wherein each of the plurality of fluid inlets has an outer contour of an inlet expansion groove located outside the outer contour of the fluid inlet.