collage pour les produits microfluidiques
Axxicon propose un guide et un webinaire sur la technologie de collage microfluidique afin de faciliter la décision de choisir le collage microfluidique approprié pour un produit consommable de haute qualité.
Trouver les critères clés à prendre en compte et la façon dont plusieurs choix techniques, à différents stades du processus, s'influencent mutuellement peut être stressant lors du choix de la bonne technique de collage microfluidique. En tant qu'ingénieur, vous devez aborder les questions de conception et de processus dès le début afin de produire un produit consommable de haute qualité.
Exigences pour la sélection de votre procédé de collage
Chaque produit et application microfluidique a des exigences uniques, et le procédé de collage que vous choisissez doit également répondre à ces critères. Les exigences courantes sont les suivantes :
Propriétés optiques Dans certaines applications, il est essentiel de compromettre les propriétés optiques du consommable, comme la transparence ou la prévention de l'autofluorescence.
Compatibilité chimique et biologique Biocompatibilité, contact des réactifs ou des échantillons avec les colles, COVs
Stabilité de la pression Pour certaines applications, les pressions à l'intérieur du consommable peuvent augmenter.
Intégrité des dimensions des canaux Les dimensions des structures telles que les canaux ou les cavités doivent rester dans les limites de tolérance après le collage.
Limites de conception Tous les procédés de collage ne sont pas forcément compatibles avec toutes les conceptions. La distance entre les caractéristiques, la surface disponible pour le collage, tout cela peut être pertinent.
Stockage des réactifs sur la puce (avant le collage) Par exemple, les revêtements ou les bio-réactifs peuvent être stockés sur la puce, mais peuvent-ils également survivre au processus de collage ?
Compatibilité des matériaux Tous les procédés de collage ne fonctionnent pas avec tous les matériaux.
Durée de conservation Comment le consommable sera-t-il stocké ? Y aura-t-il des réactifs dans le consommable pendant le stockage ?
Évolutivité et coût Dans le développement d'un produit, l'évolutivité et le coût sont toujours importants. En fin de compte, le produit lié doit être produit en volume et pour un certain prix cible.
Il peut être difficile de réunir ces exigences et de choisir un procédé approprié, car il n'existe pas de réponse toute faite. Heureusement, nous avons exposé dans la suite de cet article des méthodes permettant de sélectionner le meilleur procédé pour les exigences de votre application spécifique. En outre, notre webinaire à la demande vous apportera des informations supplémentaires.
Technologies de collage courantes
Il existe une grande variété de techniques de collage, dont certaines sont plus avancées que d'autres. Examinons les techniques les plus avancées qui sont couramment utilisées dans les consommables microfluidiques actuellement.
Collage au solvant
Avec cette technique, un solvant est utilisé pour former une liaison forte et durable entre deux couches de polymère. Cette méthode est extrêmement adaptable et peut être utilisée avec pratiquement n'importe quelle conception microfluidique.
Toutefois, si vous ajoutez des bio-réactifs avant le collage, cette option ne conviendra pas. Le temps nécessaire pour coller un produit est relativement long (10s de secondes), ce qui aura un impact sur le prix final du consommable polymère.
Collage thermique
Comme aucun additif n'est utilisé, cette méthode permet d'obtenir une liaison matérielle très pure et très solide. Comme ce procédé fait appel à la chaleur, aucun produit biochimique ou biomatériau ne doit être présent sur la puce avant le collage. La chaleur utilisée peut également entraîner une certaine déformation des structures microfluidiques.
Le temps nécessaire pour coller des couches ensemble avec cette technique est plus long, ce qui en fait une opération coûteuse aux possibilités de mise à l'échelle limitées.
Collage par adhésif
Ce procédé de collage est extrêmement polyvalent en raison des nombreuses options de techniques d'application, de types d'adhésifs et de paramètres de durcissement si nécessaire. Presque toutes les structures peuvent être collées, et le processus est simple à optimiser. Il est facile d'étendre le processus et offre une solution peu coûteuse pour produire des consommables microfluidiques en petites et grandes quantités.
Cependant, il peut ne pas être compatible avec tous les essais et, dans certains cas, il peut affecter les dimensions des structures microfluidiques. Tous les modèles microfluidiques peuvent ne pas être compatibles avec les méthodes d'application. La durée de conservation varie selon l'adhésif.
Collage assisté par bande
Il existe une large gamme de rubans disponibles qui conviennent à une grande variété de produits et de tests. Il s'agit d'un procédé peu coûteux, idéal pour les tests et le développement rapides. Les propriétés de surface des rubans peuvent être personnalisées.
Cependant, les rubans très hydrophiles sont difficiles à trouver. Les rubans plus minces sont difficiles à traiter et peuvent présenter des difficultés, comme le pliage du ruban et le piégeage des bulles.
Soudage au laser
Avec ce procédé, la liaison est formée par la fusion des couches à l'aide d'un laser. Il crée une liaison très pure et très solide. Le temps nécessaire pour former ce type de liaison est court, et il offre des capacités en ligne pour une ligne de production.
Cependant, comme le temps de traitement augmente avec la complexité des structures microfluidiques, il se peut que ce ne soit pas un procédé à faible coût pour certains consommables. En outre, la plupart des procédés de soudage au laser disponibles nécessitent une pièce non transparente pour le collage.
Soudage par ultrasons
Dans cette technique, les directeurs d'énergie utilisent des vibrations ultrasoniques pour créer une liaison pure entre les couches. Il s'agit d'un processus rapide qui utilise une technologie bien établie avec un faible effort de développement.
Ce processus a toutefois un impact sur votre conception microfluidique car des directeurs d'énergie doivent être mis en œuvre. En outre, si votre produit présente des caractéristiques très petites et complexes, cette méthode de collage peut ne pas être la plus précise pour votre produit.
Mais comment décider ?
Avec toutes ces informations, comment choisir le processus de collage qui convient le mieux à vos consommables polymères uniques, à votre essai et à votre installation ?
En revenant aux exigences du collage microfluidique mentionnées précédemment, nous pouvons examiner les différentes technologies de collage qui peuvent répondre à ces exigences. L'image ci-dessous illustre les technologies de collage microfluidique les plus appropriées pour les exigences susmentionnées.
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