松下与Institute of Microchemical

日本大阪和日本川崎--(美国商业资讯)--松下公司(以下简称松下)和Institute of Microchemical Technology Co., Ltd. (IMT)共同开发出一项利用玻璃成型批量生产微流控器件*2的技术。与传统的玻璃蚀刻方法相比,该技术可实现低成本(约1/10)和高精度(约10倍)的批量生产。这些器件可应用于医疗、生物、环境(水和空气质量)应用等的感测和分析。两家公司将从2019财年开始接受试样订单,并计划从2020财年开始量产。松下和IMT将在化学和微米纳米系统学会第40次会议(CHEMINAS 40th)上展示和展出该器件,此次会议将于1119日至21日在日本静冈县滨松市滨松大仓酒店(Act City Hamamatsu)举行。

 

[效果]
传统的玻璃微流控器件由于成本高、精度差而未得到广泛应用。结合IMT的微流控器件设计技术和松下的玻璃成型技术,这项发展成果实现了玻璃微流控设备的量产并降低了成本。因此,玻璃微流控器件的一次性使用成为可能。另外,实现高精度使得该器件可以轻松地整合为设备和系统的一部分。

 

[应用]
通过利用玻璃微流控器件的耐环境性和耐化学性,它可以作为一次性检测器件应用于环境感测、血液检测和制药设备,以便在室外和恶劣环境中进行分析和测试。

 

[特征]
新开发的微流控器件具有以下特性。
1.
最大尺寸φ50mm
2.
每月产能超过1万器件
3.
形状精度约1μm的制造工艺

 

[技术]
通过以下技术实现这项发展。
(1)
微流控器件优化以适用于玻璃成型的设计和接口技术
(2)
显微结构模具加工技术,可用于更高硬度的材料,而显微结构玻璃成型技术可精确地转移到玻璃上
(3)
热粘合技术,用于将平玻璃板和具有显微结构的板接合。

 

备注:
*1:
截至2019116日,松下调查
*2:
通过让液体流过宽度和深度为数百微米的凹槽,可以在微量流道中少量、高效地执行各种化学过程(混合、反应、萃取、合成、检测)的器件 。

 

[背景]
微流控技术[1]使用的玻璃制成一般微流控器件主要是通过蚀刻技术生产。在通过光刻法绘制流道谱图之后,通过蚀刻形成玻璃流道,并且将加工有引入孔的盖玻片粘合。自该领域形成以来,IMT一直提供高端产品,成为玻璃微流控器件规划、设计和制造的先驱。但是,除了手工制造所需的技能外,制造过程需耗时数月。因此,制造时间和单件成本成为障碍因素,无法实现广泛推广和工业安装,而且主要限于基础研究应用。

 

另一方面,松下从上世纪80年代开始开发和制造玻璃成型技术[2],为全球最高水平的光学器件的商业化做出了贡献。它们用于数码相机等各种光学器件的镜头。

 

通过将松下的玻璃成型技术和IMT设计技术相结合,可以开发适用于使用玻璃成型技术量产微流控器件的显微结构模具加工技术、成型技术和连接技术。两家公司已成功开发出微流控器件量产技术。因此,能够将成本降至现有制造方法的约1/10,以及供应精度提升10倍或以上的玻璃微流控器件,且交货时间缩短一半以上。

 

[具体实现]
随着使用这种玻璃成型技术的微流控器件量产技术[3]的发展,玻璃微流控器件被广泛用作室外和恶劣环境下进行分析和测试的一次性检测装置,以及用于血液检测设备的一次性装置。

 

[术语解释]
[1]
微流控器件技术
这项技术将混合、反应、分离、萃取、合成和检测等化学工艺,整合于在几平方厘米的基板(微流控器件)上形成的数十至数百微米的流道中。通过在微流控器件的微空间内自由整合实验室和工厂中已实施的化学工艺,可以更高效地利用能源和空间。这项技术有望在未来对化学技术的演进有巨大贡献。这种化学工艺整合技术(微流控技术)是在北森综合化学”(Kitamori “Integrated Chemistry”)项目的研究和开发基础上建立的。该项目是在东京大学工程学院应用化学系北森实验室(Kitamori Lab.)和神奈川科学技术研究院(现为神奈川县立产业技术综合研究院)进行的。

 

[2] 玻璃成型技术(模具加工技术、模具涂层技术、成型技术)

 

[3] 使用玻璃成型技术的微流控器件应用示例

 

关于松下
松下公司是一家致力于为消费电子产品、住宅、汽车及B2B业务的客户开发各种电子技术和解决方案的全球领军企业。松下于2018年庆祝其成立100周年,并已将业务扩张至全球,目前在全世界范围内共经营582家附属公司和87家联营公司。截至2019331日,其合并净销售额达8.003万亿日元。松下致力于通过各部门的创新来追求新的价值,并努力运用公司的技术为客户创造更美好的生活、更美好的世界。如需了解有关松下的更多详情,

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