Diseño de sellado con silicona en chips microfluídicos: microcanales, fuerza de compresión y fugas cruzadas

Respuesta breve:El sellado con silicona de los chips microfluídicos debe aislar los microcanales adyacentes con una fuerza de compresión muy reducida, sin que ello provoque la entrada de material en los canales y altere la resistencia al flujo. Es necesario controlar con precisión las dimensiones de las nervaduras de sellado, la planitud, la pureza del material y la carga de montaje.

¿Para qué situaciones son adecuadas estas piezas de silicona?

Definir primero los escenarios de aplicación reales ayuda a traducir los requisitos relativos a los materiales, la estructura y la verificación en condiciones técnicas aplicables.

  • Chips de diagnóstico, cartuchos de análisis y circuitos de flujo de reactivos
  • Interconexiones para microbombas, válvulas y sensores
  • Dispensación de líquidos multicanal y control de circuitos de aire

Parámetros que deben confirmarse antes de la selección del modelo

Se recomienda facilitar la siguiente información antes de solicitar un presupuesto o una muestra, con el fin de reducir las repeticiones en la elaboración de muestras y los malentendidos sobre las especificaciones.

  • Ancho y profundidad del canal, presión y fuga en serie permitida
  • Materiales de los chips, planitud y métodos de montaje
  • Compatibilidad de los reactivos, limpieza y requisitos biológicos

Aspectos clave del diseño estructural

Es necesario evaluar de forma conjunta las dimensiones estructurales, las relaciones de montaje y la elasticidad de los materiales; por lo general, aumentar un parámetro por sí solo no mejora directamente la fiabilidad.

  • Las nervaduras de sellado fino evitan el paso y mantienen la continuidad
  • La estructura de limitación impide que la sobrepresión se introduzca en el conducto de flujo
  • Alineación del chip de control de características de posicionamiento con la arandela

Producción y control de calidad

La uniformidad en la producción en serie se consigue mediante el control conjunto de los lotes de materiales, el estado de los moldes, la ventana de moldeo y los métodos de inspección.

  • Control preciso del moldeado para determinar las dimensiones de la microestructura
  • Un entorno limpio reduce la contaminación por partículas y la contaminación superficial
  • Examen microscópico para detectar faltas de material, rebabas y hundimientos localizados

Elementos que se recomienda verificar

Las pruebas de verificación deben realizarse, en la medida de lo posible, en condiciones reales o equivalentes, y se debe volver a comprobar el funcionamiento tras el envejecimiento o los ciclos de prueba.

  • Realizar por separado las pruebas de mantenimiento de presión en los conductos y de fugas cruzadas
  • Medición del caudal y la pérdida de presión antes y después del montaje
  • Función de recalentamiento, almacenamiento y repetición de la medición tras el uso de un medio

Preguntas frecuentes

¿Cuanto más fuerte se apriete, menos probabilidades hay de que se produzcan fugas?

Una sobrepresión puede obstruir el conducto y alterar el caudal.

¿Se pueden utilizar arandelas planas normales en la microfluídica?

Por lo general, se requieren nervaduras de sellado microscópicas específicas y un diseño de posicionamiento específico.

¿Cómo se facilita la información a los proveedores?

Se recomienda facilitar planos en 2D o 3D, fotografías de muestras, requisitos de materiales y dureza, entorno de uso, cantidad prevista, criterios de aceptación y una lista de la documentación de conformidad. Chengxin Silicone podrá evaluar, en función de esta información, los materiales, los moldes, el proceso de moldeo y el plan de verificación.

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