無閥門壓電微幫浦與微混合器之整合設計

Abstract

本研究利用微機電製程技術，成功製作出本身具有推動流體功能的微混合器，而不需要外加驅動流體的動力源，此微混合器的工作原理主要是利用微流道壁上所貼附的壓電片上下反覆震動作為流體驅動源及主動式混合元件，並於壓電片的上下游處各放置一個梯形擋體，或是前後不對稱擋體作為流體導向裝置及被動式混合元件，再利用微流道中凸塊的放置，增加流體的擾動，達成推動流體及混合的功能。在製作過程首先以矽晶圓為基材，利用乾蝕刻方式製作出微流道、擋體與凸塊，再將已開好流體注入孔的玻璃利用陽極鍵合方式封裝，最後再貼附上壓電片作為驅動源，即可完成微混合器的製作。利用螢光染料與食用色素做為觀察混合效果的工作流體，經由影像分析軟體，將CCD擷取到的混合影像灰階化，分析其混合效能。所製作出的微混合器在驅動電壓為40V時具有最佳的混合效果，其能產生的最大體積流率為43.31μl/min。本研究僅以一道光罩，完成具有多功能的晶片，相信將會對生醫檢測方面的應用有實質上之助益。