一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统

技术领域

本发明涉及微流控芯片制备技术领域，具体涉及一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统。

背景技术

微流控芯片技术是将分子生物学、化学、医学等领域所涉及的样品制备、处理、反应、分离及检测等过程，系统地集成在一块带有微米尺度结构的几平方厘米大小的芯片上，从而实现样品从制备到后续分析的集成化、微型化、自动化和简便化的技术。由于该技术具有极大节约耗材、检测效率高、多功能集成和体积小等显著优点，在生物医学、化学、环境检测等领域备受青睐，该技术于2003年在《福布斯》杂志上被评为“影响人类未来15件最重要发明之一”。

微流控芯片常用材料有硅、石英、聚合物等，其制备流程主要包括基片上微结构图案的成型、基片与盖片的键合等环节，截至目前，微流控芯片基片上的微结构加工方法主要有静态热压印法、模塑法、刻蚀法、注塑法等，基片与盖片的键合方法多采用静态保温保压键合，而且微结构的成型和基片盖片的键合一般是分开进行的，这会大大降低微流控芯片的生产效率。经过文献和专利检索，虽然有两个专利公开了微流控芯片的成型键合一体化制备方法，分别为实用新型专利授权公告号为CN216001430U(名称：一种制备微流控芯片的卷对卷设备)和发明专利授权公告号为CN102059781B(名称：一种微流控芯片注塑成型及键合的模具)，但是仍存在以下不足：前者只是公开了通过卷对卷制作出具有凹槽微结构的基片，并未提出对基片进行打孔，完整的微流控芯片包括储液池(样品储液池、废液储液池、缓冲液储液池)和微流道，需要通过对基片进行打孔来获得微流控芯片上的储液池结构，且基片和盖片的键合只是采用一对卷对卷辊子进行压合而成，这种键合方法得到的微流控芯片键合不可靠，很可能由于键合压力太小，导致基片和盖片键合不紧密，造成漏液，也可能由于键合压力太大，导致基片和盖片键合过甚，损坏微流道结构，造成微流控芯片无法使用；后者虽然通过注塑的方法完成了微结构的成型和模内键合，但是这种方法对模具动作精度要求高，实现困难，容易发生故障，对操作人员的水平要求高，而且该种方法的键合方式是静态保温保压，注塑方式整个过程涉及合模、开模、锁模、工具动作、校准、静态保温保压等过程，繁琐复杂，耗费时间，在一定程度上影响生产效率。虽然在其它行业(如：人造木材行业)可能存在动态保温保压过程，但其属于宏观动态保温保压，其不适用于微纳米级别的微流控芯片的制备以及键合。

发明内容

鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统，本发明通过卷对卷的方式，一次性完成微流控芯片基片的打孔和微结构图案的热压印，并设计打孔废料的自动清理单元，采用半封闭式上下两组环形不锈钢输送带进行基片和盖片的动态键合过程，实现动态保温保压的目的，推动微流控芯片的自动化动态生产线制备进程，且芯片的成型精度良好，极大提高了微流控芯片的生产效率，成本低，结构易于实现，可实施性强，可商业化程度较高。

为了达到上述目的，本发明提供一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统，包括基片挤出单元、盖片挤出单元、压延单元、前端冷却单元、红外测温纠偏单元、微流控初步成型单元、保温过渡单元、动态保温保压键合单元和后端冷却切割单元；

所述基片挤出单元用于将基片的原材料压制成基片并连续挤出；

所述盖片挤出单元用于将盖片的原材料压制成盖片并连续挤出；

所述压延单元包括设置在基片/盖片挤出单元之后，包括用于提高对基片/盖片的平整度的多个压延辊，多个所述压延辊竖直或其他方式组合排列，相邻所述压延辊之间的狭缝宽度沿着所述基片/盖片运动方向依次减小；所述压延辊的温度比基片/盖板粘流温度低5-10℃；

所述前端冷却单元包括多组上下对称排列的前端冷却辊；所述前端冷却单元用于基片/盖片通过并将基片/盖片从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度的±5℃；

所述红外测温纠偏单元包括红外测温仪和红外纠偏传感器，用于测量基片和盖片的温度和位置；

所述微流控初步成型单元包括设置在基片上侧的凹槽辊和设置在基片下侧的打孔热压印辊；所述微流控初步成型单元用于对冷却至玻璃化温度±5℃的基片进行打孔和压印微结构图案；

所述保温过渡单元包括成对设置在基片、盖片上下两侧的保温过渡辊和将基片和盖片进行初步键合的键合辊；所述保温过渡单元用于将盖片与进行了打孔和压印微结构图案的基片运输至键合辊并进行初步键合后输送至所述动态保温保压键合单元；

所述动态保温保压键合单元包括保温室，所述保温室内设有平行放置的上下两组等速反向旋转的环形不锈钢输送带，所述环形不锈钢输送带的两端设有第一辊筒，两端的所述第一辊筒之间设有多个第二辊筒，所述环形不锈钢输送带通过第一辊筒和第二辊筒进行驱动，上下两组所述环形不锈钢输送带之间设有动态保温保压键合通道，所述保温室内设有内部电感加热单元；所述动态保温保压键合单元用于将初步键合的基片和盖片进行动态保温保压键合；多个所述第二辊筒用于初步键合的基片和盖片均匀保压；所述后端冷却切割单元包括后端冷却辊和自动切割装置；所述后端冷却切割单元用于将进行了动态保温保压键合后的基片和盖片进行冷却至室温并切割，从而得到多个完整的微流控芯片。

依照本发明的一个方面，所述压延辊和保温过渡辊为空心或实心结构，所述压延辊和保温过渡辊采用电感、电热棒或导热油进行加热，所述前端冷却辊和后端冷却辊均为空心结构，所述前端冷却辊和后端冷却辊均采用冷却液进行冷却。

依照本发明的一个方面，所述打孔热压印辊上阵列设置多个凸起的微结构图案，所述打孔热压印辊上还设有凸起的打孔桩，所述打孔桩的高度为微流控芯片厚度的3-5倍；所述凹槽辊为圆柱形结构，所述凹槽辊圆周上设有多组环形凹槽，所述凹槽与所述打孔桩的相对位置相同且相互适配。

依照本发明的一个方面，所述微结构图案采用3D打印、精密电铸或激光加工方式设置在所述打孔热压印辊上，一个所述微结构图案对应一个所述单个微流控芯片；所述打孔桩的为圆柱形结构，所述打孔桩与所述打孔热压印辊通过螺纹连接，所述打孔桩的非螺纹端设有刃型端；所述打孔热压印辊的直径大于所述单个微流控芯片长边边长的50倍；所述凹槽辊的最大截面的直径与所述打孔热压印辊的直径相同，所述凹槽辊与所述打孔热压印辊的长度相同，所述打孔桩的近所述凹槽辊端与所述凹槽的底端具体为3-5mm。

依照本发明的一个方面，所述打孔热压印辊的正下方设有打孔废料自动去除单元，所述打孔废料自动去除单元包括底座、不粘毛刷和废料传送单元，所述不粘毛刷设置在所述底座两侧，两侧的所述不粘毛刷对称设置在所述打孔热压印辊的两侧，所述不粘毛刷采用耐高温材料制备而成，所述废料传送单元包括防止故障开口门和设置在所述底座上的输送带，所述输送带采用不粘材料制备而成。

依照本发明的一个方面，两组所述环形不锈钢输送带之间设有动态保温保压键合通道，所述动态保温保压键合通道内设有压力传感器；所述第一辊筒与所述打孔热压印辊的直径相同，所述第二辊筒为所述第一辊筒的直径的0.1-0.4倍。

依照本发明的一个方面，所述保温室还设有入口、出口和电感加热单元，所述保温室为矩形结构，所述入口和出口分别设置在所述保温室的两端，基片和盖片经过入口进入保温保压键合通道进行动态键合，并从出口流出，所述电感加热单元用于给保温室加热。

依照本发明的一个方面，所述保温室采用保温材料制成，所述保温室还设有开合门。

依照本发明的一个方面，所述后端冷却切割单元设置在所述出口处；所述自动切割装置采用可编程全自动视觉切割。

依照本发明的一个方面，所述自动切割装置的切割方式可采用机械切割或激光切割。

本发明的有益效果：

本发明通过卷对卷的方式，系统完成微流控芯片的集成制造，其中包括基片和盖片的压延冷却，基片的打孔和微结构图案的热压印，并设计打孔废料自动去除单元，采用半封闭式上下两组环形不锈钢输送带进行基片和盖片的动态键合过程，实现动态保温保压的目的，推动微流控芯片的自动化动态生产线制备进程，且芯片的成型精度良好，能极大提高微流控芯片的生产效率。

本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方法部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的凹槽辊的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的打孔热压印辊的结构示意图；

图4为图3的局部A的放大图；

图5为本申请一实施例提供的打孔废料自动去除单元的局部结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的保温室的部分结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的两组环形不锈钢输送带的结构示意图；

附图说明：1、基片挤出单元；2、基片；3、压延辊；4、张紧辊；5、前端冷却辊；6、红外测温纠偏单元；7、凹槽辊；8、打孔热压印辊；9、打孔废料自动去除单元；10、保温过渡辊；11、键合辊；12、盖片挤出单元；13、盖片；14、保温室；15、第一辊筒；16、第二辊筒；17、环形不锈钢输送带；18、后端冷却辊；19、自动切割装置；20、凹槽；21、微结构图案；22、打孔桩；23、不粘毛刷；24、输送带；25、防止故障开口门；26、入口；27、出口；28、开合门；29、内部电感加热单元。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有定义，下文所用专业术语和本领域专业技术人员所理解的含义一致；除非特殊说明，本文所涉及的原材料、红外测温仪、红外纠偏传感器、压力传感器、内部电感加热单元、可编程全自动视觉切割设备等均可从市场购买，或通过公知的方法制得。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

目前由于微流控芯片键合效果好的工艺生产效率太低，而生产效率高的微流控工艺其键合效果太差。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统，该系统将所述盖片挤出单元连续挤出的盖片进行压延和冷却处理(通过所述压延单元和冷却单元完成)，再经过红外测温仪和红外纠偏传感器，确保盖片已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转换温度附近(±5℃)，确保盖片的流向未向流水线两侧偏转，接下来传输至所述保温过渡单元；该系统将所述基片挤出单元连续挤出的基片进行压延和冷却处理(通过所述压延单元和前端冷却单元完成)，经过红外测温仪和红外纠偏传感器，确保基片已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转换温度附近(±5℃)，基片的流向未向流水线两侧偏转，接下来传输至所述微流控初步成型单元；所述微流控初步成型单元对基片进行打孔和压印微结构图案；经过打孔和压印微结构图案的基片运输至所述保温过渡单元与盖片进行初步键合并运输至所述动态保温保压键合单元；所述动态保温保压键合单元对初步键合的基片和盖片进行动态保温保压并输送至所述冷却切割单元进行冷却至室温并切割成多个完整的微流控芯片。本申请实施例通过卷对卷的方式，完成微流控芯片集成制造，其主要包括五个部分，依次是对基片和盖片的压延冷却、测温纠偏、基片的打孔和微结构图案压印、基片和盖片的动态保温保压键合、冷却切割。基片和盖片的压延冷却主要是通过对压延辊加热，将基片和盖片保持在粘流温度以下5-10℃，压延至指定厚度和平整度，之后冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)；基片和盖片的测温纠偏主要是通过红外测温仪和红外纠偏传感器，确保基片已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转换温度附近(±5℃)，基片的流向未向流水线两侧偏转；基片的打孔和微结构图案压印具体为打孔热压印辊表面设计打孔桩和微结构图案，并设计相配套的凹槽辊，两辊子(打孔热压印辊和凹槽辊)的反向等速旋转，将基片送入两辊子(打孔热压印辊和凹槽辊)之间的狭缝，打孔热压印辊表面凸起的微结构会在基片上压印出相同的凹陷图案，也即是微流控芯片内的微流道，打孔桩也会在此过程中穿透基片，与凹槽辊表面的凹槽嵌合，实现对基片的动态打孔，并设计毛刷结构，对打孔废料进行自动清理；基片和盖片的动态保温保压键合针对微流控芯片的基片和盖片之间的键合问题，设计了半封闭式上下两组环形不锈钢输送带，通过调节环形不锈钢输送带的带长、温度和上下两组环形不锈钢输送带的平行间距，来实现基片和盖片键合时所需的保温保压条件，打破了以往常规的键合过程；冷却切割具体为对键合后的基片和盖片冷却至室温并切割，得到多个切割完整的微流控芯片。

下面结合具体实施例对本申请提到的一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统进行示例性的说明。

如图1所示，本申请实施例提供了一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统，该系统包括基片挤出单元1、盖片挤出单元12、压延单元、前端冷却单元、红外测温纠偏单元6、微流控初步成型单元、保温过渡单元、动态保温保压键合单元和后端冷却切割单元。

其中，所述基片挤出单元1用于将基片的原材料压制成基片2并连续挤出；盖片挤出单元12用于将盖片的原材料压制成盖片13并连续挤出；所述压延单元包括设置在基片挤出单元1和盖片挤出单元12之后，多个压延辊3(未完全画出)竖直或其他方式组合排列，使得基片2和盖片13依次通过各相邻压延辊3之间的狭缝，依次减小狭缝的宽度，达到对基片2和盖片13的压延作用，提高基片2和盖片13的平整度，并减小基片2和盖片13的厚度，使得压延后的片材达到下一道工序的标准，通过给压延辊3加热，使得压延辊3的温度始终保持在片材的粘流温度以下5-10℃；所述前端冷却单元用于将基片2和盖片13通过多组(未完全画出)上下对称排列的前端冷却辊5，对基片和盖片进行冷却，由粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，以达到打孔压印和键合所需的状态；所述红外测温纠偏单元6是包括红外测温仪和红外纠偏传感器，确保基片2和盖片13已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，确保基片2和盖片13的流向未向流水线两侧偏转。如果基片2和盖片13的温度未在设置的标准范围之内，或基片2和盖片13的流向朝流水线两侧偏转角度大于设置的标准范围，则所述红外测温纠偏单元6会通过警示灯发出警告，并停止整台设备的运转。

其中，所述微流控初步成型单元包括设置在基片2上侧的凹槽辊7和设置在基片2下侧的打孔热压印辊8，打孔热压印辊8的正下方设有打孔废料自动去除单元9；所述微流控初步成型单元用于将压延冷却至玻璃化温度±5℃的基片2进行打孔和压印微结构图案；所述保温过渡单元包括设置在基片2、盖片13上下两侧的保温过渡辊10和将基片2和盖片13进行初步键合的键合辊11；所述保温过渡单元用于将盖片13与进行了打孔和压印微结构图案的基片2运输至键合辊11并进行初步键合后输送至所述动态保温保压键合单元；所述动态保温保压键合单元包括保温室14，所述保温室14内设有平行放置的上下两组等速反向旋转的环形不锈钢输送带17，所述环形不锈钢输送带17的两端设有第一辊筒15，两端的所述第一辊筒15之间设有多个第二辊筒16，所述环形不锈钢输送带17通过第一辊筒15和第二辊筒16进行驱动，两组所述环形不锈钢输送带17之间设有动态保温保压键合通道，通道内设置有压力传感器，实时检测键合压力的大小，并通过调整上下两组不锈钢传送带之间的平行间距，来调整键合压力的大小，以满足要求，所述保温室14内设有内部电感加热单元；所述动态保温保压键合单元用于将初步键合的基片2和盖片13进行动态保温保压键合；多个所述第二辊筒16用于基片2和盖片13均匀保温保压；所述冷却切割单元包括后端冷却辊18和自动切割装置19；所述冷却切割单元用于将进行了动态保温保压键合的基片2和盖片13进行冷却至室温并切割，从而得到单个微流控芯片。

在本申请的一些实施例中，基片挤出单元1内填充有基片2的原材料，基片挤出单元1通过搅拌、熔融等过程，将基片2压制成片材，并通过基片挤出单元1上的口模将略厚于加工要求的基片2连续挤出，依次通过各相邻压延辊3之间的狭缝，依次减小狭缝的宽度，达到对基片2的压延作用，提高基片2的平整度，并减小基片2的厚度，使得压延后的片材达到下一道工序的标准，通过给压延辊3加热，使得压延辊3的温度始终保持在基片2的粘流温度以下5-10℃；所述冷却单元用于将基片2通过多组(未完全画出)上下对称排列的前端冷却辊5，对基片和盖片进行冷却，由粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，以达到打孔压印和键合所需的状态；所述红外测温纠偏单元6是通过红外测温仪和红外纠偏传感器，确保基片2已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，基片2的流向未向流水线两侧偏转，如果基片2的温度未在设置的标准范围之内，或基片2的流向朝流水线两侧偏转角度大于设置的标准范围，则所述红外测温纠偏单元6会通过警示灯发出警告，并停止整台设备的运转。

示例性的，在本申请的一些实施例中，上述基片2的原材料可以为PMMA、PP、PS等。

在本申请的一些实施例中，盖片挤出单元12内填充有盖片13的原材料，盖片挤出单元12通过搅拌、熔融等过程，将盖片13压制成片材，并通过盖片挤出单元12上的口模将略厚于加工要求的盖片13连续挤出，并依次通过各相邻压延辊3之间的狭缝，依次减小狭缝的宽度，达到对盖片13的压延作用，提高盖片13的平整度，并减小盖片13的厚度，使得压延后的片材达到下一道工序的标准，通过给压延辊3加热，使得压延辊3的温度始终保持在盖片13的粘流温度以下5-10℃；所述前端冷却单元用于将盖片13通过多组(未完全画出)上下对称排列的前端冷却辊5，对盖片进行冷却，由粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，以达到键合所需的状态；所述红外测温纠偏单元6是通过红外测温仪和红外纠偏传感器，确保盖片13已经从粘流温度以下5-10℃冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)，盖片13的流向未向流水线两侧偏转，如果盖片13的温度未在设置的标准范围之内，或盖片13的流向朝流水线两侧偏转角度大于设置的标准范围，则所述红外测温纠偏单元6会通过警示灯发出警告，并停止整台设备的运转。

示例性的，在本申请的一些实施例中，上述盖片13的原材料可以为PMMA、PP、PS等。

在本申请的一些实施例中，基片和盖片的原材料相同。

在本申请的一些实施例中，所述压延辊为实心或空心结构，所述压延辊采用电感、电热棒或导热油进行加热，本申请的其它辊子(如打孔热压印辊、保温过渡辊、键合辊)的加热和保温处理同压延辊，本申请不一一赘述。

在本申请的一些实施例中，所述前端冷却辊和后端冷却辊为空心结构，所述前端冷却辊和后端冷却辊采用冷却液进行冷却。

在本申请的一些实施例中，所述基片上的每对所述前端冷却辊之间的竖直狭缝距离为所述基片的厚度，所述盖片上的每对所述前端冷却辊之间的竖直狭缝距离为所述盖片的厚度。

在本申请的一些实施例中，根据具体加工环境和实际需要分布压延辊、前端冷却辊、后端冷却辊、保温过渡辊的组数，以达到对基片和盖片进行保温和冷却的目的。

在本申请的一些实施例中，所述系统还包括张紧辊4，其位置如图1所示，所述张紧辊4起到对基片和盖片进行一定的张紧作用。

示例性的，在本申请的一些实施例中，所用到的辊子(如压延辊、张紧辊、前端冷却辊)都是钢材制成。

如图2所示，所述凹槽辊7为圆柱形结构，所述凹槽辊7圆周上设有多组凹槽20。

在实际使用过程中，凹槽辊的长度和最大截面直径与打孔热压印辊相一致。具体的，根据打孔热压印辊表面的打孔桩的直径和高度，并考虑微流控芯片的厚度，合理设计凹槽辊表面凹槽的深度宽度和相互之间的距离，一般包含打孔桩刃型端与凹槽辊凹槽底端之间要有3-5毫米的安全距离，凹槽的圈数与打孔热压印辊表面打孔桩的圈数配套，在两辊子(打孔热压印辊和凹槽辊)同时反向等速旋转时，以达到连续打孔的目的。

在本申请的一些实施例中，所述凹槽与所述打孔桩的相对位置相同且相互适配，所述打孔桩为圆柱形结构，所述打孔桩与所述打孔热压印辊通过螺纹连接，所述打孔桩非螺纹端为刃型边；所述打孔热压印辊的直径大于所述单个微流控芯片长边边长的50倍。

需要说明的是，基片经过打孔热压印辊与凹槽辊之间，进行基片的打孔和表面微结构图案的压印，凹槽辊和打孔热压印辊保持在同一竖直线上，凹槽辊最大横截面的最底端和打孔热压印辊外圆面(除去微结构图案和打孔桩之后的外圆面)的最顶端之间的距离应满足对基片的热压印条件，一般保持在基片厚度的0.8～1倍之间，在进行生产工作时，打孔热压印辊与凹槽辊反向等速旋转，线速度与基片的挤出速度一致，旋转方向顺着基片的运输方向，工作过程中，打孔热压印辊与凹槽辊需保持在基片的玻璃化温度附近(±5℃)。

如图3和图4所示，所述打孔热压印辊8上阵列设置多个凸起的微结构图案21，所述打孔热压印辊8上还设有凸起的打孔桩22。

在实际使用过程中，微结构图案根据需要合理设计微结构图案的圆周方向、轴线方向和数量，并设计同一微结构图案上各个打孔桩的位置和不同微结构图案之间的圆周和轴向距离。

在本申请的一些实施例中，所述打孔桩的高度为微流控芯片厚度的3-5倍，所述微结构图案采用3D打印、精密电铸或激光加工方式设置在所述打孔热压印辊8上，一个所述微结构图案对应一个所述单个微流控芯片。

在本身的一些实施例中，所述打孔桩与所述打孔热压印辊8通过螺纹连接。

具体的，圆柱形的打孔桩22的一端设有外螺纹，另一端设有刃型端，具体如图4所示。

需要说明的是，刃型端可以方便快速打穿基片。

在本申请的一些实施例中，所述打孔桩的为圆柱形结构，所述打孔桩22远离所述打孔热压印辊8端面的圆形边为刃型边，其目的是满足打孔的需要。

需要说明的是，上述目的是通过在打孔桩一端设置螺纹，在打孔热压印辊8上开设有与之配套的螺纹孔，方便打孔桩22的更换。

在本申请的一些实施例中，所述凹槽辊7的最大截面的直径与所述打孔热压印辊8的直径相同，所述凹槽辊7与所述打孔热压印辊8的长度相同，所述打孔桩的刃型端与所述凹槽的底端具体为3-5mm。

在本申请的一些实施例中，所述打孔热压印辊8的正下方设有打孔废料自动去除单元，如图5所示，所述打孔废料自动去除单元9包括底座、不粘毛刷23和废料传送单元，所述不粘毛刷23设置在所述底座两侧，两侧的所述不粘毛刷23对称设置在所述打孔热压印辊8的两侧，所述废料传送单元包括防止故障开口门25和设置在所述底座上的输送带24。

具体的，所述底座呈倒“几”字型，所述防止故障开口门25设置在所述底座的侧边上。

在本申请的一些实施例中，所述不粘毛刷采用耐高温材料制备而成，所述输送带采用不粘材料制备而成，所述不粘材料耐高温。

需要说明的是，采用上述不粘且耐高温(基片2的玻璃化转变温度基础上增加20-50℃)材料的目的是清理掉粘在打孔桩内凹结构内的基片废料。基片废料通过输送带运输至基片废料收集处。当打孔废料自动去除单元出现故障时，通过人工打开防止故障开口门进行人工移除打孔废料自动去除单元的基片废料。

示例性的，在本申请的一些实施例中，所述不粘毛刷可以采用尼龙刷丝PA6/PA66制成；所述输送带可采用尼龙橡胶制成。

在本申请的一些实施例中，打孔废料自动去除单元的长度要略长于打孔热压印辊的长度，每一端长于打孔热压印辊端面的80-200毫米，以防止基片的废料落在打孔废料自动去除单元以外的地方。

如图6所示，所述保温室14还设有入口26和出口27，所述保温室14为矩形结构，所述入口26和出口27分别设置在所述保温室14的两对面上并通过所述动态保温保压键合通道进行连接，所述保温室14还设有开合门28，所述保温室14的内壁还设有内部电感加热单元29，所述保温室采用保温材料制成。

需要说明的是，所述保温室的入口和出口根据片材(初步键合的基片和盖片)的长度和厚度进行设计。

需要说明的是，所述动态保温保压键合通道内设置有压力传感器，通过调节上下两组不锈钢传送带之间的平行间距，观察压力传感器的示数，调整至合适的键合压力范围。

需要说明的是，所述保温室的腔体为矩形结构，腔体厚度可根据实际情况进行调整，以达到要求的保温效果为宜；所述保温室的腔体的长宽高根据内部的环形不锈钢输送带所需的空间进行设计，腔体应有足够容纳环形不锈钢输送带的空间。

在本申请的一些实施例中，所述保温室的腔体厚度为20-50mm。

需要说明的是，所述保温室的内壁还设有内部电感加热单元，以保证保温室的腔体内部恒温，当微流控初步成型单元出现故障时，通过打开保温室上的开合门进行处理。

示例性的，在本申请的一些实施例中，所述保温室采用防火隔热板制成。

示例性的，在本申请的一些实施例中，所述内部电感加热单元可采用金崃品牌60kW高频感应加热机。

在本申请的一些实施例中，第一辊筒与打孔热压印辊的直径相同。

如图7所示，两组等速反向旋转的所述环形不锈钢输送带17，所述环形不锈钢输送带17的两端设有第一辊筒15，两端的所述第一辊筒15之间设有多个第二辊筒16，所述环形不锈钢输送带17通过第一辊筒15和第二辊筒16进行驱动，所述第二辊筒16为所述第一辊筒15的直径的0.1-0.4倍。

在本申请的一些实施例中，多个第二辊筒尽可能密集地均匀分布在两个第一辊筒之间，从而为片材(初步键合的基片和盖片)提供均匀的保温保压条件。

示例性的，在本申请的一些实施例中，第二辊筒的间距小于所述第二辊筒的半径。

需要说明的是，两组等速反向旋转的所述环形不锈钢输送带17通过第二辊筒16和所述第一辊筒15的相互配合使用，能为片材(初步键合的基片和盖片)的键合提供更均匀的温度和压力。通过在键合通道内安装压力传感器，来实时反馈键合压力的大小，根据压力传感器的示数，调整上下两组环形不锈钢输送带之间的平行间距，来调整片材(初步键合的基片和盖片)之间键合所需的压力；环形不锈钢输送带的运动速度与片材(初步键合的基片和盖片)的运动速度一致，保持两者之间相对静止，以完成键合过程保温保压的目的；通过改变环形不锈钢传送带的水平长度，灵活控制保温保压时间；通过给第一辊筒和第二滚筒加热并加装键合保温室来实现键合过程的保温目的。

示例性的，在本申请的一些实施例中，环形不锈钢输送带采用304不锈钢制成。

在本申请的一些实施例中，所述后端冷却切割单元设置在所述出口处，所述冷却辊内通入冷却液，所述自动切割装置采用可编程全自动视觉切割。

示例性的，在本申请的一些实施例中，可采用机械切割或激光切割。

示例性的，在本申请的一些实施例中，所述前端和后端冷却辊的外部加装风扇。

在本申请的一些实施例中，一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统的集成制造方法包括以下步骤：

步骤1：

基片和盖片的压延冷却：将基片和盖片从口模挤出，保持在粘流温度以下5-10℃，压延至指定厚度和平整度，之后冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)；

步骤2：

测温纠偏：确保基片和盖片的温度在玻璃化转变温度附近(±5℃)，且基片和盖片未向流水线两侧偏移；

步骤3：

打孔和微结构图案压印：对冷却至玻璃化转变温度附近(±5℃)的基片采用卷对卷的方式，进行打孔和微结构图案压印；

步骤4：

动态保温保压键合：将进行初步键合的基片和盖片在动态保温保压键合单元进行动态保温保压键合；

步骤5：

冷却切割：将进行了动态保温保压键合的基片和盖片经后端冷却辊冷却至室温并切割成多个完整的微流控芯片。

在本申请的一些实施例中，一种微流控芯片的卷对卷一体化高效集成制造系统的集成制造过程中，基片一直是处于运动过程中的，从而实现了微流控的一体化动态集成。

在本申请的一些实施例中，用于打孔的打孔桩和用于压印微结构的微结构图案在同一辊子上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。