一种微流控芯片的封装方法技术

本发明专利技术提供了一种微流控芯片的封装方法，该封装方法包括：提供第一基板及第二基板；在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构；在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层；在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂；将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构；对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发。该封装方法解决了微流控芯片中微流控结构龟裂的问题，且保证了微流控芯片的高强度性、高可靠性及透光性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬质聚合物微流控芯片封装工艺
，更具体地说，尤其涉及一种微流控芯片的封装方法。
技术介绍
生化检测微流控芯片为多功能芯片，该微流控芯片是将生化检测所涉及的样品制备、定量进样、液体混合、生化反应及分离检测等基本操作单元集成于几平方厘米的芯片上，用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。微流控芯片的基本特征和最大优势是将各种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。目前，硬质聚合物材料(如：聚乙烯(PC)，PMMA)材料的微流控芯片上的微流控结构一般采用激光雕刻、精密机械加工及热压工艺加工制作而成。但是，在微流控芯片的激光雕刻或精密机械加工工艺过程中，硬质聚合物芯片上的微流控结构的边缘表面会受热，发生聚合物材料重铸的现象，会有应力的产生。在使用有机粘结剂封装时，有机粘结剂会与微流控结构接触，导致微流控结构边缘的重铸应力得以释放，进而引起微流控结构的龟裂，且龟裂会持续扩散，严重时会影响芯片的封装。并且有机粘结剂在辅助封装时，会溶解到微流控芯片的表面，而影响封装后的微流控芯片的透光性。在微流控芯片的热压工艺过程中，硬质聚合物芯片受热变形，会使得微流控芯片出现微翘曲。加工得到的微流控芯片需要进一步与基片进行封装，以得到封闭微流控结构。常规的热压工艺通过加热硬质聚合物芯片使其表面达到玻璃化温度并受压从而实现微流控芯片和基片的粘接。热压封装中，硬质聚合物芯片受热，微流控结构容易塌陷，从而严重影响微流控结构的截面形状，降低微流控芯片对微量液体的操作精度。且热压键合易受聚合物芯片微翘曲的影响，使得键合强度不够，可靠性不高，易出现液体泄漏。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种微流控芯片的封装方法，该封装方法可以解决现有技术存在的问题，且工艺简单、封装强度高和可靠性高。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种微流控芯片的封装方法，所述封装方法包括：提供第一基板及第二基板；在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构；在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层；在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂；将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构；对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发。优选的，在上述封装方法中，所述第一基板及所述第二基板为PMMA硬质聚合物基板。优选的，在上述封装方法中，所述第一基板为厚度3mm及直径100mm的圆盘形基板。优选的，在上述封装方法中，所述第二基板为厚度1mm及直径100mm的圆盘形基板。优选的，在上述封装方法中，所述在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构，包括：通过激光雕刻工艺，在所述第一基板的第一表面形成宽度600um及深度600um的Y型凹槽状微通道结构。优选的，在上述封装方法中，所述在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构，还包括：通过激光切割工艺，在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构的第一入口位置及第二入口位置都形成直径为2mm的进样孔；在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构的出口位置形成直径为2mm的通气孔；在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构之外形成至少两个直径为2mm的定位孔；在所述第二基板上形成与所述第一基板相对应的直径为2mm的定位孔；其中，所述进样孔、所述通气孔及所述定位孔都为通孔。优选的，在上述封装方法中，所述在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层，包括：将所述第一基板及所述第二基板放置于蒸发台上，在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成厚度为1um的热塑薄膜层；其中，所述热塑性薄膜层为Parylene薄膜层。优选的，在上述封装方法中，所述在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂，包括：将2g片状乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒放入5ml的乙醇试剂内，获得5ml饱和的乙烯-醋酸乙烯共聚物乙醇溶液；将所述乙烯-醋酸乙烯共聚物乙醇溶液覆盖至所述第二基板的第一表面。优选的，在上述封装方法中，所述将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构，包括：将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上，且所述第一基板上的定位孔与所述第二基板上的定位孔的位置重合，直至所述第一基板与所述第二基板之间的所述乙烯-醋酸乙烯共聚物乙醇溶液内的气泡完全排除，形成一体封装结构。优选的，在上述封装方法中，所述对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发，包括：将所述一体封装结构放置于60℃的热板上进行加热处理，直至所述乙烯-醋酸乙烯共聚物乙醇溶液完全挥发。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种微流控芯片的封装方法，该封装方法包括：提供第一基板及第二基板；在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构；在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层；在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂；将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构；对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发。也就是说，本专利技术提供的封装方法通过在形成凹槽状微通道结构的第一基板及第二基板的表面形成热塑薄膜层，使之在后续步骤通过有机粘结剂封装时，防止有机粘结剂接触到凹槽状微通道结构，进而解决了凹槽状微通道结构龟裂的情况，且有机粘结剂也不会溶解至第一基板及第二基板的表面，进而不会影响到微流控芯片的透光性。并且，在对第一基板及第二基板形成的一体封装结构进行加热处理时，无需加热至玻璃化温度，只需根据实际情况适当加热，用于加快有机粘结剂的挥发，保证了微流控芯片的高强度性及高可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的封装方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种微流控芯片的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。根据
技术介绍
可知，在微流控芯片的激光雕刻或精密机械加工工艺过程中，硬质聚合物芯片上的微流控结构的边缘表面会受热，发生聚合物材料重铸的现象，会有应力的产生。在使用有机粘结剂封装时，有机粘结剂会与微流控结构接触，导致微流控结构边缘的重铸应力得以释放，进而引起微流控结构的龟裂，且龟裂会持续扩散，严重时会影响芯片的封装。并且有机粘结剂在辅助封装时，会溶解到微流控芯片的表面，而影响封装后的微流控芯片的透光性。在微流控芯片的热压工艺过程中，硬质聚合物芯片受热变形，会使得微流控芯片出现微翘曲。加工得到的微流控芯片需要进一步与基片进行封装，以得到封闭微流控结构。常规的热压工艺通过加热硬质聚合物芯片使其表面达到玻璃化温度并受压从而实现微流控芯片和基片的粘接。热压封装中，硬质聚合物芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括：提供第一基板及第二基板；在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构；在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层；在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂；将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构；对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括：提供第一基板及第二基板；在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构；在所述第一基板的表面及所述第二基板的表面形成热塑薄膜层；在所述第二基板的第一表面覆盖有机粘结剂；将所述第一基板的第一表面盖于所述第二基板的第一表面上形成一体封装结构；对所述一体封装结构进行加热处理，直至所述有机粘结剂完全挥发。2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述第一基板及所述第二基板为PMMA硬质聚合物基板。3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述第一基板为厚度3mm及直径100mm的圆盘形基板。4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述第二基板为厚度1mm及直径100mm的圆盘形基板。5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构，包括：通过激光雕刻工艺，在所述第一基板的第一表面形成宽度600um及深度600um的Y型凹槽状微通道结构。6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于，所述在所述第一基板的第一表面形成凹槽状微通道结构，还包括：通过激光切割工艺，在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构的第一入口位置及第二入口位置都形成直径为2mm的进样孔；在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构的出口位置形成直径为2mm的通气孔；在所述第一基板的Y型凹槽状微通道结构之外形成至少两个直径为2mm的定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永波，纪元，吴一辉，刘永顺，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22