一种生物芯片及其封装方法技术

本发明专利技术涉及生物芯片技术领域，公开了一种生物芯片及其封装方法。该生物芯片包括：芯片层、底部基板与封装层；底部基板与封装层均由密封不透气材料制成；底部基板与封装层包裹芯片层；封装层上预留有至少一个进孔道及至少一个出孔道；芯片层的内部设有通道；该至少一个进孔道及至少一个出孔道均与该芯片层内的通道连接，将芯片层内的通道与外部设备连通。本发明专利技术实施方式将芯片层包裹在底部基板与封装层之间，仅在封装层上预留了可使芯片层与外部设备连通的进、出孔道，既避免了芯片层与外界进行气相交换以及芯片层内的水分蒸发，又可使芯片层与外部设备正常进行连通交互，也有效地避免了芯片层中的腔室通道出现短路现象。

【技术实现步骤摘要】
一种生物芯片及其封装方法
本专利技术涉及生物芯片
，特别涉及一种生物芯片及其封装方法。
技术介绍
随着生物芯片技术的不断发展，生物芯片逐步朝具有微纳尺度微通道结构的微流控生物芯片方向发展。在目前的微流控领域中，各种聚合物材料，如PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、COC/COP(环烯烃共聚物)等，因它们易精准加工、成本低及有利于大规模生产等优势，逐步在生物芯片加工领域被广泛使用。但作为生物芯片基材，聚合物材料也存在一些不足。例如，聚合物材料硬度低，高温加热时易发生形变，有些聚合物材料还具有一定的透气性，这就导致芯片在使用过程(如样品注入、加热反应或样品检测过程)中会发生内外气体交换，致使芯片内水分蒸发、芯片的结构变形及冷热膨胀等，导致芯片内生物样本(如细胞、液滴等)稳定性差，从而严重影响生物芯片的功能实现。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种生物芯片及其封装方法，可减少生物芯片内外的气相交换以及芯片内的水分蒸发。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种生物芯片，包括：芯片层、底部基板与封装层；底部基板与封装层均由密封不透气材料制成；底部基板与封装层包裹芯片层；封装层上预留有至少一个进孔道及至少一个出孔道；芯片层的内部设有通道；该至少一个进孔道及至少一个出孔道均与该芯片层内的通道连接，将芯片层内的通道与外部设备连通。本专利技术的实施方式还提供了一种生物芯片的封装方法，包括：用底部基板及封装层包裹芯片层；其中，底部基板与封装层均由密封不透气材料制成；封装层上预留有至少一个进孔道及至少一个出孔道；芯片层的内部设有通道；至少一个进孔道及至少一个出孔道均与芯片层内的通道连接，将芯片层内的通道与外部设备连通。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，将芯片层包裹在底部基板与封装层之间，且底部基板与封装层均由密封不透气材料制成，仅在封装层上预留了可使芯片层与外部设备连通的进、出孔道，既避免了芯片层与外界进行气相交换以及芯片层内的水分蒸发，又可使芯片层与外部设备正常进行连通交互，也有效地避免了芯片层中的腔室通道出现短路现象，更有利于生物芯片功能的实现。可选地，芯片层由至少一种聚合物材料组成。可选地，芯片层键合于底部基板上。可选地，封装层在预留至少一个进孔道及至少一个出孔道的位置上还安装有用于连接外部设备的连接结构。可选地，封装层由至少一种封装材料形成；该至少一种封装材料覆盖芯片层外表面，并与底部基板密切贴合。可选地，封装层由盖板及至少一种封装材料形成；盖板定位键合于芯片层上；该至少一种封装材料覆盖在底部基板与盖板之间。可选地，封装材料为以下任意一种或其任意组合：丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丁基橡胶、沉积薄膜高聚物、镀膜金属。可选地，该至少一个进孔道及至少一个出孔道预留在盖板上。可选地，盖板由PMMA、PC、PP、PET、PSF、玻璃或金属形成。可选地，底部基板为结构性基板、光学基板、电极电路基板。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的生物芯片的结构示意图；图2是根据本专利技术第二实施方式的生物芯片的结构示意图；图3是根据本专利技术第三实施方式的生物芯片的封装方法的流程图；图4(a)是未封装芯片经PCR热循环后芯片内结构状态图；图4(b)是采用本专利技术实施方式提供的封装方法封装后，芯片经PCR热循环后芯片内结构状态图；图5是根据本专利技术第四实施方式的生物芯片的封装方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种生物芯片。如图1所示，该生物芯片包括底部基板11、芯片层12及封装层13，底部基板11及封装层13包裹芯片层12。封装层13上预留有至少一个进孔道141及至少一个出孔道142(图1中仅示出了一个进孔道及一个出孔道)，芯片层13的内部则设有中空结构的通道15(即芯片腔室通道)，该至少一个进孔道141及至少一个出孔道142均与芯片层内的通道15连接，从而将芯片层内的通道15与外部设备连通。本实施方式中，底部基板11与封装层13均由密封不透气材料制成。其中，底部基板11可以为结构性基板、光学基板、电极电路基板等；封装层13可由一层或多层封装材料形成。当封装层由多层封装材料形成时，每层封装材料的种类不同，也就说，封装层可由至少一种封装材料组成。使用多层组合封装，其防挥发效果最佳，结构强度好，对芯片的保护更全面。该封装材料可以为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丁基橡胶、沉积薄膜高聚物、镀膜金属等。芯片层12由一层或多层聚合物材料组成。当芯片层由多层聚合物材料组成时，每层聚合物材料的种类不同。芯片层内的通道15可通过注塑或刻蚀工艺加工而成。在封装时，可先将芯片层12键合于底部基板11上，再用封装材料整体覆盖芯片层的表面及芯片层与底部基板的结合面，从而将芯片层紧紧地包覆起来。在覆盖封装材料时，可预留出进孔道及出孔道，供芯片层内的通道与外部设备连通。另外，值得一提的是，在封装层预留进、出通道的位置上，还安装有用于连接外部设备的连接结构18，该连接结构与外部设备相适配。本实施方式，先将芯片层键合于底部基板上，再用封装材料整体覆盖芯片层的外表面及芯片层与底部基板的结合面，将芯片层紧紧围裹在底部基板及封装材料之中，仅预留出进、出孔道，既避免了芯片层与外界进行气相交换、减少了芯片层内的水分蒸发，又可使芯片层与外部设备正常进行连通交互，也有效地避免了芯片层中的腔室通道出现短路现象，更有利于生物芯片功能的实现。本专利技术的第二实施方式涉及一种生物芯片。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，封装层由至少一种封装材料形成。而在本专利技术第二实施方式中，封装层由盖板和至少一种封装材料形成。具体地，如图2所示，本实施方式中，盖板16上预留有至少一个进孔道141及至少一个出孔道142(图2中仅示出了一个进孔道及一个出孔道)。可通过将该进孔道141和出孔道142与芯片层12内的通道15对应，将盖板16定位键合于芯片层12上。将封装材料17覆盖在盖板16与底部基板11之间，将芯片层12包裹在盖板、封装层及底部基板之间。本实施方式中，盖板16可由PMMA、PC、PP、PET、PSF或硬性材料(如玻璃、金属等)制成。本实施方式，先将芯片层键合于底部基板上，将盖板定位键合于芯片层上，再在盖板与底部基板之间覆盖封装材料，将芯片层包裹在盖板、封装材料及底部基板之间，仅在盖板上预留出进、出孔道，既避免了芯片层与外界进行气相交换、减少了芯片层内的水分蒸发，又可使芯片层与外部设备正常进行连通交互，也有效地避免了芯片层中的腔室通道出现短路现象，更有利于生物芯片功能的实现。本专利技术的第三实施方式涉及一种生物芯片的封装方法。本实施方式中的封装层由一层或多层封装材料形成。当封装层由多层封装材料形成时，每层封装材料的种类不同，即封装层由至少一种封装材料形成。该封装材料可以为丙烯酸树脂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物芯片，其特征在于，包括：芯片层、底部基板与封装层；所述底部基板与所述封装层均由密封不透气材料制成；所述底部基板与所述封装层包裹所述芯片层；所述封装层上预留有至少一个进孔道及至少一个出孔道；所述芯片层的内部设有通道；所述至少一个进孔道及所述至少一个出孔道均与所述通道连接，将所述芯片层内的通道与外部设备连通。

【技术特征摘要】
2017.01.12 CN 20171002097731.一种生物芯片，其特征在于，包括：芯片层、底部基板与封装层；所述底部基板与所述封装层均由密封不透气材料制成；所述底部基板与所述封装层包裹所述芯片层；所述封装层上预留有至少一个进孔道及至少一个出孔道；所述芯片层的内部设有通道；所述至少一个进孔道及所述至少一个出孔道均与所述通道连接，将所述芯片层内的通道与外部设备连通。2.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述芯片层由至少一种聚合物材料组成。3.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述芯片层键合于所述底部基板上。4.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述封装层在预留所述至少一个进孔道及所述至少一个出孔道的位置上还安装有用于连接所述外部设备的连接结构。5.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述封装层由至少一种封装材料形成；所述至少一种封装材料整体覆盖所述芯片层外表面，并与所述底部基板密切贴合。6.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述封装层由盖板及至少一种封装材料形成；所述盖板定位键合于所述芯片层上；所述至少一种封装材料覆盖在所述底部基板与所述盖板之间。7.根据权利要求5或6所述的生物芯片，其特征在于，所述封装材料为以下任意一种或其任意组合：丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丁基橡胶、沉积薄膜高聚物、镀膜金属。8.根据权利要求6所述的生物芯片，其特征在于，所述至少一个进孔道及所述至少一个出孔道预留在所述盖板上。9.根据权利要求6所述的生物芯片，其特征在于，所述盖板由PMMA、PC、PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进，程晓宇，
申请(专利权)人：上海小海龟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31