The invention relates to a microfluidic MEMS chip packaging method for upper substrate with micro channel structure and the upper and lower layer substrate connection substrate laminated package by microfluidic MEMS chip, the method comprises the following steps: the first step, the preparation of the lower substrate; the second step, the preparation of the upper substrate; the third step, preparation of chip semi-finished products; the fourth step, chip semi-finished pre heating; the fifth step, the RF power chip bombardment of semi-finished products. The invention has the advantages of metal film by RF technology in the upper and lower substrate, the metal film is formed on the surface of the local high temperature, resulting in melting of metal film and substrate surface after welding, and the upper and lower substrate more closely together, greatly improve the product bonding precision, avoid micro encapsulation process hinder the flow structure, thus improving the chip encapsulation yield, shorten the production cycle, reduce production cost.
【技术实现步骤摘要】
一种微流控MEMS芯片封装方法
本专利技术涉及一种MEMS芯片射频封装方法,尤其是一种微流控MEMS芯片封装方法,属于芯片封装
技术介绍
微流控技术是目前迅速发展的高新技术和多学科交叉科技前沿领域之一,是生化检测、化学科学与信息科学信号检测和处理方法研究的重要技术平台。微流控芯片是基于MEMS(MicroElectroMechanicalSystems,微电子机械系统)加工技术,研究微流控通道表面性能、微流控系统内的驱动和控制规律,建立样品预处理、混合、反应、分离、检测等功能单元为一体的微流控芯片集成技术。微流控芯片是生物医疗、精细化工、快速检测领域中关键器件之一。一般来讲,微流控芯片主要由上、下基板组成,上、下基板结合后会产生密闭的微流道、储液池或反应池,导致微流控芯片通常含有多个不同形状的微流道,这既可以使用微泵使待检测液体在不同的流道中与不同的试剂进行复杂的生化反应,也可以进行计数或直接观察结果。另外,由于微流控芯片采用更为先进的微加工技术,使原有的检测仪器更为小型化、集成化,同时大大降低了生化检测时间,使生化检测更为简单、快捷、全面。在微流控芯片制作过程中,芯片封装是一个重要步骤。现有的芯片封装技术主要有低温键合和高温溶合两种。低温键合是指两个基板叠合在一起后,其表面在低温条件下受范德华力作用相互吸引而键合在一起的技术,低温键合前基板均需经过表面活化处理,而高温溶合所需温度一般较高,且加热方式是整体加热,加热过程中芯片产品和微流道结构不仅会有很大的变形,还会产生牛顿环。另外,这两种方法均存在生产周期长,成本高,品质无法保证等缺点。专利技术 ...
【技术保护点】
一种微流控MEMS芯片封装方法,用于对具有微流道结构的上层基板和与上层基板相层叠连接的下层基板进行封装得到微流控MEMS芯片,其特征在于,包括以下步骤:第一步、制备下层基板——在玻璃材质的下层基板上表面镀一层200±50nm厚的金属膜,利用MEMS工艺,在下层基板的金属膜上制作微流道;第二步、制备上层基板——在玻璃材质的上层基板下表面镀一层200±50nm厚的金属膜,在上层基板的金属膜上涂匀光刻胶后,进行光刻曝光、显影,刻蚀形成与下层基板的微流道相同的图案;第三步、制备芯片半成品——将上层基板与下层基板对准后,靠机械力压紧形成芯片半成品;第四步、芯片半成品预加热——将芯片半成品置于真空度小于0.0001Pa的真空腔中,照射远红外预加热至350±50℃保温2±1分钟;第五步、射频电源轰击芯片半成品——射频电源产生13.56±5MHZ的电磁波,并在电磁波上调制200±50W的能量,电磁波穿过上、下层基板聚集于金属膜,金属膜吸收电磁波能量后升温,在比玻璃软化点高的温度下使上、下层基板的表面融化,上层基板与下层基板熔接形成微流控MEMS芯片。
【技术特征摘要】
1.一种微流控MEMS芯片封装方法,用于对具有微流道结构的上层基板和与上层基板相层叠连接的下层基板进行封装得到微流控MEMS芯片,其特征在于,包括以下步骤:第一步、制备下层基板——在玻璃材质的下层基板上表面镀一层200±50nm厚的金属膜,利用MEMS工艺,在下层基板的金属膜上制作微流道;第二步、制备上层基板——在玻璃材质的上层基板下表面镀一层200±50nm厚的金属膜,在上层基板的金属膜上涂匀光刻胶后,进行光刻曝光、显影,刻蚀形成与下层基板的微流道相同的图案;第三步、制备芯片半成品——将上层基板与下层基板对准后,靠机械力压紧形成芯片半成品;第四步、芯片半成品预加热——将芯片半成品置于真空度小于0.0001Pa的真空腔中,照射远红外预加热至350±50℃保温2±1分钟;第五步、射频电源轰击芯片半成品——射频电源产生13.56±5MHZ的电磁波,并在电磁波上调制200±50W的能量,电磁波穿过上、下层基板聚集于金属膜,金属膜吸收电磁波能量后升温,在比玻璃软化点高的温度下使上、下层基板的表面融化,上层基板与下层基板熔接形成微流控MEMS芯片。2.根据权利要求1所述一种微流控MEMS芯片封装方法,其特征在于,第一、第二步中,采用磁控溅射、蒸发或电镀方法对上、下层基板进行金属镀膜处理。3.根据权利要求1所述一种微流控MEMS芯片封装方法,其特征在于,第一步中制作微流道的具体方法如下:在下层基板的金属膜上镀一层2000埃米厚的金属掩蔽材料后,在金属掩蔽层上旋涂一层光刻胶,并通过光刻曝光、显影在光刻胶上形成所需微流道图案,然后采用干法或湿法刻蚀技术在下层基板上形成微流道。4....
【专利技术属性】
技术研发人员:卫勇,
申请(专利权)人:扬中市华瑞通讯仪器有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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