一种微流控芯片键合方法及微流控芯片技术

本发明专利技术涉及生物科学微全分析系统技术领域，具体地说是一种微流控芯片键合方法及微流控芯片。方法包括：提供一种微流控芯片基片，所述基片上表面设有微通道结构；在所述基片上表面微通道结构周围边缘处设置超声键合导能筋或者在盖片上对应所述基片表面微通道结构位置周围设置超声键合导能筋；在所述基片或盖片上粘着表面粘贴双面胶，将所述盖片与所述基片粘合；对所述基片和所述盖片进行超声键合，使之发生第一步键合；对所述芯片实施压力固定或热压，使双面胶粘贴的所述基片和所述盖片牢固键合。本发明专利技术既可以保证微流控芯片键合的稳定性，又可以避免影响微流控芯片本身的物理化学性质，因而不会干扰检测结果。

A microfluidic chip bonding method and microfluidic chip

The invention relates to the technical field of microanalysis system of biological science, in particular, a microfluidic chip bonding method and a microfluidic chip. The method includes: providing a microfluidic chip substrate, the substrate surface is provided with a micro channel structure; the surface around the micro channel structure is arranged at the edge of the ultrasonic bonding can guide ribs or around the substrate surface micro channel structure arranged ultrasonic bonding can guide ribs corresponding on the cover plate in the the substrate; the substrate or the cover sheet adhesive is stuck to the surface of the double-sided adhesive, the cover sheet and the substrate bonding; the substrate and the cover plate of the ultrasonic bonding, the first step in the implementation of fixed pressure bonding; or hot pressing on the chip. The substrate double-sided adhesive paste and the cover sheet firmly bonding. The invention can not only guarantee the stability of the microfluidic chip bonding, but also avoid affecting the physical and chemical properties of the microfluidic chip itself, so that it will not interfere with the detection results.

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片键合方法及微流控芯片
本专利技术涉及生物科学微全分析系统
，具体地说是一种微流控芯片键合方法及微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片的键合环节是微流控芯片制备的关键环节之一，键合质量的好坏直接影响微流控芯片的实际应用。目前微流控芯片键合环节需要注意的主要问题包括：1.要求芯片能够实现连接，且微通道具有密封性，键合后具有足够的机械强度，避免开裂和漏液。2.键合过程中避免微通道发生变形、堵塞或受到其它影响。3.当采用有机质进行键合时，需要避免表面物理化学性能发生改变。目前，已知的聚合物微流控芯片键合技术包括热压键合、溶剂键合、胶键合、激光或超声键合。其中热压键合效率较低，商业中较少使用。溶剂键合容易造成物理表面理化性质改变，对应用于生物医药领域并不适合。胶键合在基片与盖片之间引入粘接剂或双面胶实现上下器件的连接。虽然该方法有操作简单、成本低、键合强度高等有点，但同时也存在容易导致胶渗入到通道中导致通道堵塞或者双面胶非特异吸附样品或标记物等明显缺点。超声键合技术是把超声频率在20KHz以上的机械振动能转化为待焊接器件的热能，使器件接触表面熔融后实现焊接件的链接。超声键合技术操作简单，且稳定性较强，但是对焊线要求较高，焊线高低不平可能会导致有虚焊的点容易发生漏液，且虚焊的点无法检查出来。激光键合要求采用吸收激光的材料，通过激光在键合界面产生热量，使界面受热熔融状态下达到连接目的，该方法环保、键合精度高，但实施过程比较复杂，需要特殊的材料或特殊的制备方法，成本相对较高。中国专利号1480724利用红外激光作为热源热键合塑料微流控芯片，在照射过程中通过加热界面产生部分熔融达到粘接；中国专利号1588669介绍了利用半导体热电制冷加热器热粘接聚合物微流控芯片的方法；中国专利号1740788提出了通过塑料的表面改性，在基板表面化学接枝特定的化学官能团，进而通过官能团反应形成化学键的键合方法；中国专利号101088912通过聚合物微结构及导能筋的精密设计，使得超声波焊接塑料微流控芯片成为可能。然而，以上大多数键合或封装方法可能使得芯片微结构产生一定的变形，或残留有一定量的未反应化学试剂，键合强度也较低。换言之，目前尚没有一种微流控芯片键合方法键合方法不仅可以精确牢固封装塑料微流控芯片的微结构，而且不对芯片最终微结构产生物理或化学的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中微流控芯片的键合方法不能既牢固封装微流控芯片，又不对塑料微流控芯片最终的微结构产生物理或化学的影响的缺陷，提供一种新的微流控芯片的键合方法及微流控芯片，该键合方法通过联合使用超声波键合和胶带键合的方法，将微流控芯片的基片与盖片组合起来形成牢固封闭的微通道结构，键合强度高且微结构变形程度低。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种微流控芯片键合方法，用于将表面带有微通道结构的基片和盖片键合在一起，形成带有预设空腔结构的微流控芯片，包括：步骤1，提供一种微流控芯片基片，所述基片上表面设有微通道结构；步骤2，在所述微通道结构周围边缘处设置超声键合导能筋或在盖片上对应所述基片表面微通道结构位置周围设置超声键合导能筋；步骤3，在所述基片或盖片上粘着表面粘贴双面胶，将所述盖片与所述基片粘合；步骤4，对所述基片和所述盖片进行超声键合，使之发生第一步键合；步骤5，对所述芯片实施压力固定或热压，使双面胶粘贴的所述基片和所述盖片牢固键合。作为优选，所述超声键合导能筋宽度和厚度均为100μm-2mm。作为优选，所述导能筋不能直接与所述微通道结构边缘接触，距离所述微通道结构边缘100μm-2mm。作为优选，所述双面胶不能直接与所述微通道结构边缘接触，距离所述微通道结构边缘10μm-500μm。作为优选，步骤3前还包括步骤：以布沾取1：1的乙醇与水的混合液进行表面擦试清洁，待表面完全干燥后，将所述双面胶胶带贴合于所述基片或者所述盖片的粘着表面。作为优选，所述双面胶采用高性能双面胶，其厚度为100μm-2mm。一种微流控芯片，包括基片和盖片，所述基片上预先设有微通道结构，并在基片所述微通道结构周围边缘上或盖片对应微通道结构周围设有超声键合导能筋，将基片与盖片采用上述的键合方法键合。作为优选，所述基片和所述盖片的材料选用PMMA\COC\PC\PS等材料。作为优选，所述微通道结构至少包括微通道，所述微通道的高度及宽度分别在5μm-5mm。有益效果在于：本专利技术提供了一种微流控芯片键合方法及微流控芯片，结构合理，键合效果明显，即使个别微流控芯片超声波焊接出现虚焊也不会造成漏液现象，双面胶不直接和通道中液体接触，不会在通道边缘形成非特异性的粘附，该方法既可以保证微流控芯片键合的稳定性，又可以避免影响微流控芯片本身的物理化学性质，因而不会干扰检测结果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术一种微流控芯片结构示意图。附图标记其中1为微通道结构，2为超声波键合导能筋，3为双面胶，4为基片。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术进行进一步的说明，但应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细说明之用，而不应理解为用以任何形式限制本专利技术，即并不意于限制本专利技术的保护范围。实施例一种微流控芯片键合方法，用于将表面带有微通道结构1的基片4和盖片键合在一起，形成带有预设空腔结构的微流控芯片，包括：步骤1，提供一种微流控芯片基片4，所述基片4上表面设有微通道结构1；步骤2，在所述基片4上表面微通道结构1周围边缘处设置超声波键合导能筋2，所述超声波键合导能筋2宽度和厚度均为100-500μm，更为优化地，选用200μm；所述超声波键合导能筋2不能直接与所述微通道结构1边缘接触，距离所述微通道结构1边缘100μm-2mm，更为优化地，选用200μm；步骤3，在所述基片4上表面粘贴双面胶3，将所述盖片与所述基片4粘合，所述基片4或者所述盖片的粘着表面必须进行清洗干燥，一般建议以布沾取1：1的乙醇与水的混合液进行表面擦试清洁，待表面完全干燥后，将所述双面3胶胶带贴合于所述基片4或者所述盖片的粘着表面，所述双面胶3不能直接与所述微通道结构1边缘接触，距离所述基片通道结构1边缘10μm-500μm，更为优化地，选用100μm，所述双面胶3采用高性能双面胶，本实施例优选3M双面胶，其厚度为100-200μm，更为优化地，选用100μm；步骤4，对所述基片4和所述盖片进行超声键合，使之发生第一步键合，超声键合采用的控制方式为时间模式，时间精度为0.01s，并保持时间100-2000ms，更为优化地，选用1000ms，超声波范围一般采用20-40kHz的工作频率，更为优化地，选用20kHz，超声波发生的功率处于0.1-4kW之间，更为优化地，选用1kW；步骤5，对所述芯片实施压力固定或热压，使双面胶3粘贴的所述基片4和所述盖片牢固键合，实施压力固定或热压，施加压力范围为0-100kgf，更为优化地，选用100kgf，热压过程中瞬时(不超过3秒)的最高温度范围为95-200℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片键合方法，其特征在于，包括：步骤1，提供一种微流控芯片基片，所述基片上表面设有微通道结构；步骤2，在所述微通道结构周围边缘处设置超声键合导能筋或在盖片上对应所述基片表面微通道结构位置周围设置超声键合导能筋；步骤3，在所述基片或盖片上粘着表面粘贴双面胶，将所述盖片与所述基片粘合；步骤4，对所述基片和所述盖片进行超声键合，使之发生第一步键合；步骤5，对所述芯片实施压力固定或热压，使双面胶粘贴的所述基片和所述盖片牢固键合。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片键合方法，其特征在于，包括：步骤1，提供一种微流控芯片基片，所述基片上表面设有微通道结构；步骤2，在所述微通道结构周围边缘处设置超声键合导能筋或在盖片上对应所述基片表面微通道结构位置周围设置超声键合导能筋；步骤3，在所述基片或盖片上粘着表面粘贴双面胶，将所述盖片与所述基片粘合；步骤4，对所述基片和所述盖片进行超声键合，使之发生第一步键合；步骤5，对所述芯片实施压力固定或热压，使双面胶粘贴的所述基片和所述盖片牢固键合。2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片键合方法，其特征在于：所述超声键合导能筋宽度和厚度均为100μm-2mm。3.根据权利要求1所述的一种微流控芯片键合方法，其特征在于：所述导能筋不能直接与所述微通道结构边缘接触，距离所述微通道结构边缘100μm-2mm。4.根据权利要求1所述的一种微流控芯片键合方法，其特征在于：所述双面胶不能直接与所述微通道结构边缘接触，距离所述微通道结构边...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇，
申请(专利权)人：成都微康生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51