一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法技术

本发明专利技术公开了一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法，包括如下步骤：1)胶层薄膜制备：利用引发水化学气相沉积法(iCVD)在待粘接样品基底表面沉积形成pGMA薄膜；2)胶层薄膜活化：将两个镀制完pGMA薄膜的待粘接样品粘接并装配在夹持工具上，向样品施加适当的压力，置于活化液EDA液体中浸泡10～20小时，待活化液对pGMA薄膜完成充分活化后，对样品进行超声清洗；3)活化胶层薄膜固化：将经过活化、清洗后的粘接样品装配好并施加适当的压力，风干，静置70～75小时，pGMA薄膜完成固化交联反应，实现样品的粘接。本发明专利技术的胶连方法，能够有效控制粘接胶层的厚度，最薄能够实现胶层厚度在500nm以下样品的粘接，同时样品间结合力非常强，粘接的样品很难分离、脱落。脱落。脱落。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法


[0001]本专利技术涉及激光聚变
，具体而言，涉及一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法。

技术介绍

[0002]在激光诱导压缩科学和惯性聚变研究中，利用激光冲击粘在多层不同材料上的微结构靶。为了在高应变率和激光冲击产生的压力下对实验进行建模和解释，靶层之间的这些粘合间隙应该是亚微米级的，并且其粘合应具有足够的强度(粘合断裂能/面积≈1Nm
‑1)。然而，在这些微小部件上实现亚微米液体胶层有一个根本的困难。尽管有10
‑
100MPa的粘结压力，但液体胶的粘结间隙通常至少为3微米甚至10微米以上，而且由于粘结过程中挤压流动中的非牛顿特性，胶层厚度通常会更大。激光压缩实验显示了可测量的非理想效应，如存在来自这些不可忽略的胶层的冲击反射，会使实验解释变得复杂。
[0003]单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)具有环氧基功能，其iCVD薄膜常被用于粘结微流体通道或晶圆片一起，因此，这种薄膜应用在其他粘合中是可行的。但是传统的胶层薄膜活化、固化方法，其粘接后，样品之间的胶层厚度不可控，通常在10微米左右，最薄也只能做到几微米。并且，样品间的结合力不强，在粘接后对样品进行其他工序的操作时，常常会导致已粘接的样品分离。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，现有的pGMA薄膜活化、固化方法胶层厚度不可控、样品间的结合力不强，目的在于提供一种新的用于微小器件粘接的纳米胶连方法，通过活化、固化方法的改进，通过控制pGMA薄膜涂层的厚度来能够有效控制胶层的厚度，样品间结合力非常强，粘接的样品很难分离、脱落。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法，包括如下步骤：1)胶层薄膜制备：利用引发式化学气相沉积法(iCVD)在待粘接样品基底表面沉积形成甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物(pGMA)薄膜；2)胶层薄膜活化：将两个镀制完pGMA薄膜的待粘接样品粘接并装配在夹持工具上，向样品施加适当的压力，置于活化液EDA液体中浸泡10～20小时，待活化液对pGMA薄膜完成充分活化后，对样品进行超声清洗；3)活化胶层薄膜固化：将经过活化、清洗后的粘接样品装配好并施加适当的压力，风干，静置70～75小时，pGMA薄膜完成固化交联反应，实现样品的粘接。
[0008]目前pGMA薄膜的活化，均采用气相活化方法，即将镀制完pGMA薄膜的待粘接样品暴露在活化液乙二胺(EDA)的蒸汽中60s左右，完成活化，然后于约70℃的恒定温度下，并施加适当的压力，针对长宽为5mm
×
5mm的样品，通常施加10N左右的压力，静置约60分钟，完成pGMA薄膜固化交联反应，实现样品的粘接。
[0009]而本专利技术采用液相活化方法，即将镀制完pGMA薄膜的待粘接样品放置在EDA液体中浸泡10
‑
20小时，然后清洗，同时保证清洗过程粘接样品一直处于10N压力下进行，然后保持10N左右的压力，采用风扇进行风干，静置72小时，实现样品的粘接。
[0010]通过本专利技术的方法，能够有效控制粘接胶层的厚度，最薄能够实现胶层厚度在500nm以下样品的粘接，同时样品间结合力非常强，粘接的样品很难分离、脱落。
[0011]步骤1)的具体方法为：以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为单体，以二叔丁基过氧化物(DTBP)作为引发剂，在热丝加热条件下，引发剂充分裂解诱导GMA单体聚合，在冷却的待粘接样品基底表面沉积形成pGMA薄膜。
[0012]步骤2)中超声清洗条件为：100kHz，300W，清洗时长20秒，共清洗三次。
[0013]热丝加热温度为190
‑
210℃。
[0014]待粘接样品基底表面温度为38
‑
42℃。
[0015]所述夹持工具包括夹持底板，夹持底板上垂直设置有支撑杆，支撑杆上套设有夹持压块，夹持压块能够沿着支撑杆向着夹持底板的方向来回运动，支撑杆为螺纹杆，夹持压块与夹持底板之间通过螺母与螺纹杆紧固。
[0016]本专利技术使用夹持工具夹持样品，施加压力，活化后能够整体取出样品，并对其进行清洗，能够方便去除镀膜和活化过程引入的污染物，同时夹持工具依靠物体重力即夹持压块自身重力施压，能够保证压力的均匀性，从而提高胶层厚度的均匀性。
[0017]步骤3)中采用风扇进行风干。
[0018]GMA和DTBP的流量比为GMA:33％，DTBP：66％。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0020]1、本专利技术实施例提供的一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法，能够有效控制粘接胶层的厚度，最薄能够实现胶层厚度在500nm以下样品的粘接，同时样品间结合力非常强，粘接的样品很难分离、脱落；
[0021]2、本专利技术实施例提供的一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法，使用夹持工具夹持样品，施加压力，活化后能够整体取出样品，并对其进行清洗，能够方便去除镀膜和活化过程引入的污染物，同时夹持工具依靠物体重力即夹持压块自身重力施压，能够保证压力的均匀性，从而提高胶层厚度的均匀性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的胶层断面SEM图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0025]在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本专利技术。在其他实施例中，为了避免混淆本本专利技术，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0026]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0027]在本专利技术的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微小器件粘接的纳米胶连方法，其特征在于，包括如下步骤：1)胶层薄膜制备：利用引发式化学气相沉积法(iCVD)在待粘接样品基底表面沉积形成甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物(pGMA)薄膜；2)胶层薄膜活化：将两个镀制完pGMA薄膜的待粘接样品粘接并装配在夹持工具上，向样品施加适当的压力，置于活化液EDA液体中浸泡10～20小时，待活化液对pGMA薄膜完成充分活化后，对样品进行超声清洗；3)活化胶层薄膜固化：将经过活化、清洗后的粘接样品装配好并施加适当的压力，风干，静置70～75小时，pGMA薄膜完成固化交联反应，实现样品的粘接。2.根据权利要求1所述的用于微小器件粘接的纳米胶连方法，其特征在于，步骤1)的具体方法为：以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)作为单体，以二叔丁基过氧化物(DTBP)作为引发剂，在热丝加热条件下，引发剂充分裂解诱导GMA单体聚合，在冷却的待粘接样品基底表面沉积形成pGMA薄膜。3.根据权利要求1所述的用于微小器件粘接的纳米胶连方法，其特征在于，步骤2)中超声清洗条件为：100kHz，300W，清洗时长20秒，共清洗三次，其中，清洗过程中，待粘接样品一直处于适当压力下。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈果，易泰民，何小珊，刘艳松，李朝阳，黄景林，王涛，艾星，李俊，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：