一种不同微腔下加热阵列芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种不同微腔下加热阵列芯片，包括：衬底；若干加热模块，按照预设规则布置在所述衬底上；连接端子，与所述加热模块一一对应，并与对应的加热模块连接，用于连接不同的电压输出控制器；散热槽，刻蚀在所述衬底上，并布置在每个所述加热模块的周围。本实用新型专利技术能够提高生物检测实验效率。用新型能够提高生物检测实验效率。用新型能够提高生物检测实验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种不同微腔下加热阵列芯片


[0001]本技术涉及微型加热器
，特别是涉及一种不同微腔下加热阵列芯片。

技术介绍

[0002]微型加热器是指尺寸较普通加热器件更加微小的加热器件，电阻加热片是其中应用较广泛的一种加热器件，在硅、聚酰亚胺等常见电阻加热片的衬底材料上沉积材料是铂、铜等常见金属的电阻丝，再对电阻丝两端施加电压，产生焦耳热，以此实现加热功能。由于其固有的优势，如小型化尺寸、低功耗、快速响应时间、长期可靠性、低制造成本等，许多领域已经提出了各种微型加热器。
[0003]然而，目前所使用的电阻加热片都只能控制加热片上的所有加热单元的温度相同，无法做到使同一加热片上的不同加热单元维持不同的温度。且当多个加热模块需要对同一生物芯片的不同微腔加热而集成到同一加热芯片上时，加热模块与加热模块之间虽有间隙，但也会互相有所影响，无法进行精确的实验。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种不同微腔下加热阵列芯片，能够提高生物检测实验效率。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种不同微腔下加热阵列芯片，包括：
[0006]衬底；
[0007]若干加热模块，按照预设规则布置在所述衬底上；
[0008]连接端子，与所述加热模块一一对应，并与对应的加热模块连接，用于连接不同的电压输出控制器；
[0009]散热槽，刻蚀在所述衬底上，并布置在每个所述加热模块的周围。
[0010]所述加热模块为回字形或蛇形的电阻丝构成。r/>[0011]所述电阻丝采用铂或铜制成。
[0012]所述衬底的表面在布置所述加热模块的位置铺覆一层氧化层。
[0013]所述散热槽与加热模块之间的距离为0.5
‑
1mm。
[0014]每个所述加热模块大小相同，且按照阵列形式布置在所述衬底上。
[0015]所述加热模块所占面积与微腔所占面积对应，所述微腔为PDMS、硅片或者透明玻璃形成的用于存储生物反应液体的微流控微腔。
[0016]所述加热阵列芯片适用于高通量的独立的生化反应试剂的检测实验，比如PCR核酸检测反应或者大肠杆菌酶促反应等，实验时的温度可以为恒定温度，也可以是后续快速升降温模块的集成。
[0017]有益效果
[0018]由于采用了上述的技术方案，本技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本技术中每个加热模块是独立的，可以施加不同电压以及PID控制算法控制其达到不同的目标加热温度对不同微腔进行加热；本技术还通过散热槽的设计提高升温速率以及温度均匀性，利用散热槽的设计可将各独立的加热模块之间的影响降到最小。
附图说明
[0019]图1是本技术实施方式的不同微腔下加热阵列芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]本技术的实施方式涉及一种不同微腔下加热阵列芯片，如图1所示，包括：衬底1；若干加热模块2，按照预设规则布置在所述衬底1上；连接端子3，与所述加热模块2一一对应，并与对应的加热模块2连接，用于连接不同的电压输出控制器；散热槽4，刻蚀在所述衬底1上，并布置在每个所述加热模块2的周围。
[0022]本实施方式中的加热模块2共有6块，且按照2
×
3的阵列形成排列。每个加热模块均可以采用回字形设计或蛇形设计的电阻丝构成，利用回字形设计或蛇形设计确保加热区域的温度均匀性，以提高加热效果。其中，电阻丝可以选择铜或铂等导电性能较好的金属。
[0023]本实施方式中的衬底1可以使用硅片或是其它导热性能较好的材料，如果衬底本身如硅般具有一定导电性，则可以先在需要布置加热模块的位置的表面进行氧化处理，形成一层绝缘层。
[0024]由此可见，本实施方式在衬底上布置多个加热模块，如此可以形成多个独立的微腔反应池，由于每个加热模块均通过各自的连接端子连接不同的电压输出控制器，如此可以对不同加热模块施加不同电压以及PID控制程序，从而得到不同温度，例如可以实现对所有微腔反应池进行温度梯度式加热，以便更快地找到合适的反应温度。
[0025]为了避免在同一片加热衬底上的多个不同的温区互相造成温度干扰，使得加热目标区域实际达不到需要的目标温度。本实施方式在每个加热模块的周围刻蚀散热槽，这样相当于将热阻较大的空气挡在各加热模块之间，如此每个加热模块之间的热量难以相互传递，使得目标区域的局部温度均匀性更高，加热效果更好。
[0026]本实施方式的不同微腔下加热阵列芯片可以通过以下方式制备得到，具体包括：
[0027]第一步，根据使用需求选择合适的加热芯片衬底，并对需要沉积电阻丝的一面进行清洗。如果衬底本身具有导电性，则需在需要沉积电阻丝的一面进行氧化处理，以形成一层绝缘层。
[0028]第二步，在衬底上刻蚀出散热槽，并再次清洗。散热槽的大小根据各独立的加热模块之间的距离而定，并确保散热槽边界与加热模块的电阻边界之间的距离为0.5
‑
1mm。
[0029]第三步，在衬底干净的一面沉积回字形设计或蛇形设计的电阻丝，电阻丝的材料可以是铂、铜等。在沉积电阻丝时，可以使用溅射工艺。
[0030]本实施方式的不同微腔下加热阵列芯片的加热模块所占面积与微腔所占面积对应，所述微腔为PDMS、硅片或者透明玻璃形成的用于存储生物反应液体的微流控微腔。本实施方式的加热阵列芯片适用于高通量的独立的生化反应试剂的检测实验，比如PCR核酸检测反应或者大肠杆菌酶促反应等，实验时的温度可以为恒定温度，也可以是后续快速升降温模块的集成。
[0031]不难发现，本技术中每个加热模块是独立的，可以施加不同电压以及PID控制算法控制其达到不同的目标加热温度对不同微腔进行加热；本技术还通过散热槽的设计提高升温速率以及温度均匀性，利用散热槽的设计可将各独立的加热模块之间的影响降到最小。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不同微腔下加热阵列芯片，其特征在于，包括：衬底；若干加热模块，按照预设规则布置在所述衬底上；连接端子，与所述加热模块一一对应，并与对应的加热模块连接，用于连接不同的电压输出控制器；散热槽，刻蚀在所述衬底上，并布置在每个所述加热模块的周围。2.根据权利要求1所述的不同微腔下加热阵列芯片，其特征在于，所述加热模块为回字形或蛇形的电阻丝构成。3.根据权利要求2所述的不同微腔下加热阵列芯片，其特征在于，所述电阻丝采用铂或铜制成。4.根据权利要求1所述的不同微腔下加热阵列芯片，其特征在于，所述衬底的表面在布置所述加热模块的位置铺覆一层氧化层。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯世伦，杨卓，刘博，赵建龙，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：新型
国别省市：