本发明专利技术公开一种微流控芯片封装装置，其主要包括配合使用上模板和下模板；所述上模板包括第一容置腔、第一液桥区和第一隔离槽；所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板在形状大小上相匹配；所述下模板具有第二容置腔、第二液桥区和第二隔离槽；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板在形状大小上相匹配；所述第二容置腔和第一容置腔相吻合，所述第二液桥区和第一液桥区相吻合。进一步，本发明专利技术还提供对应的微流控芯片封装方法。本发明专利技术利用液桥对准和模板嵌套原理，能实现微流控芯片的一步法对准和键合，且不需要昂贵的设备、操作简单、对准精度高、键合质量好，还可适用于绝大多数微流控芯片材料的键合。芯片材料的键合。芯片材料的键合。
【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片封装装置和封装方法
[0001]本专利技术属于微流控芯片封装
，具体涉及一种通用的微流控芯片封装装置和封装方法。
技术介绍
[0002]微流控技术是使用微米及亚微米管道处理或操纵微小流体的技术，其与传统分析检测方法相比，具有速度快、试剂消耗少、通量高和系统集成化程度高等显著优势，已经在单细胞分析、食品检验、毒品检测、纳米粒子合成、高通量药物筛选及体外生理病理模型构建(即器官芯片)等方面已经显示出巨大的潜力。
[0003]常用的微流控芯片制作材料有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(环烯烃共聚物)、PS(聚苯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、玻璃等。虽然微流控芯片的制作工艺和多领域应用都取得了诸多进展，但是微流控芯片的封装技术依然存在诸多问题。微流控芯片的封装主要涉及两个过程：对准和键合。当前微流控芯片的对准方法主要是基于精密机械位置调节装置、视觉反馈系统和光学瞄准系统搭建起来的对准设备，但是该对准方法存在仪器昂贵、操作复杂、重复性差、效率低等问题。此外，当前微流控芯片的对准和键合是两个独立的操作过程，在芯片封装的实施过程中，不仅增加了操作的繁琐程度，还不利于效率提升。因此，开发一种操纵简单、重复性好、精度高、效率高、键合质量好的通用对准键合方法对推动微流控产业快速发展具有重要意义。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，本专利技术提出一种通用的微流控芯片封装装置，可利用液桥对准和模板嵌套原理，一步法实现微流控芯片的对准和键合。进一步，本专利技术还提供对应的微流控芯片封装方法。本专利技术能实现微流控芯片的一步法对准和键合，且不需要昂贵的设备、操作简单、对准精度高、键合质量好，还可以根据需要定制不同尺寸的模板，适用于绝大多数微流控芯片材料的键合。
[0005]本专利技术的第一方面在于提供一种微流控芯片封装装置，其主要包括配合使用上模板和下模板；所述上模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片盖板的第一容置腔以及沿第一容置腔外缘周向布置的第一液桥区，所述第一液桥区与第一容置腔之间还设有周向布置的第一隔离槽；所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板在形状大小上相匹配；所述下模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片底板的第二容置腔以及沿第二容置腔外缘周向布置的第二液桥区，所述第二液桥区与第二容置腔之间设有周向布置的第二隔离槽；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板在形状大小上相匹配；所述第二容置腔和第一容置腔相吻合，所述第二液桥区和第一液桥区相吻合。
[0006]作为一种可选方案，所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板之间形成过盈配合；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板之间形成过盈配合。
[0007]作为一种可选方案，所述第一隔离槽和第二隔离槽的形状大小相一致。
[0008]作为一种可选方案，所述第一隔离槽与第一容置腔之间设有的第一隔离带；和/或，所述第二隔离槽与第二容置腔之间设有的第二隔离带。
[0009]作为一种可选方案，所述第一容置腔的深度比嵌入的微流控芯片盖板的厚度小0.01
‑
0.2mm，含端点值；所述第二容置腔的深度比嵌入的微流控芯片底板的厚度小0.01
‑
0.2mm，含端点值。
[0010]作为一种可选方案，所述上模板外缘一圈还设有第一锯齿结构；所述下模板外缘一圈还设有第二锯齿结构；所述第一锯齿结构和第二锯齿结构相吻合。
[0011]作为一种可选方案，所述第一锯齿结构的截面为圆弧形、矩形、梯形、三角形中的任意一种，且等间隔分布。
[0012]作为一种可选方案，所述上模板还包括设置在第一液桥区内且贯通上模板的取液口。
[0013]作为一种可选方案，所述上模板与其第一表面相对的第二表面还设有与第一容置腔相连通的第一操作窗口；所述下模板与其第一表面相对的第二表面还设有与第二容置腔相连通的第二操作窗口。
[0014]作为一种可选方案，所述上模板和下模板的材质为铝合金、亚克力、聚碳酸酯、聚丙烯中的任意一种。
[0015]作为一种可选方案，所述第一液桥区和第二液桥区具有亲水性，所述第一隔离槽和第二隔离槽具有疏水性。
[0016]本专利技术的第二方面在于公开一种微流控芯片封装方法，其基于第一方面及其任意一种可选方案所述的微流控芯片封装装置，主要包括以下步骤：将待键合的微流控芯片盖板和微流控芯片底板分别嵌入上模板的第一容置腔和下模板的第二容置腔内；对所述微流控芯片盖板待键合的表面和/或微流控芯片底板待键合的表面进行预处理；在所述下模板的第二液桥区和/或上模板的第一液桥区滴加液体；将所述上模板和下模板对齐合上，以在所述第一液桥区和第二液桥区之间形成液桥，所述微流控芯片盖板和微流控芯片之间形成接触；固定上模板，通过所述液桥沿垂直方向上的分力使下模板克服自身及嵌入的微流控芯片底板的重力吸附在上模板底部，通过所述液桥沿水平方向上的分力使下模板和上模板按轮廓自动对齐，进而使微流控芯片盖板和微流控芯片底板实现对准；待微流控芯片盖板和微流控芯片底板键合完成后，所述微流控芯片底板与微流控芯片盖板紧密结合形成一个整体；分别剥离所述上模板和下模板，完成微流控芯片的封装。
[0017]作为一种可选方案，所述预处理包括涂敷溶剂、涂敷粘结剂或等离子体处理。
[0018]作为一种可选方案，涂敷的溶剂或粘结剂的厚度小于10um。
[0019]作为一种可选方案，所述液体为水、乙醇或环己烷。
[0020]作为一种可选方案，该方法还包括：在形成液桥后，吸除液桥区内多余液体，使得液桥在下模板与上模板之间产生负压，以使芯片底板与芯片盖板形成共形接触。
[0021]作为一种可选方案，该方法还包括：若所述上模板和下模板为疏水性材料，对所述第一液桥区和第二液桥区进行亲水处理。
[0022]作为一种可选方案，该方法还包括：若所述上模板和下模板为亲水性材料，对所述第一隔离槽和第二隔离槽进行疏水处理。
[0023]作为一种可选方案，该方法还包括：在微流控芯片底板与微流控芯片盖板的键合
过程中，进行辅助操作；所述辅助操作包括升高环境温度、微波处理、紫外光处理中的至少一种。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术提出一种微流控芯片的通用对准键合技术，通过将待键合芯片的盖板和底板分别嵌套在上、下模板的容置腔中，利用液桥作用使上下模板按轮廓对齐，进而使得待键合芯片的自动对准；并能同时结合现有的键合技术，实现芯片盖板和底板的对准和键合一步完成，即一步法对准键合。并且，本专利技术无需引入额外的对准设备，操作简单、对准精度高、键合效率高、键合质量好，也大大降低了微流控芯片的封装成本。
[0026](2)本专利技术可根据需求灵活选用现有的溶剂键合、等离子体键合，以及粘结剂键合，具有较好的适用性。
[0027](3)本专利技术所提供的微流控芯片封装装置对微流控芯片材料具有通用性，可适用于绝大多数微流控芯片材料的封装。
附图说明
[0028]图1为微流控芯片封装装置的使用方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片封装装置，其特征在于，包括配合使用上模板和下模板；所述上模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片盖板的第一容置腔以及沿第一容置腔外缘周向布置的第一液桥区，所述第一液桥区与第一容置腔之间还设有周向布置的第一隔离槽；所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板在形状大小上相匹配；所述下模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片底板的第二容置腔以及沿第二容置腔外缘周向布置的第二液桥区，所述第二液桥区与第二容置腔之间设有周向布置的第二隔离槽；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板在形状大小上相匹配；所述第二容置腔和第一容置腔相吻合，所述第二液桥区和第一液桥区相吻合。2.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板之间形成过盈配合；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板之间形成过盈配合。3.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述第一隔离槽和第二隔离槽的形状大小相一致。4.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述第一隔离槽与第一容置腔之间设有的第一隔离带；和/或，所述第二隔离槽与第二容置腔之间设有的第二隔离带。5.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述第一容置腔的深度比嵌入的微流控芯片盖板的厚度小0.01
‑
0.2mm，含端点值；所述第二容置腔的深度比嵌入的微流控芯片底板的厚度小0.01
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0.2mm，含端点值。6.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述上模板外缘一圈还设有第一锯齿结构；所述下模板外缘一圈还设有第二锯齿结构；所述第一锯齿结构和第二锯齿结构相吻合。7.如权利要求6所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述第一锯齿结构的截面为圆弧形、矩形、梯形、三角形中的任意一种，且等间隔分布。8.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述上模板还包括设置在第一液桥区内且贯通上模板的取液口。9.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述上模板与其第一表面相对的第二表面还设有与第一容置腔相连通的第一操作窗口；所述下模板与其第一表面相对的第二表面还设有与第二容置腔相连通的第二操作窗口。10.如权利要求1所述的微流控芯片封装装置，其特征在于，所述上模板和下模板的材质为铝合金、亚克力、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘翔，吕品，潘挺睿，
申请(专利权)人：中国科学技术大学苏州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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