【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃芯片，尤其涉及一种玻璃基板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着微电子技术和纳米技术的快速发展，芯片上的功能元件越来越密集，传统的平面芯片已经不能满足实际需要。因此，具有三维结构的芯片成为新的研究方向。其中，通过激光刻蚀制备微纳芯片具有精度高、速度快、适应性强等优点，备受关注。在现有的技术中，激光刻蚀制备微纳芯片主要采用准分子激光器或深紫外激光器，通过光刻胶掩膜或直接在芯片表面刻蚀出所需图形。然后，通过化学腐蚀或干法刻蚀等手段进一步加工，得到最终的微纳芯片。尽管现有的技术可以实现微纳芯片的激光刻蚀制备，但仍存在一些不足之处。例如，光刻胶掩膜的使用会增加制备成本和制备复杂度，同时也会限制加工精度和刻蚀深度的控制精度。此外，化学腐蚀或干法刻蚀等手段的引入也会增加制备步骤和制备成本。
2、另外，玻璃材料因其具有高透射率、耐腐蚀性、高稳定性、高硬度以及较强的绝缘性等优异的物理和化学特性成为制备微纳芯片的关键材料之一。在激光刻蚀制备微纳芯片中，通过控制刻蚀区域和刻蚀深度，可以实现芯片表面的可控制区域亲水性质。这种可控制区域亲水性质在微纳芯片中具有广泛的应用前景，例如在微流体、生物传感器、表面增强拉曼散射等领域。但是也是由于玻璃基板的透光性高，无法吸收激光的热量，导致现有技术中无法让低功率的光纤激光对透明的玻璃基板直接进行刻蚀。因此，基于该问题，现有技术中提出了不同的解决方案，比如通过在玻璃涂覆一层喷漆，再通过激光的烧蚀将玻璃上的喷漆烧蚀去掉，但是这种方法的弊端是玻璃基板受热不均匀，激光烧蚀过程中玻璃基板发生
3、因此，有必要开发一种激光刻蚀制备微纳芯片的方法，通过直接在芯片表面刻蚀出所需图形，并实现可控制区域亲水性质，以提高加工精度和制备效率，降低制备成本和难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种操作简便、成本较低、条件温和的玻璃基板及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种玻璃基板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、(1)材料预处理：清洗玻片和铝板；
4、(2)激光诱导处理：将玻片置于铝板上方，使用光纤激光进行激光诱导，得激光诱导后的玻璃基板；
5、(3)疏水剂改性处理：对激光诱导后的玻璃基板进行疏水剂表面改性，得超疏水玻璃基板；
6、(4)激光刻蚀处理：对超疏水玻璃基板进行光纤激光刻蚀，得玻璃基板。
7、本专利技术提供的玻璃基板的制备方法中，使用的激光为普通光纤激光，成本较低，并且，本专利技术提供的制备方法对温度和压力无要求，可全程在常温常压下进行，无需对玻片进行加热，也无需气体保护；即本专利技术提供的制备方法条件温和、操作简单。同时，本专利技术提供的制备方法还具有高精度、高速度和高效率的特点，有利于大规模生产和应用，在制备过程中可以通过控制亲疏水区域的大小和形状，来控制附着在玻璃基板液滴上面的体积，以满足后续不同生化指标的检测需求。
8、具体地，通过将玻片置于铝板上方后使用光纤激光进行激光诱导，能够通过光纤激光的反向转移技术，即利用激光束穿过玻片照射在铝板表面时，使铝板受热升华反向沉积在玻片背面；反向沉积后使用疏水剂进行疏水改性，能够提供玻璃基板的超疏水性能；接着再对含有铝金属沉积那面的超疏水玻璃基板进行激光刻蚀，进而能够构建出亲水区域；得到相应的玻璃基板。
9、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，清洗为使用清洗剂进行超声清洗，所述清洗剂包括丙酮、乙醇、去离子水中的至少一种。
10、优选地，所述玻片尺寸为20*20*0.2mm；所述铝板尺寸为10*10*0.2cm。
11、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，将玻片置于铝板上方时控制玻片和铝板之间的距离为0.15-0.55mm。
12、优选地，所述玻片和铝板之间的距离通过胶带进行控制，所述胶带的厚度为0.05mm。
13、本专利技术研究发现，玻片和铝板之间的距离会对玻璃基板疏水区域的疏水性能和亲水区域的亲水性能带来影响，当进一步选择玻片和铝板之间的距离为0.15-0.55mm时，得到的玻璃基板的综合性能更优。
14、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，激光诱导的工艺参数为：频率为10-30khz，扫描速度为3000-5000mm/s，激光能量为318.5j/cm2，激光功率为0.3-7.5w。
15、优选地，所述步骤(2)中，激光诱导的工艺参数为：频率为20khz，扫描速度4000mm/s，激光能量318.5j/cm2，脉冲宽度100ns，焦距10μm(焦距f:19.45cm)，光波长1064nm；激光功率为0.3-7.5w。
16、本专利技术研究发现，激光诱导的工艺参数会对玻璃基板的综合性能带来影响，当进一步优选激光诱导的参数在上述范围内时，得到的玻璃基板的综合性能更优。
17、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，疏水剂包括氟烷基硅烷乙醇溶液、3mtmnovectm1700电子涂层剂中的至少一种。
18、优选地，所述氟烷基硅烷乙醇溶液中氟烷基硅烷的质量百分数为0.5-2％。
19、采用上述氟烷基硅烷乙醇溶液作为疏水剂对玻片进行改性，能够增强超疏水表面的稳定性和耐用性，后续形成的改性层可以提供低表面能，使得表面排斥水滴，同时能够提高表面的抗污性能。
20、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，表面改性的操作为：将疏水剂涂覆于激光诱导后的玻璃基板的表面后干燥。
21、优选地，所述干燥为自然挥干。
22、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，激光刻蚀的工艺参数为：频率为10-30khz，扫描速度为3000-5000mm/s，激光能量为318.5j/cm2，激光功率为0.3-7.5w。
23、优选地，所述步骤(4)中，激光刻蚀的工艺参数为：频率为20khz，扫描速度4000mm/s，激光能量318.5j/cm2，脉冲宽度100ns，焦距10μm(焦距f:19.45cm)，光波长1064nm；激光功率为0.3-7.5w。
24、本专利技术研究发现，采用本专利技术激光刻蚀的参数能够精确控制亲疏水区域的大小和形状，进而控制附着在玻璃基板上的液滴体积，而满足后续应用不同的生物检测需求。
25、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种玻璃基板，所述玻璃基板采用本专利技术所述制备方法制备而成。
26、在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玻璃基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，清洗为使用清洗剂进行超声清洗，所述清洗剂包括丙酮、乙醇、去离子水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将玻片置于铝板上方时控制玻片和铝板之间的距离为0.15-0.55mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光诱导的工艺参数为：频率为10-30kHz，扫描速度为3000-5000mm/s，激光能量为318.5J/cm2，激光功率为0.3-7.5W。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，疏水剂包括氟烷基硅烷乙醇溶液、3MTMNovecTM1700电子涂层剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，表面改性的操作为：将疏水剂涂覆于激光诱导后的玻璃基板的表面后干燥。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，激光刻蚀的工艺参数
8.一种玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备而成。
9.如权利要求8所述的玻璃基板在制备生物检测芯片、环境检测芯片上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，清洗为使用清洗剂进行超声清洗，所述清洗剂包括丙酮、乙醇、去离子水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将玻片置于铝板上方时控制玻片和铝板之间的距离为0.15-0.55mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光诱导的工艺参数为：频率为10-30khz，扫描速度为3000-5000mm/s，激光能量为318.5j/cm2，激光功率为0.3-7.5w。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯明昊，黎嘉航，巫洛坚，刘淼，谢嘉烨，陈贤帅，杜如虚，
申请(专利权)人：广东健齿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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