【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控，特别涉及一种基于生物传感器的微流控芯片及其封装方法。
技术介绍
1、生物传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的元器件，是由固定化的生物敏感材料作识别元件与适当的理化换能器及信号放大装置构成的分析工具或系统。以纳米传感器为核心的第三代生物传感器可用于检测血糖、血脂、血压、体温等生物指征，也可以用于环境检测领域，例如水质中的溶解氧、ph值、浊度等参数，还可以用于已知病原微生物的快速诊断检测工作中。在上述应用场景中，生物传感器与血样、水样以及生物样本等液体环境接触工作过程中，将生物传感器与微流控芯片集成实现在医疗、环境监测、生物工程、食品加工等领域高稳定性自动化检测是该产品推广应用的关键技术。
2、在已有研究中，异质器件与微流控芯片的封装集成工艺，主要使用模具倒模软质微流道腔室(例如pdms流道腔室)与异质器件表面通过氧等离子体轰击等方法促进器件和pdms腔室表面改性，实现键合封装。该方法需要手工对准传感器件和微流控腔室，键合过程对操作时间要求高，器件非功能区需求尺寸大，封装一致性较底，难以实现集成芯片的量产。从产业化应用角度来看，应用稳定性及批间一致性难保证。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够解决传统平面传感器件与微流道封装过程中手工操作引入的对准误差、批次间不确定性及难以实现大规模量产等问题的基于生物传感器的微流控芯片及其封装方法。
2、为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基
3、进一步，所述密封单元为密封垫圈，所述密封垫圈的大小与所述载板和所述基底的密封面相配，且在所述密封圈上预设有容置所述传感器件的第一通孔以及与所述第一定位孔、所述第二定位孔在竖直方向上对位的第二通孔。
4、进一步，所述密封垫圈在被所述异质传感器和所述微流道结构压持密封压缩后的厚度与所述传感器件的高度相适配。
5、进一步，所述密封垫圈的材料包括硅胶、橡胶、tpu或tpe。
6、进一步，所述基底密封面的两端还设置有第一定位脚和第二定位脚，所述第一定位脚的高度大于所述第二定位脚的高度，所述第一定位脚抵接在所述载板的一侧端面上，所述第二定位脚抵接在所述载板的顶面上，以将所述异质传感器和所述微流道结构初步定位。
7、进一步，所述锁紧固定单元包括锁定螺钉，所述锁定螺钉穿入所述第一定位孔和所述第二定位孔中将异质传感器和所述微流道结构螺接固定。
8、本专利技术第二方面提供一种上述的微流控芯片的封装方法，包括如下步骤：
9、在异质传感器的第一位置和第二位置形成绝缘保护层；
10、将微流道结构覆盖在所述异质传感器上，使得所述密封单元设置在所述微流道结构和所述异质传感器的密封面之间；
11、通过所述第一定位孔和所述第二定位孔将所述传感器件与所述反应腔室在竖直方向上对准定位；
12、在所述第一定位孔和所述第二定位孔中装入锁紧固定单元将所述异质传感器与所述微流道结构锁紧密封。
13、进一步，所述在异质传感器的第一位置和第二位置形成绝缘保护层包括：
14、在异质传感器的传感器件表面进行钝化处理以在传感器件表面覆盖一层绝缘保护层；
15、在异质传感器的载板和传器件电性连接区域涂覆绝缘胶，并对绝缘胶进行固化处理形成绝缘保护层。
16、进一步，在异质传感器的传感器件表面进行钝化处理以在传感器件表面覆盖一层绝缘保护层包括：在异质传感器的表面涂覆负型su8光刻胶并进行图形化曝光、显影及固化在传感器件表面覆盖一层2-5μm厚度的绝缘保护层。
17、进一步，在异质传感器的传感器件表面进行钝化处理以在传感器件表面覆盖一层绝缘保护层包括：在异质传感器的传感器件表面利用沉积设备沉积厚度为5-10nm的氧化铪薄膜。
18、本专利技术在硬质微流道结构和异质传感器之间设置密封单元，通过锁紧固定单元将异质传感器螺接固定在微流道结构上，并通过微流道结构和异质传感器之间夹持的密封单元对微流道腔室和传感器件所在工作区域进行密封，既保证了封装可靠性，又有效避免了手工对准键合过程中引入的对准误差、批次间不确定性及难以实现大规模量产等局限。
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1.一种基于生物传感器的微流控芯片，其特征在于，包括异质传感器、微流道结构和密封单元，所述异质传感器包括传感器件和载板，所述载板上设置有所述传感器件且所述传感器件与所述载板电性连接处形成有绝缘保护层，所述载板的密封面上围绕所述传感器件外周设置有第一定位孔；所述微流道结构包括基底和反应腔室，所述基底的密封面上围绕所述反应腔室外周设置有与所述第一定位孔相对应的第二定位孔；其中，所述异质传感器设置在所述微流道结构上，通过所述第一定位孔和所述第二定位孔将所述传感器件与所述反应腔室在竖直方向上对准定位，并在所述异质传感器和所述微流道结构的密封面之间设置有所述密封单元，在所述第一定位孔和所述第二定位孔中装入锁紧固定单元将所述异质传感器与所述微流道结构固定。
2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封单元为密封垫圈，所述密封垫圈的大小与所述载板和所述基底的密封面相配，且在所述密封圈上预设有容置所述传感器件的第一通孔以及与所述第一定位孔、所述第二定位孔在竖直方向上对位的第二通孔。
3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封垫圈在被所述异质传感器和所
4.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封垫圈的材料包括硅胶、橡胶、TPU或TPE。
5.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述基底密封面的两端还设置有第一定位脚和第二定位脚，所述第一定位脚的高度大于所述第二定位脚的高度，所述第一定位脚抵接在所述载板的一侧端面上，所述第二定位脚抵接在所述载板的顶面上，以将所述异质传感器和所述微流道结构初步定位。
6.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述锁紧固定单元包括锁定螺钉，所述锁定螺钉穿入所述第一定位孔和所述第二定位孔中将异质传感器和所述微流道结构螺接固定。
7.一种如权利要求1所述的微流控芯片的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的微流控芯片的封装方法，其特征在于，所述在异质传感器的第一位置和第二位置形成绝缘保护层包括：
9.如权利要求8所述的微流控芯片的封装方法，其特征在于，在异质传感器的传感器件表面进行钝化处理以在传感器件表面覆盖一层绝缘保护层包括：在异质传感器的表面涂覆负型SU8光刻胶并进行图形化曝光、显影及固化在传感器件表面覆盖一层2-5μm厚度的绝缘保护层。
10.如权利要求8所述的微流控芯片的封装方法，其特征在于，在异质传感器的传感器件表面进行钝化处理以在传感器件表面覆盖一层绝缘保护层包括：在异质传感器的传感器件表面利用沉积设备沉积厚度为5-10nm的氧化铪薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种基于生物传感器的微流控芯片，其特征在于，包括异质传感器、微流道结构和密封单元，所述异质传感器包括传感器件和载板，所述载板上设置有所述传感器件且所述传感器件与所述载板电性连接处形成有绝缘保护层，所述载板的密封面上围绕所述传感器件外周设置有第一定位孔；所述微流道结构包括基底和反应腔室，所述基底的密封面上围绕所述反应腔室外周设置有与所述第一定位孔相对应的第二定位孔；其中，所述异质传感器设置在所述微流道结构上，通过所述第一定位孔和所述第二定位孔将所述传感器件与所述反应腔室在竖直方向上对准定位，并在所述异质传感器和所述微流道结构的密封面之间设置有所述密封单元，在所述第一定位孔和所述第二定位孔中装入锁紧固定单元将所述异质传感器与所述微流道结构固定。
2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封单元为密封垫圈，所述密封垫圈的大小与所述载板和所述基底的密封面相配，且在所述密封圈上预设有容置所述传感器件的第一通孔以及与所述第一定位孔、所述第二定位孔在竖直方向上对位的第二通孔。
3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封垫圈在被所述异质传感器和所述微流道结构压持密封压缩后的厚度与所述传感器件的高度相适配。
4.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封垫圈的材料包括硅胶、橡胶、tpu或tpe...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩丹虹，臧金良，许诺，王一凡，何凝香，刘立滨，张丹梅，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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