具有玻璃样表面的聚合物衬底和由所述聚合物衬底制成的芯片制造技术

本发明专利技术涉及具有玻璃样的聚合物衬底，特别是蚀刻的玻璃样的表面和由至少一个这样的聚合物衬底制成的芯片。本发明专利技术还涉及一种给聚合物衬底提供蚀刻的玻璃样的表面的方法。此外，本发明专利技术涉及用于使用这样的聚合物衬底制造芯片的试剂盒。此外，本发明专利技术涉及使用具有玻璃样的表面，特别是蚀刻的玻璃样的表面的聚合物衬底用于制造芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有玻璃样的和/或蚀刻的玻璃样的表面的聚合物衬底(polymericsubstrate)和由至少一个这样的聚合物衬底制成的芯片(chip)。本专利技术还涉及一种为聚合物衬底提供玻璃样的和/或蚀刻的玻璃样的表面的方法。此外，本专利技术涉及用于使用这样的聚合物衬底制造芯片的试剂盒。此外，本专利技术涉及使用具有玻璃样的表面的聚合物衬底用于制造芯片。
技术介绍
很多在小型平台上的分析操作的集成已经被Manz和Widmer在过去的十年中描述为“芯片上的实验室”的概念(D.J.Harrison, A.Manz, Z.Fan, H.Luedi，Η.M.ffidmer, Anal.Chem.64，1992，1926)。这种微芯片系统，包括微流体系统、传感器、阵列(所谓的生物芯片)、在芯片上的化学合成，仅举几例，允许小的样品体积和低的功耗、能够实现样品处理、各种各样的化学反应、快速分离和检测时间。自从概念出现以来，该领域增长迅速并且关于新的分析领域和新材料的应用的发展已经在一些综述中进行了总结。(D.R.Reyes, D.1ossifidis, P.A.Auroux, A.Manz，A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.30 EP 10007998.71.一种具有玻璃样的表面，特别是蚀刻的玻璃样的表面的聚合物衬底，所述玻璃样的表面，特别是所述蚀刻的玻璃样的表面模仿玻璃的表面，特别是蚀刻的玻璃的表面的以下中的一种或几种: 化学含量、化学组成、化学结构、均匀度、粗糙度、形态，特别是孔隙率、亲水性、表面能和吸附亲和力、表面官能度、化学和物理表面反应性，ξ电位和表面电荷。2.根据权利要求1所述的聚合物衬底，其中，所述表面已经通过等离子体处理和/或反应性离子处理改性，用于增加的粗糙度和亲水性和/或是氧化硅的薄膜和/或是具有增加的固有粗糙度和/或固有孔隙率和/或增加的亲水性的聚合物薄膜。3.根据权利要求1至2中任一项所述的聚合物衬底，其中，所述聚合物衬底是合成或天然来源的聚合物，优选可注射成形的聚合物，更优选包含:聚烯烃类、聚醚类、聚酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚氯乙烯类、聚丙烯酸酯类的材料类之一；包括它们的改性物、衍生物、派生物和共聚物；更具体地一个列表，包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、环烯烃聚合物和共聚物(COC/COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲醛(POM)、热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)，以及它们的衍生物，其中，所述聚合物可选地用无机材料填充，诸如碳黑，氧化物诸如Si02、A1203、TiO2, ZrO2, Fe2O3，特别是金属氧化物，和半导体诸如ZnS、CdS、CdSe。4.一种用于为聚合物衬底提供玻璃样的表面，特别是蚀刻的玻璃样的表面的方法，所述方法包括以下步骤: a)提供聚合物衬底，所述聚合物衬底优选地由根据权利要求3所限定的聚合物衬底材料制成； 以及下面的步骤之一: bl)用SiOx涂覆所述聚合物衬底的表面，X在从I至2的范围内；b2)用SiOx-前体涂覆所述聚合物衬底的表面并且将所述SiOx-前体转换成SiOx，X在从I至2的范围内； b3)通过以下来赋予所述聚合物衬底的表面玻璃样的表面形貌，特别是蚀刻的玻璃样的表面形貌， -用涂覆材料涂覆所述聚合物衬底的表面，与所述聚合物衬底的未涂覆的表面相比，其具有增加的粗糙度和/或增加的亲水性，所述涂覆材料优选是聚合物，和/或 -通过等离子体处理和/或反应性离子蚀刻(RIE)和/或通过用UV-臭氧清洗仪处理所述聚合物衬底或所述涂覆的聚合物衬底的表面，优选使用氩气、氧气、h2o、h2、氟化的甲烷气体，诸如CF4、CHF3> CH2F2，或上述中的任何一种的混合物或顺序使用上述中的任何一种，以在所述表面上引起粗糙度和亲水性； b4)bl)、b2)和b3)以任何顺序的组合。5.根据权利要求4的方法，其中，通过以下来进行步骤bl)、b2)和/或b3):物理气相沉积法，诸如: -热沉积(物理气相沉积) -电子束(电子枪)沉积-溅射， -化学气相沉积(CVD)， -在表面上生长膜，诸如化学镀或电化学沉积， -喷涂 -浸涂 -气相沉积 -卷对卷沉积， -丝网印刷， -刮涂法， -湿法涂覆， -动态涂覆，-CVD, 或上述中的几种的组合。6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法，其中，在步骤b2)中的转换通过以下之一来进行: -退火，优选热退火 -用电磁辐射，诸如红外线的或UV，优选UV照射 -在具有水或碱或酸，或水和碱的组合，或水和酸的组合的溶液中处理。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述SiOx-前体选自包括以下的组: i)烷氧基-或烷基-氯硅烷，SiX4，三硅氧烷化合物Si3O2X6, X在每种情况下独立地为OR或卤素，R是烷基，烷基优选为C1-C2tl-烷基，优选乙基或甲基； ii)聚硅氮烷，诸如全氢聚硅氮烷、-[Si (H)2-N(H)-]η，η选自3至10000，或聚有机硅氮烷-[Si (R) 2-N (R) -] n，R是烷基，烷基优选为C1-C2tl-烷基，η选自3至100000 ； iii)包含SiOx颗粒的溶胶-凝胶，所述颗粒优选具有约Inm至10 μ m,优选IOnm至IOOnm的直径，悬浮在基于溶剂的基质中，所述溶剂优选为醇，优选乙醇。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，在步骤bl)-b3)中，连同所述SiOx、SiOx-前体或所述聚合物，额外的材料被涂覆在所述聚合物衬底的所述表面上，所述额外的材料选自 Si2N3' Al2O3' B2O3' Ti02、Na20、CaO、K2O, SO3、Mg。、Fe2O3' SiOx (x〈2)。9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其中，具有增加的粗糙度和/或固有的孔隙率的所述涂覆材料，特别是所述聚合物选自聚四氟乙烯类(Teflon)，诸如2，2-二三氟甲基-4，5- 二氟-1，3-间二氧杂环戊烯四氟乙烯共聚物(指定Du Pont的TeflonAF2400)、全氟磺酸、聚砜、聚(氧基_2，6- 二甲基-1，4-亚苯基)，和取代的乙炔聚合物的组，如聚[1-(三甲基甲硅烷基)-1-丙炔KPTMSP)、聚[1_(三甲基甲锗烷基)-1_丙炔]、聚(4-甲基-2-戍块)、聚[1-苯基-2_(对-二甲基甲娃烧基苯基)乙块]、和聚[2，4，5- 二( 二氟甲基)-苯乙炔]。10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法， 其中，所述方法进一步包括步骤c)通过以下中的一个或多个来后处理所述衬底: -干燥，-水处理， -回火， -溶剂处理， -等离子体处理， -反应性离子蚀刻， -用UV-臭氧清洗仪处理， 以及上述的任意组合。11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其中，所述方法至少在由根据权利要求3中限定的材料制成的第一聚合物衬底上进行，其中，所述第一聚合物衬底从而至少设置有第一玻璃样的表面，特别是第一蚀刻的玻璃样的表面，所述方法进一步包括粘合步骤: 通过使所述第一玻璃样的表面，特别是蚀刻的玻璃样的表面与第二衬底的表面接触，通过将所述第一衬底和第二衬底压在一起，优选通过在从0.2N/mm2至5N/mm2范围内，更优选在从0.5N/mm2至lN/mm2范围内的压力，持续在从10秒至600秒范围内的时间，更优选在从30秒至120秒范围内的时间，并通过将所述第一衬底和第二衬底暴露于40°C至200°C范围内的温度下，优选60°C至120°C，和/或在按压以增加它们彼此的粘合之前立即将所述第一衬底和第二衬底暴露于溶剂的蒸气，而将所述第一衬底粘合至第二衬底。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一聚合物衬底是固体衬底，并且其中所述第二衬底是固体衬底或柔性箔。13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中，所述第二衬底是由根据权利要求3中限定的材料制成的聚合物衬底，或者所述第二衬底由选自玻璃、石英、氮化硅和氧化硅的材料制成，或者，如果所述第二衬底是柔性箔，则所述第二衬底由诸如聚烯烃类、聚醚类、聚酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类，聚氯乙烯类、聚丙烯酸酯类的塑性材料制成；包括它们的改性物、衍生物、派生物和共聚物；更具体地一个列表，包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、环烯烃聚合物和共聚物(COC/...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔达·富尔曼，加布里埃莱·内尔斯，西尔维娅·罗塞利，尼古劳斯·克诺尔，阿尔弗雷德·帕里斯，玛丽亚·考夫曼，乔治·鲍尔，
申请(专利权)人：索尼公司，索尼达德克奥地利股份公司，
类型：
国别省市：