[发明专利]一种真空光感键合微流控生物芯片的封装方法

说明书

本发明公开了一种真空光感键合微流控生物芯片的封装方法。在已制备有微流控结构的石英基底顶面边缘和石英盖板底面边缘分别制作环形粘合槽，石英盖板顶面开设两个导流导气孔，导流导气孔下端连通盖板粘合槽；将石英基底与石英片盖板上下对准贴合，盖板粘合槽与基底粘合槽连通形成粘合通道，石英基底与盖板粘合槽围成中间区域间的间隙来形成微流控结构区；真空负压下粘合通道中的空气从一个导流导气孔排抽出，紫外光固化胶粘剂从另一个导流导气孔进入粘合通道中并充满，紫外曝光固化将石英片盖板与石英基底键合。本发明能解决热压键合封装中由于高压、高温产生气泡、胶体外溢到结构区和基底损坏的键合缺陷，还实现微流控生物芯片的快速封装。

技术领域

本发明涉及微流控生物芯片制造过程中的封装工序方法，具体是涉及了一种真空光感键合微流控生物芯片的封装方法，用于提高微流控生物芯片的封装速率和质量。

背景技术

近些年来随着电子技术(半导体工艺)和生物技术的迅速发展，由于微流控生物芯片其便捷、快速、大量、低成本的优势，其在基因检测、药物筛选、疾病的诊断和预防有大量的应用。其先是通过微加工的方法，如半导体工艺、纳米压印技术，在基底上制备微纳级别的结构或者是通道，再结合生物分析技术从而达到特定的检测目的。

键合工艺是微流控器件制作工艺中的关键技术之一，由于微流控生物芯片结构通道尺寸小。在实际的检测使用中，封装后的芯片上微流控结构的完整性、均匀性，以及化学试剂或者是生物分子对微流控生物芯片材料的敏感性都对检测结果起着重要作用，如果在键合工艺过程中出现键合缺陷，会对检测结果的准确性和可靠性带来巨大的影响。

键合工艺有两种：直接键合与胶体粘合。在直接键合工艺中，最常使用的是热压键合法，其是将两种材料对准贴紧后，在高温、高压的工艺条件下使两种材料界面上发生化学反应并融合在一起，实现键合。这种工艺方法需要很高的键合温度和较大的压力，而这种高温、高压的工艺条件会损坏衬底，导致微流体管道发生严重的形变或者是微流控结构被破坏；在粘合过程中还会导致胶体外溢到结构区，影响芯片检测的准确性。当温度和压力过低时，又会出现键合强度低或者是无法键合的情况。胶体粘合工艺，则相对简单，且不会损坏衬底或者是产生其他的键合缺陷；但是会在两个衬底之间引入一层较厚的胶体层(通常约几十微米)，并且该胶体层在固化之前具有流动性，基底与盖板会发生相对位移，因此胶体层会使得基底与盖板之间的距离和平行度很难控制。

发明内容

本发明旨在解决上述现有微流控生物芯片在键合封装技术中存在的微流体管道发生严重的形变或者是微流控结构被破坏，以及键合过程中胶体外溢到结构区等缺陷，提供一种真空光感键合微流控生物芯片的封装方法，避免出现上述常用的键合工艺中的封装缺陷。

本发明的新的微流控生物芯片的键合封装方法，避免上述常用的键合工艺在键合工艺中存在的缺陷，提升微流控生物芯片封装的质量，从而提高微流控生物芯片检测结果的准确性和可靠性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：