[发明专利]一种聚合物微流控芯片的键合方法以及聚合物微流控芯片

说明书

本发明公开了一种聚合物微流控芯片及其键合方法，聚合物微流控芯片包括基片和盖片，键合方法包括以下步骤：对基片的待键合面和盖片的待键合面在第一气体环境中进行等离子体处理，制备预处理基片和预处理盖片，第一气体包括氧气；叠置预处理基片与预处理盖片，使基片的待键合面和盖片的待键合面接触，进行热压键合处理，制备预键合微流控芯片；对预键合微流控芯片在第二气体环境中进行等离子体处理，第二气体包括COF₂。在热压键合前设置了氧气等离子体处理可增加基片和盖片间的键合力，配合COF₂气体对键合后的芯片进行等离子体疏水处理，利用C‑O的低键能不仅可以保证疏水需求，且键合后的微流控芯片仍可以满足高温且高压的使用需求。

技术领域

本发明涉及生物检测领域，特别是涉及一种聚合物微流控芯片的键合方法以及聚合物微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术是把生物、化学、医学等分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。其基本特点是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成，其试剂具有耗量低、检测通量高、运行时间短、污染小以及成本低封入优点，具有取代传统检测实验室的趋势。

为了避免因生物样本间的交叉污染而导致测试结果不准确，多数微流控芯片需一次性使用，而聚合物注塑芯片因其产能高且成本低成为最佳选择，但是聚合物注塑芯片因其润湿性的限制，在不同使用场景需要对其进行相对应的表面修饰，如有些使用场合需要芯片亲水通道，而有些则需要疏水通道。

为了获得疏水性较好的微流控芯片，传统键合方法会在键合前对基片和盖片的键合面进行疏水处理，因疏水表面的低表面能特性形成“不沾表面”，导致键合力较弱，难以达到使用要求；然而若是在键合后再进行疏水表面处理又会面临如果是液态疏水物质，不仅存在污染通道的风险，且会产生工艺繁琐，产能较低以及废弃物难以处理等问题，如果选择气态疏水物质，一般的气态疏水物质因存在C-F键且键能较高，难以断裂，导致疏水性能不够，且常规的气态疏水物质通常为CF₄、C₂F₆或是NF₃等温室气体，全球变暖潜能值(GWP值)比较高，容易对臭氧层造成破坏，生产后的废气不能直接排放，还需要进一步设置复杂的废气回收系统。

发明内容

基于此，为了获得兼具结合力强以及疏水性能好的微流控芯片，有必要提供一种聚合物微流控芯片的键合方法以及聚合物微流控芯片。

本发明提供一种聚合物微流控芯片的键合方法，所述聚合物微流控芯片包括基片和盖片，所述键合方法包括以下步骤：

S10：对所述基片的待键合面和所述盖片的待键合面在第一气体环境中进行等离子体处理，制备预处理基片和预处理盖片，其中，所述第一气体包括氧气；

S20：叠置所述预处理基片与所述预处理盖片，使所述基片的待键合面和所述盖片的待键合面接触，进行热压键合处理，制备预键合微流控芯片；

S30：对所述预键合微流控芯片在第二气体环境中进行等离子体处理，其中，所述第二气体包括COF₂。

在其中一个实施例中，步骤S10中，所述等离子体处理的时间为2min～5min，所述第一气体的流量为0.5ml/min～1ml/min。

在其中一个实施例中，步骤S10中，利用交流电电源，在80W～300W的功率下进行所述等离子体处理。

在其中一个实施例中，步骤S10中，所述等离子体处理中真空度为10kPa～100kPa。

在其中一个实施例中，步骤S20中，所述热压键合处理中，处理时间为2min～12min，处理温度为70℃～160℃，处理压力为80kPa～150kPa。

在其中一个实施例中，所述基片和/或所述盖片的材料组分具备如下至少一个特征：