[发明专利]一种微流控芯片封装装置和封装方法

说明书

本发明公开一种微流控芯片封装装置，其主要包括配合使用上模板和下模板；所述上模板包括第一容置腔、第一液桥区和第一隔离槽；所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板在形状大小上相匹配；所述下模板具有第二容置腔、第二液桥区和第二隔离槽；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板在形状大小上相匹配；所述第二容置腔和第一容置腔相吻合，所述第二液桥区和第一液桥区相吻合。进一步，本发明还提供对应的微流控芯片封装方法。本发明利用液桥对准和模板嵌套原理，能实现微流控芯片的一步法对准和键合，且不需要昂贵的设备、操作简单、对准精度高、键合质量好，还可适用于绝大多数微流控芯片材料的键合。

技术领域

本发明属于微流控芯片封装技术领域，具体涉及一种通用的微流控芯片封装装置和封装方法。

背景技术

微流控技术是使用微米及亚微米管道处理或操纵微小流体的技术，其与传统分析检测方法相比，具有速度快、试剂消耗少、通量高和系统集成化程度高等显著优势，已经在单细胞分析、食品检验、毒品检测、纳米粒子合成、高通量药物筛选及体外生理病理模型构建(即器官芯片)等方面已经显示出巨大的潜力。

常用的微流控芯片制作材料有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(环烯烃共聚物)、PS(聚苯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、玻璃等。虽然微流控芯片的制作工艺和多领域应用都取得了诸多进展，但是微流控芯片的封装技术依然存在诸多问题。微流控芯片的封装主要涉及两个过程：对准和键合。当前微流控芯片的对准方法主要是基于精密机械位置调节装置、视觉反馈系统和光学瞄准系统搭建起来的对准设备，但是该对准方法存在仪器昂贵、操作复杂、重复性差、效率低等问题。此外，当前微流控芯片的对准和键合是两个独立的操作过程，在芯片封装的实施过程中，不仅增加了操作的繁琐程度，还不利于效率提升。因此，开发一种操纵简单、重复性好、精度高、效率高、键合质量好的通用对准键合方法对推动微流控产业快速发展具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种通用的微流控芯片封装装置，可利用液桥对准和模板嵌套原理，一步法实现微流控芯片的对准和键合。进一步，本发明还提供对应的微流控芯片封装方法。本发明能实现微流控芯片的一步法对准和键合，且不需要昂贵的设备、操作简单、对准精度高、键合质量好，还可以根据需要定制不同尺寸的模板，适用于绝大多数微流控芯片材料的键合。

本发明的第一方面在于提供一种微流控芯片封装装置，其主要包括配合使用上模板和下模板；所述上模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片盖板的第一容置腔以及沿第一容置腔外缘周向布置的第一液桥区，所述第一液桥区与第一容置腔之间还设有周向布置的第一隔离槽；所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板在形状大小上相匹配；所述下模板的第一表面具有一用于嵌入微流控芯片底板的第二容置腔以及沿第二容置腔外缘周向布置的第二液桥区，所述第二液桥区与第二容置腔之间设有周向布置的第二隔离槽；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板在形状大小上相匹配；所述第二容置腔和第一容置腔相吻合，所述第二液桥区和第一液桥区相吻合。

作为一种可选方案，所述第一容置腔与嵌入的微流控芯片盖板之间形成过盈配合；所述第二容置腔与嵌入的微流控芯片底板之间形成过盈配合。

作为一种可选方案，所述第一隔离槽和第二隔离槽的形状大小相一致。

作为一种可选方案，所述第一隔离槽与第一容置腔之间设有的第一隔离带；和/或，所述第二隔离槽与第二容置腔之间设有的第二隔离带。

作为一种可选方案，所述第一容置腔的深度比嵌入的微流控芯片盖板的厚度小0.01-0.2mm，含端点值；所述第二容置腔的深度比嵌入的微流控芯片底板的厚度小0.01-0.2mm，含端点值。

作为一种可选方案，所述上模板外缘一圈还设有第一锯齿结构；所述下模板外缘一圈还设有第二锯齿结构；所述第一锯齿结构和第二锯齿结构相吻合。

作为一种可选方案，所述第一锯齿结构的截面为圆弧形、矩形、梯形、三角形中的任意一种，且等间隔分布。