CN106582904B - 一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 - Google Patents
一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106582904B CN106582904B CN201611253767.0A CN201611253767A CN106582904B CN 106582904 B CN106582904 B CN 106582904B CN 201611253767 A CN201611253767 A CN 201611253767A CN 106582904 B CN106582904 B CN 106582904B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dry film
- micro
- fluidic chip
- glass
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0887—Laminated structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/12—Specific details about materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法,属于微流控芯片领域,该方法为一种利用干膜在常温条件下进行玻璃材质微流控芯片键合的方法。该方法将材料为含有微通道结构的玻璃基底,以及玻璃材质的盖片,通过干膜贴合在一起,构成盖片‑干膜‑基底的叠放顺序,之后将叠放完成的微流控芯片通过过塑机,进行初步贴合和去除气泡,之后放置在隔绝紫外光的黑相中,最后送入紫外曝光机中进行曝光。本发明对于玻璃材质的微流控芯片键合成本低廉,设备要求低,操作过程简单,成品率高,键合强度高;对各类不同材质、厚度的玻璃基底适用性广泛;加工过程安全无毒,无高温高压,无化学有害物释放,键合时间短。
Description
技术领域
本发明属于微流控芯片领域,尤其涉及一种玻璃材质的微流控芯片键合方法,键合过程简单易行,不仅适用于小批量科研实验用途的微流控芯片键合,还可应用于大规模的微流控芯片生产加工。
背景技术
微流控芯片概念的提出至今已有20余年,其微型化带来了良好地应用前景,因而逐渐成为分析化学和生命科学领域最受关注的方向之一。
微流控芯片是将微流控技术集成在几平方厘米的玻璃或聚合物等平台上,将生物、化学等领域中涉及的诸如样品制备、生化反应、分离和检测等基本的操作单元集成或部分集成,用以实现常规实验室下物理、化学和生物实验的微型化集中分析。在微加工技术发展的推动下,微流控芯片的功能也逐渐多样化,其应用领域也逐渐扩大,目前的研究工作主要集中在临床诊断、核酸分析、蛋白质分析、细胞筛选以及环境监测等方面。
常用的玻璃芯片键合手段包括热键合、阳极键合等方法。热键合有一定的通用性,可广泛应用于玻璃、硅硬质材料以及聚合物材料,热键合可以得到密封强度很高的微流控芯片,然而这种方法需要在高温环境下完成,耗能耗时,特别是玻璃基底在高温加压键合过程中表面光滑度受损,微结构可能发生塌陷。阳极键合也称静电键合,是一种相对简单、但能够有效实现永久性封接玻璃和硅片的键合方法,虽然阳极键合成功率很高且密封效果好,但是存在键合设备要求高、需要洁净环境且适用性差等缺点。不同于热键合和阳极键合,本发明采用了一种全新的常温键合方法,即利用干膜的紫外聚合固化作用对玻璃材质的微流控芯片在常温下进行键合。
干膜具有三层结构,即上保护膜、下保护膜和中间的紫外固化涂层,干膜中间的紫外固化涂层是一种高分子的化合物,通过紫外线的照射后能够产生聚合反应形成一种稳定的物质,传统上,干膜主要应用于电路板的电镀和蚀刻过程中,本发明中,鉴于干膜中间涂层紫外固化后粘着力非常强的特点,将其用于玻璃材质的微流控芯片键合中。
发明内容
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为一种利用干膜在常温条件下进行玻璃材质微流控芯片键合的方法,解决玻璃材质微流控芯片键合困难且成本高昂的问题。
该方法具体包括以下步骤:
S1微流控芯片的基底材料为含有微流道微结构的基底,盖片和基底的材料为玻璃;
S2干膜的上下层分别设有上层保护层、下层保护层;首先揭去干膜的下层保护层,将干膜平贴于盖片上;
S3然后揭去干膜的上层保护层,将基底材料平贴于干膜上,微流控芯片各层的叠放顺序为盖片-干膜-基底;
S4将制作好的微流控芯片通过过塑机,过塑机对微流控芯片进行初步压合并去除盖片-干膜-基底中的气泡,增加各层材料贴合的平整程度;
S5将微流控芯片放置在隔绝紫外光的黑箱中10分钟-20分钟;
S6将叠放顺序为盖片-干膜-基底的微流控芯片送入紫外曝光机中进行曝光,曝光时间为2-5分钟,紫外波长值分布在340nm-400nm,辐射能为1200μw/cm2-2500μw/cm2;
S7紫外曝光完成后,静置10分钟-20分钟以达到最大的键合强度。
为确保固化后的干膜不堵塞玻璃基底上的微流道,在完成方法流程后,将碳酸钠与离子水的混合溶液注入微流道,一次循环即可冲洗清除干净微流道中残留的干膜残留聚合物,从而保证微流道通畅。
S1中的基底和盖片材料为玻璃,包括但不限于石英玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅硅酸盐玻璃这几种玻璃材料。
利用干膜作为中间粘性材料对玻璃基底和盖片进行键合,此处的干膜指的是具有三层结构:上保护膜、下保护膜和中间紫外固化涂层的薄膜材料。
本发明的有益效果是,键合成本低廉,键合所需设备少,操作过程简单,成品率高,键合强度高;对各类不同材质、厚度的玻璃基底适用性广泛;加工过程安全无毒,无高温高压,没有化学有害物释放,键合时间短。
附图说明
图1盖片示意图
图2基底示意图
图3键合过程示意图
图4键合完成示意图
图中:1-盖片;2-干膜;3-基底
具体实施方式
下面结合附图1-4和实施例对本发明进一步说明。
(1)基底3材料为含有微流道结构的玻璃基底,盖片1材料为玻璃;
(2)揭去干膜2下层保护层,平贴于盖片1上;
(3)揭去干膜2上层保护层,平贴于基底3上,微流控芯片各层的叠放顺序为盖片1-干膜2-基底3;
(4)将制作好的微流控芯片使用过塑机进行初步压合并去除气泡,过塑机滚筒温度为90-120℃;
(5)将微流控芯片放置在隔绝紫外光的黑箱中静置15分钟;
(6)将叠放顺序为盖片1-干膜2-基底3的微流控芯片送入紫外曝光机中进行曝光,曝光时间为2-5分钟,曝光机灯管的波长值分布在350-380nm,紫外辐射能为1200-2500μw/cm2;
为了确保固化后的聚合物不堵塞基底上的微流道,可在完成上述步骤后,可以将碳酸钠及与离子水的混合溶液注入微流道,一次循环即可冲洗清除干净微流道中残留的固化聚合物,从而保证微流道通畅。
Claims (4)
1.一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法,其特征在于:该方法具体包括以下步骤:
S1微流控芯片的基底材料为含有微流道微结构的基底,盖片和基底的材料为玻璃;
S2干膜的上下层分别设有上层保护层、下层保护层;首先揭去干膜的下层保护层,将干膜平贴于盖片上;
S3然后揭去干膜的上层保护层,将基底材料平贴于干膜上,微流控芯片各层的叠放顺序为盖片-干膜-基底;
S4将制作好的微流控芯片通过过塑机,过塑机对微流控芯片进行初步压合并去除盖片-干膜-基底中的气泡,增加各层材料贴合的平整程度;
S5将微流控芯片放置在隔绝紫外光的黑箱中10分钟-20分钟;
S6将叠放顺序为盖片-干膜-基底的微流控芯片送入紫外曝光机中进行曝光,曝光时间为2-5分钟,紫外波长值分布在340nm-400nm,辐射能为1200μw/cm2-2500μw/cm2;
S7紫外曝光完成后,静置10分钟-20分钟以达到最大的键合强度。
2.根据权利要求1所述的一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法,其特征在于:为确保固化后的干膜不堵塞玻璃基底上的微流道,在完成方法流程后,将碳酸钠与离子水的混合溶液注入微流道,一次循环即可冲洗清除干净微流道中残留的干膜残留聚合物,从而保证微流道通畅。
3.根据权利要求1所述的一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法,其特征在于:S1中的基底和盖片材料为石英玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或铅硅酸盐玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法,其特征在于:利用干膜作为中间粘性材料对玻璃基底和盖片进行键合,此处的干膜具有三层结构:上保护膜、下保护膜和中间紫外固化涂层的薄膜材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611253767.0A CN106582904B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611253767.0A CN106582904B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106582904A CN106582904A (zh) | 2017-04-26 |
CN106582904B true CN106582904B (zh) | 2018-10-23 |
Family
ID=58581363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611253767.0A Active CN106582904B (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106582904B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107971052A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-05-01 | 广东工业大学 | 一种基于感光干膜的微流控芯片及其制备方法 |
CN113941377A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-18 | 北京理工大学 | 一种全玻璃微流控芯片及加工方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2641443A1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Aida Engineering, Ltd. | Microchannel chip and method for manufacturing such chip |
CN103241707A (zh) * | 2012-02-07 | 2013-08-14 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 砷化镓图像传感器圆片级芯片尺寸封装方法及其结构 |
CN105460888A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-04-06 | 博奥生物集团有限公司 | 一种芯片的封装方法 |
-
2016
- 2016-12-30 CN CN201611253767.0A patent/CN106582904B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106582904A (zh) | 2017-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4993243B2 (ja) | 樹脂製微小流路化学デバイスの製造方法並びに該製法により製造された樹脂製微小流路化学デバイス構造体 | |
CN111635487B (zh) | 用于制备光固化液滴阵列芯片的光固化油相及光固化液滴阵列芯片的制备方法、产品和应用 | |
CN106582904B (zh) | 一种利用干膜进行玻璃材质微流控芯片在常温下键合的方法 | |
CN101050415B (zh) | 浓缩包含细胞或病毒的样品和溶解细胞或病毒的微观流体装置和方法及制造该微观流体装置的方法 | |
US20070119706A1 (en) | Photoelectrochemical cell and method of manufacture | |
CN101130670A (zh) | 激光加工用粘接片 | |
EP3590603B1 (en) | Interposer with first and second adhesive layers | |
US8956494B2 (en) | Method of adhering hard silicone resin, method of adhering substrate having fine structure, and preparation method of micro fluidic device utilizing adhesion method | |
CN104907113B (zh) | 一种远红外线辅助热压制备聚合物微流控芯片的方法 | |
CN107828653B (zh) | 开放式单细胞研究用芯片及其制备方法 | |
CN211005390U (zh) | 一种单细胞微流控检测芯片 | |
CN105474018A (zh) | 微量化学芯片和反应装置 | |
EP2373421B1 (en) | Acrylic adhesive for assembling elements contacting biological substances | |
US20140255270A1 (en) | Removing sacrificial layer to form liquid containment structure and methods of use thereof | |
US20180297028A1 (en) | Self-powered microfluidic chip with micro-patterned reagents | |
Shinohara et al. | Low‐temperature direct bonding of poly (methyl methacrylate) for polymer microchips | |
EP2512674B1 (en) | Process for assembling elements containing biological substances | |
JP2004061319A (ja) | マイクロ流体デバイス及びその使用方法 | |
CN105324836A (zh) | 电子器件的密封方法、电子器件封装件的制造方法及密封片 | |
KR20170071539A (ko) | 워크의 붙임 방법 | |
CN104039908B (zh) | 光学用透明粘合片的制造方法、光学用透明粘合片及使用它的显示装置 | |
CN108864975A (zh) | 一种脱胶方法 | |
CN110643502A (zh) | 一种单细胞微流控检测芯片及其制备方法和使用方法 | |
CN112939487B (zh) | 夹心式玻璃微流控芯片双面激光加工装置及方法 | |
CN110394204A (zh) | 一种包含液态金属电极的微流控芯片及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |