微流控芯片的封接技能

来源:大电流电池测试    发布时间:2023-09-25 14:47:25

  对玻璃和石英原料刻蚀的微结构通常用热键合办法,将加工好的基片和相同原料的盖片洗净烘干对齐紧贴后平放在高温炉中,在基片和盖片上下方各放一块抛光过的石墨板,在上面的石墨板上再压一块重0.5 Kg的不锈钢块,在高温炉中加热键合。

  玻璃芯片键合时,高温炉升温速度为10℃/分,在620℃时保温3.5小时,再以10℃/分的速率降温。石英芯片键合温度高达1000℃以上。此办法对操作技能方面的要求较高,芯片如一次封接后有干与条纹可屡次热键合。

  但热键合不能用于含温度灵敏试剂、含电极和波导管芯片,也不能用于不同热线胀系数资料的封接。

  在玻璃、石英与硅片的封接中已广泛选用阳极键合的办法。即在键合过程中 ,施加电场 ,使键合温度不高于软化点温度。

  为避免热键合有几率产生的通道变形 ,乃至陷落的现象 ,玻璃与玻璃之间的阳极键合已引起广泛的爱好。在玻璃外表堆积上一层薄膜资料如多晶硅、氮化硅等作为中间层,在约700伏的电场下,升温到400℃时,可使两块玻璃片键合。

  文献报导,在500~760伏电场下,升温到500℃时,可使两块玻璃片键合而不需在玻璃外表堆积中间层。在两块玻璃板没有键合时,板间空气空隙承当了大部分电压降,玻璃板可视为平行板电容器,板间吸引力与电场强度的平方成正比。

  因而,键合从两块玻璃中那些最接近的点开端,下板中可移动的正电荷(主要是Na+)与上板中的负电荷中和,生成一层氧化物(正是这层过渡层,使两块玻璃板封接),该点完结键合后,周围的空气空隙相应变薄,电场力增大,然后键合分散开来,直至整块密合。玻璃标明上进行抛光处理,减小玻璃之间空隙宽度,可下降键合温度。

  有报导用HF和硅酸钠粘结玻璃的低温键合技能,用1 %HF 滴入两玻璃片之间的缝隙中,在室温下加40gf/ cm2压力,2h即可键合成功,温度上升60℃,1h就可以完结;在两玻璃片之间,经过硅酸钠稀溶液中间层,在室温下放置过夜,或 90℃下放置1h也能进行键合。

  Sayah等又报导了两种低温键合的办法:a.在两片细心清洁的玻璃片之间运用1μm厚的环氧胶,在1MPa的压力和90℃条件下硬化;b.在100~200℃加高压15h使之直接键合,压力最高可用50MPa。

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