[其他]芯片实验室系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种异构芯片系统(heterogeneouschipsystem)，其包括集成在模制零件中的预制的第一芯片，该模制零件通常由与第一芯片的材料不同的材料制成，芯片系统具有流体通道或流体管道，其中，第一芯片和模制零件的流体通道或流体管道彼此流体连通。描述了一种用于在单一操作中制造异构芯片系统的方法。

本实用新型中的第一芯片可由多种材料制成。该第一芯片可以是单层或多层硅芯片、粘结的硅-硅芯片、硅-玻璃芯片、玻璃-玻璃芯片、金属芯片、聚合物芯片，等等。该第一芯片可以是有源的或无源的，且其包含流体通道。本实用新型中的模制零件通常由聚合物材料模制。该模制零件可以是有源的或无源的，且其包含流体通道。

本实用新型中的芯片系统涉及模制零件与一个或多个芯片的组合系统，该芯片(或多个芯片)嵌在模制零件中。在一个具体实施例中，该芯片系统可以是芯片实验室系统。

背景技术

芯片实验室系统可由多种材料实现，这些材料诸如为聚合物(硬聚合物或软聚合物、热塑性聚合物或热固性聚合物)、纸、玻璃以及硅基材料。选择的材料取决于应用需求、功能、价格、可处置性、生物相容性、物理特性，等等，并通常是给定材料的优点和缺点之间的取舍。热塑性聚合物非常适于通过注射成型而大量制造低成本的芯片实验室系统，但与例如硅基微加工技术相比，几何结构定义(例如宽高比)和功能可能受限。无法适当地用聚合物来实现的功能或用其他材料来更好地实现的功能包括：例如，特殊的光学特性(氮化硅波导、用于表面等离子体共振的金，用于高光学质量的玻璃)、特殊的生物功能性(非特定吸附、可湿性、起作用的表面化学)、致动功能(气动PDMS阀、硅微型泵、毛细泵和阀)、传感功能(光子生物传感器、基于荧光的化验、悬臂传感器、电化学传感器、基于(磁性的和非磁性的)纳米棒和纳米颗粒的阵列、生物化学化验)和热控制。

为了产生功能强、低成本的芯片实验室系统，应该组合不同的材料和不同的制造技术。

目前，通过用多种装配方法(例如粘合剂结合、焊接、机械装配(压力和垫圈)、扣合系统以及多种所谓的即插即用平台，其以由于互相连接而引起的增加的死体积的代价而提供标准化的装配多部件系统的方式)连接多种微流体部件以形成由更简单的子部件构成的系统，来避免或实现将多种部件集成在一个芯片实验室系统中。除了旨在将几个部件在系统机构中连接在一起的这些互连技术以外，已经发展出用于封装微流体芯片实验室部件并使芯片与世界相接的多种方法和系统。这些通常需要手动装配，且通常涉及将芯片封装在一些载体基片或芯片框架内(该芯片框架包含垫圈和外部流体连接件)，或者将流体连接件直接夹在或粘合在芯片上。

本实用新型的目的在于提供一种在部件之间提供流体连接的同时将多种部件/芯片在一个制造步骤中直接集成在异构芯片实验室系统中的方法。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于制造芯片实验室系统的方法，其中，所述方法包括：提供包括第一模制零件和第二模制零件的模具，所述第一模制零件和所述第二模制零件中的至少一个具有定位装置，所述定位装置适于将芯片容纳并定位成搁置在第一支撑结构上，并且，所述第一模制零件和所述第二模制零件适于彼此连接以形成一腔体，在所述腔体中容纳有所述定位装置和所述第一支撑结构，将所述芯片容纳在所述定位装置中，通过将所述第一模制零件和所述第二模制零件连接来形成所述腔体，通过所述芯片的流体端口将所述芯片固定成搁置在所述第一支撑结构上，从而使所述第一支撑结构掩盖所述流体端口，将模制材料引入所述腔体中，以对所述芯片的至少一部分和所述腔体的远离所述芯片延伸的一定体积二次成型，使所述第一模制零件和所述第二模制零件分离，从所述模具中提取由邻近于所述流体端口的被所述第一支撑结构掩盖的区域且远离所述芯片延伸的区域中的所述模制材料二次成型的芯片，其中，在第一表面中具有由所述第一支撑结构形成的流体通道。

进一步地，所述方法还包括，向所述第一表面应用盖子(500)，以覆盖所述流体通道的至少一部分，从而形成与所述芯片的流体端口连通的流体管道。

进一步地，所述方法还包括，在所述第一模制零件与所述第二模制零件中的至少一个中，提供固定装置以用于将所述芯片固定在所述定位装置中。

进一步地，所述芯片是硅芯片。