[发明专利]玻璃基芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及一种玻璃基微流控芯片及其制作方法。所述玻璃基芯片内部具有微通道，所述微通道包括若干第一微通道，所述第一微通道为封闭的腔室；所述制作方法包括如下步骤：获取底玻璃片和盖玻璃片；将所述盖玻璃片贴合于所述底玻璃片后形成所述微通道，得贴合片；将所述贴合片转移至加热装置中，以0.5～2℃/min的升温速率升温至玻璃的退火温度以上；然后再经退火降温工序，得所述玻璃基芯片。本发明针对包含封闭微结构的玻璃片，通过合理调控升温速率，可以在升温键合的过程中，使第一微通道中的微量水分均匀地汽化、蒸发，保证封闭微通道的结构，能够节省芯片的制作时间，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及微流控芯片制造技术，特别是涉及玻璃基芯片及其制作方法。

背景技术

微流控芯片是一种以在微米级尺寸通道内对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室中样品制备、分离分析、检测等基本单元操作微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又被称作“微全分析系统”。由于具有集成度高、试剂消耗少、分析速度快、易于自动化等特点，微流控芯片已受到研究者的广泛研究，并已在生物、医药、化学等领域中出现了商品化产品。

用于制作微流控芯片的材料有玻璃、聚合物材料、纸等，其中，在很多高校、研究院所都有相关的实验仪器设备制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)基微流控芯片——一种聚合物材料芯片。然而，PDMS基微流控芯片的电渗性能差，使其难于适用于电泳实验；PDMS是疏水性材料，在利用水溶性样品进行实验时，往往需要对芯片进行亲水性处理。因此，PDMS基微流控芯片在一定程度上受到使用限制。

与PDMS一样，玻璃也是一种常用于加工微流控芯片的材料，其具有高的杨氏模量、稳定的化学性质和热性质、电导率低、透明性好等特点。

目前，键合玻璃基微流控芯片的方法众多。尽管有研究者尝试了环氧树脂胶粘法、薄膜粘接法等比较简单的可逆键合方法，但是效果均不理想，因此不可逆的高温键合法应用范围更广。高温键合法是指通过将待键合的两块洁净玻璃片贴合在一起，然后转移到马弗炉里，通过加热加压使温度上升至玻璃的退火温度以上，此时两块玻璃界面发生聚合反应而结合在一起，然后再经过退火、降温等温控阶段完成整个芯片的键合过程。然而，当芯片中含有封闭的微结构时，例如在十字形芯片的分离通道侧边刻蚀上表示距离的刻度线，按照常规的高温键合法难以成型封闭的微通道结构，甚至会破坏芯片的整体结构，难以保证玻璃基微流控芯片的产品质量。

此外，目前常用的制作玻璃基微流控芯片的方法为标准光刻结合湿法刻蚀的方法：含有图案结构的掩膜覆盖在预先涂覆有薄光胶层和牺牲层的玻璃上(匀胶铬版)；随后，在一定强度平行紫外光的照射下，掩膜上的图案转移至匀胶铬版；再通过显影、定影和湿法刻蚀等步骤便可在匀胶铬版上制造出所想要的微结构；含有微结构的匀胶铬版接着与一盖玻璃片玻璃键合封装，便可制造出一个完整的芯片。然而，采用该方法需要制作匀胶铬版，涉及到购买昂贵的仪器设备。这不仅使得加工玻璃基微流控芯片的成本大幅上涨，而且对于一些小企业和初入行研究者来说，更是难以有相应的经济能力。尽管目前有人使用激光烧蚀法、粉末轰击法、超声波法等技术在玻璃上加工微通道，但这些机械加工法得到的微通道粗糙度相对较大，难以满足使用要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种玻璃基芯片的制作方法。

一种玻璃基芯片的制作方法，所述玻璃基芯片内部具有微通道，所述微通道包括若干第一微通道，所述第一微通道为封闭的腔室；

所述制作方法包括如下步骤：

获取底玻璃片和盖玻璃片；

将所述盖玻璃片贴合于所述底玻璃片后形成所述微通道，得贴合片；

将所述贴合片转移至加热装置中，以0.5～2℃/min的升温速率升温至玻璃的退火温度以上；然后再经退火降温工序，得所述玻璃基芯片。