微流控芯片玻璃石英材料热键合概述_汶颢股份
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微流控芯片玻璃石英材料热键合概述

热键合是玻璃芯片键合中最常用的一种方法。

       含二氧化硅材料之间的热键合也称为硅熔键合。将贴合在一起的基片放在高温炉中加热到500-1000℃后退火,界面上发生化学反应,使两块基片牢固地键合在一起:

       其反应式为   Si-O-H…H-O-Si → Si-O-Si + H2O        

微流控芯片玻璃石英材料热键合

    

玻璃和石英材质的微流控芯片一般使用热键合方法封合。

高温键合方法是:将加工好的基片和相同材质的盖片洗净烘干,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0.5Kg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℃/min,在620℃时保温3.5h,再以10℃/min的速率降温。玻璃芯片键合温度通常在500--620℃,石英芯片则高达1000℃以上。(源自Mathies研究小组)

但该法还存在操作复杂,成品率低的局限性。而且因为在表面加压块,使芯片外表面的光洁度和平整度受损,有时还会导致内部通道塌陷。此外芯片键合对工作环境洁净度的要求也较高,一般都需要在超净环境下进行。

热键合的缺点:

       不能用于装有温度敏感试剂、电极和波导管的芯片,也不能用于热膨胀系数不同的材料;热可能发生的通道的变形、塌陷等问题。



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