本發(fā)明提供了一種以sioxny和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法，屬于微流控芯片領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、微流控芯片(microfluidics)領(lǐng)域是一個(gè)集生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析、機(jī)械、電子電路、物理、材料等多個(gè)學(xué)科交叉的新研究領(lǐng)域。微流控芯片又稱芯片實(shí)驗(yàn)室(lab?on?achip)，是由多個(gè)不同種類的芯片組成的，通過微細(xì)加工技術(shù)加工形成微細(xì)尺度的通道網(wǎng)絡(luò)，將生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊幾平方毫米甚至更小的芯片上，用可控流體貫穿整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)。為了防止流體泄露，通常采用鍵合的方式將微流控芯片的各個(gè)組成部分連接在一起。

2、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,pdms)是一種疏水性的直鏈型有機(jī)硅物料，可被多種官能團(tuán)修飾以改變其物化性質(zhì)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、柔性等優(yōu)良特性，因此成為微流控芯片領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的基底材料。目前微流控芯片大多采用pdms/pdms、pdms/玻璃、pdms/si等材料，但在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)在硅基芯片表面沉積一層絕緣層，通常是硅氧化物。

3、已有技術(shù)(cn1683443a)，公布了一種以聚二甲基硅氧烷為基材的芯片簡(jiǎn)易不可逆鍵合方法，包括將制備好的pdms組件置于氨水中浸泡10-30分鐘，取出，用去離子水沖洗干凈，兩片組件對(duì)粘并置于烘箱中烘烤。該方法不需要特定的設(shè)備，鍵合成本低，但是鍵合使用范圍窄，鍵合強(qiáng)度低，鍵合成品率低。

4、已有技術(shù)(cn102093583a)，公布了一種以聚二甲基硅氧烷為基材的不可逆鍵合方法，包括將pdms組件和基底組件置于丙酮、異丙醇、乙醇中超聲清洗，用去離子水沖洗并吹干，然后放置在烘箱中烘烤，取出用電暈放電儀處理組件的貼合面，然后將pdms組件和基底組件直接貼合并用夾子夾持3-4天。該方法鍵合成本低，鍵合使用范圍寬，但操作流程復(fù)雜，操作耗時(shí)長(zhǎng)，需要高溫處理，鍵合成品率低。

5、已有技術(shù)(cn102910578a)，公布了一種采用混合等離子體實(shí)現(xiàn)硅基芯片與pdms芯片鍵合的方法，包括采用丙酮和酒精對(duì)所述硅基芯片和pdms芯片進(jìn)行超聲清洗，然后采用氧氣及第二氣體混合等離子體對(duì)所述硅基芯片和pdms芯片的鍵合面進(jìn)行處理，最后將所述硅基芯片和pdms芯片的鍵合面相互貼合并按壓，以完成鍵合。該方法克服了高溫鍵合帶來(lái)的成品率低，操作耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)。但是采用氧氣和第二氣體混合等離子體處理成本高，鍵合使用范圍窄，無(wú)法鍵合以sioxny為基材的芯片與pdms芯片。

6、已有技術(shù)(cn104627953a)，公布了一種以su-8光刻膠和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法，包括用異丙醇、去離子水依次對(duì)su-8基片和pdms基片沖洗，吹干，對(duì)pdms基片的鍵合面進(jìn)行氧等離子體處理，將su-8基片和pdms基片浸入aptes水溶液進(jìn)行鍵合面硅烷化改性處理，然后用去離子水對(duì)su-8基片和pdms基片沖洗并用清潔空氣或氮?dú)獯蹈?，最后將su-8基片和pdms基片的鍵合面相互貼合進(jìn)行按壓加熱完成鍵合。該方法有助于實(shí)現(xiàn)精密結(jié)構(gòu)的微流控芯片制作，但工藝流程復(fù)雜，操作繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種以sioxny和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中sioxny基片與pdms芯片鍵合難、成品率低、鍵合效果差、成本高且操作耗時(shí)長(zhǎng)等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種以sioxny和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法，至少包括步驟：采用氧等離子體對(duì)所述以sioxny為基底的芯片與pdms芯片的鍵合面進(jìn)行等離子體處理，然后鍵合所述以sioxny為基底的芯片與pdms芯片，其中，x>0，以及y≥0。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，x和y可以選取滿足sioxny中化合價(jià)平衡的數(shù)值。

3、作為本發(fā)明的以sioxny和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法的一種優(yōu)選方案，包括以下步驟：

4、步驟1：提供一以sioxny為基底的芯片和一pdms芯片，對(duì)其表面進(jìn)行清潔；

5、步驟2：對(duì)以sioxny為基底的芯片的鍵合面進(jìn)行先后兩次以上的氧等離子體表面處理；

6、步驟3：對(duì)pdms芯片的鍵合面進(jìn)行一次以上的氧等離子體表面處理；

7、步驟4：將經(jīng)氧等離子體表面處理的以sioxny為基底的芯片和pdms芯片的鍵合面貼合在一起并進(jìn)行后續(xù)處理。

8、進(jìn)一步地，所述sioxny和pdms的表面清潔為分別使用選自去離子水、醇類和酮類的一種或多種清洗表面一次以上，并用氮?dú)獯蹈伞?/p>

9、在一些實(shí)施例中，首先用去離子水清洗，然后用乙醇清洗，最后用氮?dú)獯蹈伞?/p>

10、進(jìn)一步地，所述以sioxny為基底的芯片的鍵合面的先后兩次以上氧等離子體表面處理之間需要進(jìn)行中間處理。

11、在一些實(shí)施例中，所述中間處理可以是使用去離子水沖洗氧等離子體處理后的以sioxny為基底的芯片的鍵合面，也可以是使用乙醇沖洗氧等離子體處理后的以sioxny為基底的芯片的鍵合面，也可以將氧等離子體處理后的以sioxny為基底的芯片的鍵合面暴露在優(yōu)選相對(duì)濕度為35％-99％的空氣中30～120s。

12、在一些實(shí)施例中，在所述步驟2中，進(jìn)行兩次氧等離子體表面處理，以及在所述步驟3中，進(jìn)行一次氧等離子體表面處理。

13、進(jìn)一步地，所述以sioxny為基底的芯片和pdms芯片的鍵合面進(jìn)行氧等離子體處理時(shí)，控制設(shè)備參數(shù)如下：

14、氧等離子體發(fā)生功率為50～120w，氧氣流速為100～300sccm，氧氣壓力為50～100pa，氧等離子體處理時(shí)間為60～120s。

15、進(jìn)一步地，所述表面貼合在結(jié)束以sioxny為基底的芯片和pdms芯片的鍵合面的氧等離子體處理后的30s內(nèi)完成。

16、進(jìn)一步地，所述后續(xù)處理可以是將貼合完成后的微流控芯片在常溫下放置30～50分鐘，或者在60℃熱板上放置15～20分鐘，或者在80℃熱板放置10～15分鐘。

17、如上所述，本發(fā)明提供了一種以sioxny和pdms為基材的微流控芯片鍵合方法，首先提供一以sioxny為基底的芯片和一pdms芯片，采用去離子水和乙醇對(duì)所述以sioxny為基底的芯片和pdms芯片進(jìn)行清洗并用氮?dú)饣蚯鍧嵖諝獯蹈桑又捎醚醯入x子體對(duì)所述以sioxny為基底的芯片的鍵合面進(jìn)行一次等離子體處理，然后用去離子水或者乙醇對(duì)所述以sioxny為基底的芯片的鍵合面進(jìn)行清洗，也可以將其暴露在空氣中約30s，不做任何處理，接著采用氧等離子體對(duì)所述以sioxny為基底的芯片的鍵合面進(jìn)行二次等離子體處理，同時(shí)對(duì)所述pdms芯片的鍵合面進(jìn)行等離子體處理，最后將所述以sioxny為基底的芯片與pdms芯片的鍵合面相互貼合，以完成鍵合形成以sioxny和pdms為基材的完整微流控芯片。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：1)本方法通過對(duì)以sioxny為基底的芯片進(jìn)行二次以上的氧等離子體處理這一措施，可以在其表面形成更均勻的si-o-h鍵，提高其與pdms芯片的鍵合強(qiáng)度；2)該方法在常溫下進(jìn)行，不需要額外加熱設(shè)備；3)操作簡(jiǎn)單，流程少，耗時(shí)短，效率高；4)工藝的穩(wěn)定性、重復(fù)性高，鍵合強(qiáng)度高，很難發(fā)生泄漏，成品率高，有利于連續(xù)性生產(chǎn)。