微流控PDMS芯片鍵合等離子清洗機應用

微流控PDMS芯片通常采用等離子體(ti) 處理的方法來獲得。采用等離子清洗機來鍵合微流控PDMS芯片，不同的工藝參數將會(hui) 影響到PDMS芯片的鍵合強度。良好的鍵合牢固的芯片的耐壓強度可以達到3-5 bars的耐壓值。

下麵簡要介紹一下PDMS玻璃采用等離子清洗機進行鍵合需要注意的一些問題點以及如何檢驗利用等離子清洗機進行處理後的處理效果。

玻璃/PDMS等離子體(ti) 鍵合

為(wei) 了永久性的把PDMS芯片結合到玻璃片上，研究人員使用等離子清洗機來改變玻璃和PDMS的表麵性質。等離子體(ti) 處理將會(hui) 改變玻璃和PDMS芯片表麵的化學性質並允許把帶有微通道的PDMS粘接到其他基底上如(PDMS或玻璃)。如果等離子體(ti) 鍵合步驟出錯，芯片將會(hui) 漏液並且將無法正常使用。在等離子清洗機選擇和使用上，需要留意幾個(ge) 重要的地方。

氣體(ti) 的選擇

表麵態取決(jue) 於(yu) 所使用的氣體(ti) 。腔室內(nei) 大氣等離子體(ti) 在大多數情況下都可以滿足實驗需求。有些研究人員喜歡使用純O2來控製腔室內(nei) 總的氣體(ti) 組分，但是需要更多的設備及加工過程更加嚴(yan) 格。

灰塵

表麵上灰塵的存在會(hui) 阻止玻璃-PDMS的等離子體(ti) 鍵合。此外，磁盤上灰塵的位置和大小也會(hui) 影響PDMS的硬度。第一次清洗，至少需要一個(ge) 清潔幹燥的空氣噴射來衝(chong) 洗磁盤或矽片。當然，也有其它的方法來移除灰塵，您可以使用3M透明膠帶來移除表麵的顆粒或更為(wei) 有效的是您還可以把芯片放置在異丙醇溶液(IPA)內(nei) 並且使用超聲波來分離表麵和PDMS孔洞內(nei) 部的不需要的顆粒。為(wei) 了清洗幹淨玻璃，可以先後連續使用丙酮、異丙醇、水來進行清洗然後再進行幹燥處理。

等離子清洗機腔室內(nei) 的空氣汙染

等離子室內(nei) 的氣體(ti) 組分會(hui) 改變玻璃或PDMS表麵上的化學連接。一些雜質(即使有非常低的數量)也會(hui) 汙染樣品表麵。最常見的汙染是來自真空泵或壓縮機的油分子。由於(yu) 等離子體(ti) 清洗機腔室內(nei) 的油分子，您可能也會(hui) 看到和以前出現的等離子體(ti) 相同的等離子體(ti) ，但是化學組分發生了變化，因而PDMS不會(hui) 鍵合的很牢固。

等離子體(ti) 的強度及其穩定性

一個(ge) 良好質量的等離子體(ti) 的指標通常是它的顏色/亮度(取決(jue) 於(yu) 真空度和氣體(ti) )。因為(wei) 可能會(hui) 發生變化，你需要記住的是，如果在相同的參數下，等離子體(ti) 顏色發生了變化，那麽(me) 等離子體(ti) 可能就出現了問題。

等離子體(ti) 處理時間

時間是表麵處理和鍵合成功的一個(ge) 關(guan) 鍵因素。太短等離子體(ti) 處理時間不會(hui) 使整個(ge) 表麵發生功能化而太長等離子體(ti) 處理時間會(hui) 強烈的改變PDMS表麵的性能。等離子體(ti) 被激活的時間越長，PDMS表麵越粗糙而且還會(hui) 影響到粘接性能。

等離子體(ti) 處理後的時間

等離子體(ti) 處理後，表麵的化學鍵開始重組，而且幾分鍾後，表麵的功能化活性下降從(cong) 而導致玻璃-PDMS等離子體(ti) 鍵合強度下降。鑒於(yu) 這個(ge) 原因，必須在等離子體(ti) 處理後立即做鍵合，不要在等離子體(ti) 清洗機放氣之後還讓樣品留在等離子體(ti) 腔室內(nei) ，需要快速的將玻璃-PDMS放在一起。

熱烘以提高玻璃-PDMS等離子體(ti) 鍵合的質量

為(wei) 了使PDMS和玻璃或PDMS接觸後更容易發生化學鏈接，建議用加熱的方式來加強化學鏈接的強度。時間、溫度和設備在實驗室和用戶之間都可以根據實際的實驗而進行改變。通常情況下，在80-90°C下熱烘15-30min就足以獲得很牢固的粘接強度。

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