TW201523751A - 晶片的結合方法 - Google Patents

Abstract

一種晶片的結合方法，包括以下步驟： 首先，提供一第一基板，第一基板的其中一面為一第一貼合面。接著，在第一基板的第一貼合面形成一光硬化接著劑薄層。之後，以一第一促發波長燈具對光硬化接著劑薄層進行照射，以使光硬化接著劑薄層初步固化。然後，提供一第二基板，第二基板的其中一面為一第二貼合面，將第二貼合面貼合在第一基板的第一貼合面上。之後，以一第二促發波長燈具對光硬化接著劑薄層進行照射，以使光硬化接著劑薄層完全固化。其中，第二促發波長燈具的瓦數值會高於第一促發波長燈具的瓦數值。

Description

晶片的結合方法

本發明係關於一種晶片的結合方法，特別指一種具有多階段UV光照射的晶片的結合方法。

在醫療檢測技術中，生物細胞檢測技術乃是極為關鍵的項目之一。現今的生物細胞檢測技術為了減少檢測花費的時間及提高偵測的準確性下，會利用拋棄式的生醫用晶片取代培養皿做為新型疾病及重大疾病的檢測平台。然而，為了防止分析物在晶片的流道內受到外在的影響，還有避免分析物外漏的問題，所以生醫用晶片會利用兩個或兩個以上的基板密閉封裝而成，以確保檢測數據的準確性。
在現有的晶片結合技術中，最常使用的熱壓結合的方式或UV膠的黏著方式來封裝晶片。其中，熱壓結合的過程中容易使基板結構產生變形，且熱壓結合的過程也耗時較長，所以不利於晶片大規模的生產製造。相較於熱壓結合基板的方式，使用UV膠來密封基板的製程時間較短，也不易使基板結構產生變形，所以UV膠的黏著方式有利於生醫用晶片大規模的生產製造。另外，在有關於UV膠黏著技術的文獻中，例如「UV ADHESIVE BONDING TECHNIQUES IN ROOM TEMPERATURE FOR PLASTIC LAB-ON-A-CHIPS」，此文獻是使用刮板(squeegee)將UV膠塗佈到下方基板表面上。之後，將上方基板與塗佈好UV膠的下方基板進行貼合，最後照射UV光固化UV膠即完成整個封裝的製程。但是，使用刮板將UV膠均勻塗佈的方式沒有辦法確保UV膠體厚度的均勻。此外，上方基板與下方基板結合時亦會有液態狀的UV膠滲入流道中之可能。
因此，在將晶片結合的過程中，如何使UV膠達到薄且平坦，又能夠減少UV膠滲入流道內，便是值得本領域具有通常知識者去思考的。

一種晶片的結合方法，包括以下步驟：
首先，提供一第一基板，第一基板的其中一面為一第一貼合面。接著，在第一基板的第一貼合面形成一光硬化接著劑薄層。之後，以一第一燈具對光硬化接著劑薄層進行照射，以使光硬化接著劑薄層初步固化。然後，提供一第二基板，第二基板的其中一面為一第二貼合面，將第二貼合面貼合在第一基板的第一貼合面上。之後，以一第二燈具對光硬化接著劑薄層進行照射，以使光硬化接著劑薄層完全固化。其中，第二燈具的瓦數值會高於第一燈具的瓦數值。在本發明中，光硬化接著劑是指當受到某一波長範圍內的光照射後會產生化學反應，進而產生固化的膠體。上述的第一燈具與第二燈具所發出的光，是落在能讓光硬化接著劑固化的波長範圍。上述光硬化接著劑例如為UV膠，光硬化接著劑薄層例如為UV膠薄層，而第一燈具及第二燈則例如為UV燈。
在上述之一種晶片的結合方法，在步驟b中，光硬化接著劑薄層是以旋轉塗佈的方式形成在第一基板材的第一貼合面上。
在上述一種晶片的結合方法，在步驟d中還包括下述步驟：在貼合後的第一基板及第二基板上均勻施於壓力。
在上述之一種晶片的結合方法，其中第二基板的第二貼合面上具有多個微結構，當第二基板與第一基板貼合後，微結構能使第二基板與第一基板保持一定距離。
在上述之一種晶片的結合方法，其中第二基板的第二貼合面上設有至少一個流道。
在上述之一種晶片的結合方法，其中旋轉塗佈的方式是以第一階段與第二階段的方式進行，第一階段是使用第一轉速值對該第一基板進行旋轉，第二階段是使用第二轉速值對該第一基板進行旋轉，第二轉速值高於該第一轉速值。
在上述之一種晶片的結合方法，第一燈具的瓦數值為36瓦，第二燈具的瓦數值為400瓦。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

10‧‧‧晶片
101‧‧‧第一基板
101A‧‧‧第一貼合面
102‧‧‧第二基板
102A‧‧‧第二貼合面
1021‧‧‧流道
1022‧‧‧微結構
103‧‧‧光硬化接著劑
103’‧‧‧光硬化接著劑薄層
12‧‧‧旋轉塗佈機
121‧‧‧真空吸盤
20‧‧‧第一燈具
30‧‧‧第二燈具

圖1~圖7所繪示為本實施例之晶片10的結合方法。

請參閱圖1~圖7，圖1~圖7所繪示為本實施例之晶片10之組合方法。首先，如圖1所繪示，提供一第一基板101，將第一基板101設置在一旋轉塗佈機12(Spin Coater)的真空吸盤121上，第一基板101未被真空吸盤121吸附的那一面為一第一貼合面101A。之後，將適量光硬化接著劑103(例如為UV膠，黏滯係數為3200cps)倒入第一基板101的第一貼合面101A的中央處，在本實施例中，所倒入的光硬化接著劑103量為1mL。上述中，第一基板101的材質例如為陶瓷、塑膠、矽樹脂、橡膠或金屬等。此外，倒入光硬化接著劑103的多寡可依據第一貼合面101A的面積大小而有所增減。
接著，如圖2所繪示，旋轉塗佈機12開始將第一基板101的第一貼合面101A進行第一階段的光硬化接著劑103旋轉塗佈，在第一階段時會使用一第一轉速值對第一基板101進行旋轉，在本實施例中其第一轉速值為200轉/分鐘，並持續運轉25秒。此時，可看到光硬化接著劑103緩緩在第一貼合面101A上擴散開來。之後，如圖3所繪示，結束第一階段的光硬化接著劑103旋轉塗佈後，旋轉塗佈機12立即進入第二階段的光硬化接著劑103旋轉塗佈，在第二階段時會使用一第二轉速值對第一基板101進行旋轉，且該第二轉速值會大於該第一轉速值，在本實施例中第二轉速值為1000轉/分鐘，並持續運轉12秒。第一貼合面101A經過第一階段及第二階段的光硬化接著劑103旋轉塗佈後，第一貼合面101A上會形成一均勻的液態狀光硬化接著劑薄層103’(例如為UV膠薄層，厚度約55um)。相較於文獻「UV ADHESIVE BONDING TECHNIQUES IN ROOM TEMPERATURE FOR PLASTIC LAB-ON-A-CHIPS」是使用刮板的方式塗佈UV膠，本實施例之晶片10之組合方法使用兩階段旋轉塗佈的方式更能使光硬化接著劑103達到薄且平坦的效果。在本實施例中，是以兩階段旋轉塗佈的方式製作光硬化接著劑薄層103’，但本領域通常知識者也能只以一階段旋轉塗佈的方式完成光硬化接著劑薄層103’的製作，或者用其他的方式來形成光硬化接著劑薄層103’。
然後，如圖4所繪示，使用一第一燈具20對光硬化接著劑薄層103’進行照射，在本實施例中第一燈具20例如為36W 的UV燈，其照射光硬化接著劑薄層103’的時間為 8~10秒。第一燈具20所發出光線會使光硬化接著劑薄層103’初步固化，以降低光硬化接著劑薄層103’的流動性。之後，如圖5所繪示，提供一第二基板102，第二基板102其中一面為一第二貼合面102A，並於第二貼合面102A上形成多個凹槽作為流道1021，而流道1021可以用微機電細加工技術或其他習知技術形成。然後，將第二基板102的第二貼合面102A貼合在第一基板101的光硬化接著劑薄層103’上。由於光硬化接著劑薄層103’經第一燈具20照射後已降低其流動性，所以第二基板102貼合在第一基板101時，光硬化接著劑薄層103’即使受到第一基板101及第二基板102的擠壓也不易流入至第二貼合面102A的流道1021內，這樣就能確保流道1021不會受到流入其內之光硬化接著劑103的阻礙。上述中，第二基板102的第二貼合面102A上除了具有流道1021以外，第二貼合面102A更包括多個微結構1022(請再參閱圖5)，當第二基板102與第一基板101貼合後，微結構1022能使第二基板102與第一基板101保持一定的距離，該距離也是用於防止光硬化接著劑薄層103’過度擠壓而流入流道1021內。
接著，如圖6所繪示，在第一基板101及第二基板102未被貼合的那一面上均勻的施予壓力，以確保第一基板101與第二基板102能緊密貼合。之後，使用一第二燈具30對光硬化接著劑薄層103’進行照射，第二燈具30的瓦數值要高於第一燈具20的瓦數值，在本實施例中第二燈具30例如為400W 的UV燈，其照射光硬化接著劑薄層103’的時間為 30秒。第二燈具30 所發出的光線會使光硬化接著劑薄層103’快速固化，當光硬化接著劑薄層103’完全固化後便完成晶片10的製作。在本實施例中，不同瓦數的燈具是分成兩個階段照射著硬化接著劑薄層103’，但本領域通常者也能在此兩階段之間再使用其他瓦數的燈具去照射光硬化接著劑薄層103’，這樣可避免第一階段的燈具照射後，光硬化接著劑薄層103’的流動性還是偏高的情況發生。
相較於習知的晶片之組合方法，本實施例之晶片10之組合方法具有下列優點：
1.利用兩階段旋轉塗佈的方式能使光硬化接著劑103均勻且平坦的塗佈在第一基板101的第一貼合面101A上。
2.受到第一燈具20(低功率)照射的光硬化接著劑103會降低其流動性，所以第一基板101與第二基板102貼合時，光硬化接著劑103不易流入第二基板102的流道1021內。
3.受到均勻施壓的第一基板101與第二基板102會使封裝完成的晶片10的密合度更高，整體結構更扎實。
4.利用兩基板間的微結構1022控制距離，防止兩基板間過度擠壓導致光硬化接著劑103流入流道1021。
雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

 

10‧‧‧晶片

103’‧‧‧光硬化接著劑薄層

30‧‧‧第二燈具

Claims (1)

1. 】一種晶片的結合方法，包括：
   a. 提供一第一基板，該第一基板的其中一面為一第一貼合面；
   b. 在該第一基板的該第一貼合面形成一光硬化接著劑薄層；
   c. 以一第一燈具對該光硬化接著劑薄層進行照射，以使該光硬化接著劑薄層初步固化；
   d. 提供一第二基板，該第二基板其中一面為一第二貼合面，將該第二貼合面貼合在該第一基板的該第一貼合面上；及
   e. 以一第二燈具對該光硬化接著劑薄層進行照射，以使該光硬化接著劑薄層完全固化；
   其中，該第二燈具的瓦數值高於該第一燈具的瓦數值。
   【2.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，在步驟b中，該光硬化接著劑薄層是以旋轉塗佈的方式形成在該第一基板的第一貼合面上。
   【3.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，在步驟d中還包括下述步驟：在貼合後的該第一基板及該第二基板上均勻施於壓力。
   【4.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，其中該第二基板的第二貼合面上具有多個微結構，當該第二基板與該第一基板貼合後，該微結構能使該第二基板與該第一基板保持一定距離。
   【5.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，其中該第二基板的第二貼合面上設有至少一個流道。
   【6.】如申請範圍第2項所述之一種晶片的結合方法，其中該旋轉塗佈的方式是以第一階段與第二階段的方式進行，該第一階段是使用第一轉速值對該第一基板進行旋轉，該第二階段是使用第二轉速值對該第一基板進行旋轉，該第二轉速值高於該第一轉速值。
   【7.】如申請範圍第1項至第6項任一項所述之一種晶片的結合方法，該光硬化接著劑為UV膠，該光硬化接著劑薄層為UV膠薄層。
   【8.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，該第一燈具及第二燈具為UV燈。
   【9.】如申請範圍第1項所述之一種晶片的結合方法，該第一燈具的瓦數值為36瓦，該第二燈具的瓦數值為400瓦。