摘要
微流控芯片基底貼合面的平面度及微米級(jí)縫隙直接影響器件密封性能與流體操控精度，精準(zhǔn)表征二者特性是優(yōu)化封裝工藝的關(guān)鍵。白光干涉測(cè)量技術(shù)具有非接觸、納米級(jí)分辨率的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)貼合面平面度與微米縫隙的同步精準(zhǔn)檢測(cè)。本文采用白光干涉測(cè)量技術(shù)，對(duì)微流控芯片基底貼合面進(jìn)行表征實(shí)驗(yàn)，分析平面度偏差與微米縫隙的關(guān)聯(lián)性及對(duì)芯片性能的影響，為微流控芯片封裝質(zhì)量控制提供技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞
白光干涉測(cè)量；微流控基底；平面度；微米縫隙；表征分析
引言
微流控芯片的穩(wěn)定運(yùn)行依賴基底貼合面的緊密性，貼合面平面度偏差易產(chǎn)生微米級(jí)縫隙，引發(fā)流體泄漏、反應(yīng)效率下降等問題，嚴(yán)重限制芯片在精密檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)測(cè)量方法難以同時(shí)精準(zhǔn)捕捉平面度微觀偏差與微米縫隙尺寸，而白光干涉測(cè)量基于光干涉疊加原理，可快速表征貼合面微觀形貌，實(shí)現(xiàn)平面度與縫隙尺寸的高精度測(cè)量，為二者的影響機(jī)制研究提供可靠技術(shù)手段。
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)選用石英材質(zhì)微流控芯片基底，貼合面尺寸為20mm×20mm，采用熱壓封裝工藝制備樣本。采用白光干涉測(cè)量系統(tǒng)搭建檢測(cè)平臺(tái)，調(diào)試光源強(qiáng)度與光路角度，確保干涉信號(hào)穩(wěn)定。將樣本固定于精密載物臺(tái)，對(duì)貼合面進(jìn)行全域掃描，采集平面度數(shù)據(jù)與縫隙尺寸信息，通過系統(tǒng)軟件分析平面度偏差與縫隙分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合密封測(cè)試驗(yàn)證縫隙對(duì)芯片性能的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，白光干涉測(cè)量可清晰表征基底貼合面的微觀形貌，平面度測(cè)量精度達(dá)±2nm，縫隙尺寸檢測(cè)誤差小于5%。當(dāng)貼合面平面度偏差≤0.004mm時(shí)，微米縫隙寬度均小于40nm，芯片密封性能良好，無流體泄漏；當(dāng)平面度偏差超過0.008mm，縫隙寬度顯著增大至100nm以上，密封性能急劇下降。分析表明，平面度偏差導(dǎo)致基底接觸不均，局部應(yīng)力集中產(chǎn)生微米縫隙，而白光干涉技術(shù)可精準(zhǔn)定位缺陷位置，為封裝工藝參數(shù)調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。
新啟航 專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測(cè)量方案
多功能面型干涉儀——大視野平面度/納米精密測(cè)量設(shè)備
單臺(tái)設(shè)備搞定全維度精密測(cè)量，一站式覆蓋微納級(jí)平面度、深孔臺(tái)階、陡峭錐面角度及3D輪廓檢測(cè)，高效適配各種硬密封零部件測(cè)量需求。
四大核心技術(shù)革新，突破行業(yè)測(cè)量瓶頸
一鍵自動(dòng)掃描：徹底破解傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量在高精度工況下“深度受限、視野偏小”的行業(yè)痛點(diǎn)，全面兼容平面度、臺(tái)階高度、多面平行度、錐孔等多維度精密測(cè)量需求，適配噴油嘴核心部位檢測(cè)。
（實(shí)測(cè)噴油器密封端面 平面度變形 0.35um）
多臺(tái)階面平行度測(cè)量能力，市面上非常多的面型干涉儀，局限于單一平面的平面度測(cè)量，無法實(shí)現(xiàn)多臺(tái)階的平面一體化分析。我們解決了70mm臺(tái)階測(cè)量能力，重復(fù)精度滿足5nm再現(xiàn)性。
自動(dòng)化批量測(cè)量模式：?jiǎn)畏曇翱蛇_(dá)23×18mm，支持最大200mm視野全自動(dòng)跑點(diǎn)測(cè)量，大幅提升批量檢測(cè)效率；針對(duì)更大視野、更高精度的定制化需求，可提供專屬非標(biāo)解決方案，靈活適配不同生產(chǎn)場(chǎng)景。
深錐孔角度精準(zhǔn)測(cè)量：打破傳統(tǒng)面型測(cè)量?jī)x功能單一的局限，在保障微納級(jí)平面度測(cè)量精度的基礎(chǔ)上，同步實(shí)現(xiàn)陡峭錐面、深錐孔角度的精準(zhǔn)檢測(cè)，適用場(chǎng)景更廣泛，檢測(cè)能力更全面。
上下平面平行度專屬檢測(cè)：采用獨(dú)特光路設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)非/透明產(chǎn)品的厚度與上下平面平行度同步測(cè)量，無需額外設(shè)備，簡(jiǎn)化檢測(cè)流程，提升檢測(cè)效率。
新啟航半導(dǎo)體——專業(yè)綜合光學(xué)3D測(cè)量解決方案提供商，以核心技術(shù)賦能精密制造，為噴油嘴等零部件檢測(cè)提供高效、精準(zhǔn)、便捷的全流程服務(wù)！