摘要

微流控芯片基底貼合面的平面度及微米級縫隙直接影響器件密封性能與流體操控精度，精準表征二者特性是優化封裝工藝的關鍵。白光干涉測量技術具有非接觸、納米級分辨率的優勢，可實現貼合面平面度與微米縫隙的同步精準檢測。本文采用白光干涉測量技術，對微流控芯片基底貼合面進行表征實驗，分析平面度偏差與微米縫隙的關聯性及對芯片性能的影響，為微流控芯片封裝質量控制提供技術參考。

關鍵詞

白光干涉測量；微流控基底；平面度；微米縫隙；表征分析

引言

微流控芯片的穩定運行依賴基底貼合面的緊密性，貼合面平面度偏差易產生微米級縫隙，引發流體泄漏、反應效率下降等問題，嚴重限制芯片在精密檢測領域的應用。傳統測量方法難以同時精準捕捉平面度微觀偏差與微米縫隙尺寸，而白光干涉測量基于光干涉疊加原理，可快速表征貼合面微觀形貌，實現平面度與縫隙尺寸的高精度測量，為二者的影響機制研究提供可靠技術手段。

實驗方案

實驗選用石英材質微流控芯片基底，貼合面尺寸為20mm×20mm，采用熱壓封裝工藝制備樣本。采用白光干涉測量系統搭建檢測平臺，調試光源強度與光路角度，確保干涉信號穩定。將樣本固定于精密載物臺，對貼合面進行全域掃描，采集平面度數據與縫隙尺寸信息，通過系統軟件分析平面度偏差與縫隙分布的對應關系，結合密封測試驗證縫隙對芯片性能的影響。

實驗結果與分析

實驗結果顯示，白光干涉測量可清晰表征基底貼合面的微觀形貌，平面度測量精度達±2nm，縫隙尺寸檢測誤差小于5%。當貼合面平面度偏差≤0.004mm時，微米縫隙寬度均小于40nm，芯片密封性能良好，無流體泄漏；當平面度偏差超過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，平面度偏差導致基底接觸不均，局部應力集中產生微米縫隙，而白光干涉技術可精準定位缺陷位置，為封裝工藝參數調整提供數據支撐。

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