高温箱式炉用于执行热熔合粘接，这是永久密封玻璃微流控芯片的关键工艺。通过在特定温度下（例如 630 °C）长时间保持，炉子促进了两个玻璃晶圆在原子层面的融合。此过程会产生一个无缝的整体设备，无需额外材料即可将各层固定在一起。
通过消除化学粘合剂，这种基于炉子的技术可确保通道绝对纯净，并产生足够牢固的粘合，能够承受高达 148 bar 的超高压力。
热熔合粘接的原理
实现原子融合
箱式炉在此应用中的核心功能是将玻璃晶圆加热到精确的转变温度。在约 630 °C 时，玻璃表面会软化到足以在原子层面相互作用的程度。
创建无缝界面
由于热量在较长时间内均匀施加，两个玻璃层之间的界面会消失。结果是形成了一个熔合粘合，两个晶圆有效地成为一块玻璃。
关键性能优势
保持通道纯净
使用高温炉的一个主要优点是消除了化学粘合剂。传统的胶水会渗入微通道，污染敏感的生物或化学样品。
确保结构完整性
炉式粘接产生的密封比粘合剂或阳极粘接强得多。由此产生的芯片具有在超高压力下运行所需的结构完整性，具体测试可达 148 bar。
操作注意事项和权衡
高热负荷
虽然有效，但此过程会将整个芯片暴露在 630 °C 的高温下。这种极端环境使得在粘接步骤之前无法包含对温度敏感的电极或生物涂层。
工艺时长
参考资料表明，必须将温度保持“较长时间”。这意味着与紫外固化等快速粘接技术相比，产量较低，因此是追求质量而非速度的选择。
将工艺与您的项目目标相结合
为了确定基于炉子的熔合粘接是否适合您的微流控封装，请考虑您的具体性能要求。
- 如果您的主要关注点是分析纯度：依靠此方法来创建无粘合剂污染物的化学惰性环境。
- 如果您的主要关注点是高压微流控：选择热熔合，以确保设备能够承受高达 148 bar 的内部压力而不会分层。
通过利用箱式炉的持续加热，您可以将独立的玻璃晶圆转化为一个单一、耐用的组件，为严苛的实验条件做好准备。
总结表：
| 特性 | 热熔合粘接（箱式炉） | 替代方案（粘合剂/紫外线） |
|---|---|---|
| 粘接机制 | 约 630 °C 下的原子级融合 | 化学粘合剂或紫外线树脂 |
| 化学纯度 | 绝对纯净；无可浸出污染物 | 存在胶水浸出/污染风险 |
| 压力限制 | 高（测试高达 148 bar） | 中等到低 |
| 耐用性 | 整体式（单块玻璃） | 多层，存在界面风险 |
| 最佳用途 | 高压和超纯分析 | 快速原型制作和低压应用 |
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参考文献
- Karolina Svensson, Klas Hjort. Thermally controlled microfluidic back pressure regulator. DOI: 10.1038/s41598-021-04320-6
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
