用于形成和用于拆卸气密性密封腔室的方法

摘要

多个实施例总体上涉及用于形成和拆卸气密性密封腔室的方法。在一个实施例中，该方法包括使用室温激光结合来在第一衬底(204)与第二衬底(206)之间产生气密密封(210)以形成腔室。该气密密封的结合界面被配置成允许使用释放技术在受控条件下打开该气密密封。在一个实施例中，该腔室被形成在微流体芯片内，并且该腔室被配置成保持流体。在一个实施例中，芯片包括第一气密密封(175)和第二气密密封，该第一气密密封将第一衬底和第二衬底结合以产生第一腔室，该第二气密密封结合第三衬底(155)以产生包绕该腔室(180)的体积(166)。该第一气密密封能够通过机械或热技术的应用独立于该第二气密密封来破裂打开。

权利要求

1.一种用于形成气密性密封腔室的方法，该方法包括：

使用室温激光结合来在第一元件与第二元件之间产生气密密封，从而形成该腔室；

其中该气密密封的结合界面被配置成允许该气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开；

其中该腔室被形成在微流体芯片内，该微流体芯片包括被连接至该腔室的通孔；并且其中该腔室被配置成保持流体。

2.一种用于在芯片上形成气密性密封腔室的方法，该方法包括：

使用室温激光结合来在第一元件与第二元件之间产生气密密封，从而形成该腔室；其中该气密密封的结合界面被配置成允许该气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开；

其中该释放技术包括在该结合界面处产生足以打开该气密密封的拉伸或剪切应力的机械技术。

3.如权利要求2所述的方法，其中拉伸或剪切应力的产生包括在工具与该腔室内的任何材料之间没有发生任何接触地将该工具引入到该结合界面的附近。

4.如权利要求3所述的方法，其中该气密密封的破裂引起该芯片的该第一元件与该第二元件的完全分离。

5.如权利要求2所述的方法，其中拉伸或剪切力的产生包括使该芯片弯曲预定量，从而在该结合界面处内部地产生足以使该气密密封破裂的剪切应力，该结合界面在距该芯片的中性轴线的预定距离处。

6.如权利要求2所述的方法，其中拉伸或剪切力的产生包括将该芯片扭曲必要多的次数以便在该结合界面处引起足够的剪切应力来使该气密密封破裂。

7.如权利要求2所述的方法，其中被制造到该芯片中的结构特征有助于在该结合界面处产生足以打开该气密密封的拉伸或剪切应力的机械技术的应用。

8.如权利要求7所述的方法，其中该结构特征包括在该结合界面处或靠近该结合界面的凹口，该凹口被配置成接收工具的插入以破裂打开该气密密封。

9.一种用于形成气密性密封腔室的方法，该方法包括：

使用室温激光结合来在第一元件与第二元件之间产生气密密封，从而形成该腔室；

其中该气密密封的结合界面被配置成允许该气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开；并且其中该释放技术包括热技术，该第一元件包括具有第一膨胀系数的第一材料，并且该第二元件包括具有与该第一膨胀系数不同的第二膨胀系数的第二材料。

10.如权利要求9所述的方法，其中该热技术包括对来自激光束的辐射能的应用。

11.如权利要求9所述的方法，其中该热技术包括使用成图案的薄金属膜片作为传导引线，从而通过电阻产生热量。

12.一种用于在流动池芯片上封装材料的方法，该方法包括：

使用室温激光结合来在第一元件与第二元件之间产生第一气密密封，从而将第一材料封装在该流动池芯片的第一腔室内，其中该第一气密密封的第一结合界面被配置成允许该第一气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开；并且使用室温激光结合来在第三元件与第四元件之间产生第二气密密封，从而将第二材料封装在该流动池芯片的第二腔室内，其中该第二气密密封的第二结合界面被配置成允许该第二气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

使用室温激光结合来在第五元件与第六元件之间产生第三气密密封，从而将该第一腔室和该第二腔室封装在第三腔室内，其中该第三气密密封的第三结合界面被配置成足够牢固以承受正常处理和预期环境条件的应力特性，其中该第三结合界面被配置成允许该第三气密密封在受控条件下使用释放技术破裂打开，并且其中该第一气密密封和该第二气密密封之一能够在受控条件下破裂打开，而没有使该第一气密密封和该第二气密密封中的另一个破裂打开并且没有使该第三气密密封破裂打开。

说明书

用于形成和用于拆卸气密性密封腔室的方法

[0001] 相关申请

[0002] 本申请涉及于2011年8月11日提交的被公开为美国专利公开号2013/0112650的美国申请号13291956，该专利申请通过引用以其全文结合在此。

[0003] 背景

[0004] 在微流体芯片上存储、插入、或管理流体的方法目前依赖于外部储存器(例如，注射器)，流体可以通过连接组件(例如，鲁尔适配器)由该外部储蓄器递送，或者类似于用于封装和分配药剂的大规模版本地依赖于使用芯片内储存器(例如“泡罩型包装”)。前一种方法的主要缺点包括器件的相对大的占用面积和操作不便性。后一种方法的缺点典型地包括与流体的化学不相容问题(尤其当泡罩型包装是由聚合物制成并且使用粘合剂产生密封时)、粘合剂或垫片卡夹的不良气密性、以及在需要时该方法对释放流体的不良控制。

[0005] 类似的考量适用于管理除了流体之外的可能需要封装在芯片上的材料，举例包括：包括灵敏的电子器件、放射性物质、医疗放射性物质、生物试剂等等的材料。

[0006] 因此所期望的是提供一种用于为在芯片上的材料产生气密性密封封装或腔室的方法，该方法避免使用聚合物或粘合剂并且可以容易地与用于产生这些芯片的微制造技术整合，其中可以在需要时使形成封装的一个或多个结合部打开、破裂、分拆、或解除密封。此外，所期望的是提供一种用于在需要时实现对封装材料的受控释放或曝露的方法。该芯片可以是微流体芯片或流动池。

[0007] 在此披露中，术语“打开”、“破裂”、“分拆”、“解除密封”、“解除结合”、“裂开”及其变体是很大程度伤可互换地使用的并且被限定为指对形成在所讨论的芯片的两个元件之间的结合进行故意拆卸，其中拆卸可以涉及在构成结合本身的材料内的结合界面处的破裂、或在紧邻结合界面的芯片元件中的一者或两者的体材料中的破裂。贯穿本披露使用的词语“密封”被限定成指例如通过室温激光结合处理、或熔焊处理、或使用低温玻璃熔块结合处理将两个衬底熔融在一起所在的结合接点或结合界面。

[0008] 概述

[0009] 本发明包括一种用于形成气密性密封腔室的方法，该方法包括使用室温激光结合来在第一元件与第二元件之间产生气密密封，从而形成腔室。该气密密封的结合界面被配置成允许使用释放技术在受控条件下打开该气密密封。

[0010] 在一个方面中，该腔室被形成在芯片内。在另一个方面中，该芯片是微流体芯片，该微流体芯片包括被连接至该腔室的通孔，其中该腔室被配置成保持流体。

[0011] 在又另一个方面中，该释放技术包括在该结合界面处产生足以克服该结合界面的强度的拉伸或剪切力的机械技术。

[0012] 在一个方面中，芯片包括第一气密密封和第二气密密封，该第一气密密封将第一元件和第二元件结合以产生第一腔室，该第二气密密封将第三元件和第四元件结合以产生包绕该第一腔室的第二腔室。该第一气密密封可以通过机械或热技术独立于该第二气密密封来破裂打开。

[0013] 在另一个方面中，一种有助于打开被包括在器件中的气密性密封腔室的设备包括固定装置和系统，该固定装置被配置成保持该器件，该系统被配置成在该结合界面处产生足够的拉伸或剪切应力以打开该气密性密封腔室的结合界面。

[0014] 在另一个方面中，一种用于打开在形成腔室的第一元件与第二元件之间的气密密封的方法包括使用释放技术，该释放技术在该腔室的气密密封的结合界面处产生足以打开该气密密封的拉伸或剪切应力。该释放技术包括在该工具与该腔室内的任何材料之间没有产生任何接触地将工具引入到该结合界面的附近，并且该气密密封的破裂引起该第一元件与该第二元件的完全分离。

[0015] 附图的简要说明

[0016] 图1是根据一个实施例的用于形成气密性密封腔室的具有多个处理步骤的流程图。

[0017] 图2A至图2C展示了根据一个实施例的被制造成包括气密性密封腔室的芯片的三个视图。

[0018] 图3A和图3B展示了根据一个实施例的被制造成包括气密性密封腔室和多个通孔的微流体芯片或流动池的两个视图。

[0019] 图4展示了根据一个实施例的使芯片内腔室周围的气密密封破裂打开的方法。

[0020] 图5展示了根据一个实施例的有助于打开芯片内气密密封的设备。

[0021] 图6展示了根据一个实施例的使芯片内腔室周围的气密密封破裂打开的方法。

[0022] 图7展示了根据另一个实施例的使芯片内腔室周围的气密密封破裂打开的方法。

[0023] 图8展示了根据又另一个实施例的使芯片内腔室周围的气密密封破裂打开的方法。

[0024] 图9展示了根据一个实施例的有助于打开在芯片内腔室周围的气密密封的设备。

[0025] 图10A至图10C展示了根据三个相关实施例的包括有助于打开气密密封的特征的芯片。

[0026] 图11展示了根据一个实施例的包括有助于打开气密密封的特征的芯片。

[0027] 图12A至图12C展示了根据一个实施例的用于使得图11的芯片中的气密密封解除结合的设备。

[0028] 图13展示了根据一些实施例的具有可以打开的主要腔室和次级腔室的微流体芯片。

[0029] 图14展示了根据一个实施例的包括内部腔室的多衬底微流体流动池。

[0030] 图15展示了根据另一个实施例的包括内部腔室的多衬底微流体流动池。

[0031] 详细说明

[0032] 参照图1至图15可以更容易地理解本发明提供其优点的方式。

[0033] 图1是根据本发明的一个实施例的用于气密性封装芯片上的材料的方法100的处理步骤流程图。在步骤102处，将热量吸收层应用到芯片的第一元件的顶部表面的区域，该区域包括将开放空腔定界的区域。该第一元件可以是芯片的底部衬底或例如形成悬吊在芯片的底部衬底上方的搁板的内部衬底。该第一元件可以是由出于其相对于待封装的材料的化学惰性并且出于其对于以下将描述的室温激光结合技术的适用性而被选择的玻璃或另一种物质制成的。上文引用的美国专利公开号2013/0112650在后者方面讨论了可以是适当选择的许多材料。

[0034] 在步骤104处，将待封装的材料引入到空腔中。在步骤106处，将第二元件放置成在所期望的结合区域处与第一元件相接触，使得空腔关闭，从而形成腔室。第二元件可以是芯片的顶部罩盖或者是按顺序在芯片制造的稍后阶段将被覆盖的内部罩盖。第二元件可以由玻璃或另一种适当的惰性物质制成。在步骤108处，在可以部分透明的固定装置中将第一元件和第二元件卡夹在一起。在步骤110处，使激光穿过第一元件和第二元件来聚焦在所期望的结合区域上。在步骤112处，将激光能施加到所期望的结合区域上以在腔室周围形成气密密封，从而使材料封闭。

[0035] 在芯片是流动池的一些实施例中，可以省去步骤104并且替代地执行步骤114，使得通过密封形成的腔室最初不含所感兴趣的材料，而是在稍后的时候利用连接至腔室的至少一个入口通孔将材料引入。在这种情况下，可以随后从流动池的另一个区域将材料引入到腔室。

[0036] 在上文引用的专利公开2013/0112650中披露了在方法100(暗含在步骤102和106至112中)中使用的室温激光结合技术的全部细节。室温激光结合与本发明最相关的优点来自于其在包括相对惰性的材料(例如玻璃)的元件之间产生气密密封而不强加高温的能力。对于被设计成保持流体的腔室、并且如果待封装的材料包括例如活细胞培养的生物材料时，这种特征是明显期望的。

[0037] 在一些实施例中，代替以上描述的步骤102，可以在第二元件被放置成与第一元件相接触以形成腔室之前将热量吸收层应用到第二元件的面对的表面的区域上。与之前一样执行以上描述的步骤104至112(或步骤106至114)。

[0038] 图2A至图2C展示了根据一个实施例的被制造成包括气密性密封腔室的芯片200。图2A示出了整个芯片的视图，图2B示出了穿过其厚度的截面视图，并且图2C示出了省去顶部衬底206的一部分以更加清楚地显露内结构的截面视图。芯片200包括腔室202，该腔室被刻蚀或以其他方式形成到底部衬底204的顶部表面中。在所示出的情况下，该腔室采取简单的大致为椭圆形状的形式，占据芯片的表面的大部分，具有大致为矩形的横截面，但是可以设想许多不同的形状和尺寸。顶部衬底206通过将腔室202定界的一个气密密封208和将芯片200的周边定界的另一个密封210来结合到底部衬底204上，该另一个密封可以是气密的但不需要必须如此。

[0039] 应注意的是，在图2A至图2C和在此披露中的其他附图中的密封的尺寸并非是“按比例”采用的，其厚度和宽度为了清楚起见相对于其长度被极大地夸张。类似地，为了清楚起见已经极大地夸张了在这些附图中示出的结合衬底之间的间隙的厚度。实际上，这些衬底在结合时彼此密切接触，并且如果真要辨别的话，任何间隙都是极小的。

[0040] 虽然在此披露中讨论和展示的许多实施例涉及的腔室具有微米、毫米或厘米量级的尺寸，被制造在具有相应尺寸的芯片中，然而设想的是，所描述的方法和系统可以有益地应用于可以具有米量级尺寸的大规模的装置，例如吸收池或储箱。

[0041] 图3A和图3B是根据另一个实施例制造的芯片300的隐藏线视图和剖开视图。图3A示出了整个芯片的视图，并且图3B示出了省去顶部衬底306的一部分以更加清楚地显露内结构的视图。芯片300具有在腔室302周围的一个气密密封308和靠近芯片边缘的另一个气密密封310。在这个流动池实施例中，腔室302被成形为具有修圆末端的相对窄的通道，并且顶部衬底306在这些末端处包括两个通孔312以允许产生用于流体流入或流出该腔室的通道的外部连接。在一些实施例中，额外地或代替顶部衬底306，通孔可以存在于底部衬底304中。在一些实施例中，可以只存在一个通孔、或多于两个通孔。

[0042] 在图1和图2A至图2C中示出的实施例中，存在两个分开的密封。在一些实施例中，可以仅存在将腔室定界的一个密封，该一个密封是气密的。

[0043] 图4展示了根据第一实施例的使气密密封410破裂打开的方法，该气密密封通过例如方法100的方法预先形成在封装材料周围、或在流动池中的空的空腔周围。典型地具有如所示出的精细边缘或尖端点的工具412被插入在经密封的第一元件和第二元件414、416的在结合界面420处或非常接近于结合界面处略微突出超过密封418的部分之间。由工具412施加受控机械力以在密封418的结合界面420处、并且进而在气密密封410的结合界面422处产生足够的拉伸应力来克服两个密封的强度。在一些情况下，气密密封410可以是唯一存在的密封。

[0044] 在一些实施例中，该工具可以相对于芯片移动以横过该密封的在芯片的腔室周围的一部分或整个周边。可以通过简单的手动方式或通过使用被设计成更加方便地施加必需的机械力的设备(未示出)来操作该工具。在一些实施例中，这种设备包括固定装置和致动机构，该芯片被保持在该固定装置中，该致动机构在致动时将使一个或多个工具定位在该结合界面处或在该结合界面的附近并且使其在受控的路径上移动，从而突破穿过该密封。在一些实施例中，在将该工具放置在位后可以不必使其移动。在一些实施例中，密封的通过手动或其他装置的破裂引起元件414和416的完全分离。如果元件414和416是芯片的顶部衬底和底部衬底，则整个芯片可以完全分离成两个部分，从而使得能够存取或回收该芯片的内容物。

[0045] 适当的工具412的一个实例是剃须刀片。其他实例包括楔形物或其他刀状工具。在一些实施例中，可以手动地或与如以上所描述的设备结合地将该工具操作成施加剪切应力而不是拉伸应力，从而实现使气密密封破裂打开的相同目的。在一些实施例中，可以将该工具操作成在该工具与腔室内的任何材料之间没有发生任何接触地引起气密密封解除结合。

[0046] 图5展示了简单设备(基本上为固定装置502)的一个实施例，该简单设备包括空腔504和开口(在该图的前右边缘示出)，待解除密封的芯片500被插入到该空腔中，该开口被精确地成形以接收剃须刀片506并且被定位成使得刀片506可以在适当的位置处插入，从而给芯片中的所感兴趣的气密密封施加应力并且使其破裂。

[0047] 图6展示了根据第一实施例的使气密密封610破裂打开的方法，该气密密封通过例如方法100的方法预先形成在封装材料周围。经密封的芯片被联接到固定装置620上，使得中性轴线X位于距表征密封610的“结合线”一段预定距离处。然后将精确受控的力施加到芯片上，该精确受控的力足够低以避免使芯片的体材料破裂的风险，但是高到足以在结合线处引起所需要的剪切应力来使密封破裂打开。在所展示的实施例中，该力被正交地施加到密封的平面上，致使芯片弯曲，如在插图中示意性表明的。在一些实施例中，可以不借助于固定装置来执行弯曲，但是可能更加难以实现精确控制。

[0048] 图7展示了根据另一个实施例的使气密密封破裂打开的方法，该气密密封通过例如方法100的方法预先形成在封装材料或流动池周围。芯片700的相反末端在相反的方向上扭曲，如由弯曲箭头表明的。这种扭曲运动在密封710处引起剪切应力。扭曲的方向可以反转，并且将在需要时将循环重复这种往复扭转直到密封打开。在一些实施例中，手动地执行扭转。在一些实施例中，可以代替手动扭曲或在手动扭曲之外使用固定装置或其他设备。

[0049] 图8展示了根据又另一个实施例的使气密密封破裂打开的方法，该气密密封通过例如方法100的方法预先形成在封装材料或流动池周围。在这个实施例中，采用了热技术。当已经结合的这两个芯片元件或联接到这些结合的元件上的其他元件已经被选择成具有以预定量差异开的热膨胀系数(CTE)时，可以使用热技术。响应于热改变(通常为热量的施加)，这些元件的尺寸将以充分不同的速率改变，从而在结合界面处引起导致密封破裂的剪切应力。在所展示的情况下，响应于热量的施加，顶部衬底810膨胀得多于底部衬底820，明显地在这两个衬底之间的密封830上施以剪切应力。

[0050] 在一些实施例中，通过电磁辐射能的源(例如红外线(IR)光束)施加热量。可以通过扩散或定位、指向的方式施加辐射能。在一些实施例中，可以使用与用于执行室温激光结合的那些系统类似的芯片固定和激光平移系统来精确的控制施加激光能，从而将密封“解除结合”而不是产生密封。图9示出了此类的设备的一个实例。待解除密封的芯片(未示出)将定位在x-y工件台850上，并且激光束将被引导穿过光学系统860，从而聚焦在芯片上所感兴趣的结合界面处。将芯片和/或光束平移允许在芯片的表面上遵循密封的长度或者如所期望地处理一系列密封部位。在一些实施例中，其中待解除结合的件保持静止，激光束可以通过使用扫描系统中的移动镜来横越芯片。在其他实施例中，可以采用阶段移动和激光扫描的结合。

[0051] 在一些实施例中，可以通过更加常规的热元件利用传导或对流施加热量。在这种结合“拆卸”方法的一个实施例中，可以使用电阻加热使结合分离。还可以将用于产生结合的热量吸收层(典型地为薄金属膜片)用作为传导引线，并且在必要时使其在结合线周围成图案，使得流经引线的电流产生使结合裂开的局部电阻加热。

[0052] 图10A至图10C和图11涉及根据又另一个实施例的使气密密封破裂打开的方法，该气密密封通过例如方法100的方法预先形成在芯片或流动池上的封装材料周围。在这些情况下，通常涉及例如以上关于在图4至图7中展示的实施例来描述的那些机械技术，通过为此目的而有意包括在芯片中的结构特征的存在来利于密封的破裂。

[0053] 在图10A中展示的实施例中，所讨论的特征是在芯片的两个结合元件中的刻意的纵向对准偏移，该刻意纵向对准偏移使其易于将相对的力(典型地通过如由相对的箭头所表明的压缩或挤压)施加到这些衬底上，这产生了足以使结合裂开的剪切应力。在图10B和图10C的实施例中，这些对准偏移对应地是侧向的和倾斜/斜交的。在前者的情况下，通过在如由箭头表明的两个相反位置处施加侧向力而对芯片的简单压缩引起足以使结合裂开的剪切应力；在后者的情况下，在芯片的两个末端处施加压缩侧向力引起足以使结合裂开的剪切应力。

[0054] 图11展示了芯片900，其中有助于结合拆卸的特征是凹口。四个凹口910已经被制造到顶部衬底920中。每个凹口都向内成角度，在芯片的外边缘上具有较大的开口，随其接近外密封的结合界面930该较大的开口收敛成较小的开口。这凹口的目的是使其易于将工具直接插入有利的位置和取向中，从而为结合界面并且在所示出的情况下进而为内密封的结合界面施加应力。在其他实施例中，代替顶部衬底或除顶部衬底之外，可以将类似的凹口特征制造到底部衬底中。在一些实施例中，这些凹口可以具有所示出的成角度的楔形之外的形状。在一些实施例中，这些凹口可以具有被设计成容纳特定工具或特定类型的工具的形状。在一个实施例中，有助于结合拆卸的芯片特征是在芯片的整个周边延伸的倒角。

[0055] 图12A至图12C展示了设备的一个实施例，该设备可以用于使用包括空腔960的固定装置950将具有多个凹口特征910的芯片(例如芯片900)中的气密密封解除结合，待解除密封的芯片(在图12C中示出)可以插入到该空腔中。图12A是在芯片的插入之前的固定装置的视图，示出了在缩回位置中的工具970。图12B示出了响应于使用者按压按钮980而在伸出位置中的工具970。图12C是在芯片900已经插入到空腔960之后的固定装置的视图。芯片如所示出地就位，按压按钮980致使工具970与凹口910接合，同时在经密封的芯片的周边周围的多个位置处产生应力，引起该一个或多个密封解除结合。

[0056] 为了简单起见，已经在密封方面总体上描述了以上披露的实施例，该密封在封装材料周围将芯片的两个部分结合在一起，使得当密封随后破裂时，该芯片裂开成两个部分，从而曝露所封闭的材料。然而，在一些实施例中，可以关于形成或打开在多衬底芯片内的一个或多个封装腔室来应用本发明的方法和方面。在这种情况下，可以与在芯片上的任何其他腔室的打开相独立地并且与将这两个外部衬底密封在一起的结合相独立地打开单独的腔室或储存器。

[0057] 在一些微流体芯片实施例中，例如，封装腔室可以是含有(可以承压的)流体或任何其他类型的试剂的储存器，该流体或该任何其他类型的试剂可以被释放到将该腔室连接到芯片的另一个部分的通道中。经释放的材料然后可以经受混合处理和/或被添加至另一种释放流体。它可以被引导成在预定方向上流动至芯片的另一个部分。在这种实施例中，材料释放机构可以是之前描述的任何机械或热技术。

[0058] 图13展示了微流体芯片，该微流体芯片具有主要腔室130、次级腔室132、和处于中间位置中的通道134。根据一个实施例，可以通过增加封装在次级腔室132中的流体的温度使在次级腔室132与通道134之间的密封136破裂。然后热膨胀使流体压力增大并且迫使流体突破密封136并且进入通道134。可以使用热技术(例如通过使用聚焦的激光束)在主要腔室130与通道134之间的密封138中产生非常小的开口。可替代地，可以由被迫使离开次级腔室132的加压流体在密封件138上施加压力来产生所期望的开口。在这两种情况中的任一种情况下，可以产生开口，该开口足够大以允许流体从主要腔室130进入通道134，但是足够小以确保流体通过只是响应于来自主要腔室内的故意增大的压力而出现的。换言之，打开的密封138可以作为阀门，允许通过将压力施加至主要腔室来以受控的剂量“分配”之前封装在主腔室内的流体。

[0059] 图14展示了根据一个实施例的多衬底芯片。微流体芯片150包括在气密密封165处结合以限定芯片内部体积166的顶部衬底155和底部衬底160。芯片150还包括内衬底170，该内衬底在气密密封175处结合至底部衬底160上的多个升高特征以限定含有流体180的腔室。当需要时可以通过受控的方式使密封175破裂，从而有可能通过毛细作用或体压力驱动流动(bulk pressure-driven flow)而允许流体180从腔室释放，而密封165可以保持完整，从而保护芯片150的内容物不接触外部环境。衬底155和160以及170典型地包括玻璃，但是可以包括相对于流体180化学惰性的任何其他材料。与密封的气密性和机械鲁棒性相关联的这种化学稳定性使本发明的这种实施例尤其令人期望。

[0060] 图15展示了根据另一个实施例的多衬底微流体芯片151。这个多衬底微流体芯片与芯片150的不同之处在于其内衬底171在气密密封176处以弯曲的构型结合至底部衬底161。这种“锁入”弯曲意味着能量陷入在衬底171中，由密封的强度所抑制而保持，但是当使用以上讨论的任何技术打开密封时，衬底171将从其定界位置“弹”开，从而允许流体181容易地从腔室离开进入芯片的周围部分中。

[0061] 在一些实施例中，多衬底芯片可以包括封装多于一个气密性密封内腔室的一个气密性密封外腔室。在需要时，可以使用以上描述的任何释放技术独立地使各气密性密封内腔室的密封破裂，从而例如允许将封闭在一个腔室内的材料释放到流动通道中以进行一些处理，并且然后流动到含其他材料的第二腔室中，从而产生混合。在这种实例中，可以令人期望的是随后将在芯片的第二腔室与另一个通道之间的密封解除结合，以此类推。最终，可以打开外腔室的气密密封来允许触及所有的封装材料。

[0062] 在此描述的实施例提供了多种不同的益处。具体地，实施例提供了气密密封的室温形成，从而为芯片内的材料形成紧凑、化学惰性的封装，同时确保随后可以通过小心地控制一个或多个密封的破裂而在芯片上触及、释放、或其他方式管理那些材料。这些益处在涉及敏感生物材料的应用中尤其具有价值。

[0063] 上述实施例应被认为是本发明的实例，而非限制本发明的范围。从前述说明和附图中，本发明的上述实施例的多种不同修改将对本领域技术人员变得明显。因此，本发明将仅由以下权利要求书的范围限定。