专利名称：通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法
技术领域：
本发明属于一种生物芯片或微机电器件的键合技术领域。
背景技术：
生物芯片是便携式生物化学分析器的核心技术，通过微加工技术将芯片片基蚀刻成各种微米结构的微通道网络或点阵结构，再将其表面进行化学改性，使其表面生成羟基、氨基或醛基等带有生化活性的官能团，利用这些官能团可以键合酶，蛋白质，抗原抗体或生物素等生化大分子或其他生化试剂，能使成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。采用生物芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应，从而达到对基因、抗原和活体细胞等进行分析测试的目的。生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到分析检测的整个生化分析过程集成化以获得所谓的微型全分析系统(micro total analytical system)或称缩微芯片实验室(laboratory on achip)。生物芯片加工借用微电子工业和其他加工工业中比较成熟的一些微细加工，在玻璃、塑料或硅片等基底材料上加工出用于生物样品分离、反应的微米尺寸的微结构，如过滤器、反应室、微泵和微阀门等微结构，然后在微结构上施加必要的表面化学处理，进行所需的生物化学反应和分析。
目前微流控分析芯片制作的方法一般分为两步第一步是基片上微通道网络的制作，第二步是将基片和盖片键合在一起形成完整的微芯片，键合要求基片和盖片具有足够的结合强度，要求网络通道完全密封，又要防止微通道的变形和堵塞，所以键合成为制作性能良好的微流控分析芯片的关键技术之一。
从目前微流控分析芯片制作的键合方法来看，较常采用的是热键合，玻璃材质一般在高温炉熔融键合美国化学会，分析化学，Zhonghui H.Fan，Micromachining of CapillaryElectrophoresis Injectors and Separators on Glass Chips and Evaluation of Flow at CapillaryIntersections.，Anal. Chem.； 1994；66(1)；177-184.，温度高达650℃，石英芯片键合温度在1000℃以上美国化学会，分析化学，Stephen C.；Fused Quartz Substrates for MicrochipElectrophoresis.，Anal.Chem.；1995；67(13)；2059-2063.。为了达到比较理想的粘接效果，键合时周围环境要达到一定的洁净度，基底材料要有较好的平整度。阳极键合法英国物理学会，微机械和微工程，第一卷，(1991)139-144.，A.Honneborg et al.，Silicon to silicon anodicbonding with a borosilicate glass layer.，J.Micromech.Microeng.，vol.1(1991)139-144.是通过在玻璃表面沉积一层薄膜材料如多晶硅、氮化硅等作为中间层，在两玻璃片之间施加约700-1200V电压，升温到400℃时可以实现两块玻璃片的键合。这种方法的键合温度虽然有了明显降低，但仍然属于高温键合。对于聚合物材质，它们的玻璃态转化温度和(或)熔点比较低，热键合的温度也比较低，一般在聚合物的玻璃态转化温度附近，键合时将基片和盖片对齐夹紧，置于高温烘箱中放置一段时间即可；对于高分子粘合剂，其操作简单，粘合温度较低，粘结强度高，工艺成熟，但实验发现，这种方法易使微通道变形，甚至堵塞。热键合工艺相对比较成熟，键合强度较大，芯片使用寿命较长，在一般制作中应用较多。但是，常用的高温键合对基片上的微通道网络有一定的影响，键合成功率较低，且不适合于一些对热比较敏感的材料或器件。
作为制作微流控分析芯片的传统材料，玻璃或石英片基具有优良的光学性质以及成熟的微加工工艺，但常规的高温键合技术限制了它的进一步应用。使用低温键合技术，如紫外光固化美国化学会，分析化学，1998，70，3553-3556；Xu，N.，Lin，Y.，A MicrofabricatedDialysis Device for Sample Cleanup in Electrospray Ionization Mass Spectrometry.，Anal.Chem.1998，70，3553-3556；美国化学会，分析化学，1999，71，1485-1490.；Xiang，F.，An IntegratedMicrofabricated Device for Dual Microdialysis and On-Line ESI-Ion Trap Mass Spectrometry for Analysis ofComplex Biological Samples.，Anal Chem 1999，71，1485-1490.粘接剂室温键合玻璃芯片可防止粘接剂扩散到微通道内部，一般在硅片上喷涂一薄层粘接剂，将蚀刻有微通道的玻璃基片小心地放在硅片上，当粘接剂充满玻璃片和硅片交界处时立即分离，将刻有微通道的基片和盖片对齐压紧，最后通过掩模使用紫外光固化粘接剂，键合过程中特别注意不要使粘接剂进入微通道，在粘接剂从硅片转移到刻蚀有微通道的基片上时要迅速，防止粘接剂挥发。和其他使用粘接剂的低温键合方法相比，这种方法优点在于所形成的微通道表面性质基本上一致。低温键合技术可以防止粘接剂扩散到微通道改变通道的性质或者堵塞通道，满足多方面的研究需要，使得芯片功能更加完善和全面，缺点是粘接剂的使用使得微通道的表面性质不一致，而且粘接剂可能与被分析物作用从而对分析产生干扰，对分析系统会产生污染，或对周围环境要求较高，不适合芯片的批量生产。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有粘接技术的缺点，获得一种在分子水平键合两个含有硅、氧或金属离子等元素的固体平面的新方法，即通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，从而解决半导体电子器件、光敏器件，及微机电器件或生物芯片制备中的相同固体平面材料之间的键合，或不同固体平面材料之间的键合问题。这些领域所用的固体平面材料主要为表面平整的不同直径、不同厚度的单晶硅晶片或经化学改性后掺杂不同元素的单晶硅晶片、氧化硅晶片或经化学改性后掺杂不同金属元素改性后的氧化硅晶片、石英片或玻璃片等含有硅、氧或金属离子等元素的平面。为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的在此，先对本发明所指的AA型、BB型和AB型粘接做出如下特别说明(1)AB类型粘接表示键合所用的两片片基表面组装的活性官能团不同，有一片片基的膜末端所带基团为氨基，另一片片基的膜末端所带官能团为酐基、醛基、酰卤基或异氰酸酯基，粘接时将两片基直接接触压合，中间不加入如任何物质进行粘接的类型，这种类型的粘接最为洁净实用，对微流体管道网络无污染无阻塞，无小分子残留，所得粘接片基强度大且稳定。
(2)AA类型粘接表示粘接所用的两片基表面组装的活性官能团都是氨基，中间加入可与氨基反应的双官能团或多官能团化合物(如二酐，二酰卤，二醛或二异氰酸酯)的溶液与固体平面进行粘接的类型。以这种类型粘接时在管道内残留的小分子剩余物不会固化，可以洗除，但要严格控制所用溶液中双官能团化合物的用量，其数量需要与固体平面上的氨基数量等当量反应，才会有较强的粘接强度，所用的试剂过量或不足都会造成键合强度下降。
(3)BB类型粘接表示粘接所用的两片基表面组装的官能团都是可与氨基反应的官能团，比如酐基，醛基，酰卤基或异氰酸酯基等，中间加入二胺或多胺的溶液与固体平面进行粘接的类型，以这种类型粘接时在管道内残留的小分子剩余物不会固化，可以洗除，但要严格控制所用溶液中二胺或多胺的用量，其氨基的数量需要与固体平面上的活性官能团等当量反应，才会有较强的粘接强度，所用的二胺或多胺过量或不足都会造成键合强度下降。
本发明的两个组装有不同或相同活性官能团膜的平面固体间键合反应的原理如下(1)AB类型单层膜键合粘接的原理
(2)AB类型多层膜粘接的原理
(3)AA类型单层膜粘接的原理
(4)AA类型多层膜粘接的原理
(5)BB类型单层膜粘接的原理
(6)BB类型多层膜粘接的原理 注其中X-R-X和H2N-R′-NH2为双官能团或多官能团化合物，R，R’为脂肪族或芳香族化合物的分子链，X主要是酐基 醛基 酰卤基 异氰酸酯基(-N＝C＝O)等可以和氨基反应的官能团。
本发明的步骤和条件如下1.一种通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其条件和步骤包括①将含有硅、氧或金属离子等元素的固体平面清洗并羟基化；②用氨基硅氧烷试剂与固体平面上的羟基反应进行表面氨基化；其特征在于还包括如下步骤③将含有双官能团或多官能团的化合物单体和催化剂溶解在各类单体的良性溶剂中，所述的化合物单体与良性溶剂的配比为0.1-10mg/ml，再放入氨基化的固体平面，在温度为20-200℃和氮气保护条件下反应3-24小时，固体平面上的氨基与双官能团化合物的一个活性官能团反应组装成单层分子膜，膜的末端还有剩余的另一个活性官能团；还可以再将该组装成单层分子膜的固体平面放入含有二胺或多胺单体的良性溶剂中，与二胺或多胺组装成双层分子膜，其末端官能团还可以为氨基；还可以再将该组装成双层分子膜平面固体交替重复与上述不同活性双官能团化合物间的组装反应，在固体平面上组装成多层分子膜；④将组装成单层分子膜或多层分子膜的表面带有不同活性官能团的两个固体平面紧密接触放入夹具中压紧；在100-400℃和10mmHg以下的真空度的条件下反应3-10小时，然后以每小时15℃的降温速度降至室温，膜表面带有不同活性官能团的两个固体平面之间发生固—固反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的AB型键合；上述(3)中所说的①双官能团或多官能团化合物的单体可以选择如下的A、B、C、或D四类化合物中的一种与E中的胺类进行交替重复的组装反应，生成单层膜或多层膜A.酐类化合物主要包括分子中包含两个或多个酐基的化合物 或 B.异氰酸酯类主要包括分子中包含两个或多个异氰酸酯基的化合物OCN-R-NCOC.酰卤类化合物主要包括分子中带有两个或多个酰卤基的化合物 D.醛类化合物主要包括分子中带有两个或多个醛基的化合物OHC-R-CHOE.胺类化合物主要包括分子中带有两个或多个氨基的化合物
H2N-R-NH2上述各式中的R可以是带有芳香的、脂肪的、环状的或杂环基团的分子链，X为卤素F，Cl，Br和I。
②在固体平面上组装分子膜是在双官能团或多官能团化合物单体的良性溶剂中进行的固—液反应，所选用的良性溶剂和催化剂是对于酐类化合物，主要用N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、甲酚、间甲酚、对氯酚或N-甲基吡咯烷酮做溶剂；与单体摩尔比为0.5-1.0的异喹啉或三乙胺做催化剂；对于异氰酸酯类化合物，主要用N，N’-二甲基甲酰胺或N，N’-二甲基乙酰胺做溶剂；对于醛类化合物，主要用甲醇、乙醇、四氢呋喃或N，N’-二甲基甲酰胺或N，N’-二甲基乙酰胺做溶剂；占溶剂体积比为0.05％的乙酸或甲酸做催化剂；对于双酰氯类化合物，主要用二氯甲烷，氯仿、甲苯、苯或四氯化碳做溶剂；占溶剂体积比为1-5％的三乙胺、吡啶、N-甲基吡啶或N，N’-二甲基吡啶做催化剂。
2.根据前面的1所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其特征在于(4)中的膜表面带有氨基的两个固体平面与夹在其中的另一种可与氨基反应的双官能团或多官能团化合物单体的溶液发生固—液反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的AA型键合。
3.根据前面的1所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其特征在于(4)中的膜表面带有相同的可与氨基反应的活性官能团的两个固体平面与夹在其中二胺或多胺化合物单体的溶液发生固—液反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的BB型键合。
4.根据前面的1、2或3所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在(1)中所述的含有硅、氧或金属离子元素的两个固体平面，其特征在于它可以为表面平整的单晶硅、氧化硅、掺杂金属元素的化学改性氧化硅、石英或玻璃的固体平面或晶片；表面粗糙度的范围是1nm-20nm。
5.根据前面的1至4任意一个所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(3)中所述的双官能团或多官能团化合物单体，其特征在于它为酐类化合物时的反应温度是50-200℃；它为异氰酸酯类化合物时的反应温度是50-160℃；它为醛类化合物时的反应温度40-100℃；它为双酰氯类化合物时的反应温度20-100℃。
6.根据前面的1至5任意一个所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在(4)中所述的在真空炉中加热，其特征在于加热温度最好为250-350℃7.根据前面的1至5任意一个所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(4)中所述的在固体平面键合过程中形成的共价键，其特征在于共价键为酰胺键 脲键 亚胺键 或酰亚胺键 或 本发明的有益效果十分明显，是一种在分子水平键合两个含有硅、氧或金属离子等元素的固体平面的新方法，固体平面为表面平整的用于半导体电子器件、半导体光敏器件、微机电器件或生物芯片制备的不同直径、不同厚度的单晶硅晶片或经化学改性后掺杂不同元素的单晶硅晶片、氧化硅晶片或掺杂不同金属元素改性后的氧化硅晶片、石英片或玻璃片等含有硅、氧或金属离子等元素的平面。可以是相同固体平面材料之间的键合，也可以是不同固体平面材料之间的键合。表现在氨基化片基表面组装带有不同活性官能团的分子膜，使片基和双官能团化合物之间形成共价键，从而能达到在分子水平键合两个固体平面；相比于熔融粘接(600-1000℃)粘接所用温度较低；相比于阳极析出粘接(200-400℃，1000-2000V)，无需外加高压电场，不存在碱金属玷污问题；本发明属于固-固界面反应，而且表面越光滑平整，越有利于平面间活性官能团的接触键合，得到的粘接强度越大；本发明方法不会导致微流体内部管道阻塞，不污染微流体内部网络，尤其是用二异氰酸酯键合时，反应中无小分子(比如水分子或HCl分子)产生，不会在粘接片基内部造成气泡和应力，键合层清晰透明，键合后具有大的剪切强度；还可以根据芯片或器件的实际用途选择不同活性的双官能团或多官能团分子组装成膜，该活性官能团除组装键合固体平面的作用之外，还可以预留在微流体管道内，比如氨基可用以键合酶，蛋白质，抗原抗体或生物素等生化大分子或其他生化试剂，进行各种生物化学物质的分离、分析和检测。
对本发明利用紫外-可见光谱仪(UV 2550，SHIMADZU)对石英片基的表面多层膜组装和键合过程进行了跟踪检测，其紫外吸收谱图及解释如下1.对苯二甲醛和对苯二胺在石英片基表面进行交替重复组装的的UV检测谱图，(图1.1、图1.2和图1.3)将石英片基按照实施例4.3的前三步处理，在第三步处理时，每组装一层对对苯二甲醛或对苯二胺后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图1.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图1.2和图1.3。
其组装反应的原理为第一步 第二步 重复1，2步，得多层组装膜图1.1中的谱线1、3、5、7和9是以对苯二甲醛作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，组装膜的末端官能团是醛基；谱线2、4、6和8是以对苯二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，组装膜的末端官能团是为氨基。从图1.1可以看出，随着组装膜层数的增加，在379nm处峰值随层数增加而增加，该峰表征的是对苯二甲醛和对苯二胺生成的西佛碱链段的紫外吸收，随着组装层数的增加，生成的低聚物的西佛碱链段增长，其紫外吸收也随之增加；但是在276nm处的峰值则随着层数的增加交替变化，反应了组装膜末端的双官能团化合物的交替变化，该峰主要表征组装膜末端的双官能团化合物的紫外吸收情况，从化合物结构上讲，醛基是拉电子基，氨基是给电子基，拉电子基一般会增加苯环的紫外吸收强度。对于奇数层，是对苯二甲醛的组装，组装膜末端层为对苯二甲醛，它的摩尔消光系数ε比对苯二胺的摩尔消光系数ε大，吸收较强，峰值较高；对于偶数层，是对苯二胺的组装，组装膜末端层为对苯二胺，它的摩尔消光系数ε比对苯二甲醛的摩尔消光系数ε小，吸收较弱，峰值较低；因而从谱图上可以看出，奇数层的峰值高于偶数层的峰值。如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则能更加明显的看出这种规律。如图1.2，是对苯二甲醛和对苯二胺的组装膜的偶数层的紫外吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收逐层增强；如图1.3，是对苯二甲醛和对苯二胺的组装膜的奇数层UV吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外吸收亦逐层增强。
上述规律在对苯二甲醛和1，5-萘二胺在石英片基上的组装中也有相同的规律.如图2.1；图2.2；图2.32.对苯二甲醛和1，5-萘二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV检测谱图，(图2.1、图2.2和图2.3)将石英片基按照实施例4.3的前三步处理，在第三步处理时，每组装一层对苯二甲醛或1，5-萘二胺后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图2.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图2.2和图2.3。
其组装膜反应的原理为第一步 第二步 交替重复第一，二步得多层组装膜图2.1中的谱线1、3、5和9是以对苯二甲醛作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是醛基；谱线2、4、6、8和10是以1，5-萘二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是为氨基。从图1.1可以看出，随着组装膜层数的增加，在340nm左右的吸收值增加，该处表征的是对苯二甲醛和1，5-萘二胺生成的西佛碱链段的紫外吸收，随着组装层数的增加，生成的低聚物的西佛碱链段增长，其紫外吸收也随之增加；但是在275nm处的峰值则随着层数的增加交替变化，反应了组装膜末端的双官能团化合物的交替变化，该峰主要表征组装膜末端双官能团化合物的紫外吸收情况，从化合物结构上讲，醛基是拉电子基，氨基是给电子基，拉电子基一般会增加苯环的紫外吸收强度。对于奇数层，是对苯二甲醛的组装，末端层为对苯二甲醛，它的摩尔消光系数ε比1，5-萘二胺的摩尔消光系数ε较大，吸收较强，峰值较高；对于偶数层，是1，5-萘二胺的组装，末端层为1，5-萘二胺，它的摩尔消光系数ε比对苯二甲醛的摩尔消光系数ε较小，吸收较弱，峰值较低；因而从谱图上的可以看出，相邻奇数内层的峰值高于偶数外层的峰值，如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则能明显的看出下列规律。如图2.2，是1，5-萘二胺和对苯二甲醛的组装膜的偶数层的紫外吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收逐层增强；如图2.3，是1，5-萘二胺和对苯二甲醛的组装膜的奇数层UV吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外吸收亦逐层增强。得到的规律与用对苯二胺和对苯二甲醛组装的紫外吸收谱图1.1规律相似，但又不完全相同，因为1，5-萘二胺和对苯二甲醛的摩尔消光系数ε相差很小，所以奇数层和偶数层在275nm处的UV吸收强度有交错；而对苯二胺和对苯二甲醛的摩尔消光系数ε相差较大，所以在的图1.1中在275nm处奇数层都大于偶数层的紫外吸收强度。
3.均苯四甲酸酐和对苯二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV检测谱图，(图3.1、图3.2和图3.3)将石英片基按照实施例1.3的前三步处理，在第三步处理时，每组装一层均苯四甲酸酐或对苯二胺后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图3.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图3.2和图3.3。
其组装反应的原理为
第一步 第二步 重复第一，第二步得多层组装膜图3.1中的谱线1、3、5和7是以均苯四甲酸酐作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是酐基；谱线2、4、6、8和10是以对苯二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团为氨基。从图3.1可以看出，随着组装膜层数的增加，在379nm处紫外吸收值随层数增加而增加，该峰表征的是均苯四甲酸酐和对苯二胺生成的酰亚胺链段的紫外吸收，随着组装层数的增加，生成的低聚物的酰亚胺链段逐层增长，其紫外吸收也随之增加；在222nm处的峰值亦随着层数的增加而增加，反应了组装膜中双官能团化合物的增加，该峰主要表征组装膜末端官能团的紫外吸收情况，从化合物结构上讲，酐基是拉电子基，氨基是给电子基，拉电子基一般会增加苯环的紫外吸收强度，给电子基一般会减少苯环的紫外吸收强度，但酐基和氨基对苯环的摩尔消光系数ε的影响相近，所以均苯四甲酸酐和对苯二胺的摩尔消光系数ε相近，因而从谱图3.1上可以看出，相邻的奇数内层和偶数外层的紫外吸收强度相近，如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则能更加明显的看出组装膜的紫外吸收强度随着层数增加而增加的规律。如图3.2，是均苯四甲酸酐和对苯二胺的组装膜的偶数层的紫外吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收逐层增强；如图3.3，是均苯四甲酸酐和对苯二胺的组装膜的奇数层UV吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外吸收亦逐层增强4.芘二酐和对苯二胺的组装将石英片基按照实施例1.3的前三步处理，在第三步处理时，每组装一层芘二酐或对苯二胺后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图4.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图4.2和图4.3。
其组装反应的原理为第一步 第二步 重复第一，第二步得多层组装膜图4.1中的谱线1、3、5和7是以芘二酐作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是酐基；谱线2、4、6和8是以对苯二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团为氨基。从图4.1可以看出，随着组装膜层数的增加，没有明显特征峰，但整个谱线的紫外吸收强度逐层增强，随着组装层数的增加，由于生成的低聚物的酰亚胺链段逐层增长，所以其紫外吸收也随之增加；如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则更加能明显的看出组装膜的紫外吸收强度随着层数增加而增加的规律。如图4.2，是芘二酐和对苯二胺的组装膜的偶数层UV吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收强度逐层增强，如图4.3是芘二酐和对苯二胺的组装膜的奇数层的紫外吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外强度亦吸收逐层增强。
5.醚二酐和对苯二胺的组装。
将石英片基按照实施例1.3的前三步处理，在第三步处理时，每组装一层对苯二胺或醚二酐后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图5.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图5.2和图5.3。
其组装反应的原理为
第一步 第二步 交替重复第一步，第二步，得多层组装膜图5.1中的谱线1、3、5、7、9、11、13、15和17是以醚二酐作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是酐基；谱线2、4、6、8、10、12、14和16是以对苯二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是为氨基。从图5.1可以看出，随着组装膜层数的增加，没有特征峰，但有明显的特征拐点在223nm处，其紫外吸收强度随着层数增加而逐层增强，因为随着组装层数的增加，生成的低聚物的酰亚胺链段逐层增长，所以其紫外吸收也随之增加；其谱线形状随末端官能团的交替变化而变化，如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则更能明显的看出组装膜的紫外吸收强度随着层数增加而增加的规律及谱线形状随末端官能团的交替变化而相应变化的规律。如图5.2，是醚二酐和对苯二胺的组装膜的偶数层UV吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收亦逐层增强，各个谱线的形状类似；如图5.3是醚二酐和对苯二胺的组装膜的奇数层的紫外吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外吸收逐层增强，各个谱线的形状类似。但奇数层与偶数层的形状不同，反应了组装膜末端官能团的规律性变化。
6.芘二酐和醚二胺的组装。
将石英片基按照实施例1.3的前三步处理，但在第二步所用的氨基化试剂为氨丙基甲氧基二甲基硅烷，组装成单层氨基化膜，氨基密度较小，为0.8个/nm2；在第三步处理时，每组装一层芘二酐或醚二胺后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图6.1，按照奇数层和偶数层的变化可以拆分成图6.2和图6.3。
其组装反应的原理为
第三步 交替重复第二，第三步得多层组装膜图6.1中的谱线1、3和5是以芘二酐作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团是酐基；谱线2、4和6是以醚二胺作为组装膜表面层时的紫外吸收谱线，其末端官能团为氨基。从图6.1可以看出，随着组装膜层数的增加，没有明显特征峰，但整个谱线的紫外吸收强度逐层增强，因为随着组装层数的增加，生成的低聚物的酰亚胺链段逐层增长，所以其紫外吸收也随之增加；如果将该图中的谱线按奇数层和偶数层拆开分别作图，则更能明显的看出组装膜的紫外吸收强度随着层数增加而增加的规律。如图6.2，是芘二酐和醚二胺的组装膜的偶数层UV吸收谱图，对于偶数层而言，随着层数增加，其紫外吸收亦逐层增强，如图6.3是芘二酐和醚二胺的组装膜的奇数层的紫外吸收谱图，对于奇数层而言，随着层数增加，其紫外吸收强度亦逐层增强。
7.用紫外可见吸收光谱跟踪检测用ODPA单层组装膜分子的石英片基的键合过程将石英片基按照实施例1.3的四个步骤处理，但在每一步处理时后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图7.1和谱图7.2。
其组装反应的原理为
用3，3’-4，4’-二苯醚二酐(ODPA)做为双官能团化合物的单体在石英片基上组装单层组装膜，用UV检测两片基在键合前后的谱图变化，来跟踪检测键合前后的结构变化，所得结果如图7.1和图7.2。
在图7.1中的谱线(1)为键合所用的氨基化片基的紫外吸收谱图；谱线(2)为氨基化片基和3，3’-4，4’-二苯醚二酐(ODPA)发生反应组装成单层膜的紫外吸收谱图；谱线(3)为将带有单层醚二酐膜的片基和另一片氨基化片基紧密贴合在一起键合前的紫外吸收谱图；谱线(4)是将(3)中的两片基键合后的紫外吸收谱图。对比谱线(3)和谱线(4)可以看出，键合后在232nm处出现特征峰。表明键合后组装膜的结构发生明显的变化，形成共价键合。如果将该图进一步处理，将谱线(3)和谱线(4)的氨基化层的紫外吸收扣除，分别得到图7.2中的谱线(5)和谱线(6)，观察键合前后醚二酐的紫外吸收变化，从中可以更明显的看出键合前后醚二酐的结构变化，表明键合后发生共价键合生成了酰亚胺键。
8.用紫外可见吸收光谱跟踪检测用2，4-二异氰酸酯(TDI)做单层组装膜分子的石英片基的键合过程将石英片基按照实施例2.3的四个步骤处理，但在每一步处理时后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图8.1和谱图8.2。其组装反应的原理为
用2，4-二异氰酸酯(TDI)做为双官能团单体在石英片基上组装单层组装膜，用紫外检测两片基在键合前后的谱图变化，来跟踪检测键合前后的结构变化，所得结果如图8.1和图8.2。
在图8.1中的谱线(1)为键合所用的氨基化片基的紫外吸收谱图；谱线(2)为氨基化片基和2，4-二异氰酸酯发生反应组装成单层膜的紫外吸收谱图；谱线(3)为将带有单层2，4-二异氰酸酯膜的片基和另一片氨基化片基紧密贴合在一起键合前的紫外吸收谱图；谱线(4)是将(3)中的两片基键合后的紫外吸收谱图。对比谱线(3)和谱线(4)可以看出，键合后在210nm和265nm处出现特征峰。表明键合后组装膜的结构发生明显的变化，形成共价键合。如果将该图进一步处理，将谱线(3)和谱线(4)的氨基化层的紫外吸收扣除，只观察键合前后组装膜中2，4-二异氰酸酯的紫外吸收变化，分别得到谱图8.2，中的谱线(5)和(6)，从中可以更明显的看出键合前后2，4-二异氰酸酯的结构变化，表明键合后发生共价键合生成了脲键。
9.用紫外可见吸收光谱跟踪检测用4，4’-二异氰酸酯基二苯基甲烷(MDI)做单层组装膜分子的石英片基的键合过程。
将石英片基按照实施例2.3的四个步骤处理，但在每一步处理时后，都检测其紫外吸收谱线。得到谱图9.1和谱图9.2。其组装反应的原理为 在图9.1中的谱线(1)为键合所用的氨基化片基的紫外吸收谱图；谱线(2)为氨基化片基和MDI发生反应组装成单层膜的紫外吸收谱图；谱线(3)为将带有单层MDI的片基和另一片氨基化片基紧密贴合在一起键合前的紫外吸收谱图；谱线(4)是将(3)中的两片基键合后的紫外吸收谱图。对比谱线(3)和谱线(4)可以看出，键合后无明显特征峰。但是谱线的形状发生明显变化，表明键合后组装膜的结构发生了变化，形成共价键合。如果将该图进一步处理，将谱线(3)和谱线(4)的氨基化层的紫外吸收扣除，只观察键合前后MDI的紫外吸收变化谱图，分别得到谱图9.2中的谱线(5)和(6)，从中可以更明显的看出键合后的谱线(6)在216nm处出现明显特征峰，表明键合后的MDI单层膜的结构变化，说明键合后发生共价键合生成了脲键。
图1.1.对苯二甲醛和对苯二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV检测谱图。
图1.2.对苯二甲醛和对苯二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图1.3.对苯二胺和对苯二甲醛组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图2.1.对苯二甲醛和1，5-萘二胺在石英片基表面交替重复组装的UV检测谱图。
图2.2.对苯二甲醛和1，5-萘二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图2.3.对苯二甲醛和1，5-萘二胺组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图3.1.均苯四甲酸酐和对苯二胺在石英片基表面交替重复组装的UV检测谱图。
图3.2.均苯四甲酸酐和对苯二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图3.3.均苯四甲酸酐和对苯二胺组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图4.1.芘二酐和对苯二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV检测谱图。
图4.2.芘二酐和对苯二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图4.3.芘二酐和对苯二胺组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图5.1.醚二酐和对苯二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV检测谱5.2.醚二酐和对苯二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图5.3.醚二酐和对苯二胺组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图6.1.芘二酐和醚二胺在石英片基表面进行交替重复组装的UV谱图。
图6.2.芘二酐和醚二胺组装膜的偶数层的UV检测谱图。
图6.3.芘二酐和醚二胺组装膜的奇数层的UV检测谱图。
图7.1.用ODPA在石英片基表面进行单层膜组装和键合的UV跟踪检测光谱。
图7.2.键合前后扣除氨基化层UV吸收的净的ODPA的UV检测谱图。
图8.1.用2，4-二异氰酸酯(TDI)在石英片基表面进行单层膜组装和键合的UV跟踪检测光谱。
图8.2.键合前后扣除氨基化层UV吸收的净的TDI的UV检测谱图。
图9.1.用4，4’-二异氰酸酯基二苯基甲烷(MDI)在石英片基表面进行单层膜组装和键合的UV跟踪检测光谱。
图9.2.键合前后扣除氨基化层UV吸收的净的MDI的UV检测谱图。
具体实施例方式以下将按照组装膜的双官能团化合物的类别(二酐、二异氰酸酯、二酰氯和二醛)和键合类型(AB、AA和BB)的不同来分别介绍系列实施例，进一步对本发明进行说明，测量粘接片基剪切强度的仪器为INSTRON-1121型材料实验机。
一.用二酐类双官能团化合物与氨基反应生成酰亚胺键键合两个平面固体的方法。
说明本系列粘接所用材料为硅片，石英片或玻璃片，可以是相同材料的固体平面之间的键合；也可以是不同材料的固体平面之间的键合；所得固体平面的键合剪切强度相近。
实施例1.1以二酐组装单层膜片基和氨基化片基进行AB类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化；第三步是二酐类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜组装；第四步是将表面带有酐基的片基和表面带有氨基的片基进行键合粘接。叙述如下第一步片基的清洗及羟基化美国化学会，朗缪尔，1996，12，4621-4624；Joong Ho Moon，Ji Won Shin，Formation of UniformAminosilane Thin LayersAn Imine Formation To Measure Relative Surface Density of the AmineGroup.，Langmuir 1996，12，4621-4624 将玻璃，石英或表面层预先氧化为氧化硅的硅片片基先用去离子水在超声波仪器中洗涤5分钟，在30℃的乙醇(95％)溶液中超声洗涤5分钟，再用二氯甲烷超声洗涤5分钟后，用NH3(25％)∶H2O2(30％)∶H2O＝1∶1∶5(V/V/V)的混合溶液在70℃超声洗涤30分钟，用大量去离子水洗涤至中性，再用盐酸(37％)∶水＝1∶6的溶液超声洗涤30分钟，而后用大量去离子水洗涤至中性，再依次用甲醇、甲醇/甲苯(1∶1＝V/V)混合溶液、甲苯超声洗涤，每次5分钟，而后将片基在真空下抽干，得到羟基化片基。
第二步羟基化片基的氨基化将第一步所得羟基化片基放入含有1％(V/V)氨基化试剂氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，在25℃进行氨基化，40小时后停止反应，依次用甲苯、甲醇/甲苯(1∶1＝V/V)混合溶液，甲醇室温超声清洗，每次5分钟，清洗后片基在120℃真空加热60分钟后，缓慢降至室温，再分别用甲苯，甲醇超声清洗5分钟后，真空抽干，得到初步氨基化片基；再将该片基放入含有0.1％CH3COOH的去离子水溶液中室温超声洗涤10分钟后，用去离子水超声洗涤2次，每次5分钟，再依次用甲醇；甲醇/甲苯(1∶1＝V/V)混合溶液及甲苯超声洗涤，每次5分钟，而后真空抽干，再重复上述氨基化过程一次，以增加片基表面的氨基密度，这样结构两次氨基化过程的片基的氨基密度美国化学会，朗缪尔，1997，13.4305-4310；Joong Ho Moon，Jin Ho Kim，Joon Won Park*，Absolute Surface Density of the AmineGroup of the Aminosilylated Thin LayersUltraviolet-Visible Spectroscopy，Second Harmonic Generation，and Synchrotron-Radiation PhotoelectronSpectroscopy Study.，Langmuir 1997，13，4305-4310为40-100个/nm2。
第三步二酐类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜组装；将50mg 3，3’，4，4’-二苯醚二酐(ODPA)及10mg异喹啉溶解在20.0ml的N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入第二步所制得的氨基化片基，在80℃下搅拌反应3小时，再将温度缓慢升至130℃反应12小时后，取出片基用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到酐基化的单层膜片基。
第四步将表面带有酐基的片基和表面带有氨基的片基进行键合粘接。
将第三步所制得的酐基化片基与另一片第二步所制制得的氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放入真空(3-10mmHg)加热炉中，逐渐升温至300℃保持6小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度30.5kg/cm2。
依照上述反应过程，在第三步换用下列二酐做为组装膜键合片基得到如下结果
实施例1.2以二酐类化合物组装多层膜片基和氨基化片基进行AB类型的粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二酐类双官能团单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜；将40mg三苯醚二酐及10mg异喹啉溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入氨基化片基，在80℃下搅拌反应3小时，再将温度缓慢升至130℃保持8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到组装膜末端为酐基的片基；再将此片基放入20mg醚二胺及5mg异喹啉的20.0ml N，N’-二甲基乙酰胺的溶液中，在70℃反应5小时后，再将温度缓慢升至130℃保持12小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到组装膜末端为氨基的片基，再重复上述酐基化反应，即得到末端为酐基的多层膜片基。
第四步将表面带有酐基的片基和氨基化片基进行键合粘接。
第三步制得的多层膜末端为酐基的片基和第二步制得的另一片氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持7小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为21.2kg/cm2。
实施例1.3以二酐组装多层膜片基，多层膜末端为氨基的片基和多层膜末端为酐基的片基进行AB类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二酐类双官能团单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将20mg三苯醚二酐及5mg异喹啉溶解在20.0ml的N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，在80℃下搅拌反应3小时。再将温度缓慢升至130℃保持8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干。得到2片组装膜末端为酐基的片基(B)；再将其中一片基放入20mg醚二胺及5mg异喹啉的20.0ml N，N-二甲基乙酰胺的溶液中，在70℃反应5小时后，再将温度缓慢升至130℃保持15小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到多层膜末端为氨基的片基(A)。
第四步是将表面带有酐基的多层膜片基和表面带有氨基的多层膜片基进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为酐基的片基B与单层膜末端为氨基的片基A紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放入真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为15.4kg/cm2。
按照上述同样的反应过程，将一片酐基化(单层酐基)片基与下列表中二胺反应后的膜末端带氨基的片基与另一片酐基化片基(单层酐基)键合，所得结果如下
实施例1.4以二酐和二胺组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为酐基的两片片基中间加入二胺分子的溶液进行BB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二酐类双官能团单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将60mg三苯醚二酐及15mg异喹啉溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，在80℃下搅拌反应3小时，再将温度缓慢升至130℃保持8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到2片组装膜末端为酐基的片基；再将其放入20mg三苯醚二胺及5mg异喹啉的20.0ml N，N-二甲基乙酰胺的溶液中，在70℃反应12小时后，再将温度缓慢升至130℃保持8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1-2分钟，真空抽干，得到2片多层膜末端为氨基的片基，再将其重复上述与二酐的反应过程，得到2片多层膜末端为酐基的片基。
第四步将两片表面均带有酐基的片基中间加入二胺或多胺的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端均为酐基的两片片基中间加入一滴二苯醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放入真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持3小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为10.7kg/cm2。
实施例1.5以二酐和二胺组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为氨基的两片片基中间加入二酐分子的溶液进行AA类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二酐类双官能团单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将30mg三苯醚二酐及5mg异喹啉溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，在80℃下搅拌反应3小时。再将温度缓慢升至130℃保持8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到2片组装膜末端为酐基的片基；再将其放入40mg三苯醚二胺及10mg异喹啉的20.0ml N，N-二甲基乙酰胺的溶液中，在70℃反应8小时后，再将温度缓慢升至130℃保持12小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，得到2片多层膜末端为氨基的片基。再将其重复上述与二酐和二胺的反应过程，得到2片表面多层膜末端为氨基的片基。
第四步将两片表面均带有氨基的多层膜片基中间加入二酐的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的表面多层膜末端为氨基的两片片基中间加入一滴三苯醚二酐的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起，放入特制的夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持6小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为16.5kg/cm2。
实施例1.6，两片氨基化片基中间放入二酐分子的溶液直接进行AA类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为三个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同；第三步是将两片氨基化片基中间加入二酐的溶液进行键合粘接。
第三步叙述如下将两片氨基化片基中间加入一滴三苯醚二酐的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置5小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为10kg/cm2。
二.用二异氰酸酯类双官能团化合物与氨基反应生成脲键键合两个平面固体的方法。
说明本系列粘接所用材料为硅片，石英片或玻璃片，可以是相同材料的固体平面之间的键合；也可以是不同材料的固体平面之间的键合；所得固体平面的键合剪切强度相近。
实施例2.1以二异氰酸酯组装单层膜片基和氨基化片基进行AB类型的粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二异氰酸酯类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜组装。
将40毫克4，4’-二异氰酸基二苯基甲烷(MDI)溶解在20.0ml的N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入第二步制得的氨基化片基，60℃下搅拌反应3小时后，再将温度缓慢升至130℃保持12小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得表面单层膜末端带有异氰酸酯基的片基。
第四步将表面带有异氰酸酯基的片基和表面氨基化的片基进行键合粘接。
将表面带有异氰酸酯基的片基和第二步制得的表面氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放入在真空加热炉中，逐渐升温至300℃反应5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为35.2kg/cm2。
依照上述反应过程，用其他二异氰酸酯组装单层膜片基，和氨基化片基进行键合，得到如下结果
实施例2.2以二异氰酸酯类单体组装的多层膜片基和氨基化片基进行AB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二异氰酸酯类单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将50mg 4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)溶解在20.0ml的N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入氨基化片基，60℃下搅拌反应3小时后，再将温度缓慢升至100℃反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到酐基化片基；再将此片基放入二苯醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液中(20mg/20ml)，在氮气保护下100℃反应12小时后取出，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得表面为氨基的片基，再重复和MDI的反应，制得多层膜末端带有异氰酸酯基的片基。
第四步将表面带有异氰酸酯基的片基和氨基化片基进行键合粘接。
将第三步制得得多层膜末端带有异氰酸酯基的片基与第二步制得的氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，将夹具放入真空加热炉中，逐渐升温至300℃反应5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为30.8kg/cm2。
实施例2.3以二异氰酸酯类化合物组装多层膜片基，多层膜末端为氨基的片基和多层膜末端为异氰酸酯基的片基进行AB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下；第三步二异氰酸酯类和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面的组装多层膜。
将80mg 4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，60℃下搅拌反应3小时后，再将温度缓慢升至100℃反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到酐基化片基；再将此片基放入二苯醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液中(40mg/20ml)，在氮气保护下100℃反应12小时后取出，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得表面为氨基的片基(A)，再将另一片片基继续重复与MDI的反应，制得多层膜末端带有异氰酸酯基的片基(B)。
第四步将表面带有异氰酸酯基的多层膜片基和表面带有氨基的多层膜片基进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为异氰酸酯基的片基(B)与多层膜末端为氨基的片基(A)紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为21.4kg/cm2。
实施例2.4以二异氰酸酯类化合物和二胺或多胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为酐基的两片片基中间放入二胺分子的溶液进行BB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二异氰酸酯类化合物单体在氨基化片基表面的多层膜组装。
将70mg 4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，60℃下搅拌反应3小时后，再将温度缓慢升至100℃反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到酐基化片基；再将此片基放入二苯醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺溶液中(40mg/20ml)，在氮气保护下100℃反应12小时后取出，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得表面为氨基的片基，再将其继续重复与MDI的反应，制得多层膜末端带有异氰酸酯基的片基。
第四步将两片表面均带有异氰酸酯基的片基中间加入二胺或多胺的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为异氰酸酯基的两片片基中间加入一滴二苯醚二胺的N，N-二甲基甲酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持6小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为12.6kg/cm2。
实施例2.5以二异氰酸酯类化合物和二胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为胺基的两片片基中间放入二异氰酸酯分子的溶液进行AA类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二异氰酸酯类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜或多层膜的组装。
将60mg 4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)溶解在20.0ml N，N-二甲基乙酰胺中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，60℃下搅拌反应3小时后，再将温度缓慢升至100℃反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得到酐基化片基；再将此片基放入30mg二苯醚二胺的20ml N，N-二甲基乙酰胺溶液中，在氮气保护下100℃反应12小时后取出，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，得表面为氨基的片基。
第四步将两片表面均带有氨基的片基中间加入二异氰酸酯单体的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为氨基的两片片基中间加入4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为12kg/cm2。
实施例2.6两片氨基化片基中间放入二异氰酸类单体的溶液直接进行AA类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为三个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步叙述如下将第二步制得的两片氨基化片基中间加入一滴4，4’-二异氰酸基苯基甲烷(MDI)的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持4小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为12.1kg/cm2。
三.用双酰卤类双官能团化合物与氨基反应生成酰胺键键合两个平面固体的方法。
说明本系列粘接所用材料为硅片，石英片或玻璃片，可以是相同材料的固体平面之间的键合；也可以是不同材料的固体平面之间的键合；所得平面的键合剪切强度相近。
实施例3.1以双酰氯组装单层膜片基和氨基化片基进行AB类型的粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步双酰氯类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜组装。
在含有0.5ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶的20.0ml二氯甲烷溶液中，在氮气保护下放入氨基化片基，再滴加联苯二甲酰氯5.0ml，在15分钟内加完，在回流条件下搅拌反应24小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得表面酰基化的片基。
第四步将表面带有酰氯基的片基和表面带有氨基的片基进行键合粘接。
将第三步制得的酰基化片基其与第二步制得的氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为15kg/cm2。
依照上述反应过程，用其他二酰氯组装单层膜，与氨基化片基进行键合得到如下结果 实施例3.2以双酰氯类单体组装的多层膜片基和氨基化片基进行AB类型粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步双酰氯类单体和二胺类双官能团单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将1.0ml二甲基吡啶和1.0ml三乙胺溶解在20.0ml二氯甲烷中，在氮气保护下放入氨基化片基，再滴加对苯二甲酰氯10.0ml，在15分钟内加完，在回流条件下搅拌反应24小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得酰基化片基；再将此片基放入含有30mg 4，4’-二苯醚二胺的20ml二氯甲烷中(含1.0ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶)，在40℃回流反应10小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干。制得表面带有氨基的片基；再将此片基重复与对苯二甲酰氯的反应，制得组装膜末端带有酰氯基的片基。
第四步将表面带有酰氯基的片基和氨基化片基进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端带有酰基的片基与第二步制得的氨基化片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持4小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为15kg/cm2。
实施例3.3以双酰氯类化合物组装多层膜片基，多层膜末端为氨基的片基和多层膜末端为酰氯基的片基进行AB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步双酰氯单体与二胺单体在氨基化片基表面的组装多层膜。
将0.5ml二甲基吡啶和1.0ml三乙胺溶解在20.0ml二氯甲烷中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，再滴加对苯二甲酰氯5.0ml，在15分钟内加完，在回流条件下搅拌反应24小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次1-2分钟，真空抽干，制得酰基化片基；再将此片基放入含有40mg 4，4’-二苯醚二胺的20ml二氯甲烷中，含1.0ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶，在40℃回流反应10小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得表面带有氨基的片基(A)；再将另一片基重复与对苯二甲酰氯的反应，制得组装膜末端带有酰氯基的片基(B)。
第四步将表面带有酰氯基的多层膜片基和表面带有氨基的多层膜片基进行键合粘接。
将第三步制得的组装膜末端带为酰氯基的片基(B)与组装多层膜末端为氨基的片基(A)紧密贴合在一起，放入特制的夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持4小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为11.5kg/cm2。
实施例3.4以双酰氯类化合物和二胺或多胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为酰氯基的两片片基中间放入二胺分子的溶液进行BB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步双酰氯类化合物和二胺类化合物单体在氨基化片基表面的单层膜或多层膜组装。
将1.0ml二甲基吡啶和1.0ml三乙胺溶解在20.0ml二氯甲烷中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，再滴加对苯二甲酰氯5.0ml，在15分钟内加完，在回流条件下搅拌反应24小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次1-2分钟，真空抽干，制得酰基化片基；再将此片基放入含有50mg 4，4’-二苯醚二胺的20ml二氯甲烷中，含1.0ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶，在40℃回流反应10小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得表面带有氨基的片基；再将其重复与对苯二甲酰氯的反应，制得组装膜末端带有酰氯基的片基。
第四步将两片表面均带有酰氯基的多层膜片基中间加入二胺或多胺的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的两片组装膜末端带有酰氯基的片基中间加入一滴醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，含1.0ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶，将两片基紧密贴合在一起放入的夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持4小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为5.0kg/cm2。
实施例3.5以双酰氯类化合物和二胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为胺基的两片片基中间放入双酰氯单体的溶液进行AA类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步双酰氯类单体和二胺类化合物单体在氨基化片基表面多层膜的组装。
将1.0ml二甲基吡啶和1.0ml三乙胺溶解在20.0ml二氯甲烷中，在氮气保护下放入2片氨基化片基，再滴加对苯二甲酰氯5.0ml，在15分钟内加完，在回流条件下搅拌反应24小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得酰基化片基；再将此片基放入含有30mg 4，4’-二苯醚二胺的20ml二氯甲烷中，含1.0ml三乙胺和1.0ml二甲基吡啶，在40℃回流反应10小时后取出片基，用二氯甲烷超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得表面带有氨基的片基。
第四步将两片表面均带有氨基的片基中间加入双酰氯单体的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的表面带有氨基多层膜中间加入一滴对苯二甲酰氯的二氯甲烷(2ml/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持6小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为6.5kg/cm2。
实施例3.6两片氨基化片基中间放入双酰氯类单体的溶液直接进行AA类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为三个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同；第三步是将两片氨基化片基中间加入双酰氯单体的溶液进行键合粘接。第三步叙述如下将两片氨基化片基中间加入一滴对苯二甲酰氯的二氯甲烷(2ml/20ml，含1.0ml三乙胺和0.5ml二甲基吡啶)的溶液，将两片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至300℃保持6小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度大于6.1kg/cm2。
四.以二醛类双官能团化合物为组装分子与氨基反应生成希佛碱键与平面固体键合。
说明本系列粘接所用材料为硅片，石英片或玻璃片，可以是相同材料的固体平面之间的键合；也可以是不同材料的固体平面之间的键合；所得平面的键合剪切强度相近。
实施例4.1以二醛组装单层膜片基和氨基化片基进行AB类型的粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下
第三步二醛类双官能团单体在氨基化片基表面的单层膜组装将40mg 4，4′-二醛基-1，1’二苯基甲烷溶解在20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5gLinder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下。放入第二步制得的氨基化片基，70℃左右搅拌回流反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干。制得表面组装有醛基的单层膜片基。
第四步将表面带有醛基的片基和表面带有氨基的片基进行键合粘接。
将第三步制得的表面为醛基的片基与第二步制得的一片氨基化片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至250℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为9.8kg/cm2。
依照上述反应过程，用其他二醛组装单层膜，再与氨基化片基进行粘接键合，得到如下结果 实施例4.2以二醛类单体组装的多层膜片基和氨基化片基进行AB类型粘接本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二醛类单体和二胺类单体在氨基化片基表面组装多层膜。
将50.0mg联苯二甲醛溶解在20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5g Linder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下。放入2片氨基化片基，在70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得醛基化片基，再将此片基放入含有40mg 4，4’-二苯醚二胺的20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5gLinder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下。70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得表面为氨基的多层膜片基。再将其重复进行醛基化过程，制得表面为醛基的多层膜片基。
第四步将表面带有醛基的片基和氨基化片基进行键合粘接。将第三步制得的组装膜末端带有醛基的片基与第二步制得的另一片氨基化片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至250℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为8.3kg/cm2。
实施例4.3以二醛类化合物组装多层膜片基，多层膜末端为氨基的片基和多层膜末端为醛基的片基进行AB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二醛类单体和二胺类单体在氨基化片基表面的组装多层膜。
将60mg联苯二甲醛溶解在20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5g Linder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，放入2片氨基化片基，在70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得醛基化片基(B)。将其中一片基放入含有50mg 4，4’-二苯醚二胺的20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5gLinder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得表面为氨基的多层膜片基(A)。
第四步将表面带有醛基的多层膜片基和表面带有氨基的多层膜片基进行键合粘接。将第三步制得的组装膜末端带有醛基的片基(B)与另一多层膜片基末端为氨基的片基(A)紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至250℃保持4小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温放置2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为6.3kg/cm2。
实施例4.4以二醛类化合物和二胺或多胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为醛基的两片片基中间放入二胺分子的溶液进行BB类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二醛类单体和二胺类单体在氨基化片基表面的多层膜组装。
将40mg联苯二甲醛溶解在20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5g Linder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，放入2片氨基化片基，在70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得醛基化片基。将其放入含有40mg 4，4’-二苯醚二胺的20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5g Linder4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得表面为氨基的多层膜片基。再重复其和联苯二甲醛的反应，制得多层膜末端为醛基的片基。
第四步将两片表面均带有醛基的片基中间加入二胺或多胺的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为醛基的两片片基中间加入一滴三苯醚二胺的N，N-二甲基乙酰胺(20mg/20ml)的溶液，将两片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至250℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为7.5kg/cm2。
实施例4.5以二醛类化合物和二胺类化合物组装多层膜片基，单层膜或多层膜末端均为胺基的两片片基中间放入二醛单体的溶液进行AA类型粘接。
本方法键合两个固体平面共分为四个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步和第四步叙述如下第三步二醛类单体和二胺类单体在氨基化片基表面的多层膜组装。
将30mg联苯二甲醛溶解在20.0ml四氢呋喃溶液中，再加0.5g Linder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，放入2片氨基化片基，在70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用丙酮超声清洗3次，每次2分钟，真空抽干，制得醛基化片基。将其放入含有20mg 4，4’-二苯醚二胺的30.0毫升四氢呋喃溶液中，再加0.5克Linder 4分子筛，10.0微升乙酸，在氮气保护下，70℃下搅拌回流反应8小时后取出片基，用甲醇超声清洗3次，每次1分钟，真空抽干，制得表面为氨基的多层膜片基。
第四步将两片表面均带有氨基的片基中间加入二醛单体的溶液进行键合粘接。
将第三步制得的多层膜末端为氨基的两片片基中间加入一滴联苯二甲醛的四氢呋喃溶液(10mg/20ml)，将两片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至250℃保持5小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接效果较好的芯片，粘接强度为5.7kg/cm2。
实施例4.6两片氨基化片基中间放入二醛类单体的溶液直接进行AA类型的粘接。
本方法键合两个固体平面共分为三个步骤，第一步是片基的清洗和羟基化；第二步是羟基化片基的氨基化，处理过程与实施例1.1完全相同。第三步叙述如下将两片氨基化片基中间加入一滴联苯二甲醛的四氢呋喃溶液中(10mg/20ml)，将两片基紧密贴合在一起，放入夹具中，在真空加热炉中，逐渐升温至200℃保持10小时，然后以每小时15℃的降温速度降温至室温，在室温保持2小时后，打开夹具，得到粘接好的芯片，粘接强度为4.6kg/cm2。
权利要求
1.一种通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其条件和步骤包括①将含有硅、氧或金属离子元素的固体平面清洗并羟基化；②用氨基硅氧烷试剂与固体平面上的羟基反应进行表面氨基化；其特征在于还包括如下步骤③将含有双官能团或多官能团的化合物单体和催化剂溶解在各类单体的良性溶剂中，所述的化合物单体与良性溶剂的配比为0.1-10mg/ml，再放入氨基化的固体平面，在温度为20-200℃和氮气保护条件下反应3-24小时，固体平面上的氨基与双官能团化合物的一个活性官能团反应组装成单层分子膜，膜的末端还有剩余的另一个活性官能团；还可以再将该组装成单层分子膜的固体平面放入含有二胺或多胺单体的良性溶剂中，与二胺或多胺组装成双层分子膜，其末端官能团为氨基；还可以再将该组装成双层分子膜平面固体交替重复与上述不同活性双官能团化合物间的组装反应，在固体平面上组装成多层分子膜，④将组装成单层分子膜、双层分子膜或多层分子膜的表面带有不同活性官能团的两个固体平面紧密接触放入夹具中压紧；再将夹具放入真空加热炉中，在100-400℃和10mmHg以下的真空度的条件下反应3-10小时，然后以每小时15℃的降温速度降至室温，膜表面带有不同活性官能团的两个固体平面之间发生固—固反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的AB型键合；上述(3)中所说的①双官能团或多官能团化合物的单体可以选择如下的A、B、C、或D四类化合物中的一种与E中的胺类进行组装反应生成单层膜或交替重复组装反应生成多层膜A.酐类化合物主要包括分子中包含两个或多个酐基的化合物 或 B.异氰酸酯类主要包括分子中包含两个或多个异氰酸酯基的化合物OCN-R-NCOC.酰卤类化合物主要包括分子中带有两个或多个酰卤基的化合物 D.醛类化合物主要包括分子中带有两个或多个醛基的化合物OHC-R-CHOE.胺类化合物主要包括分子中带有两个或多个氨基的化合物H2N-R-NH2上述各式中的R可以是带有芳香的、脂肪的、环状的或杂环基团的分子链，X为卤素F，Cl，Br和I；②在固体平面上组装分子膜是在双官能团或多官能团化合物单体的良性溶剂中进行的固—液反应，所选用的良性溶剂和催化剂是对于酐类化合物，主要用N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、甲酚、间甲酚、对氯酚或N-甲基吡咯烷酮做溶剂；与化合物单体摩尔比为0.5-1.0的异喹啉或三乙胺做催化剂；对于异氰酸酯类化合物，主要用N，N’-二甲基甲酰胺或N，N’-二甲基乙酰胺做溶剂；对于醛类化合物，主要用甲醇、乙醇、四氢呋喃或N，N’-二甲基甲酰胺或N，N’-二甲基乙酰胺做溶剂；占溶剂体积比为0.05％的乙酸或甲酸做催化剂；对于双酰氯类化合物，主要用二氯甲烷，氯仿、甲苯、苯或四氯化碳做溶剂；占溶剂体积比为1-5％的三乙胺、吡啶、N-甲基吡啶或N，N’-二甲基吡啶做催化剂。
2.一种根据权利要求1所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其特征在于(4)中的膜表面带有氨基的两个固体平面与夹在其中的另一种可与氨基反应的双官能团或多官能团化合物单体的溶液发生固—液反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的AA型键合。
3.一种根据权利要求1所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，其特征在于(4)中的膜表面带有相同的可与氨基反应的活性官能团的两个固体平面与夹在其中二胺或多胺化合物单体的溶液发生固—液反应形成共价键，将两个固体平面达到分子水平的稳固的BB型键合。
4.一种根据权利要求1、2或3所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在(1)中所述的含有硅、氧或金属离子元素的两个固体平面，其特征在于它可以为表面平整的单晶硅、氧化硅、掺杂金属元素的化学改性氧化硅、石英或玻璃的固体平面或晶片。
5.一种根据权利要求1、2、3或4或所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(1)中所述固体平面，其特征在于它的表面粗糙度的范围是1nm-20nm。
6.一种根据权利要求1至5任意一个权利所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(3)中所述的双官能团或多官能团化合物单体，其特征在于它为酐类化合物时的反应温度是50-200℃。
7.一种根据权利要求1至5任意一个权利所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(3)中所述的双官能团或多官能团化合物单体，其特征在于它为异氰酸酯类化合物时的反应温度是50-16G℃。
8.一种根据权利要求1至5任意一个权利所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(3)中所述的双官能团或多官能团化合物单体，其特征在于它为醛类化合物时的反应温度40-100℃。
9.一种根据权利要求1至5所述的任意一个权利所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(3)中所述的双官能团或多官能团化合物单体，其特征在于为双酰氯类化合物时的反应温度20-100℃。
10.一种根据权利要求1至9任意一个权利要求所述的所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在(4)中所述的在真空炉中加热，其特征在于加热温度为250-350℃。
11.一种根据权利要求1至10任意一个权利要求所述的通过表面组装活性官能团键合两个固体平面的方法，在于(4)中所述的在固体平面键合过程中形成的共价键，其特征在于共价键为酰胺键 脲键(urea， )、亚胺键(imine， )、或酰亚胺键(imide， 或
全文摘要
本发明属于生物芯片或微机电器件键合技术领域，具体涉及一种通过表面组装活性官能团在中等温度键合两个含有硅、氧或金属离子等元素的固体平面的新方法。其条件和步骤包括①将硅片、石英或玻璃等固体表面清洗羟基化，②将羟基化片基表面氨基化，其特征是还包括③利用双官能团或多官能团化合物单体在氨基化片基表面组装成单层膜或多层膜，④最后将表面组装有相同或不同活性官能团膜的两个固体平面紧密接触，在适当的温度，压力和真空度下发生反应形成共价键，这样通过双官能团或多官能团分子的组装膜将两个固体平面键合，实现了在分子水平上键合两个固体平面。
文档编号B81C3/00GK1740788SQ200510016908
公开日2006年3月1日 申请日期2005年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者赵剑英, 邱雪鹏, 高连勋, 卞证 申请人:中国科学院长春应用化学研究所