一种微腔型PCR集成芯片的设计及其热分析

作者：刘亦敏; 聂金泉; 赵玉龙; 彭年才

来源：传感技术学报, 2011, (08): 1092-1097.

• 聚合酶链式反应芯片
• 集总参数法
• 热分析
• 微机械加工技术 PCR chip
• lumped parameter method
• thermal analysis
• micromachining technology

设计了一种新型的硅微聚合酶链式反应(PCR)芯片。该芯片采用掺杂半导体作为加热电阻来提高加热效率,改善反应腔内的温度均匀性。集成在芯片底部的Pt温度传感器与微加热器组成温度控制单元,为PCR反应过程提供所需的三种特定温度。此外,为了便于温度校准,设计了敞开式的反应腔,其容积约1.78μL。采用集总参数法计算了芯片在加热和冷却循环过程中的功率和速率,使用ANSYS软件仿真分析了芯片的热力学特性和热循环过程,优化了加热器的设计方法并获得了合适的加热功率。最后设计了芯片版图及一套可行的工艺流程。本芯片具有体积小、反应速度快、加热效率高和高度集成化等优点。

• 单位
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室