微流控芯片由于其本身特点带来的高通量、高集成度、低消耗、低污染等优势,在生物医疗、分子诊断等领域具有重要的应用前景和商业价值。微流控芯片的生产工艺主要分为微流控芯片基片的图形制造和微流控芯片基片与盖片之间的键合。相对于为技术更为成熟的微流控芯片的图形制作,微流控芯片的键合的低效率成为了长期以来限制微流控芯片规模化生产和商业化应用的瓶颈。本课题中我们对比了大量的键合方法,认为高效低成本、不引入其他物质的超声键合方式相对而言更利于实现微流控芯片的规模化生产和大规模制作。本文从解决微流控芯片大规模生产的问题出发,基于微纳加工的方法的灵活性,对微流控芯片超声键合中的关键结构导能筋进行了拓展设计,将其优化成一种自保护、自对准、受力更合理的微导能阵列。利用了高深度干法刻蚀下特定光刻参数容易出现的掩膜缺失的特点,拓展了传统导能筋的矩形、三角形和半圆形设计范围,创新地提出了等腰梯形的导能筋的概念,这种导能筋可以有效避免三角形导能筋键合效率低下的缺点,同时又较半圆形导能筋有更高的制作效率。结合自主设计的微导能阵列,本文探索了超声键合参数的影响,对键合振幅、键合压力、键合能量输入三种参数对键合强度、密封性、微结构变形的影响进行了分析和表征。为更一般更广泛的应用下提高键合质量提供了参考。基于上述的微导能阵列和超声键合参数实验结果,选用聚碳酸酯为材料,本文改善了IPA溶剂辅助键合实验中引入溶剂导致的生物适应性和化学兼容性问题,实现了低参数下的密闭高强度接口。另外,本文提出并实现了等离子辅助的超声键合和紫外表面改性的低参数超声键合,得到了良好接头。这两种种辅助方式对表面平整度要求更低,在工业化应用中可以有效提高一致性。基于微流控芯片从二维向三维发展的一般趋势,本文对多层键合的键合方法做了分析及思考,提出了一种上三层为微导能阵列辅助,下两层为微导能阵列和溶剂综合辅助的方式进行键合。从键合结果来看,可以得到较好的键合接头,从上到下能量损失逐渐增加,微通道变形逐渐变小,越趋近于IPA激活温度的位置溶剂键合的辅助效果越好。