基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置及电镀效果评估方法制造方法及图纸

技术编号:10326138 阅读:160 留言:0更新日期:2014-08-14 12:38
本发明专利技术公开了一种基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置及电镀效果评估方法。该装置包括电源、待电镀传感芯片组件和一个阻抗测试系统。该方法包括输入微电极阵列尺寸参数、电镀纳米颗粒的尺寸范围、设置实验次数和迭代次数;由微电极尺寸及形状自适应划分方形网格;在微电极区域内随机生成电镀纳米颗粒并将其位置信息与网格建立映射关系;采用网格搜索的方法进行纳米颗粒互斥性判断;根据多次电镀效果评估模型的贴附度数据,建立贴附率曲线图对微电极电镀的表面处理效果进行评估。本发明专利技术能提高电镀后微电极阵列阻抗检测的信噪比,细胞—电极耦合的有效性以及后期实验的重复率,降低实际实验的时间成本并优化微电极尺度及形状的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于表面处理领域,涉及一种。
技术介绍
生物阻抗测试技术的问世将近已有一个世纪,被广泛用来研究细胞和组织内的电化学过程,因此具有监测细胞生理变化的能力。从电阻抗成像,组织成分及活性分析,皮肤健康诊断到细胞悬液的研究,都已有很多前人的研究。这种技术的原理是在绝缘基底上加工微电极或微电极阵列,并在基底上进行细胞培养,当在微电极上施加微弱的交流电信号时,由于细胞的绝缘性质,其会对电场造成一定的阻碍作用,微电极通过对这种阻碍作用(阻抗)的测量,可以间接测量细胞的生物学行为。随着近几十年的微制造技术的兴起,该技术结合微传感器开始被大量运用于细胞相关的生物实验。微传感器是一种基于半导体工艺技术的新一代传感器器件,它应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。微电极是微传感器的核心部件,可视为研究生物分子或生物分子间电荷传递行为的较为理想的平台。微阵列电极是由多个微电极并联组成,采用微电极阵列,既可以在保持单个微电极优异性能的同时通过并联的电极放大检测信号,又可以通过增加传感器的冗余来提高总的测量的可靠性。最先将阻抗检测技术运用到平面微电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置,包括电源(1)、待电镀传感芯片组件(2)和一个阻抗测试系统(3),其特征在于:所述待电镀传感芯片组件(2)包括腔体(4),腔体(4)中部有能容纳离子液体的腔室(5),腔室(5)中间有两根对称放置的竖直电极(6),竖直电极(6)浸于腔室(5)中的离子液体内但不接触腔底,竖直电极(6)为铂电极(6.1)和银‑氯化银电极(6.2),腔室(5)底部是一个固设于腔体中的传感芯片(7);传感芯片包括硅基底(8),一组在腔室(5)内硅基底(8)上的电极阵列(9),两个在腔室外硅基底(8)上的接点(10.1)、(10.2),接点(10.1)与电源(1)相连,可通过三电极法进行...

【技术特征摘要】
1.基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置,包括电源(I)、待电镀传感芯片组件(2)和一个阻抗测试系统(3),其特征在于:所述待电镀传感芯片组件(2)包括腔体(4),腔体(4)中部有能容纳离子液体的腔室(5),腔室(5)中间有两根对称放置的竖直电极(6),竖直电极(6)浸于腔室(5)中的离子液体内但不接触腔底,竖直电极(6)为钼电极(6.1)和银-氯化银电极(6.2),腔室(5)底部是一个固设于腔体中的传感芯片(7);传感芯片包括娃基底(8),一组在腔室(5)内硅基底(8)上的电极阵列(9),两个在腔室外硅基底(8)上的接点(10.1)、(10.2),接点(10.1)与电源(I)相连,可通过三电极法进行电极阵列(9)的表面电镀处理,接点(10.2)与所述一个阻抗测量系统连接,可通过电化学方法研究电极电镀前后表面体阻抗的变化;所述阻抗测量 系统(3),包括计算机(3.1)以及阻抗分析仪或电化学工作站(3.2)。2.根据权利要求1所述的微电极阵列电镀装置,其特征在于:电源为数控单/双脉冲电镀电源;电镀电源分别连接钼电极(6.1)、银-氯化银电极(6.2)、接点(10.1);在电镀时钼电极(6.1)和银-氯化银电极(6.2)分别作为对电极和参比电极,通过接点(10.1)与芯片上的电极阵列(9)构成三电极体系。3.根据权利要求1所述的微电极阵列电镀装置,其特征在于:所述传感芯片(7)为细胞阻抗传感电极芯片;传感芯片电极设计为叉指型细胞电阻抗电极阵列或圆盘形ECIS电极阵列或同时包括IDA电极阵列和圆盘形ECIS电极阵列。4.根据权利I或3所述的微电极阵列电镀装置,其特征在于:所述电化学方法包括交流阻抗法或循环伏安法,其电信号是一种频率的交流信号或多种频率交流信号。5.一种基于阻抗测试的微电极阵列电镀效果的评估方法,使用如权利要求1所述的装置,其特征在于该方法包括: 步骤A输入微电极阵列尺寸参数,电镀纳米颗粒的尺寸参数范围,设置实验次数,迭代次数及迭代步长; 步骤B根据电极尺寸及形状自适应划分方形网格区域; 步骤C随机生成电镀纳米颗粒并将空间位置信息与网格建立映射关系; 步骤D根据电镀纳米颗粒的互斥性关系,采用区域分解,网格搜索的方法进行纳米颗粒互斥性判断,若纳米颗粒互斥则重新随机产生纳米颗粒位置信息和半径,直到达到设定最大迭代次数并记录电极上纳米颗粒的贴附度,再进行下一次实验...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐莹胡正添
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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