一种新型数字微流控芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型数字微流控芯片及其制备方法，属于数字微流控与MEMS技术的交叉领域。本发明专利技术以简化DMF芯片制作难度和降低芯片制作成本为目的，使用PCB加工工艺中的阻焊层来作为数字微流控芯片的介电层，后续只需要制备疏水层，省去了给PCB基板覆膜的工艺，从而达到避免上述PCB芯片覆膜问题的目的。并且，将PCB板上的过孔进行填充，能够形成驱动液滴移动的介电泳力或介电润湿力，以消除液滴在芯片上移动的阻力。上移动的阻力。上移动的阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种新型数字微流控芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及数字微流控与MEMS技术的交叉领域，特别是涉及一种新型数字微流控芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]数字微流控技术(DMF)，又称为微液滴技术，可以在一张芯片上对多个微液滴进行并行控制，以此实现平时在专业实验室内才能完成的工作。与在专业实验室中进行操作的传统方法相比，数字微流控技术在保证实验准确可靠的前提下，具有便携、易于操作、使用门槛低等不可被替代的优势。它能够极大地提高检测效率，降低各方面成本。因此，从数字微流控技术问世以来就得到了人们的广泛关注。
[0003]微流控芯片是实现DMF的核心元件，其类型多种多样。如使用光刻工艺在玻璃基板上制备金属电极，再使用蒸镀、旋涂加热的方式在上面覆盖一层介电层，最后通过旋涂加热的工艺覆盖一层疏水层。此外，也可以在玻璃基板和金属电极基础上，使用覆膜工艺得到可重复利用的数字微流控芯片，每次只需要更换介电层薄膜和疏水层。除玻璃基板外，还可以利用印制电路板(PCB)工艺得到芯片基底，再对基底进行覆膜得到所需的数字微流控芯片。
[0004]相比于前两种方法，PCB工艺简单，且可大规模批量生产，能极大地降低成产成本。
[0005]但现有基于PCB工艺的数字微流控芯片需要进行覆膜，这不得不面临覆膜所带来的问题。首先，PCB覆膜过程非常繁琐，且对覆膜环境以及所用薄膜的洁净程度要求较高，通常需要在洁净间内使用异丙醇等物质对薄膜进行清洗，再进行覆膜。其次，由于介电层薄膜过薄(一般要求在10微米以下)，因此在覆膜过程中难以避免静电带来的问题，薄膜很容易吸附在一起，形成褶皱，影响液滴移动。覆膜完成后，多余的薄膜材料又会与静电结合，影响芯片制备环境的洁净度。并且，基于现有的覆膜方法，不论是抽真空还是使用油覆膜，都会使薄膜紧密地贴合在芯片表面，对于PCB芯片而言，电极之间的间隙以及电极中心的过孔都会严重阻碍液滴在芯片上的移动。
[0006]综上所述，探索一种不需要覆膜工艺的PCB数字微流控芯片则成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种新型数字微流控芯片及其制备方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种新型数字微流控芯片的制备方法，包括：
[0010]采用填充材料填充PCB基板中的过孔；
[0011]压合过孔中填充有填充材料的PCB基板，使填充后的过孔表面与所述PCB基板的表面齐平；
[0012]在压合后的所述PCB基板上覆铜并刻蚀电极和线路，然后，依次制备阻焊层和第二
疏水层，得到下极板；
[0013]在玻璃基板上依次制备导电层和第一疏水层得到上极板；
[0014]采用导电胶带粘合所述下极板和所述上极板，得到数字微流控芯片。
[0015]优选地，采用树脂或铝片作为填充材料填充PCB基板中的过孔。
[0016]优选地，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；
[0017]采用阻焊层的制备材料作为填充材料填充所述第一过孔；
[0018]所述第一过孔和所述第二过孔通过隐层导线连接。
[0019]优选地，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；
[0020]采用树脂或铝片作为填充材料填充所述第一过孔；
[0021]所述第一过孔和所述第二过孔通过隐层导线连接。
[0022]优选地，所述导电层的制备材料为氧化铟锡。
[0023]一种新型数字微流控芯片，采用上述提供的新型数字微流控芯片的制备方法制备得到；所述新型数字微流控芯片包括：上极板和下极板；所述上极板和所述下极板采用导电胶带连接；
[0024]所述下极板包括：PCB基板、驱动电极、阻焊层、第二疏水层和接地电极；所述PCB基板上设置有过孔结构；所述过孔结构中的第一过孔采用填充材料填充；所述驱动电极设置在所述第一过孔上；所述阻焊层覆盖在所述驱动电极上；所述接地电极设置在所述阻焊层的两侧；所述第二疏水层覆盖在所述阻焊层上；
[0025]所述上极板包括：玻璃基板、导电层和第一疏水层；所述导电层附着在所述玻璃基板上；所述第一疏水层覆盖在所述导电层上；采用导电胶带粘合所述第一疏水层与所述第二疏水层。
[0026]优选地，所述PCB基板为多层结构时，所述过孔结构还包括：第二过孔；所述第一过孔和所述第二过孔采用隐层导线连接。
[0027]优选地，所述第一过孔采用填充材料填充。
[0028]优选地，当所述PCB板为单层结构时，所述第一过孔的填充材料为树脂或铝片。
[0029]优选地，当所述PCB板为多层结构时，所述第一过孔的填充材料为阻焊层材料、树脂或铝片。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供的新型数字微流控芯片及其制备方法，以简化DMF芯片制作难度和降低芯片制作成本为目的，使用PCB加工工艺中的阻焊层来作为数字微流控芯片的介电层，后续只需要制备疏水层，省去了给PCB基板覆膜的工艺，从而达到避免上述PCB芯片覆膜问题的目的。并且，将PCB板上的过孔进行填充，能够形成驱动液滴移动的介电泳力或介电润湿力，以消除液滴在芯片上移动的阻力。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例一提供的新型数字微流控芯片的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例二提供的新型数字微流控芯片的结构示意图；
[0035]图3为本专利技术实施例三提供的新型数字微流控芯片的结构示意图；
[0036]符号说明：
[0037]1‑
玻璃基板，2
‑
氧化铟锡层，3
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第一疏水层，4
‑
导电胶带，5
‑
第二疏水层，6
‑
阻焊层，7
‑
接地电极，8
‑
第一过孔，9
‑
驱动电极，10
‑
PCB基板，11
‑
第二过孔，12
‑
隐层导线。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]以简化DMF芯片制作难度和降低芯片制作成本为目的，本专利技术提出一种新型数字微流控芯片及其制备方法。由于PCB加工工艺中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型数字微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括：采用填充材料填充PCB基板中的过孔；压合过孔中填充有填充材料的PCB基板，使填充后的过孔表面与所述PCB基板的表面齐平；在压合后的所述PCB基板上覆铜并刻蚀电极和线路，然后，依次制备阻焊层和第二疏水层，得到下极板；在玻璃基板上依次制备导电层和第一疏水层得到上极板；采用导电胶带粘合所述下极板和所述上极板，得到数字微流控芯片。2.根据权利要求1所述的新型数字微流控芯片的制备方法，其特征在于，采用树脂或铝片作为填充材料填充PCB基板中的过孔。3.根据权利要求1所述的新型数字微流控芯片的制备方法，其特征在于，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；采用阻焊层的制备材料作为填充材料填充所述第一过孔；所述第一过孔和所述第二过孔通过隐层导线连接。4.根据权利要求1所述的新型数字微流控芯片的制备方法，其特征在于，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；采用树脂或铝片作为填充材料填充所述第一过孔；所述第一过孔和所述第二过孔通过隐层导线连接。5.根据权利要求1所述的新型数字微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述导电层的制备材料为氧化铟锡。6.一种新型数字微流控芯片，其特征在于，采用如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张帅龙，李恭，李凤刚，杨帆，胡汉奇，赵逊昊，杜诗琪，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：