一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法技术

本发明专利技术提供了一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，具体采用薄膜化加工方法在所述基板正面修饰Pad点，包括工作电极、参比电极、辅助电极和电解池，基板正面、背面还修饰有作为接触点位的金手指，部分金手指和Pad点通过引线对应相连；另

【技术实现步骤摘要】
一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法


[0001]本专利技术属于生物传感器领域，具体涉及一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法。

技术介绍

[0002]随着医学检测体外诊断(IVD)技术的发展，对于医学检测指标要求精准化的同时，还提出了希望微电极的加工成本大幅度下降的要求。在此市场需求下，需要开发一种工艺，借助现有的电子产业中线路板(PCB)加工工艺实现对于传统电化学三电极进行改造，将原有杆状的玻璃电极实现薄膜化加工，实现体外诊断医学检测传感器的薄膜化，成本降低和批量化稳定加工。
[0003]传统电解池电极尺寸大，含有工作电极，参比电极和辅助电极体积非常大，无法将其实现多参数检测的同时，体积缩小，成本降低，满足体外诊断的市场需求。
[0004]对于传统的电化学检测电解池，工作电极采用PTFE保护下的玻璃碳电极，外端引线采用铜柱表面镀金；辅助电极采用聚四氟乙烯(PTFE)保护下的铂片电极，外端引线采用铜柱表面镀金；参比电极采用玻璃管包裹下的填充氯化钾(KCl)溶液的银/氯化银的玻璃电极，外端引线采用铜柱表面镀金；电解池采用玻璃电解池，上面盖有PTFE盖子。
[0005]综上所述，传统的电解池无法实现尺寸变小，成本降低的方法。严重影响其在IVD体外诊断中的应用。
[0006]因此，为了解决上述问题，本专利技术旨在采用PCB加工工学，将传统结构进行薄膜化设计加工。其中涉及五个方面，具体为工作电极薄膜化，参比电极薄膜化加工，辅助电极薄膜化加工，电解池薄膜化加工和引线端子薄膜化设计。通过以上技术方案可实现PCB加工，实现加工成本降低和批量化生产加工，从而实现在医学体外诊断、环境监测、安全监测等领域的电化学分子快速检测。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法。
[0008]本专利技术的目的是提供一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，具体采用薄膜化加工方法在所述基板正面修饰Pad点，包括工作电极、参比电极、辅助电极和电解池，基板正面、背面还修饰有作为接触点位的金手指，部分金手指和Pad点通过引线对应相连；另一部分Pad点相连位置设置有导通通孔，通过引线与基板背面的金手指对应相连。
[0009]Pad点电极表面依次修饰有铜层，镍层和软金层，其上还可以修饰铂金层或银/氯化银修饰层。
[0010]进一步，铜层厚度大于17.5μm，镍层厚度大于3.0μm，软金层厚度大于1.0μm，铂金层厚度大于0.5μm。
[0011]金手指和引线表面依次修饰有铜层，化镍层和化金层。
[0012]进一步，铜层厚度大于17.5μm，化镍层厚度大于3.0μm，化金层厚度大于0.05μm。
[0013]进一步，工作电极的薄膜化加工方法具体为：将铜箔蚀刻出Pad点电极，铜面上选择性依次电镀镍、电镀金；与工作电极相连的引线与其连接的接触点位采用PCB端子的金手指技术ENIG加工，化学镀镍，浸金加工。
[0014]进一步，参比电极的薄膜化加工方法具体为：将铜箔蚀刻出Pad点电极，铜面上选择性依次电镀镍、电镀金，点胶银/氯化银电子浆料；与参比电极相连的引线与其连接的接触点位采用PCB端子的金手指技术ENIG加工，化学镀镍，浸金加工。
[0015]进一步，辅助电极的薄膜化加工方法具体为：将铜箔蚀刻出Pad点电极，铜面上选择性依次电镀镍、电镀金和/或电镀铂；与辅助电极相连的引线与其连接的接触点位采用PCB端子的金手指技术ENIG加工，化学镀镍，浸金加工。
[0016]进一步，采用单层或多层的阻焊油墨在Pad点电极周边加工，形成高度为1～100μm的单层或者多层微电极电解池，确保电解池的溶液体积稳定。
[0017]如附图1和附图2所示，为薄膜化微电极集成传感芯片正面和背面示意图。芯片采用基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法制备，其基板正面设置有薄膜化微电极和接触点位、基板背面设置有接触点位，其中微电极为金属Pad点，接触点位为金手指，其中部分Pad点与部分金手指通过金属引线对应相连，另一部分Pad点相连位置设置有导通孔，通过芯片基板背面的金属引线与对应金手指相连。
[0018]本专利技术的另一目的是提供一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法制备的薄膜化微电极集成传感芯片在生化分子检测中的应用。
[0019]如附图3所示，为薄膜化微电极集成传感芯片检测铁氰化钾的电化学曲线。从图中可看出，铁氰化钾浓度分别为10mM和20mM，其循环伏安CV曲线线型良好，说明微电极对于不同浓度的铁氰化钾具有良好的电化学响应性能。
[0020]如附图4和附图5所示，为薄膜化微电极集成传感芯片检测pH值与电位之间的线性关系。从图中可看出，检测溶液pH值控制在4.0～9.0之间，采用微电极检测其开位电路，开路电位在10s内就达到稳定值，并且在50s的测试时间范围内，响应曲线趋于稳定，表明本专利技术制备的薄膜化微电极对氢离子具有良好的响应性能。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术采用印制线路板PCB工艺制备薄膜化微电极集成传感芯片，具体包括工作电极薄膜化、参比电极薄膜化、辅助电极薄膜化、电解池薄膜化和引线端子薄膜化，实现加工成本降低和批量化生产加工，从而实现了在医学体外诊断，环境监测，安全监测等领域的电化学分子快速检测。
[0023](2)本专利技术通过薄膜化微电极和薄膜化引线端子，通过引线连接和导通孔连接等不同方式将多个薄膜化微电极和薄膜化金手指相连，大幅节省了芯片面积，实现了微电极集成化目的，简化了微电极与金属引脚的连接线路结构设计，降低了加工难度与成本。
[0024](3)本专利技术将三电极体系设置为五个或以上的微电极集成，并且多个工作电极中可任意选取一颗以上电极设置为校准电极，实现了微电极集成芯片自校准功能的实现，同时作为校准电极的工作电极也可用于某种目标物的单独检测，在一次性同时检测多个指标的基础上，大幅增加了芯片稳定性与灵敏度，同时通过印刷防焊油墨封闭薄膜化微电极边
缘，并在其表面构筑微型电解池，仿佛检测溶液溢出，避免了检测过程中不同检测位点相互干扰，保证了电极灵敏的准确性。
附图说明
[0025]利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它附图。
[0026]图1是薄膜化微电极集成传感芯片正面示意图；
[0027]图2是薄膜化微电极集成传感芯片背面示意图；
[0028]图3是薄膜化微电极集成传感芯片检测铁氰化钾的电化学曲线；
[0029]图4是薄膜化微电极集成传感芯片检测pH值与电位之间的线性关系；
[0030]图5是薄膜化微电极集成传感芯片检测pH值与电位之间的线性关系。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，结合以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，采用薄膜化加工方法在所述基板正面修饰Pad点，包括工作电极、参比电极、辅助电极和电解池，所述基板正面、背面还修饰有作为接触点位的金手指，部分所述金手指和部分所述Pad点通过引线对应相连；另一部分所述Pad点相连位置设置有导通通孔，通过引线与所述基板背面的金手指对应相连。2.根据权利要求1所述的一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，所述Pad点电极表面依次修饰有铜层，镍层和软金层，其上还可以修饰铂金层或银/氯化银修饰层。3.根据权利要求2所述的一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，所述铜层厚度大于17.5μm，所述镍层厚度大于3.0μm，所述软金层厚度大于1.0μm，所述铂金层厚度大于0.5μm。4.根据权利要求1所述的一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，所述金手指和所述引线表面依次修饰有铜层，化镍层和化金层。5.根据权利要求4所述的一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，所述铜层厚度大于17.5μm，所述化镍层厚度大于3.0μm，所述化金层厚度大于0.05μm。6.根据权利要求1所述的一种基于印制线路板制程工艺的微电极薄膜化加工方法，其特征在于，所述工作电极的薄膜化加工方法具体为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡保帅，崔皓博，
申请(专利权)人：广州钰芯传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：