一种具有立体电极的微流控芯片制造技术

本技术公开了一种具有立体电极的微流控芯片，包括封合片及结构片。其中，结构片包含基材层、通道层和电极导引层；通道层及电极导引层分别位于基材层的上下两面；立体电极位于通道层中微通道的中央，其通过穿透基材层的电极导孔同另外一面电极导引层上的相应电极导线相连接。本技术的微流控芯片保证了在纵向方向上具有均匀的电场分布，能够更为灵敏和有效的对流体进行传感与控制；同时，立体电极与芯片可采用成熟集成电路工艺同步制作，大大简化了微流控领域中立体电极的制作难度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程，特别是微加工和微流控芯片。

技术介绍

1、目前大多数微流控芯片中，所使用的电极多为平面电极，即在平面基底上通过传统微加工技术如光刻、溅射、蚀刻等多步工艺完成适合于微流控体系使用的二维微小电极。另外，电极与微流控芯片需要分开制作，即先将电极制作在基底上，随后再覆盖或制作通道结构，并进行键合、封装以形成完整的微流控芯片。通常微流控芯片用于输送或储存流体的微通道或微腔室与平面电极方向交叉并覆盖其上，平面电极仅暴露于微通道内的部分接触流体，因此，其实际有效面积只有底部的部分二维平面，在纵向上电极的作用范围受到电场的限制，在三维微流控通道剖面上是非均匀分布的，造成电场作用无法触及整个流体截面。另外，由于电极往往需要单独的工序进行制作，整个微流控芯片的加工与集成步骤较为繁琐耗时；同时，制作电极所采用的精密光刻及金属溅射等也依赖于特定设备，因此，传统的微流控芯片电极加工及集成方式存在诸多弊端，大规模的工业化应用受到限制。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种具有立体电极的微流控芯片，实现通道内纵向截面的均匀电场作用，从而实现对微流体的灵敏控制或传感。本技术的具体技术方案如下：

2、一种具有立体电极的微流控芯片，其特征在于，包括封合片及结构片；其中，所述结构片包含基材层以及分设于所述基材层上下两面的通道层和电极导引层，所述结构片由所述封合片予以封闭；

3、所述通道层具有微通道，所述基材层具有电极导孔；

4、所述立体电极位于所述微通道中，并穿过所述电极导孔与所述电极导引层的电极导线连接。

5、上述具有立体电极的微流控芯片制备工艺流程如下：

6、(1)通过集成电路制造技术制备微通道及电极，包括双面铜基材的铜蚀刻或电镀工艺。微通道包括由铜蚀刻或电镀后形成的具有一定高度的区域结构；立体铜电极位于微通道的中间部位，其高度与通道高度基本一致；在与平整结构的封合底片进行封合后，形成闭合的通道用于输送流体。

7、(2)立体电极的顶部与封合片接触，其侧壁暴露于流体中形成空间立体形状的电极。

8、(3)立体电极的连接通过集成电路制作中的导孔工艺实现，即利用激光开孔在基材层形成贯通或半贯通的微孔，随后利用电镀工艺连接电极部分的铜层与基材另外一侧的铜层电路，从而实现电极电路的导通，继而连接至外部电路或电极控制设备。基材层另外一侧的电路导引层也通过铜蚀刻或电镀工艺进行加工，可以“手指”形式布局用以连接外部设备。

9、(4)电极导孔通过电镀铜或塞树脂的方式进行封闭，以防止液体泄露。

10、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

11、1、立体电极有效作用界面与微通道的截面平行，保证了在纵向方向上具有均匀的电场分布，能够更灵敏和有效地对流体进行传感与控制。

12、2、该立体电极与芯片可采用成熟集成电路工艺同步制作，大大简化了微流控领域中立体电极的制作难度。

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【技术保护点】

1.一种具有立体电极的微流控芯片，其特征在于，包括封合片及结构片；其中，所述结构片包含基材层以及分设于所述基材层上下两面的通道层和电极导引层，所述结构片由所述封合片予以封闭；

【技术特征摘要】

1.一种具有立体电极的微流控芯片，其特征在于，包括封合片及结构片；其中，所述结构片包含基...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾洪磊，朱忠明，沈冰清，孙建军，
申请(专利权)人：上海涛烜科学仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：