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专利号: 2023117288759
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于微流控芯片的三电极微流体介电测量系统,其特征在于:该系统包括微流道层、上导电玻璃和下导电玻璃;

所述上导电玻璃和下导电玻璃分别位于微流道层两侧,上导电玻璃和下导电玻璃的导电面均朝向微流道层进行键合;

所述上导电玻璃的导电面刻蚀制作三电极中的高压电极;

所述下导电玻璃的导电面刻蚀三电极中的低压电极和屏蔽电极;

三电极中的高压电极、低压电极和屏蔽电极均与微流道接触;

所述上导电玻璃和下导电玻璃为透明的氧化铟锡导电玻璃;

所述上导电玻璃设有高压电极图案的掩膜;所述下导电玻璃设有低压电极图案、屏蔽电极图案的掩膜。

2.用于微流控芯片的三电极微流体介电测量系统的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1首先,将具有微型三电极系统的微流控芯片分为三层,各层分别制备完成后,再进行键合封装;微流控芯片中间层为采用聚二甲基硅氧烷PDMS制成的微流道层,微流道层的上层、下层均为两块导电玻璃层,两层导电玻璃的导电面均朝向微流道层进行键合;在上导电玻璃上的导电面刻蚀制作三电极中的高压电极;在下导电玻璃的导电面刻蚀三电极中的低压电极、屏蔽电极;三电极均和微流道接触;

S2根据所需制备的微流控芯片的长宽尺寸,从导电玻璃上,划制两块相应大小的玻璃作为微流控芯片的上底面和下底面;

S3采用物理擦拭法对S2划取的上底面和下底面进行清洗,使用丙酮和酒精棉球依次擦拭上底面和下底面的导电面;使用去离子水冲洗导电面,并放入85℃热板上烘烤以去除表面的水分,提升表面对光刻胶的附着力;

S4对于上导电玻璃,制作高压电极图案的掩膜;对于下导电玻璃,制作低压电极图案和屏蔽电极图案的掩膜;

S5采用旋涂方法,在上导电玻璃的导电面和下导电玻璃的导电面分别涂覆BP‑212正性光刻胶;

S6将S5涂胶处理后的上导电玻璃和下导电玻璃,分别置于紫外曝光机上,使用S4制备的掩膜图案,分别对上导电玻璃和下导电玻璃表面的光刻胶进行接触曝光,使光刻胶受到照射的地方发生化学反应,改变光刻胶在显影液中的溶解度;

S7将曝光后的上导电玻璃、下导电玻璃在NaOH溶液中显影,去除微电极部分以外的光刻胶,使需要刻蚀的部分暴露出来;

S8将上导电玻璃和下导电玻璃置于85℃热板上后烘30min,以去除显影后残留的溶剂和水分,使胶膜完全固化,同时加强胶膜与基片的粘结防止腐蚀时脱落;

S9采用HCl、HNO3或HF溶液对S8处理后的上导电玻璃和下导电玻璃进行腐蚀,使上导电玻璃和下导电玻璃的导电面仅留下粘附光刻胶的电极图案;

S10去除电极图案表面的光刻胶,得到分别仅含有电极图案的上导电玻璃和下导电玻璃;

S11将制备PDMS所需的主剂与固化剂以质量比10:1均匀混合于玻璃器皿中,并充分搅拌,并采用真空排气处理;

S12裁剪制作和微流道层大小相同的硅片模具,采用无水乙醇清洗模具表面并烘干;采用DUPONOLWAQ 5%的异丙醇溶液作为脱模剂喷涂于模具表面;用甩胶机在硅片模具表面旋涂PDMS;旋涂结束后,放入100℃的真空干燥箱中进行固化并脱模,制备得到PDMS薄膜;通过控制旋涂工艺参数制备得到不同厚度和不同硬度的PDMS薄膜;

S13采用紫外激光切割机,在S12制备得到的PDMS薄膜上切割出所需的微流道结构;

S14将上导电玻璃、下导电玻璃和PDMS薄膜一同置入等离子清洗机中,打开等离子清洗机清洗3min;清洗结束后,取出并准备键合;

S15将上导电玻璃和微流道层置于显微镜下,并调整显微镜的焦距和视距,将上电极和微流道的中轴线对准,随后将微流道层与上导电玻璃缓慢贴合,完成键合;同理,将下导电玻璃和微流道层进行键合;

S16按压已键合好的微流控芯片,确保扣合,将微流控芯片封装成一体;

所述旋涂工艺参数包括旋涂速度、旋涂加速度、旋涂时间、真空干燥温度和真空干燥时间;

所述S16之后还包括;将微流控芯片整体置入恒温烤箱中,设置温度为85℃,烘烤

15min,加快微流控芯片封装。