[發明專利]集成厚度可控絕緣層的非接觸電導檢測微芯片制作方法

有效

• 申請號: 201210132614.6
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102641759A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 劉軍山;徐飛;劉沖;徐征;杜立群;王立鼎
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于微流控芯片技術領域，涉及一種采用非接觸電導檢測的微流控芯片的制作方法，應用在生命科學、醫學、分析化學等領域。

背景技術

微流控芯片技術是目前迅速發展的高新技術和多學科交叉科技前沿領域之一，是未來生命科學、化學科學與信息科學發展的重要技術平臺。微流控芯片在微型化、集成化和便攜化方面的優勢為其在生物醫學、藥物合成篩選、環境監測與保護、衛生檢疫、司法鑒定、生物戰劑的偵檢等眾多領域的應用提供了極為廣闊的前景。微流控芯片的檢測有光學、電化學、質譜等多種方法，其中非接觸電導檢測是電化學檢測方法的一種。由于非接觸電導檢測是一種簡單、通用性好的檢測方法，因此已被廣泛應用到微流控芯片中。非接觸電導檢測需要微流控芯片上的檢測電極與微溝道中的待測液體之間有一個絕緣層。相關研究已證明絕緣層的厚度是影響檢測靈敏度的一個主要因素，通常厚度越薄檢測靈敏度越高。目前已報道的微流控芯片上的絕緣層主要是商品化的薄玻璃或者是聚合物薄膜，微流控芯片研制者無法精確控制這種絕緣層的厚度。而且，玻璃和聚合物薄膜生產廠家也很難將其厚度做的非常薄，目前已報道的這種絕緣層厚度最薄的也只有50μm。

發明內容

本發明克服了現有的芯片上的絕緣層厚度不可控的問題，提供一種簡單的絕緣層厚度可控的非接觸電導檢測微流控芯片的制作方法。本發明提出的微流控芯片制作方法，采用的是標準的半導體工藝與微澆注工藝相結合，芯片上的絕緣層厚度可以精確控制到亞微米量級。

本發明采用的技術方案是：

一種集成厚度可控絕緣層的非接觸電導檢測微芯片制作方法，首先基于標準的半導體工藝在玻璃基片上制作出非接觸電導檢測的檢測電極，接著在檢測電極的焊盤上固定上金屬導線，然后利用勻膠機將聚二甲基硅氧烷(PDMS)和甲苯的混合物均勻涂在玻璃基片上形成一層PDMS絕緣層，通過調整PDMS和甲苯的體積配比以及勻膠機的轉數，便可以精確控制PDMS絕緣層的厚度，最后再在PDMS絕緣層的上表面鍵合一片帶有微溝道的PDMS便完成了整個微芯片的制作；

制作方法如下：

(1)利用紫外光刻和剝離工藝在玻璃載片上制作出鉑微電極。

(2)利用導電銀漿，在鉑微電極的焊盤上固定上銅導線，加熱烘干。

(3)將PDMS和甲苯均勻混合、排除氣泡后，將其旋涂在步驟(2)得到的玻璃載片上，然后再次加熱烘干；通過調整PDMS和甲苯的質量配比以及勻膠機的轉數，便可以精確控制PDMS絕緣層的厚度。

(4)將步驟(3)得到的玻璃載片和一片利用微澆注工藝制作出的帶有微溝道的PDMS一起放入等離子體清洗機中，進行PDMS的氧氣等離子體表面改性；表面改性結束后，將該玻璃載片和帶有微溝道的PDMS對準、接觸、輕壓后鍵合到一起，便得到了非接觸電導檢測微芯片。

目前已報道的用于非接觸檢測的微流控芯片上的絕緣層主要是商品化的薄玻璃或者是聚合物薄膜，微流控芯片研制者無法精確控制這種絕緣層的厚度。而且，玻璃和聚合物薄膜生產廠家也很難將其厚度做的非常薄，目前已報道的這種絕緣層厚度最薄的也只有50μm。本發明不需要額外購買昂貴設備，整個制作過程簡單，成本低，利用對PDMS材料與甲苯溶液比例的改變以及勻膠機轉速的變化，實現微流控芯片上的PDMS絕緣層厚度的精確控制，厚度最薄可以到達0.6μm。

附圖說明

圖1是白金電極制作工藝流程圖。

圖2是白金電極制作示意圖。

圖3是利用導電膠粘接銅引線示意圖。

圖4是旋涂PDMS絕緣層示意圖。

圖5是利用軟光刻方法在硅模具上澆注PDMS微通道片示意圖。

圖6是經過氧離子改性后，電極片與微通道片鍵合后的芯片示意圖。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細說明本發明的實施方式。

實施例1