[發明專利]微流控芯片微電極工藝

在審

• 申請號: 201910077872.0
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109701674A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 鄧宇;張會寅;郭鐘寧;劉宇迅;郭磊;梁廣洋;王文兵
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;佛山市鉻維科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州知順知識產權代理事務所(普通合伙) 44401
• 代理人: 彭志堅

1.一種微流控芯片微電極工藝，其特征在于，包括如下步驟：

一、電極流道的設計與加工

PDMS微流控芯片基片上設有電極流道，PDMS微流控芯片基片上于電極的兩端需要加工兩個電極孔；

二、鍵合

將PDMS微流控芯片基片與蓋片鍵合形成微流控芯片；

三、電極灌注

將鍵合好的微流控芯片放到加熱板加熱到一定溫度，等待一定時間至芯片達到足夠使伍德合金熔化的溫度，然后將伍德合金加入微流控芯片電極孔中，伍德合金的直徑略大于孔徑，伍德合金熔化后，伍德合金會隨著金屬的進給而順著電極通道填充，對于其他彈性較差，灌注孔徑較大的伍德合金灌注，則需要添加密封機構。

2.根據權利要求1所述的微流控芯片微電極工藝，其特征在于，所述第一步包括如下步驟：

(1)芯片模具光刻掩膜板設計

光刻膠使用的是SU-8光刻膠，光刻膠掩膜板設計需要設計出流道及電極的邊界輪廓，設置流道外側為遮光區域，流道的內側為透光區域；

(2)光刻膠旋涂

以單面拋光硅片為基底材料，以拋光面向上，用定位器將硅片對中放置在旋涂機吸盤上，倒上適量SU-8光刻膠，以一定轉速旋涂一定時間，使得光刻膠以一定厚度覆蓋在硅片上；

(3)光刻

光刻掩膜板透光區域即流體流道和電極區域會有紫外光透過，硅片基底上的SU-8光刻膠感光發生交聯反應，未遮光部分即流道區域以及電極區域外，紫外光無法透過掩膜板遮光區域，硅片基底上的SU-8光刻膠沒有發生反應。

(4)顯影

用有機溶劑PGMEA將未發生反應的SU-8光刻膠溶解，而發生交聯反應的SU-8光刻膠在有機溶劑PGMEA中不會發生溶解，通過上述步驟二維圖形變成有一定高度的三維立體，光刻顯影后形成的圖案可作PDMS反拷的微模具；

(5)PDMS軟刻蝕

PDMS在固化之前是透明粘性液體，PDMS與固化劑以10：1的比例均勻混合，倒在封邊的微模具上抽真空，待氣泡完全消除后，加熱到一定溫度保持一定時間，PDMS即可完成固化，固化后的PDMS彈性較好，且柔軟的固體，脫模即可獲得反拷微模具圖案的PDMS微流控芯片基片；

(6)打孔

灌注伍德合金需要在電極兩端分別打孔，分別用于伍德合金的加入和氣體的排除，流體的入口與出口都需要打預定大小的孔。

3.根據權利要求1所述的微流控芯片微電極工藝，其特征在于，所述第二步步驟中，將打完電極孔且帶有電極流道的PDMS微流控芯片基片以電極流道朝上的方式和清洗干凈的蓋片放到等離子清洗機以一定功率處理一定時間，以活化PDMS微流控芯片基片表面的基團，處理結束后，將PDMS微流控芯片基片帶有電極流道的一側與蓋片貼合在一起，通過這個過程PDMS微流控芯片基片與蓋片完成不可逆連接。

4.根據權利要求1所述的微流控芯片微電極工藝，其特征在于，所述蓋片采用玻璃、PDMS、PMMA或PC。

5.根據權利要求1所述的微流控芯片微電極工藝，其特征在于，所述第三步之后還包括第四步，第四步為電極端子連接，電極端子用于連接外部電源，完成電極灌注以后，保持溫度2-3min，電極兩端通孔的伍德合金會融化，這時可以將金屬端子插入電極兩端通孔，然后將微流控芯片從加熱板取下，自然冷卻到室溫。

6.根據權利要求2所述的微流控芯片微電極工藝，其特征在于，所述光刻/軟刻蝕加工采用機加工、注塑、激光加工、等離子刻蝕、化學腐蝕或3D打印代替。