[發明專利]一種三維電極裝置及其加工工藝

在審

• 申請號: 202110153234.X
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112798672A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳智博
• 申請（專利權）人: 陳智博
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 高小艷

1.一種三維電極裝置，包括電極基板(1)、屏蔽層(4)、平行獨立電極層(5)、垂直狀電極(6)與頂部平面電極(7)，其特征在于：所述電極基板(1)由一個屏蔽層(4)與兩個平行獨立電極層(5)組成，所述平行獨立電極層(5)上長有同組電極的垂直狀電極(6)，同組所述平行獨立電極層(5)與垂直狀電極(6)均與電極基板(1)部分電路導通，兩個所述平行獨立電極層(5)及其連接的垂直狀電極(6)，且相互獨立與不相連，所述垂直狀電極(6)的頂部延展出一個頂部平面電極(7)。

2.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：相鄰所述平行獨立電極層(5)、垂直狀電極(6)與頂部平面電極(7)共同形成第一電極(2)，在二電極應用領域中包含有第一電極(2)與第二電極(3)，所述第一電極(2)與第二電極(3)具有相同結構，但兩者之間相互獨立。

3.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述電極可配置為多電極，即包含有第一電極(2)和第二電極(3)外，還包含多個額外電極(8)，額外電極(8)與第一電極(2)具有相同結構，但電極間互相獨立。

4.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述電極材料采用硬性或柔性導電材料，電極硬質隔離材料可以是硅、樹脂、玻璃、纖維、空氣與絕緣聚合物材料等，電極柔性隔離材料可以是硅膠、橡膠、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酯、聚烯烴、酰胺與苯乙烯等。

5.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述該空間電極整體厚度不超過5mm，所述電極的有效電極外表面積不超過400mm²。

6.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述屏蔽層(4)可配置于所有電極的底部或頂部其中一個位置，也可以配置同時配置在電極的底部和頂部，部分屏蔽層(4)可貫穿電極層形成包圍狀態。

7.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述頂部平面電極(7)為液體主要接觸對象。

8.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述該裝置的表面層圖案，可以是多邊形，規則圖形、非規則圖形，也可以是規則圖形與非規則圖形的混合。

9.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述該裝置其電極的信號使用可統一使用或者單獨使用，所述該裝置是一個表貼元件，所述該裝置的電極基板(1)，可以局部鏤空。

10.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置，其特征在于：所述平行獨立電極層(5)、垂直狀電極(6)和頂部平面電極(7)可以是單一導電材料，也可以由多層導電材料組成。

11.根據權利要求1所述的一種三維電極裝置的加工工藝，其特征在于：其操作步驟為：

第一種為在硅晶圓上的加工工藝；

在晶圓上沉積并刻蝕出帶有特定圖案的金屬導體層作為屏蔽層(4)，之后在上面沉積并刻蝕出帶有特定圖案的電極基板(1)；完成后重復第一步，沉積并刻蝕第一個平行獨立電極層，沉積刻蝕電極基板(1)，再次沉積刻蝕出第二個平行獨立層(5)和第一個垂直狀電極(6)；多次重復此步驟，最后完成第一平行獨立電極層(5)、第一垂直狀電極(6)、第二平行獨立電極層(5)、第二垂直狀電極(6)和所有電極基板(1)；完成基礎結構加工后，在表面進行頂部平面電極(7)的沉積與刻蝕。

第二種加工工藝為軟性加工工藝；

首先在已有的硅膠基底層上印刷柔性導電材料層，固化后使兩者強粘結，形成屏蔽層(4)；然后再印刷一層帶有圖案的硅膠，并在此固化形成隔離層，即電極基板(1)；繼續印刷柔性導電材料并固化，形成第一平行獨立層(5)；重復硅膠和柔性導電材料層的印刷，形成第二平行獨立電極層(5)和第一垂直狀電極(6)，最后印刷帶有圖案的硅膠材料并固化，最后印刷柔性導體材料形成第二垂直狀電極(6)和頂部平面電極層(7)，完成該三維電極結構。

12.根據權利要求10所述的一種三維電極裝置的加工工藝，其特征在于：所述立體結構可兼容使用電路板加工工藝和三維打印加工工藝等。