[发明专利]用于光纤传感器的多功能探测芯片及其制作方法与封装方法

权利要求书

1.用于光纤传感器的多功能探测芯片，其特征是，在硅片上刻蚀方形台阶(1)、样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)，所述方形台阶(1)固定在样品池(2)内，所述样品池(2)的两端分别与固定槽(3)连接，样品池(2)的一侧设置进液口(4)；样品池(2)的另一侧通过连接微通道(5)与第一圆形凹槽(6)连接；所述第二圆形凹槽(7)通过连接微通道(5)与第三圆形凹槽(8)连接。

2.基于权利要求1所述的用于光纤传感器的多功能探测芯片的制作方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在表面抛光的硅片上溅射一层铝掩膜；

步骤二、在步骤一所述的铝掩膜上进行涂胶、光刻样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)的图形，通过显影后获得样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)光刻胶层；

步骤三、采用磷酸腐蚀步骤二中未被光刻胶层保护的铝掩膜；然后去除步骤二获得的样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)和圆形凹槽(6)光刻胶层，获得硅片上带有样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)图形的铝掩膜层；

步骤四、在步骤三所述的铝掩模层的表面涂覆光刻胶、光刻方形台阶(1)、样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)和圆形凹槽(6)的图形，然后显影，获得带有方形台阶(1)、样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)的光刻胶层；

步骤五、采用步骤四获得的带有图形的光刻胶层作掩模，然后在ICP干法深刻蚀，获得方形台阶(1)；

步骤六、将步骤五去除掩模光刻胶后继续做干法深刻蚀，然后采用步骤三获得的铝掩膜层作掩模，获得样品池(2)、固定槽(3)、进液口(4)、连接微通道(5)、第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)；

步骤七、用磷酸腐蚀铝掩膜，获得探测芯片(9)。

3.基于权利要求1所述的用于光纤传感器的多功能探测芯片的封装方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：

步骤A、将PDMS液体浇铸在封装基片模具(10)上，然后将封装基片模具(10)进行加热固化；

步骤B、对步骤A进行加热固化后封装基片模具(10)冷却脱模，获得带有圆形微槽(12)的封装基片(13)，并在封装基片(13)上打孔，作为液体的进液孔(14)；

步骤C、将光纤(15)置于样品池(2)内的方形台阶(1)上，在固定槽(3)处添加PDMS液体，通过加热实现光纤(15)的固定；

步骤D、在探测芯片(9)上表面均匀涂覆PDMS液体，通过加热将封装基片(13)粘在探测芯片(9)上，然后将进液管(19)插在液体的进液孔(14)上，在所述液体的进液孔(14)与进液管(19)连接处加入PDMS液体，经加热固化后，完成芯片封装。

4.根据权利要求3所述的用于光纤传感器的多功能探测芯片的封装方法，其特征在于，所述探测芯片上的进液口(4)与液体的进液孔(14)对准。

5.根据权利要求3所述的用于光纤传感器的多功能探测芯片的封装方法，其特征在于，所述的探测芯片上的第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)与封装基片(13)上的第一圆形微槽(12-1)、第二圆形微槽(12-2)和第三圆形微槽(12-3)对准；所述探测芯片上的第一圆形凹槽(6)、第二圆形凹槽(7)和第三圆形凹槽(8)与封装基片(13)第一圆形微槽(12-1)、第二圆形微槽(12-2)和第三圆形微槽(12-3)对准后形成第一微腔(16)、第二微腔(17)和第三微腔(18)。

6.根据权利要求3所述的一种用于光纤传感器的多功能探测芯片的封装方法，其特征在于，步骤B所述然后将封装基片模具(10)进行加热固化是指：将浇铸PDMS液体后的封装基片模具(10)放在120度的热板上固化10分钟。