[发明专利]植入式微型电渗流可控输药芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种植入式微型电渗流可控输药芯片，特征在于其构成包括主流道，在该主流道的两端各连接一个电渗驱动单元阵列。

2.根据权利要求1所述的植入式微型电渗流可控输药芯片，其特征在于，所述的电渗驱动单元阵列是由2个以上单一的驱动单元串连构成，每个电渗驱动单元的结构是对称的，在两端设有流体的入口和出口，所述的入口连接前方来流方向的主通道，所述的出口连接后方出流的主通道，所述的主通道和电渗驱动单元的截面形状均为矩形，在入口和出口处仿照圆形简扩管和简缩管呈45°夹角的流道宽度渐变区；所述的驱动单元的宽度大于主通道，以便具有更多的空间实现电渗驱动；在硅基驱动单元内部刻蚀出矩形分流道，在整个驱动单元内部刻蚀多个分流道以加强电渗流的强度；每个分流道的长度按照流道宽度渐变区的夹角设定，分流道之间的栅栏的两端与前后流道宽度渐变区的侧壁保持相同距离；所述的流道宽度渐变区的侧壁外侧实施离子注入，使那一部分的硅材料成为导体，离子注入区与单元内部被刻蚀的部分保持微小的距离，目的是利用二氧化硅绝缘离子注入区与驱动单元内部的电解质溶液。

3.根据权利要求1或2所述的植入式微型电渗流可控输药芯片，其特征在于，所述的主流道呈折叠状，主流道的长度由背压与流阻的平衡决定，经过理论推导计算出单一电渗驱动单元所产生的背压与一定截面形状主流道的沿程压力损失，并按照背压与总输出量的关系设定主流道的长度，以达到背压与流阻的平衡。

4.根据权利要求3所述的植入式微型电渗流可控输药芯片，其特征在于，所述的电渗驱动单元阵列是将单一驱动单元顺着主流道的方向排列，驱动单元之间，即前驱动单元的出口与后驱动单元的入口之间的距离不超过5um，所有驱动单元串联放置，在同一直线上的前后两驱动单元，连接电源正极的离子注入区应该以相同的方向指向连接负极的区域，同一直线上放置2个以上单一的驱动单元，形成阵列后连接主流道，不同直线上驱动单元按对齐的原则布置，间隔距离为一个单一驱动单元两个对称轴上较长的跨度。

5.权利要求4所述的植入式微型电渗流可控输药芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）把单晶硅两面抛光，在硅片的一面氧化成二氧化硅层，硅在芯片的另一面甩胶光刻，所述的单晶硅厚度≧16um；

（2）光刻芯片，形成4个深沟道；

（3）氧化上表面，形成的二氧化硅层厚度应大于1.5um，同时所述的4个深沟道也利用氧化层的形成而填满；

（4）刻蚀上表面氧化层，在被二氧化硅填满的深沟道之间刻蚀出一定宽度的缺口；

（5）对所述的缺口所对应区域进行离子注入；

（6）上表面抛光并将二氧化硅层留至1um厚；

（7）在上表面溅射铝，厚度≧1um，按照连接相同一个电极的布线方案刻蚀铝；

（8）在上表面生长二氧化硅层，抛光磨平；

（9）对连接相反电极的离子注入区进行刻蚀，溅射铝，按照布线方案刻蚀铝，铝层的平均厚度应大于4um；

（10）在上表面生长二氧化硅层，使二氧化硅层的厚度能将埋入的铝线全部包裹覆盖，并且在铝线周围二氧化硅层最薄处也能起到良好的绝缘效果；

（11）在芯片的另一面甩胶，光刻出六个分流道的光刻胶图形；

（12）深度光刻使形成六个分流道，除去光刻胶层，在上表面氧化形成二氧化硅层，最后封装整个芯片。

6.根据权利要求5所述的电渗流可控输药芯片加工方法，其特征在于，步骤（1）中余下的单晶硅厚度为≧16um，分流道的宽度为3um，间隔9um。

7.根据权利要求5所述的电渗流可控输药芯片加工方法，其特征在于，在步骤（3）中的二氧化硅层厚为≧1.5um，步骤（7）中溅射的铝层厚≧1um，步骤（9）中溅射的铝层平均厚度≧4um，在步骤（12）中的二氧化硅层厚为0.5 um。

8.根据权利要求5所述的电渗流可控输药芯片加工方法，其特征在于，步骤（5）中选取的注入离子为硼离子。

9.根据权利要求5所述的电渗流可控输药芯片加工方法，其特征在于，采用的封装材料为玻璃薄膜。