[发明专利]一种新型数字微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型数字微流控芯片及其制备方法，属于数字微流控与MEMS技术的交叉领域。本发明以简化DMF芯片制作难度和降低芯片制作成本为目的，使用PCB加工工艺中的阻焊层来作为数字微流控芯片的介电层，后续只需要制备疏水层，省去了给PCB基板覆膜的工艺，从而达到避免上述PCB芯片覆膜问题的目的。并且，将PCB板上的过孔进行填充，能够形成驱动液滴移动的介电泳力或介电润湿力，以消除液滴在芯片上移动的阻力。

技术领域

本发明涉及数字微流控与MEMS技术的交叉领域，特别是涉及一种新型数字微流控芯片及其制备方法。

背景技术

数字微流控技术(DMF)，又称为微液滴技术，可以在一张芯片上对多个微液滴进行并行控制，以此实现平时在专业实验室内才能完成的工作。与在专业实验室中进行操作的传统方法相比，数字微流控技术在保证实验准确可靠的前提下，具有便携、易于操作、使用门槛低等不可被替代的优势。它能够极大地提高检测效率，降低各方面成本。因此，从数字微流控技术问世以来就得到了人们的广泛关注。

微流控芯片是实现DMF的核心元件，其类型多种多样。如使用光刻工艺在玻璃基板上制备金属电极，再使用蒸镀、旋涂加热的方式在上面覆盖一层介电层，最后通过旋涂加热的工艺覆盖一层疏水层。此外，也可以在玻璃基板和金属电极基础上，使用覆膜工艺得到可重复利用的数字微流控芯片，每次只需要更换介电层薄膜和疏水层。除玻璃基板外，还可以利用印制电路板(PCB)工艺得到芯片基底，再对基底进行覆膜得到所需的数字微流控芯片。

相比于前两种方法，PCB工艺简单，且可大规模批量生产，能极大地降低成产成本。

但现有基于PCB工艺的数字微流控芯片需要进行覆膜，这不得不面临覆膜所带来的问题。首先，PCB覆膜过程非常繁琐，且对覆膜环境以及所用薄膜的洁净程度要求较高，通常需要在洁净间内使用异丙醇等物质对薄膜进行清洗，再进行覆膜。其次，由于介电层薄膜过薄(一般要求在10微米以下)，因此在覆膜过程中难以避免静电带来的问题，薄膜很容易吸附在一起，形成褶皱，影响液滴移动。覆膜完成后，多余的薄膜材料又会与静电结合，影响芯片制备环境的洁净度。并且，基于现有的覆膜方法，不论是抽真空还是使用油覆膜，都会使薄膜紧密地贴合在芯片表面，对于PCB芯片而言，电极之间的间隙以及电极中心的过孔都会严重阻碍液滴在芯片上的移动。

综上所述，探索一种不需要覆膜工艺的PCB数字微流控芯片则成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种新型数字微流控芯片及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种新型数字微流控芯片的制备方法，包括：

采用填充材料填充PCB基板中的过孔；

压合过孔中填充有填充材料的PCB基板，使填充后的过孔表面与所述PCB基板的表面齐平；

在压合后的所述PCB基板上覆铜并刻蚀电极和线路，然后，依次制备阻焊层和第二疏水层，得到下极板；

在玻璃基板上依次制备导电层和第一疏水层得到上极板；

采用导电胶带粘合所述下极板和所述上极板，得到数字微流控芯片。

优选地，采用树脂或铝片作为填充材料填充PCB基板中的过孔。

优选地，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；

采用阻焊层的制备材料作为填充材料填充所述第一过孔；

所述第一过孔和所述第二过孔通过隐层导线连接。

优选地，采用多层PCB技术，制备得到第一过孔和第二过孔；

采用树脂或铝片作为填充材料填充所述第一过孔；