電化學(xué)檢測的PMMA集成毛細(xì)管電泳芯片制作工藝研究.pdf

1、本文對電化學(xué)檢測的PMMA集成毛細(xì)管電泳芯片制作工藝進(jìn)行了研究。主要的工作包括以下幾個部分： 1)對電化學(xué)檢測的集成毛細(xì)管電泳芯片的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。設(shè)計(jì)了芯片的基本結(jié)構(gòu)；對微流體的特性進(jìn)行了分析和模擬，研究了不同微管道圖形單元對微流體的影響；研究了雙電層EDL對微管道內(nèi)部電場分布的影響；研究了在外加驅(qū)動電壓下，微管道內(nèi)部電場分布的特點(diǎn)；獲得了較好的毛細(xì)管電泳電動進(jìn)樣控制方案。根據(jù)芯片檢測需求和實(shí)際加工工藝的特點(diǎn)，對

2、微流體管道進(jìn)行了幾何設(shè)計(jì)。最后設(shè)計(jì)了電化學(xué)檢測電極體系。 2)論文研究了基于SU8光刻膠和PMMA的毛細(xì)管電泳芯片樣機(jī)的加工制作方法。該方法通過直接光刻得到SU8光刻膠微管道，代替了批量化制作工藝中的UV-LIGA工藝。利用lift-off工藝制作了微電極、最后通過真空熱壓鍵合技術(shù)成功地進(jìn)行了芯片封裝。實(shí)現(xiàn)了快速制作高質(zhì)量電泳芯片樣機(jī)。 3)研究了芯片的批量化制作工藝方法。對UV-LIGA工藝中的光刻和微電鑄進(jìn)行了改進(jìn)和

3、優(yōu)化，并應(yīng)用于毛細(xì)管電泳芯片微管道的加工制作；利用lift-off技術(shù)制作了金薄膜微電極，實(shí)現(xiàn)了電極的制作和集成；利用PMMA表面改性鍵合技術(shù)對PMMA電泳芯片進(jìn)行了鍵合封裝，獲得了較高的鍵合強(qiáng)度，提高了芯片的封裝質(zhì)量。 4)論文研究了PMMA常規(guī)熱壓鍵合法，對常規(guī)熱壓鍵合中的溫度、壓力等因素對鍵合強(qiáng)度以及微細(xì)結(jié)構(gòu)圖形的影響進(jìn)行了深入的考察，優(yōu)化了鍵合工藝參數(shù)；另外針對PMMA熱壓鍵合法的鍵合強(qiáng)度不高的特點(diǎn)，發(fā)展了利用MMA對P