微流控芯片及其制造方法与流程

本公开一般涉及微流控领域(例如，计算机技术领域)，尤其涉及微流控芯片及其制造方法。

背景技术：

微流控芯片采用双层结构，两基板之间的盒厚在20－200μm左右，即高盒厚，所谓高盒厚是相对与lcd而言，lcd盒厚一般在3－5μm，如果微流控芯片盒厚3－5μm，那么液滴在上下基板间将被压成类似圆柱形，接触角较小，加电时无法产生较大的接触角变化，也就无法提供足够的驱动力驱动液滴移动，另外也会增加液滴与基板的摩擦阻力，也不利于液滴的驱动，故需要采用高盒厚结构。目前制作高盒厚的方法是在封框胶中参杂塑料球进行支撑，这种方法需要找到合适的塑料球尺寸，并且需要不同封框胶粘度进行匹配，对应不同盒厚需要不同直径的塑料球，而喷涂不同直径的塑料球需要采用不同直径的喷嘴，目前高盒厚塑料球和封框胶资源较少，材料价格较贵，而且涂覆不均容易产生基板脱落，粘附不上，或者盒厚不均一，影响液滴驱动效果。

技术实现要素：

本发明人的主要目的在于提供一种微流控芯片及其制造方法，不利用塑料球进行支撑，也无需采用特殊封框胶与塑料球进行匹配，只需普通lcd封框胶即可。

第一方面，提供一种微流控芯片，包括相对设置的第一基板和第二基板，包括：

第一基板的中心区域设置有第一凹部；

第一基板和第二基板之间设置有驱动单元，驱动单元用于驱动凹部中的液滴运动。

较佳地，第二基板为平面板。

较佳地，第二基板的中心区域设置有第二凹部，第一凹部在水平面的正投影和第二凹部在水平面的正投影重叠。

较佳地，第一凹部的底部上依次设置有地电极层和疏水层，第二基板与第一凹部对应的中心区域依次设置有驱动电极层、介质层和疏水层，驱动单元包括驱动电极层和地电极层。

较佳地，第一凹部的底部上依次设置有驱动电极层、介质层和疏水层，第二基板与第一凹部对应的中心区域依次设置有地电极层和疏水层，驱动单元包括驱动电极层和地电极层。

较佳地，第一凹部的底部上依次设置有地电极层和疏水层，第二凹部的底部依次设置有驱动电极层、介质层和疏水层，驱动单元包括驱动电极层和地电极层。

较佳地，第一凹部的底部上依次设置有驱动电极层、介质层和疏水层，第二凹部的底部依次设置有地电极层和疏水层，驱动单元包括驱动电极层和地电极层。

第二方面、提供一种微流控芯片的制造方法，微流控芯片包括相对设置的第一基板和第二基板，包括：

第一基板上沉积金属层；

金属层上形成光刻胶层；

图案化光刻胶层，去掉第一基板中心区域的光刻胶，保留周边区域的光刻胶；

刻蚀中心区域的金属层；

去掉周边区域的光刻胶；

刻蚀中心区域的第一基板，在第一基板上形成第一凹部。

较佳地，还包括：

第一凹部的底部上依次形成地电极层和疏水层；

第二基板与第一凹部对应的区域依次形成驱动电极层、介质层和疏水层。

较佳地，还包括：

第一凹部的底部上依次形成驱动电极层、介质层和疏水层；

第二基板与第一凹部对应的区域依次形成地电极层和疏水层。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过在第一基板的中心区域设置有第一凹部，能够解决传统的利用塑料球进行两基板的支撑所带来的诸多问题，如采用特殊封框胶与塑料球进行匹配，制造不同大小塑料球需要配置不同的喷嘴等等。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例的微流控芯片的示例性结构框图；

图2示出了图1微流控芯片的a1a2剖视图；

图3示出了图2的第一基板的a1a2剖视图；

图4示出了图1微流控芯片的a1a2另一剖视图；

图5示出了图1微流控芯片的a1a2又一剖视图；

图6示出了图5的第二基板的a1a2剖视图；

图7示出了图5微流控芯片的b1b2剖视图；

图8示出了微流控芯片的第一基板和第二基板错开设置的剖视图；

图9示出了微流控芯片制造方法的示例性流程图；

图10至图15示出了根据图9中微流控芯片制造方法的的具体示例性示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如下结合图1至图7，说明本申请的微流控芯片的结构，其包括相对设置的第一基板11和第二基板12，其特征在于，包括：

第一基板的中心区域d设置有第一凹部20，如图3所示；

第一基板11和第二基板12之间设置有驱动单元，驱动单元用于驱动凹部20中的液滴运动。

具体地，如图1所示，微流控芯片包括相对设置的第一基板11和

第二基板12，通常第二基板12在水平面上的正投影覆盖第一基板11在水平面上的正投影，这样设置的目的在于为驱动单元的驱动预留接入空间，如在第二基板上可设置驱动芯片和走线等。这里，预留接入空间可设置在第二基板上，也可以设置在第一基板上，或者分别设置在第一基板和第二基板上，这里不做限定。当分别设置在第一基板和第二基板时，可采用如图8所示的第一基板11和第二基板12错开设置的方式，此时，在第一基板11上设置地电极的预留接入空间，在第二基板12上设置驱动电极的预留接入空间。当然，也可以在第一基板11上设置驱动电极的预留接入空间，在第二基板12上设置地电极的预留接入空间。

如图2所示，第二基板12为平面板。此时，仅在第一基板上设置凹部，有利于简化工艺。

较佳地，第一凹部20的底部上依次设置有地电极层16和疏水层17，第二基板12与第一凹部20对应的中心区域d1依次设置有驱动电极层13、介质层14和疏水层15，驱动单元包括驱动电极层13和地电极层16，如图2所示。此时在第一基板的疏水层17和第二基板的疏水层15之间形成滴液运动的腔体30。需要说明的是，驱动电极设置于驱动电极层中，具体的分布可根据需求布设，例如采用阵列方式分布，或者仅在中心区域分布等等。同理，地电极设置于地电极层中，具体的分布可根据需求布设，例如采用整层分布，或者部分区域分布等等。

相反，还可以采用如下设置：第一凹部的底部上依次设置有驱动电极层13、介质层14和疏水层15，第二基板与第一凹部对应的区域依次设置有地电极层16和疏水层17，驱动单元包括驱动电极层13和地电极层16，如图4所示。此时第一基板的疏水层15和第二基板的疏水层17之间形成滴液运动的腔体30。

如图7所示，第一基板11和第二基板12可通过封框胶19贴合，封框胶设置于第一基板的周边区域d1的凸部18上。图2、图4、图5中第一基板和第二基板的贴合，均可采用上述封框胶的贴合方式。

较佳地，第二基板12的中心区域d1设置有第二凹部21，第一凹部20在水平面的正投影和第二凹部21在水平面的正投影重叠，如图5和图6所示。该结构适合于腔体的厚度要求较大的场合。

当第一基板11和第二基板12都设置有凹部时，第一凹部的底部上依次设置有地电极层16和疏水层17，第二凹部的底部依次设置有驱动电极层13、介质层14和疏水层15，驱动单元包括驱动电极层和地电极层，如图5所示；又类似于图4，驱动电极层13、介质层14和疏水层15可以设置在第一基板11上。即，第一凹部的底部上依次设置有驱动电极层13、介质层14和疏水层15，第二凹部的底部依次设置有地电极层16和疏水层17，驱动单元包括驱动电极层和地电极层。

本申请还给出一种微流控芯片的制造方法，如图9所示，该方法包括：

步骤s10：第一基板上沉积金属层；

步骤s20：金属层上形成光刻胶层；

步骤s30：图案化光刻胶层，去掉第一基板中心区域的光刻胶，保留周边区域的光刻胶；

步骤s40：刻蚀中心区域的金属层；

步骤s50：剥离周边区域的光刻胶；

步骤s60：刻蚀中心区域的第一基板，在第一基板上形成第一凹部。

下面结合图10至图15说明本申请的微流控芯片的制造方法。

如图10所示，在第一基板12上沉积金属层41。金属层可通过蒸镀等方法形成。

如图11所示，在图10中形成的金属层41上形成光刻胶层42。

如图12所示，图案化在图11中形成的光刻胶层42，可采用曝光显影的方式去掉第一基板中心区域d1的光刻胶，露出中心区域d1的金属层，保留周边区域d2的光刻胶。对应中心区域d1的大小这里不做限定，可根据需求设定。

如图13所示，基于图12的第一基板，刻蚀掉中心区域d1的金属层。露出中心区域的第一基板。

如图14所示，基于图13的第一基板，去掉周边区域d2的光刻胶。露出周边区域的金属层。

此时，基于图14的第一基板，刻蚀中心区域的第一基板，在第一基板上形成如图15所示的第一凹部20。需要说明的是，第一凹部20的深度可根据实际需要进行设定，这里不做限定。

之后，剥离周边区域的金属层，形成如图3所示的具有第一凹部20的第一基板。

本申请的微流控芯片的制造方法还包括：

第一凹部的底部上依次形成地电极层和疏水层；

第二基板与第一凹部对应的区域依次形成驱动电极层、介质层和疏水层。可形成图2所示的微流控芯片。

或者，包括：

第一凹部的底部上依次形成驱动电极层、介质层和疏水层；

第二基板与第一凹部对应的区域依次形成地电极层和疏水层。

可形成图4所示的微流控芯片。

之后，

通过封框胶将第一基板贴附于第二基板，封框胶位于第一基板周边区域的凸部上。制造成如图2或者如图4所示的微流控芯片。

当然对于图5的微流控芯片而言，需要对第二基板根据图9所示的方法形成第二凹部21。在第一凹部的底部上依次形成驱动电极层、介质层和疏水层；在第二凹部的底部依次形成地电极层和疏水层。之后，通过封框胶将第一基板贴附于第二基板，封框胶位于第一基板周边区域的凸部上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。