0-2000μπιο
[0040]优选地，参比电极4的材质为银。优选地，参比电极4的厚度为I Onm-1Oym，宽度为10-2000μηιο
[0041]优选地，参比电极引线5的材质为铝、铜、金、铂中的至少一种。优选地，参比电极引线 5 的厚度为 lOnm-lOym，宽度 10-2000μπιο
[0042]优选地，衬底I的材质为表面不导电的材料。优选地，衬底I的材质为可为玻璃片、带有绝缘层的硅片、或陶瓷片、或塑料片等表面不导电的材料。
[0043]在使用的过程中，将该ORP传感芯片浸入到待测溶液中，保持工作电极引线3和参比电极引线5在溶液外，测量工作电极引线3和参比电极引线5之间的电位值(工作电极引线接电位计的正输入端、参比电极引线接电位计接地端)，得出的电位值与银-氯化银电极的标准电极电位相加，即得到待测溶液的ORP数值。
[0044]根据本发明的一个优选实施例，提供一种基于MEMS的ORP传感芯片的制造方法。所述ORP传感芯片包括衬底1、工作电极2、工作电极引线3、参比电极4、参比电极引线5、封装胶条6、固态电解质7和离子导通层8 ο该方法包括以下步骤:
[0045]在清洁的衬底I表面采用溅射法或蒸发-剥离法制备参比电极4;
[0046]掩膜(如光刻胶)保护参比电极4与参比电极引线5的连接处，并将参比电极4浸入饱和氯化铁溶液中浸泡2-5小时；
[0047]在衬底I表面分别沉积并剥离制备工作电极2、工作电极引线3和参比电极引线5;
[0048]在制备好工作电极2、工作电极引线3、参比电极4和参比电极引线5的衬底I表面旋涂并光刻能够图形化的胶，在光刻胶中位于工作电极2和参比电极4表面的位置形成两个开口，以制备封装胶条6;优选地，能够图形化的胶是SU-8胶；
[0049]将饱和氯化钾溶液与琼脂混合并加热(例如加热到80摄氏度)，形成溶胶，注入到封装胶条6的参比电极4上方的开口中，自然冷却后形成固态电解质7;以及
[0050]在封装胶条6上位于参比电极4上方的开口外涂覆环氧胶，自然冷却(例如自然冷却24小时)完成固化以制备离子导通层8，将固态电解质7封闭到所述开口中。
[0051]本发明具有以下有益效果:
[0052 ]本发明的传感芯片采用MEMS微加工技术制备而成，具有体积小、可大批量制造的特点，成本较低。由于采用固态饱和氯化钾琼脂作为电解质，可以避免定期的电解质补充过程，可长期使用。该ORP传感芯片可与便携式设备(如手机)相集成，形成便携式检测系统;也可以集成在微小型仪器中，实现连续在线监测。
[0053]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，包括衬底(I)、工作电极(2)、工作电极引线(3)、参比电极(4)、参比电极引线(5)、封装胶条(6)、固态电解质(7)和离子导通层(8)， 其中，工作电极(2)、工作电极引线(3)、参比电极(4)和参比电极引线(5)位于衬底(I)的表面上，工作电极⑵与工作电极引线⑶相连，参比电极(4)与参比电极引线(5)相连;封装胶条(6)覆盖于工作电极(2)和参比电极(4)的表面，且在工作电极(2)的上端和参比电极(4)上端各具有一个开口；固态电解质(7)置于封装胶条(6)的位于参比电极(4)上端的开口中，离子导通层(8)覆盖在封装胶条(6)的位于参比电极(4)上端的开口上，将固态电解质(7)密封。2.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，固态电解质(7)的材质为饱和氯化钾溶液与琼脂的混合物，固化后呈固态。3.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，离子导通层(8)的材质为环氧胶，固化后呈固态。4.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，封装胶条(6)的材质为能够图形化的聚合物。5.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，工作电极(2)的材质为金或铂。6.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，工作电极引线(3)的材质可为铝、铜、金、铂中的至少一种。7.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，参比电极(4)的材质为银。8.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，参比电极引线(5)的材质为铝、铜、金、铂中的至少一种。9.根据权利要求1所述的基于MEMS的ORP传感芯片，其特征在于，衬底(I)的材质为表面不导电的材料。10.一种基于MEMS的ORP传感芯片的制造方法，其特征在于，所述ORP传感芯片包括衬底(I)、工作电极(2)、工作电极引线(3)、参比电极(4)、参比电极引线(5)、封装胶条(6)、固态电解质(7)和离子导通层(8)，所述方法包括以下步骤: 在清洁的衬底(I)表面采用溅射法或蒸发-剥离法制备参比电极(4); 掩膜保护参比电极(4)与参比电极引线(5)的连接处，并将参比电极(4)浸入饱和氯化铁溶液中浸泡2-5小时； 在衬底(I)表面分别沉积并剥离制备工作电极(2)、工作电极引线(3)和参比电极引线(5)； 在制备好工作电极(2)、工作电极引线(3)、参比电极(4)和参比电极引线(5)的衬底(I)表面旋涂并光刻能够图形化的胶，在光刻胶中位于工作电极(2)和参比电极(4)表面的位置形成两个开口，以制备封装胶条(6); 将饱和氯化钾溶液与琼脂混合并加热，形成溶胶，注入到封装胶条(6)的参比电极(4)上方的开口中，自然冷却后形成固态电解质(7);以及 在封装胶条(6)上位于参比电极(4)上方的开口外涂覆环氧胶，自然冷却完成固化以制备离子导通层(8)，将固态电解质(7)封闭到所述开口中。
【专利摘要】本发明公开了基于MEMS的ORP传感芯片及其制造方法。基于MEMS的ORP传感芯片包括衬底、工作电极、工作电极引线、参比电极、参比电极引线、封装胶条、固态电解质和离子导通层，工作电极、工作电极引线、参比电极和参比电极引线位于衬底的表面上，工作电极与工作电极引线相连，参比电极与参比电极引线相连；封装胶条覆盖于工作电极和参比电极的表面，且在工作电极的上端和参比电极上端各具有一个开口；固态电解质置于封装胶条的位于参比电极上端的开口中，离子导通层覆盖在封装胶条的位于参比电极上端的开口上，将固态电解质密封。其体积小、可大批量制造，成本较低。
【IPC分类】G01N27/30, G01N27/26
【公开号】CN105628757
【申请号】CN201511028513
【发明人】佟建华, 边超, 韩泾鸿, 王晋芬, 李洋, 孙楫舟, 张虹, 夏善红
【申请人】中国科学院电子学研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月30日