导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片及生物传感器电极的制作方法

本技术涉及生化参数采集，尤其涉及一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片及生物传感器电极。

背景技术：

1、现有的生物传感器的结构如申请公布号：cn110726765a、专利名称为一种石墨烯生物传感器电极及其制备工艺，其采用化学沉铜或者镀金、镀银、鎏金，鎏银，或涂刷银浆以及其他导电金属填孔的工艺进行基材正反面的导电功能。目前的采用电镀金属、化学沉铜或金属浆料填孔的过孔陶瓷芯片对于常规pcb或芯片基材在低温非生物检测领域是适用的，但是对于生物传感器芯片而言，首先，由于大多数金属的生物相容性不好，故不宜用于生化检测芯片。其次，金属虽然导电性好，但是在高温、真空条件下容易汽化、球化，从而导致每一个孔位的导电性不稳定，所以无法应用直立石墨烯的工艺过程中。最后，大多数金属元素都会干扰电化学检测质量，从而导致生物电化学检测中出现杂峰问题。

2、因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：提供一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片及生物传感器电极，提升生物相容性、保证每一个孔位的导电性的稳定性，抑制电化学检测过程中的杂锋。

2、本实用新型的技术方案如下：提供一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，包括：设置有若干贯通孔的陶瓷基体，设置在所述陶瓷基体的一个表面上的若干直立石墨烯电极，填充在所述贯通孔内的导电碳浆柱，每个所述直立石墨烯电极与至少一个导电碳浆柱连接。

3、制作的流程大致如下，先在陶瓷基体上钻出贯通孔，然后将导电碳浆填满贯通孔，然后烘烤，将导电碳浆料烘干成导电碳浆柱。接着将陶瓷基体两面覆上感光菲林或保护膜，曝光出相应的图案/或激光切割出相应的图案，去除不需要的保护膜部分，露出单面碳浆柱(不生长直立石墨烯那一面)，在去除保护膜的图案部位鎏金、或鎏银，或印刷/涂刷纳米银浆，烘烤固化，去除两面感光菲林或保护膜，陶瓷基体制成。所述导电碳浆优选含有石墨烯导电碳浆。随后将陶瓷基体放入到直立石墨烯制备设备中，在陶瓷基体的表面生长出一层直立石墨烯形，然后通过激光雕刻出直立石墨烯电极，接着对陶瓷基体进行分割，即获得单个导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片。由于石墨烯的高导电性能，所以导电碳浆封孔处理后整个过孔陶瓷基底的正反面阻抗非常均匀，一致性很好，有效提升产品性能。

4、由于导电碳浆不会与待测物质发生反应，从而性能稳定，一致性很好，不会出现因为金属过孔带来的杂峰问题；由于导电碳浆能够耐高温，所以在直立石墨烯制备过程中不会因为高温和高真空度而发生气化或球化的问题，从而不会影响阻抗不达标的问题。由于石墨烯的高导电性能，所以导电碳浆封孔处理后整个过孔陶瓷基底，的正反面阻抗非常均匀，一致性很好，有效提升产品性能，能够充分解决背景技术中所出现的问题。由于碳浆中的导电成分c和石墨烯都是碳的同素异形体，所以在生长直立石墨烯时，直立石墨烯与碳浆这两种成分极易结合在一起(而直立石墨烯在金属表面生长情况不理想，金属填孔的陶瓷基板生长直立石墨烯，经常会出现“秃顶”现象，其附着力、生长密度均不如前者)。

5、进一步地，所述导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，还包括：若干第一焊盘，所述第一焊盘与所述直立石墨烯电极分别设置在陶瓷基体的两侧，所述第一焊盘通过所述导电碳浆柱与所述直立石墨烯导通。含有第一焊盘的导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片制备过程是预先在陶瓷基体的一面制作出第一焊盘。所述第一焊盘能够方便与线路板装配成生物传感器电极。

6、进一步地，本实用新型新还提供一种生物传感器电极，包括：一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，设置有第二焊盘、第三焊盘的线路板，导电连接层；所述导电连接层连接所述第二焊盘与所述导电碳浆柱，所述第一焊盘与所述第二焊盘导通；所述导电连接层为有机导电浆料层。优选的，所述有机导电浆料层连接所述第二焊盘与所述第一焊盘。所述第二焊盘与所述第三焊盘导通。

7、进一步地，本实用新型新还提供另一种生物传感器电极，包括：包含有第一焊盘的导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，设置有第二焊盘、第三焊盘的线路板，焊锡层；所述第二焊盘与所述第三焊盘导通，所述第一焊盘通过所述焊锡层焊接在所述第二焊盘上。

8、采用上述方案，本实用新型提供一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片及生物传感器电极，由于导电碳浆不会与待测物质发生反应，从而性能稳定，一致性很好，不会出现杂峰问题；由于导电碳浆能够耐高温，所以在直立石墨烯制备过程中不会因为高温和高真空度而发生金属孔洞/焊盘发生汽化或球化导致短路和异种材料难融合以及bonding拒焊的问题，从而不会影响阻抗不达标的问题。由于石墨烯的高导电性能，所以导电碳浆封孔处理后整个过孔陶瓷基底，的正反面阻抗非常均匀，一致性很好，有效提升产品性能。

技术特征：

1.一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，其特征在于，包括：设置有若干贯通孔的陶瓷基体，设置在所述陶瓷基体的一个表面上的若干直立石墨烯电极，填充在所述贯通孔内的导电碳浆柱，每个所述直立石墨烯电极与至少一个导电碳浆柱连接。

2.根据权利要求1所述的一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，其特征在于，还包括：若干第一焊盘，所述第一焊盘与所述直立石墨烯电极分别设置在陶瓷基体的两侧，所述第一焊盘通过所述导电碳浆柱与所述直立石墨烯导通。

3.一种生物传感器电极，其特征在于，包括：权利要求1或2所述的一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，设置有第二焊盘、第三焊盘的线路板，导电连接层；所述导电连接层连接所述第二焊盘与所述导电碳浆柱，所述第一焊盘与所述第二焊盘导通；所述导电连接层为有机导电浆料层；所述第二焊盘与所述第三焊盘导通。

4.一种生物传感器电极，其特征在于，包括：权利要求2所述的一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，设置有第二焊盘、第三焊盘的线路板，焊锡层；所述第二焊盘与所述第三焊盘导通，所述第一焊盘通过所述焊锡层焊接在所述第二焊盘上。

技术总结
本技术公开一种导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片及生物传感器电极。所述导电碳浆过孔陶瓷直立石墨烯芯片，包括：设置有若干贯通孔的陶瓷基体，设置在所述陶瓷基体的一个表面上的若干直立石墨烯电极，填充在所述贯通孔内的导电碳浆柱，每个所述直立石墨烯电极与至少一个导电碳浆柱连接本由于导电碳浆不会与待测物质发生反应，从而性能稳定，一致性很好，不会出现杂峰问题；由于导电碳浆能够耐高温，所以在直立石墨烯制备过程中不会因为高温和高真空度而发生金属孔洞/焊盘发生汽化或球化导致短路和异种材料难融合以及bonding拒焊的问题，从而不会影响阻抗不达标的问题。

技术研发人员：宋航,丁显波,刘克,石柳婷,钟西舟
受保护的技术使用者：深圳市溢鑫科技研发有限公司
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/12