CN112969536B 有效 基板上数字微流体的多层电气连接
1.一种用于操纵液滴的装置,所述装置包括:
多层陶瓷基板,其包含第一表面和第二表面;
第一电极阵列,其在所述第一表面上并且被配置为对所述液滴进行电润湿操作;
多个接触焊盘,其彼此隔开并且设置在所述第二表面上;以及
一个或多个互连层,其设置在所述第一表面和所述第二表面之间,并被配置为将所述多个接触焊盘中的一个或多个与所述第一电极阵列中的一个电耦合;
由硅或玻璃制成的一次性单层基板,所述一次性单层基板包括:
第三表面和第四表面以及从所述第三表面延伸到所述第四表面的多个通孔;
所述一次性单层基板的第三表面上的第二电极阵列;以及
与该第二电极阵列耦合并填充所述通孔的多个导电特征;每个导电特征都包括一个从所述单层基板的第四表面突出并与第一电极阵列之一对齐的凸起部分,其中,所述通孔与第一电极阵列对齐;
其中,所述一次性单层基板是配置为接收所述一次性单层基板的第三表面上的液滴的基板,所述第二电极阵列被配置为接收来自所述第一电极阵列的电信号以电操纵液滴,以及
机械紧固构件,配置为将所述一次性单层基板连接到所述多层陶瓷基板,
由此所述多层陶瓷基板充当仪器和所述一次性单层基板之间的插入物,所述一次性单层基板用作操纵液滴的基板。
2.根据权利要求1所述的装置,其还包括:
面向所述单层基板并与所述单层基板隔开的相对基板,所述单层基板和所述相对基板形成所述液滴的通道。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第二电极阵列包含铜且所述多个导电特征包含铜,并且所述凸起部分具有彼此基本呈共面关系的上表面。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述紧固构件是夹具。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第三表面涂覆有疏水介电层。
6.根据权利要求1和3至5中任一项所述的装置,其中,所述单层基板包含陶瓷。
7.根据权利要求1和3至5中任一项所述的装置,其中,所述单层基板包含硅。
8.根据权利要求1和3至5中任一项所述的装置,其中,所述单层基板是玻璃基板。
9.根据权利要求1和3至5中的任一项所述的装置,其中,所述单层基板是包含塑料的基板。
10.根据权利要求1所述的装置,其中,所述陶瓷基板还包括在所述第一表面上的无机介电层和在所述无机介电层上的疏水层。
11.根据权利要求10所述的装置,其中,所述无机介电层包含二氧化硅或氮化硅或二氧化硅与氮化硅的组合。
12.根据权利要求1所述的装置,其中,所述陶瓷基板还包括在所述第一表面上的有机介电层和在所述有机介电层上的疏水层。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述有机介电层包含聚酰亚胺。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的装置,其中,所述陶瓷基板是多层陶瓷基板,其包括彼此附着的多个含陶瓷层以及多个通孔,所述通孔在所述含陶瓷层中并且被构造成将所述多个接触焊盘中的所述一个或多个与所述第一电极阵列中的所述一个电耦合。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,所述陶瓷基板的所述第一表面包括:
第一区域,其具有用于接收所述液滴的入口;
第二区域,其具有用于存储一种或多种试剂的一个或多个贮存器;
第三区域,其与所述第一区域和所述第二区域连通,并配置为将所述液滴与所述一种或多种试剂混合以获得混合液滴;
第四区域,其与所述第三区域连通,并被配置为将所述混合液滴分成多个相等大小的微滴以进行分析;以及
第五区域,其与所述第四区域连通,并被配置为在被分析之后收集所述微滴。
16.根据权利要求15所述的装置,其还包括在所述第四区域中的多个传感器,所述多个传感器被配置为检测所述液滴的特性。
17.一种制造用于操纵液滴的装置的方法,所述方法包括:
提供一种多层陶瓷基板,其具有第一表面和第二表面,所述第一表面包括驱动电极阵列,所述第二表面与所述第一表面相对,并且包括与所述驱动电极阵列中的一个或多个驱动电极电接触的多个接触焊盘;
在所述多层陶瓷基板的所述第一表面上涂覆介电层;以及
提供第二基板,所述第二基板包括第三表面、与所述第三表面相对的第四表面以及延伸穿过所述第二基板的多个通孔,所述第二基板包括设置在所述第三表面上的电极焊盘阵列以及填充所述通孔的多个导电特征,所述导电特征中的每一个包括从所述第四表面突出并与所述驱动电极阵列中的一个对准的凸起部分;
使用紧固构件将所述第二基板附接至所述多层陶瓷基板上,使得所述电极焊盘阵列与所述驱动电极阵列电接触;
其中,所述第二基板是被配置为将所述液滴接收在所述第二基板的所述第三表面上的一次性基板,并且所述电极焊盘阵列被配置为接收来自所述驱动电极阵列的电信号以通过电气方式操纵所述液滴。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述介电层包含无机材料。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述无机材料包含二氧化硅和/或氮化硅。
20.根据权利要求17所述的方法,其中,所述介电层包括聚酰亚胺。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,涂覆所述介电层包括旋转涂覆或粘合剂粘合。
22.根据权利要求17所述的方法,其还包括:
在所述第二基板的所述第三表面上形成疏水介电层。
23.根据权利要求17所述的方法,其中,所述紧固构件是夹具。
24.根据权利要求19-22中任一项所述的方法,其中,所述第二基板包含陶瓷和/或玻璃。
25.根据权利要求19-22中任一项所述的方法,其中,所述第二基板包含塑料。
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