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原文传递使用柔性电子平台的可折叠数字微流体装置及其制造方法

专利名称：	使用柔性电子平台的可折叠数字微流体装置及其制造方法
摘要：	本申请公开了一种使用柔性电子平台的可折叠数字微流体(Digital Microfluidic，DMF)装置及其制造方法。可折叠数字微流体装置包括具有薄铜特征的柔性聚酰亚胺基板，柔性聚酰亚胺基板可进行折叠以提供相对的多个基板。可折叠数字微流体装置还包括同样具有薄铜特征的柔性聚酰亚胺介电层。在一些实施例中，用于形成本公开的可折叠数字微流体装置的结构是基于使用盲孔。在一些实施例中，可折叠数字微流体装置包括一个液滴致动层。在其他实施例中，可折叠数字微流体装置包括多个液滴致动层。此外，本申请公开了一种制造可折叠数字微流体装置的方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	加拿大;CA
申请人：	尼科亚生命科学股份有限公司
发明人：	戈登·霍尔
专利状态：	有效
申请日期：	2020-03-20T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-01T00:00:00+0800
申请号：	CN202080037265.2
公开号：	CN114127531A
代理机构：	上海翼胜专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	翟羽
分类号：	G01N1/00;G01N21/75;G;G01;G01N;G01N1;G01N21;G01N1/00;G01N21/75
申请人地址：	加拿大安大略省基奇纳市
主权项：	1.一种可折叠数字微流体(DMF)装置，其特征在于，包括：柔性基板；多个液滴操作电极，设置在所述柔性基板的第一部分处的所述柔性基板的至少第一侧上；接地参考电极，设置在所述柔性基板的第二部分处的所述柔性基板的至少所述第一侧上；以及折叠区域，设置在所述柔性基板的所述第一部分和所述柔性基板的所述第二部分之间。 2.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，还包括：在所述柔性基板的至少所述第一侧上的介电层，所述介电层在所述多个液滴操作电极的致动电极部分顶端上相对于所述第一部分进行延伸。 3.根据权利要求2所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述接地参考电极设置在所述介电层的顶端上。 4.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，还包括：疏水层，设置在所述柔性基板的所述第一侧上，所述疏水层至少相对于所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分进行延伸。 5.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述装置可配置为以下其中一者：所述第一部分和所述第二部分基本上共平面的第一配置；以及所述折叠区域被弯曲以对与所述第二部分相对的所述第一部分进行定位的第二配置，使得所述第一部分通过液滴操作间隙与所述第二部分分离以形成液滴致动层。 6.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，当处于所述第二配置时，所述第一部分的所述多个液滴操作电极和所述第二部分的所述接地参考电极基本上平行。 7.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，当处于所述第二配置时，所述可折叠数字微流体装置在三个侧面上被密封，所述三个侧面包括在处于所述第二配置中的所述可折叠数字微流体装置的相对侧上的第一侧部分和第二侧部分以及与所述折叠区域相对的端部分。 8.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述液滴致动层包含填充流体且液滴可在所述填充流体移动。 9.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述液滴致动层包括气隙且液滴可在所述气隙移动。 10.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，在所述液滴致动层中的液滴包括围绕所述液滴的至少一部分的油壳。 11.根据权利要求5所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，还包括：传感器，用于当处于所述第二配置时测量所述可折叠数字微流体装置中的流体。 12.根据权利要求11所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述传感器可操作为监测在所述液滴致动层中的液滴移动。 13.根据权利要求11所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述传感器包括表面等离子体共振(SPR)传感器。 14.根据权利要求13所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述表面等离子体共振传感器设置在设置于所述液滴致动层中的光纤的尖端。 15.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述柔性基板包括：多个片段的重复图案，所述多个片段的每一个包括通过所述折叠区域分隔的所述第一部分的实例和所述第二部分的实例；以及蜿蜒折叠区域，介于所述多个片段之间。 16.根据权利要求15所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述重复图案的每个实例在介于所述第一部分的所述实例和所述第二部分的所述实例之间的锁述折叠区域是可折叠的，使得所述第一部分通过液滴操作间隙与所述第二部分分离以形成液滴致动层，其中所述蜿蜒折叠区域是可折叠的，使得所述重复图案的相邻的所述实例通过液滴操作间隙分离以形成多个液滴致动层。 17.根据权利要求16所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述多个液滴致动层中的每一层通过建立流体通信的流体通道在所述个液滴致动层之间进行连接。 18.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述柔性基板包含聚酰亚胺。 19.根据权利要求1所述的可折叠数字微流体装置，其特征在于，所述多个液滴操作电极包括在所述柔性基板的所述第一侧上的致动电极和在所述柔性基板的所述第二侧上的外电极，所述第二侧与所述第一侧相对，所述致动电极通过盲孔与所述外电极电连接。 20.一种用于从上向下制造可折叠数字微流体(DMF)装置的方法，其特征在于，包括：提供介电层，所述介电层具有在所述介电层的至少第一侧上的第一导电材料层；从所述第一导电材料层形成多个致动电极；提供柔性基板，所述柔性基板具有在所述柔性基板的至少第一侧上的第二导电材料层；从所述第二导电材料层形成多个外电极；将所述介电层层压到所述柔性基板，使得与所述柔性基板的所述第一侧相对的所述柔性基板的第二侧与所述介电层的所述第一侧进行接触以形成可折叠数字微流体结构；以及将所述可折叠数字微流体结构于界定在接地平面电极和多个液滴操作电极之间的折叠区域进行折叠，以将所述接地平面电极和所述多个液滴操作电极设置在液滴操作间隙的相对侧上以形成液滴致动层，所述多个液滴操作电极包括所述多个致动电极和所述多个外电极。 21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述多个致动电极和所述多个外部电极的相应者之间形成盲孔，以在所述多个致动电极和所述多个外部电极的所述相应者之间建立电通信。 22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：将疏水层施加到与所述介电层的所述第一侧相对的所述介电层的第二侧，其中所述疏水层在所述折叠步骤之后设置在所述液滴致动层的相对侧上。 23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述介电层包括在所述介电层的所述第二侧上的第三导电材料层，且所述方法还包括：从所述第三导电材料层形成接地平面电极。
所属类别：	发明专利