一種金平板電極的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種金平板電極，該電極包括覆蓋有一層納米級厚度工作金膜（2）和引腳金膜（3）的基片（1），該引腳金膜（3）與外包有塑料絕緣層（4）的金屬絲導(dǎo)線（5）通過焊錫（6）相連接。所述基片（1）的結(jié)構(gòu)是：在拋光的氮化硅基板（11）上逐步沉積二氧化硅膜層（12）、金屬鉻膜層（13）、銅鎳合金膜層（14）；銅鎳合金膜層（14）經(jīng)拋光處理后，再在其表面上沉積工作金膜（2）和引腳金膜（3），所沉積金膜的厚度為20~400nm。該金平板電極制作簡單、成本低廉、使用方便，且金膜工作面積大、平整度高、易進行表面修飾，優(yōu)于傳統(tǒng)電化學(xué)的金盤電極。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種金平板電極，是基于納米級厚度金膜修飾的傳感檢測芯片電 極，該電極可作為電化學(xué)測試用的工作電極。 一種金平板電極

【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)工作電極除了玻碳電極、鉬盤電極外，還有金盤電極等。金盤工作電極中金 的純度要求達到99. 95%以上，金盤的直徑一般為2mm及以上，厚度為1mm左右，與銅棒焊接 連接，外套為聚四氟乙烯高分子材料，制作程序比較復(fù)雜，消耗黃金、聚四氟乙烯等材料，致 使電極成本很高，且金盤的工作面積也較小，在電化學(xué)修飾與分子固定方面的接觸面積較 小，致使金表面分子的修飾量和固定量不多。為此，本實用新型提出了一種金平板電極，該 電極的金膜工作面積大，金的厚度可以根據(jù)需要自由控制，在幾十至數(shù)百納米級，制備時實 際消耗的黃金量遠小于金盤電極，成本很低；而且，該電極所沉積的金膜表面光滑平整，適 合于進行表面修飾與分子固定等處理，優(yōu)于傳統(tǒng)電化學(xué)的金盤電極；作為電化學(xué)測試用的 工作電極，其通用性很強，在電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)與環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中具有非常重要的 應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種制作簡單、成本低廉的金平板電極， 可作為電化學(xué)測試用的工作電極。
[0004] 為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種金平板電極，其特征在于 該電極包括覆蓋有一層納米級厚度工作金膜和引腳金膜的基片，該引腳金膜與外包有塑料 絕緣層的金屬絲導(dǎo)線通過焊錫相連接，連接處用環(huán)氧樹脂膠包裹密封。其中，所述金屬絲導(dǎo) 線的材料為銅絲、鋁絲或銀絲，以保證良好的導(dǎo)電、導(dǎo)通性；所述基片的形狀為長方形，長為 3~18_，寬為2~12_，其四周邊緣均用環(huán)氧樹脂膠密封；工作金膜的形狀為正方形，邊長為 2~12mm;引腳金膜的形狀為小長方形，長為l~6mm，寬為]
[0005] 所述基片的制備方法是采用磁控濺射鍍膜法和掩膜版法，形成的結(jié)構(gòu)是：先采用 磁控濺射鍍膜法，通過控制鍍膜真空度< 2. ΟΧ ΚΓ3 Pa，鍍膜速度< 2. 0 A/s，在拋光的氮 化硅基板表面上逐步沉積二氧化硅膜層、金屬鉻膜層、銅鎳合金膜層；銅鎳合金膜層經(jīng)拋光 處理后，再采用掩膜版法在其表面上沉積工作金膜和引腳金膜。而且，在拋光的氮化硅基 板表面上逐步沉積的二氧化硅膜層的厚度為6(T400nm，金屬鉻膜層的厚度為2(Tl00nm，銅 鎳合金膜層的厚度為6(T400nm。尤其是，銅鎳合金膜層經(jīng)拋光處理后，在其表面上所沉積 工作金膜和引腳金膜的厚度為2(T400nm，從而構(gòu)成一種金平板電極。此外，銅鎳合金膜層 材料的各組份的質(zhì)量百分含量分別為：Cu 7(T85%、Ni ΚΓ25%、Fe 3?6%、Ti 0. 1?0. 4%、Nb 0. Of 0. 05%。
[0006] 在電極的設(shè)計上，與傳統(tǒng)電化學(xué)測試用的金盤工作電極不同，本實用新型設(shè)計的 金平板電極的金膜工作面積大，可以根據(jù)需要自由控制金膜的沉積厚度，如控制在幾十至 數(shù)百納米，因而制備時實際消耗昂貴的黃金總量遠小于相應(yīng)的金盤電極，成本可控制得很 低。而且，該電極所沉積的金膜表面光滑平整，適合于進行表面修飾與分子固定等化學(xué)生物 反應(yīng)處理，通用性很強，優(yōu)于傳統(tǒng)的電化學(xué)金盤電極，作為電化學(xué)工作電極在電化學(xué)、生物 醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)與環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中具有非常重要的應(yīng)用前景和應(yīng)用價值。
[0007] 本實用新型的有益效果是，該金平板電極制作簡單、成本低廉、使用方便，且金膜 工作面積大、平整度高、易進行表面修飾，通用性很強，優(yōu)于傳統(tǒng)電化學(xué)的金盤電極。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0009] 圖1是金平板電極的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2是金平板電極基片的刨面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖1中，1.基片，2.工作金膜，3.引腳金膜，4.塑料絕緣層，5.金屬絲導(dǎo)線，6. 焊錫，7.環(huán)氧樹脂膠。
[0012] 圖2中，11.氮化硅基板，12.二氧化硅膜層，13.金屬鉻膜層，14.銅鎳合金膜 層。

【具體實施方式】
[0013] 如圖1所示，一種金平板電極，該電極包括覆蓋有一層納米級厚度工作金膜2和引 腳金膜3的基片1，該引腳金膜3與外包有塑料絕緣層4的金屬絲導(dǎo)線5通過焊錫6相連 接，連接處用環(huán)氧樹脂膠7包裹密封；其中，金屬絲導(dǎo)線5采用銅絲，以保證良好的導(dǎo)電、導(dǎo) 通性；基片1的形狀為長方形，長為9mm，寬6mm，其四周邊緣均用環(huán)氧樹脂膠密封；工作金 膜2的形狀為正方形,邊長為6mm ;引腳金膜3的形狀為小長方形，長為3mm,寬為1mm。
[0014] 如圖2所示，對于金平板電極的基片1，其制備過程如下：采用磁控濺射鍍膜法，控 制鍍膜真空度為1. 2ΧΚΓ3 Pa，鍍膜速度為1. 5 A/s，在拋光的氮化硅基板11表面上逐步 濺射沉積二氧化硅膜層12、金屬鉻膜層13、銅鎳合金膜層14 ;銅鎳合金膜層14經(jīng)拋光處理 后，再采用掩膜版法在其表面上濺射沉積工作金膜2和引腳金膜3 ;其中，二氧化硅膜層12 的厚度為220nm，金屬鉻膜層13的厚度為30nm，銅鎳合金膜層14的厚度為250nm ;工作金 膜2和引腳金膜3的厚度為150nm，從而構(gòu)成一種金平板電極。此外，銅鎳合金膜層14材料 的各組份的質(zhì)量百分含量分別為：Cu 77.1%、Ni 17.5%、Fe 5.2%、Ti 0.18%、Nb 0.02%。
[0015] 值得注意的是，所制備的金平板電極的金膜工作面積很大，各膜層沉積厚度容易 控制，消耗昂貴的金的量也遠小于金盤電極，因此制作成本相當?shù)土?；而且，基?的金膜 表面非常光滑平整，適合于進行表面修飾與分子固定等化學(xué)生物反應(yīng)處理，其作為電化學(xué) 工作電極的通用性很強，優(yōu)于傳統(tǒng)的電化學(xué)金盤電極，在電化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)與環(huán)境監(jiān) 測等領(lǐng)域中具有非常重要的使用價值和應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1. 一種金平板電極，其特征在于該電極包括覆蓋有一層納米級厚度工作金膜（2)和引 腳金膜（3)的基片（1 )，該引腳金膜（3)與外包有塑料絕緣層（4)的金屬絲導(dǎo)線（5)通過焊 錫（6 )相連接，連接處用環(huán)氧樹脂膠（7 )包裹密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金平板電極，其特征在于所述基片（1)的形狀為長方形，長為 3~18_，寬為2~12_，其四周邊緣均用環(huán)氧樹脂膠密封；工作金膜（2)的形狀為正方形，邊 長為2?12mm;引腳金膜（3)的形狀為小長方形，長為l?6mm，寬為]
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金平板電極，其特征在于所述金屬絲導(dǎo)線（5)的材料為銅絲、 鋁絲或銀絲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金平板電極，其特征在于所述基片（1)的結(jié)構(gòu)是：在拋光的氮 化硅基板（11)表面上逐步沉積二氧化硅膜層（12)、金屬鉻膜層（13)、銅鎳合金膜層（14); 銅鎳合金膜層（14)經(jīng)拋光處理后，再在其表面上沉積工作金膜（2)和引腳金膜（3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金平板電極，其特征是：在拋光的氮化硅基板（11)表面上逐 步沉積的二氧化硅膜層（12)的厚度為6(T400nm，金屬鉻膜層（13)的厚度為2(Tl00nm，銅鎳 合金膜層（14)的厚度為6(T400nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金平板電極，其特征是：銅鎳合金膜層（14)經(jīng)拋光處理后，在 其表面上所沉積工作金膜（2)和引腳金膜（3)的厚度為2(T400nm。
【文檔編號】G01N27/30GK203849199SQ201420081510
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】曹忠, 朱爽麗, 何婧琳, 伍娉, 曹婷婷, 肖忠良 申請人:長沙理工大學(xué)