一种金平板电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种金平板电极，该电极包括覆盖有一层纳米级厚度工作金膜（2）和引脚金膜（3）的基片（1），该引脚金膜（3）与外包有塑料绝缘层（4）的金属丝导线（5）通过焊锡（6）相连接。所述基片（1）的结构是：在抛光的氮化硅基板（11）上逐步沉积二氧化硅膜层（12）、金属铬膜层（13）、铜镍合金膜层（14）；铜镍合金膜层（14）经抛光处理后，再在其表面上沉积工作金膜（2）和引脚金膜（3），所沉积金膜的厚度为20~400nm。该金平板电极制作简单、成本低廉、使用方便，且金膜工作面积大、平整度高、易进行表面修饰，优于传统电化学的金盘电极。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金平板电极，是基于纳米级厚度金膜修饰的传感检测芯片电 极，该电极可作为电化学测试用的工作电极。 一种金平板电极
技术介绍
电化学工作电极除了玻碳电极、钼盘电极外，还有金盘电极等。金盘工作电极中金 的纯度要求达到99. 95%以上，金盘的直径一般为2mm及以上，厚度为1mm左右，与铜棒焊接 连接，外套为聚四氟乙烯高分子材料，制作程序比较复杂，消耗黄金、聚四氟乙烯等材料，致 使电极成本很高，且金盘的工作面积也较小，在电化学修饰与分子固定方面的接触面积较 小，致使金表面分子的修饰量和固定量不多。为此，本技术提出了一种金平板电极，该 电极的金膜工作面积大，金的厚度可以根据需要自由控制，在几十至数百纳米级，制备时实 际消耗的黄金量远小于金盘电极，成本很低；而且，该电极所沉积的金膜表面光滑平整，适 合于进行表面修饰与分子固定等处理，优于传统电化学的金盘电极；作为电化学测试用的 工作电极，其通用性很强，在电化学、生物医学、农业与环境监测等领域中具有非常重要的 应用前景。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种制作简单、成本低廉的金平板电极， 可作为电化学测试用的工作电极。 为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种金平板电极，其特征在于 该电极包括覆盖有一层纳米级厚度工作金膜和引脚金膜的基片，该引脚金膜与外包有塑料 绝缘层的金属丝导线通过焊锡相连接，连接处用环氧树脂胶包裹密封。其中，所述金属丝导 线的材料为铜丝、铝丝或银丝，以保证良好的导电、导通性；所述基片的形状为长方形，长为 3~18_，宽为2~12_，其四周边缘均用环氧树脂胶密封；工作金膜的形状为正方形，边长为 2~12mm;引脚金膜的形状为小长方形，长为l~6mm，宽为] 所述基片的制备方法是采用磁控溅射镀膜法和掩膜版法，形成的结构是：先采用 磁控溅射镀膜法，通过控制镀膜真空度< 2. ΟΧ ΚΓ3 Pa，镀膜速度< 2. 0 A/s，在抛光的氮 化硅基板表面上逐步沉积二氧化硅膜层、金属铬膜层、铜镍合金膜层；铜镍合金膜层经抛光 处理后，再采用掩膜版法在其表面上沉积工作金膜和引脚金膜。而且，在抛光的氮化硅基 板表面上逐步沉积的二氧化硅膜层的厚度为6(T400nm，金属铬膜层的厚度为2(Tl00nm，铜 镍合金膜层的厚度为6(T400nm。尤其是，铜镍合金膜层经抛光处理后，在其表面上所沉积 工作金膜和引脚金膜的厚度为2(T400nm，从而构成一种金平板电极。此外，铜镍合金膜层 材料的各组份的质量百分含量分别为：Cu 7(T85%、Ni ΚΓ25%、Fe 3?6%、Ti 0. 1?0. 4%、Nb 0. Of 0. 05%。 在电极的设计上，与传统电化学测试用的金盘工作电极不同，本技术设计的 金平板电极的金膜工作面积大，可以根据需要自由控制金膜的沉积厚度，如控制在几十至 数百纳米，因而制备时实际消耗昂贵的黄金总量远小于相应的金盘电极，成本可控制得很 低。而且，该电极所沉积的金膜表面光滑平整，适合于进行表面修饰与分子固定等化学生物 反应处理，通用性很强，优于传统的电化学金盘电极，作为电化学工作电极在电化学、生物 医学、农业与环境监测等领域中具有非常重要的应用前景和应用价值。 本技术的有益效果是，该金平板电极制作简单、成本低廉、使用方便，且金膜 工作面积大、平整度高、易进行表面修饰，通用性很强，优于传统电化学的金盘电极。 【附图说明】 下面结合附图对本技术进一步说明。 图1是金平板电极的平面结构示意图。 图2是金平板电极基片的刨面结构示意图。 图1中，1.基片，2.工作金膜，3.引脚金膜，4.塑料绝缘层，5.金属丝导线，6. 焊锡，7.环氧树脂胶。 图2中，11.氮化硅基板，12.二氧化硅膜层，13.金属铬膜层，14.铜镍合金膜 层。 【具体实施方式】 如图1所示，一种金平板电极，该电极包括覆盖有一层纳米级厚度工作金膜2和引 脚金膜3的基片1，该引脚金膜3与外包有塑料绝缘层4的金属丝导线5通过焊锡6相连 接，连接处用环氧树脂胶7包裹密封；其中，金属丝导线5采用铜丝，以保证良好的导电、导 通性；基片1的形状为长方形，长为9mm，宽6mm，其四周边缘均用环氧树脂胶密封；工作金 膜2的形状为正方形,边长为6mm ;引脚金膜3的形状为小长方形，长为3mm,宽为1mm。 如图2所示，对于金平板电极的基片1，其制备过程如下：采用磁控溅射镀膜法，控 制镀膜真空度为1. 2ΧΚΓ3 Pa，镀膜速度为1. 5 A/s，在抛光的氮化硅基板11表面上逐步 溅射沉积二氧化硅膜层12、金属铬膜层13、铜镍合金膜层14 ;铜镍合金膜层14经抛光处理 后，再采用掩膜版法在其表面上溅射沉积工作金膜2和引脚金膜3 ;其中，二氧化硅膜层12 的厚度为220nm，金属铬膜层13的厚度为30nm，铜镍合金膜层14的厚度为250nm ;工作金 膜2和引脚金膜3的厚度为150nm，从而构成一种金平板电极。此外，铜镍合金膜层14材料 的各组份的质量百分含量分别为：Cu 77.1%、Ni 17.5%、Fe 5.2%、Ti 0.18%、Nb 0.02%。 值得注意的是，所制备的金平板电极的金膜工作面积很大，各膜层沉积厚度容易 控制，消耗昂贵的金的量也远小于金盘电极，因此制作成本相当低廉；而且，基片1的金膜 表面非常光滑平整，适合于进行表面修饰与分子固定等化学生物反应处理，其作为电化学 工作电极的通用性很强，优于传统的电化学金盘电极，在电化学、生物医学、农业与环境监 测等领域中具有非常重要的使用价值和应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金平板电极，其特征在于该电极包括覆盖有一层纳米级厚度工作金膜（2）和引脚金膜（3）的基片（1），该引脚金膜（3）与外包有塑料绝缘层（4）的金属丝导线（5）通过焊锡（6）相连接，连接处用环氧树脂胶（7）包裹密封。

【技术特征摘要】
1. 一种金平板电极，其特征在于该电极包括覆盖有一层纳米级厚度工作金膜（2)和引 脚金膜（3)的基片（1 )，该引脚金膜（3)与外包有塑料绝缘层（4)的金属丝导线（5)通过焊 锡（6 )相连接，连接处用环氧树脂胶（7 )包裹密封。2. 根据权利要求1所述的金平板电极，其特征在于所述基片（1)的形状为长方形，长为 3~18_，宽为2~12_，其四周边缘均用环氧树脂胶密封；工作金膜（2)的形状为正方形，边 长为2?12mm;引脚金膜（3)的形状为小长方形，长为l?6mm，宽为]3. 根据权利要求1所述的金平板电极，其特征在于所述金属丝导线（5)的材料为铜丝、 铝丝或银丝。4. 根据权利要求1所述的金平板电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹忠，朱爽丽，何婧琳，伍娉，曹婷婷，肖忠良，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43