[发明专利]基于SU-8胶的电喷雾离子聚焦电极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电研究领域，特别是涉及一种对电喷雾离子进行聚集的基于SU-8胶电极的制作。

背景技术

过去的十年间，电喷雾质谱(ESI-MS)已发展成为一种通用的质谱技术，它所涵盖的分析应用领域极其广泛，甚至可以分析不挥发和热不稳定等化合物。所以从一开始电喷雾质谱(ESI-MS)就成为药品和生物医学研究领域重要的标志性工具，广泛地使用在组合化合物库的高通量筛选、杂质分析、药代动力学研究和代谢产物的确定，以及蛋白质结构特征的表达等各方面应用领域。

近年来，人们一直就进一步提高电喷雾质谱(ESI-MS)的灵敏度，分辨率开展了大量研究工作，其中关键技术是如何增加离子输运效率，即把电喷雾电离所产生的离子更有效地输运给质谱仪，从而提高电喷雾质谱灵敏度。聚焦电极则就是为了实现上述作用，因为其自身特殊的结构可以形成特殊的电势线，从而改变电喷雾离子的运动轨迹。

人们已经研究了离子漏斗式聚焦电极在电喷雾质谱系统中的作用，研究结果表明它提高了离子的运输效率。在以往的设计中都是针对喷射流量为微升或者是毫升，所以聚焦电极的孔径尺寸也都很大，但是随着电喷雾质谱分析系统的小型化、纳升电喷雾电离的发展和大气压下电喷雾电离技术的应用，相应的也需要制作小尺寸的聚焦电极。使用非金属材料，降低生产成本，可以实现批量生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对以往聚焦电极的使用材料单一、尺寸过大、成本高并且尺寸没有得到优化的缺陷，提供一种结构简单并且成本低的以SU-8胶为材料、基于MEMS工艺的聚集结构制作方法。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

(1)在硅片制作标记点，作为套刻的基准：

选用双面抛光的硅片，经过一系列预处理后，在硅片表面上旋涂一层胶层，对胶层进行前烘；制作一个带有标记点图形的掩膜版，可将标记点制作于硅片边缘对称位置；将掩膜版放置在胶层上进行紫外线曝光工艺，使用显影液显影，然后进行后烘；待硅片冷却后，干刻硅，去掉光刻胶，即得到标记点；

(2)旋涂牺牲层Omnicoat正胶：在硅片另一面(相对于制作标记点的一面)旋涂一层Omnicoat正胶，烘干；

(3)三次光刻：

第一次光刻：在Omnicoat正胶上旋涂第一层SU-8胶，前烘；取第二个掩膜版，将该掩膜版上的标记点和步骤(1)获得的硅片标记点对准，进行紫外线曝光，后烘；

第二次光刻：旋涂第二层SU-8胶，前烘；取第三个掩膜版，将该掩膜版上的标记点与步骤(1)获得的硅片标记点对准，进行紫外线曝光，后烘；

第三次光刻：旋涂第三层SU-8胶，前烘；取第四个掩膜版，将该掩膜版上的标记点与步骤(1)获得的硅片标记点对准，进行紫外线曝光，后烘；

(4)显影脱离：使用SU-8胶专用显影液显影；将带有胶结构的硅片浸入IPA(异丙醇)中，加以超声振荡，促使胶结构与硅片基底脱离。

(5)将脱离的胶结构放入热蒸发镀膜机里蒸镀金属，使得胶结构表面沉积一层金属层，即得到所需要的电喷雾离子聚集电极。

本发明采用SU-8胶材料，结合多次曝光、一次显影技术等MEMS加工工艺制作出了SU-8聚焦电极。当对电喷雾喷针聚焦电极之间施加一定的电势差时，离子从喷针喷出后，喷针和聚焦电极产生的特殊电场线，会对离子的运动轨迹产生一定影响，从而可以对发散的电喷雾离子进行聚焦，由此提高了离子的运输效率。本发明制作工艺简单、成本低、尺寸小并且容易实现。

附图说明

图1(a)是SU-8离子聚集电极结构整体构造示意图。

图1(b)是SU-8离子聚集电极结构整体构造俯视图。

图2是标记点制作流程示意图。

图3是三层SU-8胶结构制作工艺流程图。

图中：1阶梯孔；2SU-8胶结构；3硅片；4BP212胶层；5第一个掩膜版；6紫外线；7带有标记点的硅基底；8Omnicoat正胶；9SU-82075胶层；10第二个掩膜版；11交联后的SU-8胶；12第三个掩膜版；13第四个掩膜版；14带阶梯孔的三层结构。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图详细叙述本发明专利的具体实施方式。

如图1所示结构，本发明是制作一个带有阶梯孔的SU-8胶结构。