[发明专利]基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置及电镀效果评估方法

权利要求书

1.基于阻抗测试的微电极阵列电镀装置，包括电源（1）、待电镀传感芯片组件（2）和一个阻抗测试系统（3），其特征在于：所述待电镀传感芯片组件（2）包括腔体（4），腔体（4）中部有能容纳离子液体的腔室（5），腔室（5）中间有两根对称放置的竖直电极（6），竖直电极（6）浸于腔室（5）中的离子液体内但不接触腔底，竖直电极（6）为铂电极（6.1）和银-氯化银电极（6.2），腔室（5）底部是一个固设于腔体中的传感芯片（7）；传感芯片包括硅基底（8），一组在腔室（5）内硅基底（8）上的电极阵列（9），两个在腔室外硅基底（8）上的接点（10.1）、（10.2），接点（10.1）与电源（1）相连，可通过三电极法进行电极阵列（9）的表面电镀处理，接点（10.2）与所述一个阻抗测量系统连接，可通过电化学方法研究电极电镀前后表面体阻抗的变化；所述阻抗测量系统（3），包括计算机（3.1）以及阻抗分析仪或电化学工作站（3.2）。

2.根据权利要求1所述的微电极阵列电镀装置，其特征在于：电源为数控单/双脉冲电镀电源；电镀电源分别连接铂电极（6.1）、银-氯化银电极（6.2）、接点（10.1）；在电镀时铂电极（6.1）和银-氯化银电极（6.2）分别作为对电极和参比电极，通过接点（10.1）与芯片上的电极阵列（9）构成三电极体系。

3.根据权利要求1所述的微电极阵列电镀装置，其特征在于：所述传感芯片（7）为细胞阻抗传感电极芯片；传感芯片电极设计为叉指型细胞电阻抗电极阵列或圆盘形ECIS电极阵列或同时包括IDA电极阵列和圆盘形ECIS电极阵列。

4.根据权利1或3所述的微电极阵列电镀装置，其特征在于：所述电化学方法包括交流阻抗法或循环伏安法，其电信号是一种频率的交流信号或多种频率交流信号。

5.一种基于阻抗测试的微电极阵列电镀效果的评估方法，使用如权利要求1所述的装置，其特征在于该方法包括：

步骤A输入微电极阵列尺寸参数，电镀纳米颗粒的尺寸参数范围，设置实验次数，迭代次数及迭代步长；

步骤B根据电极尺寸及形状自适应划分方形网格区域；

步骤C随机生成电镀纳米颗粒并将空间位置信息与网格建立映射关系；

步骤D根据电镀纳米颗粒的互斥性关系，采用区域分解，网格搜索的方法进行纳米颗粒互斥性判断，若纳米颗粒互斥则重新随机产生纳米颗粒位置信息和半径，直到达到设定最大迭代次数并记录电极上纳米颗粒的贴附度，再进行下一次实验；

步骤E根据多次电镀效果评估模型的贴附度数据，建立贴附率曲线图对微电极电镀的表面处理效果进行评估。

6.根据权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：根据系统所要评估的微电极阵列输入微电极阵列的尺寸参数，确定所电镀的纳米颗粒的尺度范围[a,b]、测试次数n、迭代步数N，迭代步长ΔN默认为1。

7.根据权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：构造元胞空间、元胞、邻居、边界，元胞空间为该平板微电极抽象成的二维四边形网格结构，按照微电极的形状构造的网格，在元胞空间的四边形网格结构中，每一个网格为一个元胞，一个元胞的东、南、西、北、东北、西北、东南、西南相邻的八个元胞为该元胞的邻居元胞，每一元胞具有一个坐标位置[X_j，Y_j]。

8.根据权利要求5所述的评估方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：将所电镀的纳米颗粒抽象成圆形，根据Monte-Carlo模型在元胞空间内随机生成颗粒，坐标位置为[x_i，y_i]，半径为r_i；利用颗粒与网格单元之间映射关系：X_j=fix(x_i/L)+1,Y_j=fix(y_i/L)+1，L为网格边长，由纳米颗粒的落点来计算出颗粒所在的网格位置。