CN117654652A - 薄膜结构及其制备方法、电渗微泵结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种薄膜结构及其制备方法、电渗微泵结构。本发明的薄膜结构包括至少两层多孔薄膜，至少两层多孔薄膜层叠设置，每层多孔薄膜中均包括彼此平行且相背设置的第一表面和第二表面，每层多孔薄膜中形成有多个径向孔道，径向孔道连通第一表面和第二表面，并且至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层多孔薄膜彼此贴合连接。本发明提供的薄膜结构，其包括任意相邻两层彼此连接的至少两层多孔薄膜，因此薄膜结构具有较厚的厚度的同时，保持有原先小孔径，高孔隙率的特点，因此薄膜结构在用于电渗微泵后，有助于电渗微泵能够获得较高的泵压，同时流体通过薄膜结构时的流量也有所提升。

Description

薄膜结构及其制备方法、电渗微泵结构

技术领域

本申请属于微流控技术领域，具体涉及一种薄膜结构及其制备方法、电渗微泵结构。

背景技术

微泵在实际应用中，往往需要克服一定的泵压来实现其输送流体的目的。微泵的性能与其结构、电极、多孔材料均相关。当微泵的结构、电极、多孔材料固定时，可以通过提高外加电场强度以提高其泵压，也可以通过串联的方式来达到目的。但是，简单地机械化串联方式会令微泵的整体结构变得庞大，从而失去了其与机械泵相比易于微型化的优势。

如何在相同的外加电场作用下，设计出高泵压、高流量且小尺寸的微泵，从多孔材料的角度考虑，我们可以增加材料的厚度或者降低材料的孔径以提高泵压，但是这种方法会牺牲一部分的流量。不仅如此，在材料的制备上也存在一定的极限。例如，径迹刻蚀多孔膜是采用溶液刻蚀经离子束轰击得到的径迹的方法制备得到多孔结构的。其材料的孔隙率、孔径、厚度受离子轰击技术、刻蚀方法的限制。因此，当不断加深材料的厚度时，孔隙率会随之下降、孔径会随之增大。从微泵结构设计的角度考虑，我们可以通过串联提高泵压，通过并联提高流量。因此，集成化地串并联结构设计显得十分重要。这不仅可以缩小微泵的整体结构，还可以减少简单串并联中管路连接件的数量、简化管路，提高整体结构的可靠性。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的自上而下制备的多孔薄膜在厚度较大时孔径较大，孔隙率较低，在应用至电渗微泵后，难以获得较高的泵压以及较大流量的技术问题。该目的是通过以下方式实现的：

本发明第一方面提出了一种薄膜结构，包括：至少两层多孔薄膜，至少两层多孔薄膜层叠设置，每层多孔薄膜中均包括彼此平行且相背设置的第一表面和第二表面，每层多孔薄膜中形成有多个径向孔道，径向孔道连通第一表面和第二表面，并且至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层多孔薄膜彼此贴合连接。

根据本发明第一方面提供的薄膜结构，相邻的两层多孔薄膜之间彼此连接，薄膜结构具有较厚的厚度的同时，径向孔道保持原有的小孔径和高孔隙率的特点，使薄膜结构应用于电渗微泵结构中后，电渗微泵结构能够获得较高的泵压的同时，腔体内液体通过薄膜结构的流量有所提升（高于单片膜的流量）。

另外，根据本发明的薄膜结构，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式或者通过熔合的方式彼此贴合连接。

本发明第二方面提出了一种薄膜结构的制备方法，用于获得根据本发明第一方面的薄膜结构，其包括以下步骤：提供至少两片多孔薄膜；对每片多孔薄膜进行表面处理，使得每片多孔薄膜的表面带有羟基官能团；将至少两片多孔薄膜层叠并在60℃至100℃的温度范围下压制，使得任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式彼此连接。

本发明第二方面提供的薄膜结构的制备方法，首先在多孔表面形成羟基官能团，之后对多层带有羟基官能团的多孔薄膜在低温下进行压制，使得多孔薄膜之间的羟基官能团之间发生反应，任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式连接在一起，并且在60℃至100℃的温度范围下进行压制，能够使得得到的薄膜结构中的多孔薄膜之间键合牢固，不易被外力撕裂或者分裂开。

另外，根据本发明的薄膜结构的制备方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，对每片多孔薄膜进行表面处理具体包括以下步骤：对每片多孔薄膜进行表面羟基化处理、硅氧烷化修饰和/或氧等离子体处理。

在本发明的一些实施方式中，对每片多孔薄膜进行表面羟基化处理具体包括通过氧等离子体处理、电晕处理和强酸处理中的一种或几种。

本发明第三方面提出了一种薄膜结构的制备方法，用于获得根据本发明第一方面的薄膜结构，

提供至少两片多孔薄膜；

在多孔薄膜的熔点温度或者熔点温度以上的温度，将至少两片多孔薄膜热压连接在一起。

本发明第三方面提供的薄膜结构的制备方法，在将多孔薄膜加热至其熔点或者熔点温度以上的温度后，多孔薄膜会有一定的熔化，这个时候对多层多孔薄膜进行热压，可以使得相邻的两层多孔薄膜之间通过熔合的方式彼此连接，薄膜结构具有较厚的厚度的同时，径向孔道的孔隙率较高，孔径较小，因此薄膜结构在用于电渗微泵结构中后，可以提升电渗微泵结构的腔体内液体通过薄膜结构的流量，并使得电渗微泵结构能够获得较高的泵压。

本发明第四方面提供一种电渗微泵结构，其包括根据本发明第一方面的薄膜结构，电渗微泵结构包括：

第一芯片体和第二芯片体，第一芯片体和第二芯片体层叠设置，并且第一芯片体和第二芯片体之间形成有至少一个腔体，每个腔体均具有与其连通的流体入口和流体出口，第一芯片体中和第二芯片体中的一个设置有流体入口，另一个设置有流体出口；

薄膜结构设置在第一芯片体和是第二芯片体之间，至少部分薄膜结构设置在腔体中；

至少一个第一驱动电极和至少一个第二驱动电极，第一驱动电极和第二驱动电极分别设置在腔体的相对设置的内壁上。

本发明第四方面提供的电渗微泵结构，其包括本发明第一方面的薄膜结构，该薄膜结构包括至少二层多孔薄膜，具有较厚的厚度的同时，径向孔道保持原有的小孔径和高孔隙率的特点，使薄膜结构应用于电渗微泵结构中后，电渗微泵结构能够获得较高的泵压的同时，腔体内液体通过薄膜结构的流量有所提升（高于单片膜的流量）。

另外，根据本发明的电渗微泵结构，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，至少一个腔体包括彼此间隔的至少二个腔体，电渗微泵结构还包括第三芯片体和第四芯片体，第三芯片体设置在第一芯片体的远离第二芯片体的表面，第四芯片体设置在第二芯片体的远离第一芯片体的表面，第三芯片体形成有进液通道，进液通道与一个流体入口连通，第四芯片体内形成有出液通道，出液通道与一个流体出口连通，第三芯片体和/或第四芯片体上形成有串联流道以连通相邻的两个腔体的流体出口和流体入口。

在本发明的一些实施方式中，至少一个腔体包括彼此间隔的至少二个腔体，电渗微泵结构还包括第三芯片体和第四芯片体，第三芯片体设置在第一芯片体的远离第二芯片体的表面，第四芯片体设置在第二芯片体的远离第一芯片体的表面，第三芯片体形成有进液通道，进液通道与一个流体入口连通，第四芯片体内形成有出液通道，出液通道与一个流体出口连通，第三芯片体上形成有第一并联流道以将所有腔体的流体入口和进液通道连通，第四芯片体上形成有第一并联流道以将所有腔体的流体出口和出液通道连通。

在本发明的一些实施方式中，电渗微泵结构还包括接线端子，接线端子设置于第一芯片体的下表面和第二芯片体的上表面，或者接线端子设置于第一芯片体的上表面和第二芯片体的下表面，接线端子为第一驱动电极或者第二驱动电极提供电势差。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的立体图。

图2示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的俯视图。

图3示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的A-A剖面图。

图4示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的第一芯片体的立体图。

图5示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的第一芯片体的仰视图。

图6示意性地示出了根据本发明第四方面的第一实施例提供的电渗微泵结构的第二芯片体的立体图。

图7示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的立体图。

图8示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的俯视图。

图9示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的A-A剖面图。

图10示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的第一芯片体的俯视图。

图11示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的B-B剖面图。

图12示意性地示出了根据本发明第四方面的第二实施例提供的电渗微泵结构的C-C剖面图。

图13示意性地示出了根据本发明第四方面的第三实施例提供的电渗微泵结构的剖面图。

图14示意性地示出了根据本发明第四方面的第三实施例提供的电渗微泵结构的第二芯片体的立体图。

图15示意性地示出了根据本发明第四方面的第四实施例提供的电渗微泵结构的剖面图。

图16示意性地示出了根据本发明第四方面的第四实施例提供的电渗微泵结构的第一芯片体和第二芯片体的立体图。

图17示意性地示出了根据本发明第四方面的电渗微泵结构的多孔薄膜的层数与最大泵压值的关系图。

图18示意性地示出了根据本发明第四方面的电渗微泵结构的施加电流值与流量的关系图。

附图中各标号表示如下：

100、电渗微泵结构；

110、第三芯片体；

120、第一芯片体；1214、第一凹槽；1215、第三凹槽；1216、第五凹槽；

130、第二芯片体；1314、第二凹槽；1315、第四凹槽；1316、第六凹槽；

140、第四芯片体；

150、薄膜结构；

111、进液通道；141、出液通道；112、第一串联流道；142、第二串联流道；113、第一并联流道；143、第二并联流道；

121、第一流体入口；122、第二流体出口；123、第三流体入口；

131、第一流体出口；132、第二流体入口；133、第三流体出口；

126、第一电极；127、第三电极；128、第五电极；

136、第二电极；137、第四电极；138、第六电极；

124、第一电极引脚；125、第二电极引线；

134、第二电极引脚；135、第一电极引线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如1至图6所示，本发明第一方面的一些实施方式提供一种薄膜结构150，薄膜结构150包括：至少两层多孔薄膜，至少两层多孔薄膜层叠设置，每层多孔薄膜中均包括彼此平行且相背设置的第一表面和第二表面，每层多孔薄膜中形成有多个径向孔道，径向孔道连通第一表面和第二表面，并且至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层多孔薄膜彼此贴合连接。

本发明提供的薄膜结构150，相邻的两层多孔薄膜之间彼此连接，薄膜结构150具有较厚的厚度的同时，径向孔道保持原有的小孔径和高孔隙率的特点，因此在薄膜结构150在用于电渗微泵结构100中后，电渗微泵结构100能够获得较高的泵压，同时腔体内液体的通过薄膜结构150的流量也有所提升（高于单片膜的流量）。径向孔道孔道的形状可以为无规则状的，也可以为规则形状的，例如圆柱形或者锥形。薄膜结构150可以包括2至100层多孔薄膜。薄膜结构150的厚度范围在1微米至5000微米之间。在一个实施例中，薄膜结构150的厚度范围在100微米至1000微米之间。在一个实施例中，多孔薄膜的材料包括聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化硅、多孔玻璃或者多孔纤维素。每层多孔薄膜的材料可以相同也可以不同。在一个实施例中，薄膜结构150包括4层径迹刻蚀聚碳酸酯薄膜，相邻的两层径迹刻蚀聚碳酸酯薄膜通过羟基键键合连接。径迹刻蚀聚碳酸酯薄膜会使得聚碳酸酯薄膜上形成有径向孔道。

本发明提供的薄膜结构150中任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合连接或者熔合连接在一起，因此，薄膜结构150可以包括较多层数的多孔薄膜，使得薄膜结构150能够具有较高的厚度。相比与熔合连接的方式，通过羟基键键合的连接方式，多孔薄膜的孔隙率更高，多孔薄膜在制备过程中的损伤更低。

本发明第二方面提供一种薄膜结构150的制备方法，薄膜结构150为根据本发明第一方面的一些实施例提供的薄膜结构150，其包括以下步骤：

步骤S1：提供至少两片多孔薄膜；

步骤S2：对每片多孔薄膜进行表面处理，使得每片多孔薄膜的表面带有羟基官能团；

步骤S3：将至少两片多孔薄膜层叠并在60℃至100℃的温度范围下压制，使得任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式彼此连接。

本发明第二方面提供的薄膜结构150的制备方法，首先在多孔表面形成羟基官能团，之后对多层带有羟基官能团的多孔薄膜在低温下进行压制，使得多孔薄膜之间的羟基官能团之间发生化学反应，任意相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式连接在一起，并且在60℃至100℃的温度范围内进行压制，能够使得得到的薄膜结构150中的多孔薄膜之间键合牢固，不易被外力撕裂或者分裂开。

步骤S2对每片多孔薄膜进行表面处理，使得每片多孔薄膜的表面带有羟基官能团具体包括：对多孔薄膜进行表面羟基化处理、硅氧烷化修饰和/或氧等离子体处理。

在一个实施例中，多孔薄膜进行表面羟基化处理具体为对多孔薄膜进行氧等离子体处理的方式实现，具体包括以下步骤：将多孔薄膜放置于烘箱中烘烤60℃至100℃，2至4小时（在一个实施例中，烘烤温度是80℃，烘烤时间是3小时）；在多孔薄膜表面进行氧等离子体处理，辉光5min，真空度控制在300mtorr。在烘箱中对多孔薄膜进预热处理是为了完全蒸发掉多孔薄膜孔道内的水分，可以使得后续氧等离子处理时有更多的氧自由基与多孔薄膜表面发生反应，从而在多孔薄膜孔壁上形成更多的羟基官能团，并使得最终得到的两层键合在一起的多孔薄膜结合牢固，不易撕裂或者分裂开。表面羟基化处理除了可以通过氧等离子体处理的方法，还可以通过电晕处理或者强酸处理等方法实现。

在一个实施例中，硅氧烷化修饰具体为将上述氧等离子体处理后的多孔薄膜与四乙氧基硅烷混合处理，能够使得多孔薄膜的表面的产生硅氧烷官能团和/或硅羟基，硅氧烷官能团能够转化为羟基官能团，更稳定地固定在多孔薄膜的表面。硅氧烷化修饰还可以通过溶胶凝胶法，化学气相法或者光催化法等方法实现。

在一个实施例中，通过溶胶凝胶法对多孔薄膜进行硅氧烷化修饰，具体包括以下步骤：在烧杯中依次加入异丙醇和水（异丙醇：水=7:3），并在搅拌下加入四乙氧基硅烷；将上述处理过的多孔薄膜放入配置好的溶液中，反应30min；取出、清洗、室温晾干。

硅氧烷化修饰之后对多孔薄膜进一步进行氧等离子体处理可以在多孔薄膜的表面上进一步形成羟基官能团或者自由基。

在一个实施例中，步骤S3将至少两片多孔薄膜层叠并在60℃至100℃的温度范围下压制具体包括以下步骤：

S31、将上述羟基化处理后的2片多孔薄膜贴合在一起，80℃压制30分钟；

S32、将第3片修饰上四乙氧基硅烷的多孔薄膜与步骤S31中的2片多孔薄膜一起进行氧等离子体，重复5次之后，80℃压制12小时以上，得到厚度是100微米的多层多孔材料。

压制时间为20分钟以上，压制时间根据多孔薄膜的片数决定，两片多孔薄膜可以压制20分钟以上，三片以上的多孔薄膜可以压制12小时以上，压制时间越长得到的薄膜结构150结构越牢固。并且氧等离子体处理的次数也根据多孔薄膜的片数决定，两片多孔薄膜可以进行单次氧等离子体处理，多片多孔薄膜进行多次氧等离子体处理可以使得羟基化的效果更好。

在一个实施例中，将修饰上述四乙氧基硅烷的10片多孔薄膜进行氧等离子体处理，然后将氧等离子体处理后的多孔薄膜贴合在一起，80℃压制12小时以上，得到厚度是250微米的薄膜结构150。

在一个实施例中，将修饰上四乙氧基硅烷的10片多孔薄膜进行氧等离子体处理，然后将其贴合在一起，80℃压制1小时，再重复操作3遍。最后将4份二层彼此键合的多孔薄膜再次进行氧等离子体处理，并贴合在一起，80℃压制12小时以上，得到厚度是1000微米的多层薄膜结构150。在80℃对多片多孔薄膜压制，可以使得相邻的两层多孔薄膜之间通过羟基键形成不可逆的键合，最终制备得到的薄膜结构150结构牢固、不易撕开。若在常温下对多片多孔薄膜压制，制备得到的薄膜结构150容易在外力作用下撕开，结构不牢固。

本发明第三方面提供一种薄膜结构150的制备方法，薄膜结构150为根据本发明第一方面的一些实施例提供的薄膜结构150，其包括以下步骤：

提供至少两片多孔薄膜；

在多孔薄膜的熔点温度或者熔点温度以上的温度，将至少两片多孔薄膜热压连接在一起。

在将多孔薄膜加热至其熔点或者熔点温度以上的温度后，多孔薄膜会有一定的熔化，这个时候对多层多孔薄膜进行热压，可以使得相邻的两层多孔薄膜之间通过熔合的方式彼此连接，薄膜结构150具有较厚的厚度的同时，径向孔道保持原有的小孔径和高孔隙率的特点，因此在薄膜结构在用于电渗微泵结构100中后，电渗微泵结构100能够获得较高的泵压，同时腔体内液体的通过薄膜结构150的流量也有所提升（高于单片膜的流量）（见图17-18）。但是热压的温度不应当高出多孔薄膜的熔点温度太多，以防止对多孔薄膜的损失太严重。

本发明第四方面提供一种电渗微泵结构100，包括根据本发明第一方面的薄膜结构150，电渗微泵结构100包括：

第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120和第二芯片体130层叠设置，并且第一芯片体120和第二芯片体130之间形成有至少一个腔体，每个腔体具有与其连通的流体入口和流体出口，第一芯片体120中和第二芯片体130中的一个设置有流体入口，另一个设置有流体出口；

薄膜结构150被设置在相邻的第一芯片体120和第二芯片体130之间，至少部分薄膜结构150设置在腔体中；

至少一个第一驱动电极和至少一个第二驱动电极，第一驱动电极和第二驱动电极分别设在腔体的相对设置的内壁上，并位于薄膜结构150的两侧。

本发明第四方面提供的电渗微泵结构100，其包括本发明第一方面的薄膜结构150，该薄膜结构150包括至少二层多孔薄膜，具有较厚的厚度的同时，保持原有的小孔径和高孔隙率，因此薄膜结构150在用于电渗微泵中后，可以提高单个微泵单元的泵压，同时使腔体内的流体具有较高的流量。

请参阅图1至图6，本发明第四方面的第一实施例提供一种电渗微泵结构100，该电渗微泵结构100包括三个串联连接的微泵单元，具体地，电渗微泵结构100包括层叠设置的第一芯片体120和第二芯片体130。第一芯片体120的下表面上形成有间隔设置的第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216，第二芯片体130的上表面上形成有间隔设置的第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316。第一凹槽1214和第二凹槽1314合围形成第一腔体、第三凹槽1215和第四凹槽1315合围形成第二腔体，第五凹槽1216和第六凹槽1316合围形成第三腔体。在其他实施例中，也可以仅在第一芯片体120上形成第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216，或者仅在第二芯片体130上形成第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316，第一芯片体120和第二芯片体130封合后仍然可以形成腔体。

薄膜结构150被固定在第一芯片体120的下表面和第二芯片体130的上表面之间，因此薄膜结构150悬空设置在三个腔体的中央。第一芯片体120上形成有第一流体入口121、第二流体出口122和第三流体入口123，第一流体入口121连通第一芯片体120的上表面和第一腔体，第二流体出口122连通第一芯片体120的上表面和第二腔体，第三流体入口123连通第一芯片体120的上表面和第三腔体。第二芯片体130上形成有第一流体出口131、第二流体入口132和第三流体出口133，第一流体出口131连通第二芯片体130的下表面和第一腔体、第二流体出口122连通第二芯片体130的下表面和第二腔体，第三流体出口133连通第二芯片体130的下表面和第三腔体。第一流体入口121和第一流体出口131位于第一腔体的上下两侧且与第一腔体连通。第二流体入口132和第二流体出口122位于第二腔体的上下两侧且与第二腔体连通。第三流体入口123和第三流体出口133位于第三腔体的上下两侧且与第三腔体连通。

第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216的底表面上分别形成有第一电极126、第三电极127和第五电极128，第一电极126、第三电极127和第五电极128即为本实施例中的第一驱动电极。第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316的底表面上分别形成有第二电极136、第四电极137和第六电极138，第二电极136、第四电极137和第六电极138即为本实施例中的第二驱动电极。第一电极126和第二电极136分别位于第一腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第一微泵单元。第三电极127和第四电极137分别位于第二腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第二微泵单元。第五电极128和第六电极138分别位于第三腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第三微泵单元。其中，第一电极126、第三电极127和第五电极128可以通过电镀的方式修饰至第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216的底表面，也可以通过安装的方式连接至第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216的底表面。可以理解地，第二电极136、第四电极137和第六电极138也可以通过电镀或者安装的方式分别连接至第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316的底表面。

电渗微泵结构100还包括第三芯片体110和第四芯片体140。第三芯片体110连接至第一芯片体120的上表面，第四芯片体140连接至第二芯片体130的下表面，如此，第三芯片体110、第一芯片体120、第二芯片体130和第四芯片体140从上至下依次层叠设置。

第三芯片体110上形成有进液通道111和第一串联流道112，进液通道111为连通第三芯片体110的上表面和下表面的流道，第一串联流道112为形成在第三芯片体110的下表面上的凹槽。进液通道111与第一腔体的第一流体入口121连通。第一串联流道112与第二腔体的第二流体出口122和第三腔体的第三流体入口123连通，使得第二腔体与第三腔体通过第一串联流道112连通。

第四芯片体140上形成有出液通道141和第二串联流道142，出液通道141为连通第四芯片体140的上表面和下表面的流道，第二串联流道142为形成在第四芯片体140的上表面上的凹槽。出液通道141与第三腔体的第三流体出口133连通，第二串联流道142连通第一腔体的第一流体出口131和第二腔体的第二流体入口132。

在以上描述的所有流道和通道内，可以设置单向阀，以进行限流。在一个实施例中，将流道和通道改变为楔形以用作单向阀。

第一芯片体120的下表面上形成有第一电极引脚124和第二电极引线125，第一电极引脚124包括通电区域和引线区域。通电区域为方形，其位于第一芯片体120的下表面的边角上。通电区域的作用是与外部电源电连接，因此，在电渗微泵结构100的外观上，通电区域暴露在外，可以通过第三芯片体110的面积小于第一芯片体120的面积的方式使得通电区域暴露。引线区域为折弯的条形，引线区域电连接通电区域和第一电极126和第五电极128，使得通电区域能够为第一电极126和第五电极128供电，可以理解地，引线区域还延伸进入第一凹槽1214和第五凹槽1216的内壁以与第一电极126和第五电极128电连接。第二电极引线125与第三电极127电连接。第二电极引线125与第一电极引脚124位于第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216的相反的两侧。

第二芯片体130的上表面上形成有第二电极引脚134和第一电极引线135。第二电极引脚134的结构与第一电极引脚124的结构相同，区别在于，第二电极引脚134将外部电源与第二电极136和第六电极138电连接。第一电极引线135与第四电极137电连接。

在本实施例中，第一电极引脚124、第二电极引线125、第二电极引脚134和第一电极引线135为设置所述第一芯片体120和第二芯片体130上的金属几何形状，用作六个电极的接线端子。在其他实施例中，接线端子还可以是导电弹簧、导电螺母、导电橡胶或者弹簧针。通过接线端子，可以在第一驱动电极和第二驱动电极上施加直流电或者交流电。

当第一芯片体120的下表面与第二芯片体130的上表面层叠时，第二芯片体130的上表面上的第一电极引线135与第一芯片体120的下表面上的第一电极引脚124的引线区域接触，从而完成第一电极引线135与第一电极引脚124的电连接，第一电极引脚124能够将外部电源与第四电极137电连接。

进一步地，当第一芯片体120的下平面与第一芯片体120的上表面层叠接触时，第一芯片体120的下表面上的第二电极引线125与第二芯片体130的上表面的第二电极引脚134的引线区域接触，从而完成第二电极引线125与第二电极引脚134的电连接，第二电极引脚134能够将外部电源与第三电极127电连接。

当在第一电极引脚124上施加正电压，同时在第二电极引脚134上施加负电压时，第一电极126，第五电极128和第四电极137上被施加正电压，第二电极136，第六电极138和第三电极127上被施加负电压，从而在薄膜结构150的两侧的两个电极上施加不同的电压，使得流体在薄膜结构150的作用下，在第一腔体内从第一凹槽1214流向第二凹槽1314，在第二腔体内从第四凹槽1315流向第三凹槽1215，在第三腔体内从第五凹槽1216流向第六凹槽1316。

第一实施例提供的电渗微泵结构100在使用中，流体从进液通道111进入电渗微泵结构100，再经由第一流体入口121进入第一腔体，经过薄膜结构150流至第一流体出口131，到第二串联流道142，进入第二流体入口132进入第二腔体，通过薄膜结构150至第二流体出口122，到第一串联流道112，进入第三流体入口123进而第三腔体，通过薄膜结构150至第三流体出口133，最后从出液通道141流出。

本实施例提供的电渗微泵结构100包括两个以上微泵单元，由于本实施例采用的是根据本发明第一方面的薄膜结构150，因此，薄膜结构150保持有原先单片膜的小孔径、高孔隙率的特点，但厚度却远远高于单片膜的厚度，使得仅串联较少的微泵单元即可使得电渗微泵结构100具有较高的泵压，减少了电极的个数，简化了结构，使得电渗微泵结构100更小型化，且没有更多的外部组件，更有利于后续与其他器件集成，得到更小型化的装置。于此同时，微泵单元内流体通过薄膜结构150的流量并没有因为薄膜结构150厚度的增加而减小，反而有所提升。另外，假设薄膜结构150包括N层彼此键合的多孔薄膜，则其对应的电渗微泵结构100的泵压为包括单层多孔薄膜的电渗微泵的泵压的10N倍。例如，薄膜结构150包括10层彼此键合的多孔薄膜，则包括10层彼此键合的多孔薄膜的电渗微泵结构100的泵压为包括单层多孔薄膜的电渗微泵的泵压的100倍。结合图18，在提升泵压的同时，本发明提供的电渗微泵结构100的流量也不会降低。因此，本发明提供的串联结构的电渗微泵结构100，在提升电渗微泵结构100的泵压的同时保持流量不会降低。

请参阅图7至图12，本发明第四方面的第二实施例提供一种电渗微泵结构100，电渗微泵结构100包括三个串联连接的微泵单元，具体地，电渗微泵结构100包括层叠设置的第一芯片体120和第二芯片体130。第一芯片体120的下表面上形成有间隔设置的三个第一凹槽1214、第三凹槽1215和第五凹槽1216，第二芯片体130的上表面上形成有间隔设置的第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316。第一凹槽1214和第二凹槽1314合围形成第一腔体、第三凹槽1215和第四凹槽1315合围形成第二腔体，第五凹槽1216和第六凹槽1316合围形成第三腔体。薄膜结构150被固定在第一芯片体120的下表面和第二芯片体130的上表面之间，因此至少部分薄膜结构150悬空设置在三个腔体的中央。具体地，第一芯片体120上形成有第一流体入口121、第二流体出口122和第三流体入口123，第二芯片体130上形成有第一流体出口131、第二流体入口132和第三流体出口133。第一流体入口121和第一流体出口131位于第一腔体的上下两侧且与第一腔体连通。第二流体入口132和第二流体出口122位于第二腔体的上下两侧且与第二腔体连通。第三流体入口123和第三流体出口133位于第三腔体的上下两侧且与第三腔体连通。

第一凹槽1214的底表面上形成有第一电极126、第三凹槽1215的底表面上形成有第三电极127，第五凹槽1216的底表面上形成有第五电极128，以用作第一驱动电极。第二凹槽1314的底表面上形成有第二电极136，第四凹槽1315的底表面上形成有第四电极137，第六凹槽的底表面上形成有第六电极138，以用作第二驱动电极。第一电极126和第二电极136分别位于第一腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第一微泵单元。第三电极127和第四电极137分别位于第二腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第二微泵单元。第五电极128和第六电极138分别位于第三腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两层，其构成第三微泵单元。

电渗微泵结构100还包括第三芯片体110和第四芯片体140。第三芯片体110连接至第一芯片体120的上表面，第四芯片体140连接至第二芯片体130的下表面，如此，第三芯片体110、第一芯片体120、第二芯片体130和第四芯片体140从上至下依次层叠设置。

第三芯片体110上形成有进液通道111和第一串联流道112，进液通道111为连通第三芯片体110的上表面和下表面的流道，第一串联流道112为形成在第三芯片体110的下表面上的凹槽。进液通道111与第一腔体的第一流体入口121连通，第一串联流道112与第二腔体的第二流体出口122和第三腔体的第三流体入口123连通，使得第二腔体与第三腔体通过第一串联流道112连通。

第四芯片体140上形成有出液通道141和第二串联流道142，出液通道141为连通第四芯片体140的上表面和下表面的流道，第二串联流道142为形成在第四芯片体140的上表面上的凹槽。出液通道141与第三腔体的第三流体出口133连通，第二串联流道142连通第一腔体的第一流体出口131和第二腔体的第二流体入口132。

第一芯片体120的上表面上形成有第一电极引脚124和第二电极引脚134。第一电极引脚124包括通电区域和引线区域，通电区域为方形，其位于第一芯片体120的上表面的左下角，通电区域的作用是与外部电源电连接，因此，在电渗微泵结构100的外观上，通电区域暴露在外，可以通过第三芯片体110的面积小于第一芯片体120的面积的方式使得通电区域暴露，引线区域为折弯的条形，引线区域电连接通电区域与第三电极127。第三电极127与第一电极引脚124通过馈通的方式实现电连接。即在第一芯片体120上制备通孔，在通孔内制备电引线以使得第一电极引脚124与第三电极127电连接。

第二电极引脚134包括通电区域和引线区域，通电区域为方形，其位于第一芯片体120的上表面的左上角上，并且第二电极引脚134的通电区域与第一电极引脚124的通电区域位于第一芯片体120的上表面的相反的两侧，引线区域为折弯的条形，引线区域电连接通电区域与第一电极126，以及通电区域和第五电极128，使得通电区域能够为第一电极126和第五电极128供电。由于第一电极引脚124形成在第一芯片体120的上表面，第一电极126形成在第一芯片体120的下表面上的第一凹槽1214的底面上，第五电极128形成在第一芯片体120的下表面上的第五凹槽1216的底表面上，因此可以通过馈通的方式将第二电极引脚134与第一电极126和第五电极128电连接，即在第一芯片体120上制备通孔，在通孔内制备电引线以使得第二电极引脚134与第一电极126和第五电极128电连接。

第二芯片体130的下表面上形成有第三电极引脚（图中未示出）和第四电极引脚（图中未示出）。第三电极引脚包括通电区域和引线区域，其引线区域与第二电极136和第六电极138电连接，使得第三电极引脚将第二电极136和第六电极138与外部电源电连接。第四电极引脚包括通电区域和引线区域，其引线区域与第四电极137电连接，使得第四电极引脚将第四电极137与外部电源电连接。第三电极引脚可以通过馈通方式与第二电极136和第六电极138电连接，第四电极引脚可以通过馈通方式与第四电极137电连接。

在本实施例中，第一电极引脚124、第二电极引脚134、第三电极引脚和第四电极引脚用作接线端子。

第二实施例提供的电渗微泵结构100在使用中，在第一电极引脚124和第三电极引脚上施加正电压，在第二电极引脚134和第四电极引脚上施加负电压，流体从进液通道111进入电渗微泵结构100，再经由第一流体入口121，进入第一凹槽1214，经过薄膜结构150流至第二凹槽1314，之后到达第一流体出口131，到第二串联流道142，进入第二流体入口132，通过薄膜结构150至第二流体出口122，到第一串联流道112，进入第三流体入口123，通过薄膜结构150至第三流体出口133，最后从出液通道141流出。

请参阅图13和图14，本发明第四方面的第三实施例提供一种电渗微泵结构100，电渗微泵结构100包括三个并联连接的微泵单元，具体地，电渗微泵结构100包括层叠设置的第一芯片体120和第二芯片体130。第一芯片体120的下表面上形成有间隔设置的第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216，第二芯片体130的上表面上形成有间隔设置的第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316，第一凹槽1214和第二凹槽1314合围形成第一腔体、第三凹槽1215和第四凹槽1315合围形成第二腔体，第五凹槽1216和第六凹槽1316合围形成第三腔体。薄膜结构150被固定在第一芯片体120的下表面和第二芯片体130的上表面之间，因此至少部分薄膜结构150悬空设置在三个腔体的内部。第一芯片体120上形成有第一流体入口121、第二流体入口132和第三流体入口123，第一流体入口121连通第一芯片体120的上表面和第一腔体，第二流体入口132连通第一芯片体120的上表面和第二腔体，第三流体入口123连通第一芯片体120的上表面和第三腔体。第二芯片体130上形成有第一流体出口131、第二流体出口122和第三流体出口133，第一流体出口131连通第二芯片体130的下表面和第一腔体、第二流体出口122连通第二芯片体130的下表面和第二腔体，第三流体出口133连通第二芯片体130的下表面和第三腔体。

第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216的底表面上分别形成有第一电极126、第三电极127和第五电极128，第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316底表面上分别形成有第二电极136、第四电极137和第六电极138。第一电极126和第二电极136分别位于第一腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第一微泵单元。第三电极127和第四电极137分别位于第二腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第二微泵单元。第五电极128和第六电极138分别位于第三腔体的相对的两内表面上并且位于薄膜结构150的两侧，其构成第三微泵单元。

电渗微泵结构100还包括第三芯片体110和第四芯片体140。第三芯片体110连接至第一芯片体120的上表面，第四芯片体140连接至第二芯片体130的下表面，如此，第三芯片体110、第一芯片体120、第二芯片体130和第四芯片体140从上至下依次层叠设置。

第三芯片体110上形成有进液通道111和第一并联流道113，进液通道111为连通第三芯片体110的上表面和下表面的流道，第一并联流道113为形成在第三芯片体110的下表面上的凹槽，进液通道111设置在第一并联流道113的一端并与第一并联流道113连通。第一并联流道113与第一流体入口121、第二流体入口132和第三流体入口123均连通。

第四芯片体140上形成有出液通道141和第二并联流道143，出液通道141为连通第四芯片体140的上表面和下表面的流道，第二并联流道143为形成在第四芯片体140的上表面上的凹槽。出液通道141设置在第二并联流道143的一端并与第二并联流道143连通。第二并联流道143与第一流体出口131、第二流体出口122和第三流体出口133连通。

第一芯片体120的下表面上形成有第一电极引脚（图中未示出），第一电极引脚包括通电区域和引线区域。通电区域为方形，其位于第一芯片体120的下表面的边角上。通电区域的作用是与外部电源电连接，因此，在电渗微泵结构100的外观上，通电区域暴露在外，可以通过第三芯片体110的面积小于第一芯片体120的面积的方式使得通电区域暴露。引线区域为折弯的条形，引线区域电连接通电区域和第一电极126、第三电极127和第五电极128，使得通电区域能够为第一电极126、第三电极127和第五电极128供电。

第二芯片体130的上表面上形成有第二电极引脚134。第二电极引脚134和第一电极引脚位于三个腔体的相反两侧。第二电极引脚134的结构与第一电极引脚的结构相同，区别在于，第二电极引脚134与第二电极136、第四电极137和第六电极138电连接。在本实施例中，第一电极引脚和第二电极引脚134用作接线端子。

第三实施例提供的电渗微泵结构100在使用中，流体从进液通道111进入电渗微泵结构100，再经由第一流体入口121、第二流体入口132和第三流体入口123分别流入第一腔体、第二腔体和第三腔体，并通过其中的薄膜结构150，之后通过第一流体出口131、第二流体出口122和第三流体出口133流入第二并联流道143，之后通过出液通道141流出。

第三实施例提供的电渗微泵结构100，三个微泵单元并联连接，如此可以在电渗微泵结构100获得较高泵压的基础上，进一步提高电渗微泵结构100的流量。

请参阅图15和图16，本发明第四方面的第四实施例提供一种电渗微泵结构100，电渗微泵结构100包括三个并联连接的微泵单元，具体地，电渗微泵结构100包括层叠设置的第一芯片体120和第二芯片体130。第一芯片体120的下表面上形成有间隔设置的第一凹槽1214，第三凹槽1215，第五凹槽1216，第二芯片体130的上表面上形成有间隔设置的第二凹槽1314、第四凹槽1315和第六凹槽1316，第一凹槽1214和第二凹槽1314合围形成第一腔体、第三凹槽1215和第四凹槽1315合围形成第二腔体，第五凹槽1216和第六凹槽1316合围形成第三腔体。薄膜结构150被固定在第一芯片体120的下表面和第二芯片体130的上表面之间，因此薄膜结构150悬空设置在三个腔体的内部。第一芯片体120上形成有第一流体入口121、第二流体入口132和第三流体入口123，分别与第一腔体、第二腔体和第三腔体连通。第二芯片体130上形成有第一流体出口、第二流体出口和第三流体出口，分别与第一腔体、第二腔体和第三腔体连通。

第四实施例提供的电渗微泵结构100的结构与第三实施例提供的电渗微泵结构100的区别在于，第四实施例提供的电渗微泵结构100中，电极引脚与电极之间通过馈通的方式连接，具体区别如下。

第一芯片体120的上表面上形成有第一电极引脚，第一电极引脚包括通电区域和引线区域。通电区域为方形，其位于第一芯片体120的上表面的边角上。通电区域的作用是与外部电源电连接，因此，在电渗微泵结构100的外观上，通电区域暴露在外，可以通过第三芯片体110的面积小于第一芯片体120的面积的方式使得通电区域暴露。引线区域为折弯的条形，引线区域通过馈通的方式电连接通电区域和第一电极126、第三电极127和第五电极128，使得通电区域能够为第一电极126、第三电极127和第五电极128供电。

第二芯片体130的上表面上形成有第二电极引脚。第二电极引脚和第一电极引脚位于三个腔体的相反两侧。第二电极引脚的结构与第一电极引脚的结构相同，区别在于，第二电极引脚通过馈通的方式与第二电极136、第四电极137和第六电极138电连接。

第四实施例提供的电渗微泵结构100在使用中，流体从进液通道进入电渗微泵结构100，之后进入第一并联流道，再经由第一流体入口121、第二流体入口132和第三流体入口123分别流入第一腔体、第二腔体和第三腔体，并通过其中的薄膜结构150，之后通过第一流体出口、第二流体出口和第三流体出口流入第二并联流道，之后通过出液通道流出。

在其他实施例中，根据所需要的电渗微泵结构100的泵压，可以多个微泵单元先串联后并联，也可以先并联后串联。

本发明第五方面第一实施例提供一种根据本发明第四方面第一实施例的电渗微泵结构100的制备方法，其包括以下步骤：

提供根据本发明第一方面的薄膜结构150；

制备第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120和第二芯片体130上形成有至少一个凹槽，使得第一芯片体和第二芯片体在封合后能够形成至少一个腔体；

在每个腔体上制备与其连通的流体入口和流体出口，在第一芯片体和第二芯片体中一个制备流体入口，另一个制备流体出口；

在腔体的相对的两个内壁上分别制备第一驱动电极和第二驱动电极；

将第一芯片体120和第二芯片体130以层叠的方式封合，并使得薄膜结构150被固定在第一芯片体120和第二芯片体130之间。

请参阅图17，从图17中可以观察到，随着多孔薄膜的层数增加，电渗微泵结构100的最大泵压也逐渐增大。请参阅图18，从图18中可以观察到，在相同的施加电流值下，流量随着多孔薄膜的层数的增加而增大。

本发明第五方面提供了一种电渗微泵结构100的制备方法，通过将根据本发明第一方面的薄膜结构150应用在电渗微泵结构100的第一驱动电极和第二驱动电极之间，薄膜结构150具有较厚的厚度的同时，径向孔道保持有小孔径和高孔隙率的特点。当薄膜结构150在用于电渗微泵结构100中后，电渗微泵结构100能够获得较高的泵压，同时电渗微泵结构100的腔体内液体的通过薄膜结构150的流量也有所提升。

步骤“制备第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120和/或第二芯片体130上形成有至少一个凹槽，使得第一芯片体和第二芯片体在封合后能够形成至少一个腔体”，具体包括以下步骤：

提供不锈钢阳模；

提供聚二甲基硅氧烷（PDMS），将PDMS浇筑进入阳模；

加热使得PDMS固化；

脱模制备得到第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120上形成有至少一个第一凹槽，第二芯片体130上形成有至少一个第二凹槽。

步骤“在腔体的相对的两个内壁上分别制备第一驱动电极和第二驱动电极”，具体包括以下步骤：

通过无电沉积的方法，在第一凹槽的内壁上形成金电极以用作第一驱动电极，在第二凹槽的内壁上形成金电极以用作第二驱动电极。电极可以是直接印刷在芯片上，也可以是电聚合在芯片上。

在一个实施例中，在步骤“在腔体的相对的两个内壁上分别制备第一驱动电极和第二驱动电极”之前或者之后，还包括步骤：

在第一芯片体120的下表面上和第二芯片体130的上表面上均制备电极引线和电极引脚，并且电极引线和电极引脚与第一电极或者第二电极电连接。该步骤具体为：通过无电沉积的方法，在第一芯片体120的下表面上沉积金引脚和金引线以用作第一电极引脚124和第二电极引线125，在第二芯片体130的上表面上沉积金引脚和金引线以用作第二电极引脚134和第一电极引线135。

在第一芯片体120和第二芯片体130上通过打孔的方式制备第一流体入口121、第一流体出口131、第二流体入口132、第二流体出口122、第三流体入口123和第三流体出口133。

步骤“将第一芯片体120和第二芯片体130以层叠的方式封合，并使得薄膜结构150被固定在第一芯片体120和第二芯片体130之间”，具体为：对第一芯片体120和第二芯片体130进行氧等离子体处理，之后将薄膜结构150不可逆地封合在第一芯片体120和第二芯片体130之间。

在步骤“将第一芯片体120和第二芯片体130以层叠的方式封合，并使得薄膜结构150被固定在第一芯片体120和第二芯片体130之间”之后还包括步骤：制备第三芯片体110和第四芯片体140，使得第三芯片体110内形成有第一串联流道和进液通道111，第四芯片体140内形成有出液通道141和第二串联流道，第一串联流道和第二串联流道均连通相邻的流体入口和流体出口，进液通道111与第一流体入口121连通，出液通道141与第三流体出口133连通。

制备第三芯片体110和第四芯片体140的步骤具体为：

提供两片石英玻璃；

通过湿法刻蚀的方法，在石英玻璃上形成第一串联流道112和第二串联流道142；

在相应的位置上钻孔以形成进液通道111和出液通道141。

在步骤制备第三芯片体110和第四芯片体140之后，还包括步骤：将第三芯片体110形成有第一串联流道112的表面与第一芯片体120的远离第二芯片体130的表面封合；将第四芯片体140上形成有第二串联流道142的表面与第二芯片体130的远离第一芯片体120的表面封合。其中，通过氧等离子体处理使得第一芯片体120和第二芯片体130封合，第三芯片体110与第一芯片体120封合，第四芯片体140与第二芯片体130封合。

本发明第五方面第二实施例提供一种根据本发明第四方面第二实施例的电渗微泵结构100的制备方法，其包括以下步骤。

通过湿法刻蚀的方法，分别在两片石英玻璃上制备第一串联流道112和第二串联流道142，然后再在相应的位置进行钻孔，制备进液通道111和出液通道141，以用作第三芯片体110和第四芯片体140。在另一个实施例中，也可以在大片的石英玻璃上做多个模块后进行划片，得到多个第三芯片体110和第四芯片体140。

提供不锈钢阳模，然后对不锈钢阳模的表面进行硅烷化修饰，用聚二甲基硅氧烷（PDMS）浇筑，并在加热固化之后进行脱膜，硅烷化修饰有助于PDMS完整地脱模，从而形成第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽能够合围形成至少一个腔体，在合适的位置打孔，形成相应的电极馈通通孔，以用作第一芯片体120和第三芯片体110。在另外的实施例中，还可以通过焊接、丝网印刷的方式将电极与接线端子电连接。

通过无电沉积的方法，第一芯片体120的第一凹槽和第二芯片体130的第二凹槽、馈通通孔内部以及上表面（或者下表面）修饰金电极以及金引线和金引脚，以用作第一芯片体120上的第一电极引脚124和第二电极引脚134，以及第二芯片体130的下表面上形成有第三电极引脚和第四电极引脚。最后在适当的位置进行打孔，以在第一芯片体120形成第一流体入口121、第二流体出口122和第三流体入口123，在第二芯片体130上形成第一流体出口131、第二流体入口132和第三流体出口133。在另一个实施例中，也可以再同一个模具中浇筑形成多个模块，再打孔与无电沉积，之后进行划片得到多个第一芯片体120和第二芯片体130。

对第一芯片体120和第二芯片体130进行氧等离子体处理，将径迹刻蚀聚碳酸酯薄膜结构150不可逆地集成在第一芯片体120和第二芯片体130之间。

对第一芯片体120、第二芯片体130、第三芯片体110和第四芯片体140进行等离子体处理，使第一芯片体120、第二芯片体130不可逆封合，第三芯片体110与第一芯片体120不可逆封合，第四芯片体140与第二芯片体130不可逆封合。

上述制备方法中，第三芯片体110和第四芯片体140也可以选择PDMS材料，第一芯片体120和第二芯片体130可以选择玻璃材料。此时，第三芯片体110和第四芯片体140上的进液通道111和出液通道141可以通过浇筑形成，第一芯片体120和第二芯片体130中的腔体可以通过湿法刻蚀或者湿法与干法刻蚀结合的方法完成，流体入口和流体出口可以通过刻蚀技术或者打孔来完成。多个电极以及多个电极引脚可以通过溅射、玻璃通孔技术完成。第一芯片体120和第二芯片体130材料可以通过静电键合形成不可逆地键合。第一芯片体120和第二芯片体130之间，以及第三芯片体110和第四芯片体140之间可以通过氧等离子体键合完成不可逆键合。

本发明第五方面第三实施例提供一种根据本发明第四方面第二实施例的电渗微泵结构100的制备方法，其包括以下步骤。

通过机械加工的方法在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上制备腔体和流体入口和流体出口。其中，腔体也可以通过硅阳模在PMMA上热压完成。然后，再在PMMA的表面（靠近腔体的一侧）通过硅阳模热压形成第一凹槽和第二凹槽，从而形成第一芯片体120和第二芯片体130。在一个实施例中，第一芯片体120上形成有第一凹槽，第二芯片体130上没有形成第二凹槽，如此，第一芯片体120和第二芯片体130合围后仍然可以形成腔体。

对第一芯片体120和第二芯片体130进行清洗，等离子体处理，并在表面修饰环氧材料和二氧化硅层，通过磁控溅射技术，在PMMA的表面图案化金属层。之后，在PMMA上制备通孔，在通孔内进行无电沉积，或者加入弹簧针或金属柱，或者填导电浆料，将PMMA表面的金属电引出至另一面。

将具有一定厚度的薄膜结构150放置在第一芯片体120和第二芯片体130之间，然后对第一芯片体120和第二芯片体130进行不可逆封合。将第一芯片体120和第二芯片体130封合的方法包括热压键合、等离子体或者紫外线表面改性键合、溶剂键合或者胶粘键合。

在硅阳模上浇筑PDMS层，脱模之后用打孔器打孔，形成进液通道111和出液通道141，得到第三芯片体110和第四芯片体140。在第一芯片体120的上表面（靠近流体入口和流体出口的一侧）进行硅烷化修饰，并对上表面进行等离子体处理。然后，对第三芯片体110进行等离子体处理，并将其与上述第一芯片体120的上表面进行不可逆键合，进一步地，将第四芯片体140与第二芯片体130的下表面进行不可逆的键合，以得到完整的电渗微泵结构100。

在一个实施例中，可以对第三芯片体110、第三芯片体110、第二芯片体130和第四芯片体140分别在同一个晶圆或者模具中进行制备，有电极的层可先进行图案化的电极修饰之后再进行划片。从而可以更快速地批量得到多个芯片式的电渗微泵结构100。

本发明第五方面第四实施例提供一种根据本发明第四方面第三实施例的电渗微泵结构100的种制备方法，其包括以下步骤：

制备第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120和/或第二芯片体130上形成有至少一个凹槽，使得第一芯片体120和第二芯片体130在封合后能够形成至少一个腔体；

在第一芯片体120和第二芯片体130上制备流体入口和流体出口，每个腔体均具有与其连通的流体入口和流体出口；

在腔体的相对的两个内壁上分别制备第一驱动电极和第二驱动电极；

提供根据本发明第一方面的薄膜结构；

将第一芯片体120和第二芯片体130以层叠的方式封合，并使得薄膜结构150被固定在第一芯片体120和第二芯片体130之间。

在步骤“制备第一芯片体120和第二芯片体130，第一芯片体120和/或第二芯片体130上形成有至少一个凹槽，使得第一芯片体120和第二芯片体130在封合后能够形成至少一个腔体”之前或者之后，还包括步骤：

在第一芯片体120的上表面上和第二芯片体130的下表面上均制备电极引脚，电极引脚与第一驱动电极或者第二驱动电极电连接，并在第一芯片体120上制备通孔和设于通孔内的电引线以实现第一驱动电极和第二驱动电极与电极引脚的电连接。

在步骤“将第一芯片体120和第二芯片体130以层叠的方式封合，并使得薄膜结构150被固定在第一芯片体120和第二芯片体130之间”之后还包括步骤“制备第三芯片体110和第四芯片体140，使得第三芯片体110内形成有进液通道111和第一并联流道113，第四芯片体140内形成有出液通道141和第二并联流道143，进液通道111与其中一个流体入口连通，出液通道141与其中一个流体出口连通，第一并联流道113连通所有的流体入口和进液通道111，第二并联流道143连通所有的流体出口和出液通道141。

制备第三芯片体110和第四芯片体140之后，还包括步骤：

将第三芯片体110形成有第一并联流道113的表面与第一芯片体120的远离第二芯片体130的表面封合；将第四芯片体140上形成有第二并联流道143的表面与第二芯片体130的远离第一芯片体120的表面封合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种薄膜结构，其特征在于，包括：

至少两层多孔薄膜，所述至少两层多孔薄膜层叠设置，每层所述多孔薄膜中均包括彼此平行且相背设置的第一表面和第二表面，每层所述多孔薄膜中形成有多个径向孔道，所述径向孔道连通所述第一表面和所述第二表面，并且所述至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层所述多孔薄膜彼此贴合连接。

2.根据权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述至少两层多孔薄膜中任意相邻的两层所述多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式或者通过熔合的方式彼此贴合连接。

3.一种薄膜结构的制备方法，用于获得权利要求1或2所述的薄膜结构，其特征在于，包括以下步骤：

提供至少两片多孔薄膜；

对每片所述多孔薄膜进行表面处理，使得每片所述多孔薄膜的表面带有羟基官能团；

将所述至少两片多孔薄膜层叠并在60℃至100℃的温度范围下压制，使得任意相邻的两层所述多孔薄膜之间通过羟基键键合的方式彼此连接。

4.根据权利要求3所述的薄膜结构的制备方法，其特征在于，所述对每片所述多孔薄膜进行表面处理具体包括以下步骤：对每片所述多孔薄膜进行表面羟基化处理、硅氧烷化修饰和/或氧等离子体处理。

5.根据权利要求4所述的薄膜结构的制备方法，其特征在于，所述对每片所述多孔薄膜进行表面羟基化处理具体包括通过氧等离子体处理、电晕处理和强酸处理中的一种或几种。

6.一种薄膜结构的制备方法，用于获得权利要求1或2所述的薄膜结构，其特征在于，包括以下步骤：

提供至少两片多孔薄膜；

在所述多孔薄膜的熔点温度或者所述熔点温度以上的温度，将所述至少两片多孔薄膜热压连接在一起。

7.一种电渗微泵结构，其特征在于，包括根据权利要求1或2所述的薄膜结构，所述电渗微泵结构还包括：

第一芯片体和第二芯片体，所述第一芯片体和所述第二芯片体层叠设置，并且所述第一芯片体和所述第二芯片体之间形成有至少一个腔体，每个所述腔体具有与其连通的流体入口和流体出口，所述第一芯片体中和所述第二芯片体中的一个设置有所述流体入口，另一个设置有所述流体出口；

所述薄膜结构设置在所述第一芯片体和所述第二芯片体之间，至少部分所述薄膜结构设置在所述腔体中；

至少一个第一驱动电极和至少一个第二驱动电极，所述第一驱动电极和所述第二驱动电极分别设置在所述腔体的相对设置的内壁上。

8.根据权利要求7所述的电渗微泵结构，其特征在于，所述至少一个腔体包括彼此间隔的至少二个腔体，所述电渗微泵结构还包括第三芯片体和第四芯片体，所述第三芯片体设置在所述第一芯片体的远离所述第二芯片体的表面，所述第四芯片体设置在所述第二芯片体的远离所述第一芯片体的表面，所述第三芯片体形成有进液通道，所述进液通道与一个所述流体入口连通，所述第四芯片体内形成有出液通道，所述出液通道与一个所述流体出口连通；所述第三芯片体和/或所述第四芯片体上形成有串联流道以连通相邻的两个所述腔体的所述流体出口和所述流体入口。

9.根据权利要求7所述的电渗微泵结构，其特征在于，所述至少一个腔体包括彼此间隔的至少二个腔体，所述电渗微泵结构还包括第三芯片体和第四芯片体，所述第三芯片体设置在所述第一芯片体的远离所述第二芯片体的表面，所述第四芯片体设置在所述第二芯片体的远离所述第一芯片体的表面，所述第三芯片体形成有进液通道，所述进液通道与一个所述流体入口连通，所述第四芯片体内形成有出液通道，所述出液通道与一个所述流体出口连通，所述第三芯片体上形成有所述第一并联流道以将所有所述腔体的所述流体入口和所述进液通道连通，所述第四芯片体上形成有所述第一并联流道以将所有所述腔体的所述流体出口和所述出液通道连通。

10.根据权利要求7所述的电渗微泵结构，其特征在于，所述电渗微泵结构还包括接线端子，所述接线端子设置于所述第一芯片体的下表面和所述第二芯片体的上表面，或者所述接线端子设置于所述第一芯片体的上表面和所述第二芯片体的下表面，所述接线端子为所述第一驱动电极或者所述第二驱动电极提供电势差。