微针芯片及其制备方法与流程

1.本发明属于器械技术领域，涉及一种微针芯片及其制备方法。背景技术：2.皮肤含水量检测、皮肤酸碱度度检测等皮肤检测，目前都是通过在皮肤表面进行测试，以推算出皮肤各参数状态，其检测原理均为根据皮肤表面测量结果进行推算获得皮肤状态，因此，这种采用皮肤表面检测的结果受环境影响较大，测试准确性较低。3.目前射频、超声等皮肤护理技术，都是通过非接触式方法对皮肤进行加热，以实现皮肤护理，其加热效率差，并且由于采用非接触方式，从而无法直接获取对皮肤护理的反馈，因此存在很大的隐患，容易对皮肤产生破坏性损伤。4.微针结构是根据人体皮肤结构开发的促渗专用工具，通过微针结构可以穿透皮肤角质层，打通通往皮肤真皮层的通道，使得所需药物能够更容易渗透到皮肤真皮细胞中。5.目前，利用微针结构能穿透皮肤的机械结构特性，已将微针结构应用于注射给药等，但目前微针结构的集成度仍较低，其仅利用了微针结构的机械结构特性，从而局限了微针结构的功能和应用。6.因此，提供一种微针芯片及其制备方法，实属必要。技术实现要素：7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微针芯片及其制备方法，用于解决现有技术中皮肤检测及护理误差大、微针结构应用受限的问题。8.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微针芯片，所述微针芯片包括：9.微针结构，所述微针结构包括多个间隔排布的微针；10.绝缘层，所述绝缘层覆盖所述微针结构的表面；11.多个间隔排布的电极，所述电极位于所述绝缘层上，覆盖所述微针，且相邻所述电极显露所述绝缘层。12.可选地，所述微针结构包括硅微针结构、金属微针结构及聚合物微针结构中的一种；所述微针的针尖尺寸包括1nm～100μm。13.可选地，所述绝缘层包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合；所述绝缘层的厚度包括10nm～10μm。14.可选地，所述电极包括金电极、银电极、铂电极及铜电极中的一种或组合；所述电极的厚度包括1nm～10μm。15.可选地，所述电极与所述微针一一对应设置。16.可选地，所述微针结构中还包括与所述电极相接触的导电柱，以通过所述导电柱电连接所述电极。17.可选地，任一上述微针芯片包括应用于皮肤检测及皮肤护理中的一种或组合。18.本发明还提供一种微针芯片的制备方法，包括以下步骤：19.提供微针结构，所述微针结构包括多个间隔排布的微针；20.于所述微针结构上形成覆盖所述微针结构表面的绝缘层；21.于所述绝缘层上形成多个间隔排布的电极，所述电极覆盖所述微针，且相邻所述电极显露所述绝缘层。22.可选地，所述微针结构包括硅微针结构、金属微针结构及聚合物微针结构中的一种；其中，当所述微针结构为硅微针结构或聚合物微针结构时，制备步骤包括：23.提供衬底；24.于所述衬底上形成抗蚀层；25.在所述抗蚀层上形成光刻胶层，并图形化所述光刻胶层，形成光刻胶窗口，且所述光刻胶窗口显露部分所述抗蚀层；26.图形化所述抗蚀层，形成抗蚀层窗口，以显露部分所述衬底；27.去除光刻胶层，对所述衬底进行刻蚀，并去除所述抗蚀层。28.可选地，还包括在所述衬底中制备导电柱的步骤，以通过所述导电柱电连接所述电极。29.如上所述，本发明的微针芯片及其制备方法，通过在微针结构上制作绝缘层及电极，使得电信号可以通过微针结构进入皮肤，以对皮肤进行直接电容、电阻等信号的检测，从而获得准确性较高的皮肤检测结果；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，将适合的护肤品、药品等化学品通过微针导入到皮肤层，以促进皮肤对化学品的吸收，实现皮肤的护理；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，在微针芯片上施加电信号，以增强对皮肤进行护理的结果。30.本发明的微针芯片及其制备方法，提高了微针结构的集成度及便捷性，提高了皮肤检测结果的准确性和可信度，且具有皮肤护理功能，从而可有效扩大微针结构的功能和应用。附图说明31.图1显示为本发明实施例中微针结构的结构示意图。32.图2显示为图1中微针结构的扫描电镜图。33.图3显示为本发明实施例中在微针结构上形成绝缘层后的结构示意图。34.图4显示为本发明实施例中形成电极层后的结构示意图。35.图5显示为本发明实施例中图形化电极层形成电极后的结构示意图。36.图6显示为本发明实施例中微针芯片不同排电极之间的电容等效电路图。37.图7显示为本发明实施例中微针芯片不同排电极之间的电阻等效电路图。38.元件标号说明39.100ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ微针结构40.101ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ微针41.200ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ绝缘层42.300ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ电极层43.301ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ电极具体实施方式44.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。45.如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。46.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。47.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。48.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。49.如图5所示，本实施例提供一种微针芯片，所述微针芯片包括：50.微针结构100，所述微针结构100包括多个间隔排布的微针101；51.绝缘层200，所述绝缘层200覆盖所述微针结构100的表面；52.多个间隔排布的电极301，所述电极301位于所述绝缘层200上，覆盖所述微针101，且相邻所述电极301显露所述绝缘层200。53.本实施例的所述微针芯片，通过在所述微针结构100上制作所述绝缘层200及所述电极301，使得电信号可以通过所述微针结构100的所述微针101进入皮肤，以对皮肤进行直接电容、电阻等信号的检测，从而获得准确性较高的皮肤检测结果；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，将适合的护肤品、药品等化学品通过所述微针101导入到皮肤层，以促进皮肤对化学品的吸收，实现皮肤的护理；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，在所述微针芯片上施加电信号，如实现对皮肤进行加热等，以增强对皮肤进行护理的结果。54.本实施例的所述微针芯片，提高了所述微针结构100的集成度及便捷性，提高了皮肤检测结果的准确性和可信度，且具有皮肤护理功能，从而可有效扩大所述微针结构100的功能和应用。55.作为示例，所述微针结构100可包括硅微针结构、金属微针结构及聚合物微针结构中的一种。56.具体的，本实施例中，所述微针结构100为采用硅材质的硅微针结构，但并非局限于此，所述微针结构100也可为聚合物材质的聚合物微针结构，或为金属材质的金属微针结构，此处不作过分限制。其中，所述微针101的针尖尺寸可包括1nm～100μm，如1nm、100nm、1μm、10μm、100μm等，所述微针101的高度、底部尺寸及形貌，可根据需要进行选择，此处不作过分限制。57.作为示例，所述绝缘层200可包括氧化硅层及氮化硅层中的一种或组合。58.具体的，本实施例中，由于所述微针结构100采用硅材质，因此所述绝缘层200优选为半导体器件中较为常用、且较易形成的氧化硅层作为所述绝缘层200，但并非局限于此，所述绝缘层200也可选用如氮化硅层等，此处不作过分限制。59.其中，所述绝缘层200的厚度可包括10nm～10μm、如10nm、100nm、1μm、10μm等，具体可根据需要进行设置，此处不作过分限制。60.作为示例，所述电极301可包括金电极、银电极、铂电极及铜电极中的一种或组合；所述电极301的厚度可包括1nm～10μm。61.具体的，所述电极301的厚度可包括1nm～10μm，如1nm、100nm、1μm、10μm等，关于所述电极301的材质、结构及厚度，此处不作过分限制。本实施例中的所述电极301采用具有良好导电性、良好的耐腐蚀性能，且对皮肤损伤较小的金电极，但并非局限于此。62.作为示例，所述电极301与所述微针101一一对应设置。63.具体的，本实施例中，如图5所示，所述电极301与所述微针101采用一一对应设置的结构，但并非局限于此，所述电极301根据需要也可设置为多个所述微针101对应1个所述电极301的结构，如2个、3个等所述微针101对应1个所述电极301，具体可根据需要进行设置，此处不作过分限制。64.作为示例，所述微针结构100中还可包括与所述电极301相接触的导电柱，以通过所述导电柱电连接所述电极301。65.具体的，当在所述微针结构100中制备所述导电柱时，如tsv柱，可通过所述导电柱实现与所述电极301的电连接，且无需额外增加器件的尺寸，但并非局限于此，也可以通过其他电学互连技术做连通，此处不作过分限制。66.参阅图1～图5，本实施例还提供一种微针芯片的制备方法，包括以下步骤：67.提供微针结构100，所述微针结构100包括多个间隔排布的微针101；68.于所述微针结构100上形成覆盖所述微针结构100表面的绝缘层200；69.于所述绝缘层200上形成多个间隔排布的电极301，所述电极301覆盖所述微针101，且相邻所述电极301显露所述绝缘层200。70.参阅图1～图5，以下结合附图对所述微针芯片的制备进行介绍。71.首先，参阅图1，提供微针结构100，所述微针结构100包括多个间隔排布的微针101。72.作为示例，所述微针结构100可包括硅微针结构、金属微针结构及聚合物微针结构中的一种；其中，当所述微针结构100为硅微针结构或聚合物微针结构时，制备步骤可包括：73.提供衬底；74.于所述衬底上形成抗蚀层；75.在所述抗蚀层上形成光刻胶层，并图形化所述光刻胶层，形成光刻胶窗口，且所述光刻胶窗口显露部分所述抗蚀层；76.图形化所述抗蚀层，形成抗蚀层窗口，以显露部分所述衬底；77.去除光刻胶层，对所述衬底进行刻蚀，并去除所述抗蚀层。78.如图1及图2，本实施例中，所述微针结构100采用硅微针结构，但并非局限于此，所述微针结构100也可为聚合物材质的聚合物微针结构，或为金属材质的金属微针结构，此处不作过分限制。79.其中，在制备所述硅微针结构时，可采用单晶硅衬底或多晶硅衬底，所述抗蚀层可采用氧化硅层，以及可通过刻蚀液对所述硅衬底进行各向异性湿法刻蚀，以形成所述微针101，关于所述微针结构100的制备此处不作过分限制。80.其中，所述微针101的针尖尺寸可包括1nm～100μm，如1nm、100nm、1μm、10μm、100μm等，所述微针101的高度、底部尺寸及形貌，可根据需要进行选择，此处不作过分限制。81.接着，参阅图3，于所述微针结构100上形成覆盖所述微针结构100表面的绝缘层200。82.具体的，可采用热氧化法以在所述硅衬底的表面生长一定厚度的氧化硅层，以作为所述绝缘层200，或者采用气相沉积(cvd)法等在所述衬底的表面沉积一定厚度的氮化硅层或氧化硅层等作为所述绝缘层200。形成所述绝缘层200的具体方法、所述绝缘层200的种类及厚度等，此处不作过分限制，本实施例中，所述绝缘层200采用氧化硅层。其中，所述绝缘层200的厚度可包括10nm～10μm、如10nm、100nm、1μm、10μm等，此处不作过分限制。83.接着，参阅图4及图5，于所述绝缘层200上形成多个间隔排布的电极301，所述电极301覆盖所述微针101，且相邻所述电极301显露所述绝缘层200。84.具体的，如图4，可先采用如电镀法于所述绝缘层200上形成覆盖所述绝缘层200的电极层300，而后可通过刻蚀法去除部分所述电极层300，形成覆盖所述微针101，且显露位于相邻所述微针101之间的所述绝缘层200的所述电极301。关于所述电极301的制备方法并非局限于此，此处不作过分限制。85.其中，所述电极301可包括金电极、银电极、铂电极及铜电极中的一种或组合；所述电极的厚度可包括1nm～10μm，如1nm、100nm、1μm、10μm等，关于所述电极301的结构、材质及厚度，此处不作过分限制。本实施例中的所述电极301采用具有良好导电性、良好的耐腐蚀性能，且对皮肤损伤较小的金电极，但并非局限于此。86.作为示例，所述电极301与所述微针101一一对应设置。87.具体的，本实施例中，所述电极301与所述微针101采用一一对应设置的结构，如图5所示，但并非局限于此，所述电极301根据需要也可设置为多个所述微针101对应1个所述电极301的结构，如2个、3个等所述微针101对应1个所述电极301的结构，此处不作过分限制。88.进一步的，还可包括制备导电柱的步骤，以通过所述导电柱电连接所述电极301。89.具体的，可通过在所述衬底中形成tsv孔，以及进行金属材质的沉积，制备tsv柱，以与所述电极301电连接，但并非局限于此，也可以通过其他电学互连技术做连通，此处不作过分限制。90.本实施例中，所述微针芯片可应用于皮肤检测及皮肤护理中的一种或组合。91.具体的，如图6，以皮肤水份、油份检测为例，具体可包括以下步骤：92.1-1)制备微针结构，微针结构包括多个间隔排布的微针；93.1-2)将微针结构进行氧化绝缘；94.1-3)将电极材料沉积在微针结构上；95.1-4)将电极材料按照设计要求进行图形化，实现微针结构上电极之间的绝缘；96.1-5)将微针穿透皮肤表皮后，微针上的电极作为电容电极，可检测不同排的微针之间的电容容值，由于皮肤水份、油份的介电常数的不同，在不同水份、油份比例下，检测到的皮肤的电容容值将不一样，从而可实现对皮肤水份、油份的检测。97.同理，如图7，将微针穿透皮肤表皮后，微针上的电极作为电阻电极，可检测不同排的微针之间的电阻阻值，从而获得准确的脂肪含量等准确信息。98.以对皮肤加热热敷的皮肤护理为例，具体可包括以下步骤：99.2-1)制备微针结构，微针结构包括多个间隔排布的微针；100.2-2)将微针结构进行氧化绝缘；101.2-3)将电极材料沉积在微针结构上；102.2-4)将电极材料按照设计要求进行图形化，实现微针结构上电极之间的绝缘；103.2-5)将微针穿透皮肤表皮后，微针上的电极作为电阻电极，在电极上施加电压信号，可实现精确的皮肤热敷护理。104.本实施例，可将皮肤检测、护理都集成到所述微针芯片上，通过提高集成度实现皮肤检测、护理的一体化；通过所述微针芯片进行皮肤检测，可获得更准确的皮肤检测结果；通过所述微针芯片进行皮肤护理，既可通过所述微针促进对化学品的吸收以进行皮肤护理，也可通过所述微针芯片的电信号对皮肤护理，还可以将这两种皮肤护理技术同时应用，获得更好的皮肤护理结果。105.由于所述微针芯片集成度的提高，皮肤检测、护理一体化的便携性也大大提高，可实现皮肤检测、护理的居家使用，并可通过每人的皮肤检测结果，实现皮肤护理的定制，提高皮肤护理的针对性，避免现在皮肤护理技术采用标准方案对所有人使用，缺乏普适性；由于皮肤检测、护理都是在所述微针芯片的辅助下进行，因此可以进行局部准确的检测和护理，以实现精准的皮肤检测和护理。106.综上所述，本发明的微针芯片及其制备方法，通过在微针结构上制作绝缘层及电极，使得电信号可以通过微针结构进入皮肤，以对皮肤进行直接电容、电阻等信号的检测，从而获得准确性较高的皮肤检测结果；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，将适合的护肤品、药品等化学品通过微针导入到皮肤层，以促进皮肤对化学品的吸收，实现皮肤的护理；进一步的，还可根据皮肤检测的结果，在微针芯片上施加电信号，以增强对皮肤进行护理的结果。107.本发明的微针芯片及其制备方法，提高了微针结构的集成度及便捷性，提高了皮肤检测结果的准确性和可信度，且具有皮肤护理功能，从而可有效扩大微针结构的功能和应用。108.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。