以微型全分析芯片系统为基础发展起来的“芯片实验室”技术是微型分析仪器发展的重要方向,基于电润湿技术的数字微流控芯片,以其灵活、快速、微量、结构兼容好、易于自动化控制等优点,正以强劲的势头推动着片上实验室技术的不断发展。特别是在生化应用领域的集成数字微流控芯片,已发展成为芯片技术中一个引人瞩目的新兴研究领域。本硕士论文针对电润湿技术为核心的数字微流控芯片操作微流体存在的驱动电压较高、液滴操作动力学饱和、驱动模块与传感检测系统单片一体化等问题,提出了实现低电压、高稳定性和高通量的器件设计方案,并通过实验验证了方案的可行性;探索建立了电润湿动态饱和模型;探索了与数字微流控芯片集成的传感技术与加工工艺方法,实现了芯片的驱动模块与传感单元的集成。本文工作主要如下:(1)本文在查阅大量文献、资料和总结前期研究工作的基础上,系统地总结了数字微流控芯片的设计要点与评价方法,提出了电压、高通量的芯片设计方案;(2)利用MEMS加工技术完成了芯片加工,并通过微流控操作实验验证了芯片低电压和高通量的特点,并且实现了芯片的稳定性与数字性的改进;(3)针对电润湿领域的饱和现象,提出了动态饱和模型,深入讨论了数字微流控芯片的动态性能以及参数优化。(4)探索了芯片一体化工艺,设计并实现了高通量集成芯片的加工工艺。