本實(shí)用新型是有關(guān)一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子科技的持續(xù)發(fā)展，其應(yīng)用的觸角也不斷展開跨領(lǐng)域的探索與結(jié)合。其中，在快速發(fā)展的生物科技或醫(yī)療科技領(lǐng)域中，生物傳感器的出現(xiàn)不只是近代生物相關(guān)科技的一大突破，所謂生物傳感器(Biosensor)是指利用生物感測(cè)組件將系統(tǒng)中的化學(xué)物質(zhì)的改變量，轉(zhuǎn)換成電子訊號(hào)或光學(xué)訊號(hào)的一種分析裝置。生物傳感器的主要組成組件包括感測(cè)組件、換能器及電子裝置。

生物傳感器滿足了許多重要量測(cè)的需求，生物傳感器最獨(dú)特的地方就是來自生物感測(cè)組件與其上生物分子所具備的高靈敏度、高特異性或高選擇性，其原因在于生物體本身就具有各式各樣的化學(xué)感受器。換言之，生物體本身實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)受體(chemoreceptors)的集合體，這些化學(xué)受體均具有高度的特異性或選擇性與靈敏度。

另一方面，透過傳統(tǒng)生化分析中所需的人為或機(jī)械操作，以微幫浦、微閥門、微過濾器、微混合器、微管道、微傳感器及微反應(yīng)器等微流體組件集中制作于微流體裝置上，以進(jìn)行樣品前處理、混合、傳輸、分離和偵測(cè)等程序，更被積極地應(yīng)用于生物傳感器上。

然而，現(xiàn)有生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)往往因?yàn)閼?yīng)用與現(xiàn)有整合制程的限制，無法提供檢測(cè)模塊的質(zhì)量一致性、結(jié)構(gòu)完整性與制程高度量產(chǎn)性。

更甚者，生物傳感器上的生物感測(cè)層往往由化學(xué)分子及生物分子鍵結(jié)形成，這些化學(xué)分子及生物分子受限于物質(zhì)的天性，無法承受超過攝氏一百度以上的高溫，甚至有的分子只能承受低于攝氏四十度以下的環(huán)境，而半導(dǎo)體組件或微機(jī)電組件與其他材料之間的接合制程，往往需在攝氏一百度以上進(jìn)行，因此，必然造成生物感測(cè)層上的生物分子與化學(xué)分子結(jié)構(gòu)改變或失去其天然的活性，進(jìn)而造成其生物感測(cè)性能失效。因此，如何提供一種有效且具應(yīng)用彈性的電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)，是目前業(yè)界的重要議題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例揭露一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)，包括：一基板，具有多個(gè)第一通孔，其中該多個(gè)第一通孔內(nèi)填充一導(dǎo)電性材料，且在該多個(gè)第一通孔的兩端分別設(shè)置有一導(dǎo)電墊，該導(dǎo)電墊與該多個(gè)第一通孔內(nèi)填充的該導(dǎo)電性材料電性相連；一流道層，設(shè)置于該基板上方，且包含至少一流道，以供至少一流體流動(dòng)，以及多個(gè)第二通孔，其中該多個(gè)第二通孔內(nèi)填充一導(dǎo)電性材料，該多個(gè)第二通孔的該導(dǎo)電性材料與該基板的該導(dǎo)電墊電性相連；一覆蓋件，設(shè)置于該流道層上方，具有至少一第一流體入口及至少一第一流體出口，以供該至少一流體的流入及流出，其中該至少一第一流體入口及該至少一第一流體出口與該流道層的該至少一流道相連接，且具有一鏤空窗口，以暴露該至少一流體，并設(shè)置多個(gè)第三通孔，其中該多個(gè)第三通孔內(nèi)填充一導(dǎo)電性材料，該多個(gè)第三通孔的該導(dǎo)電性材料與該流道層的該多個(gè)第二通孔內(nèi)的該導(dǎo)電性材料電性相連；以及一電子式生物傳感器，通過凸塊以覆晶方式結(jié)合設(shè)置于該覆蓋件之上，其中該電子式生物傳感器具有一生物感測(cè)層，當(dāng)該至少一流體流經(jīng)該鏤空窗口時(shí)，該覆蓋件的鏤空窗口與該生物感測(cè)區(qū)接觸，該凸塊是植入于該覆蓋件的該多個(gè)第三通孔的導(dǎo)電性材料內(nèi)，以達(dá)到電性相連，其中，該至少一流體從該至少一第一流體入口流入，通過該至少一流道流經(jīng)該電子式生物傳感器的該生物感測(cè)層，以進(jìn)行感測(cè)，再?gòu)脑撝辽僖坏谝涣黧w出口流出。

較佳地，本實(shí)用新型的電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)還包含一支撐保護(hù)板，該支撐保護(hù)板設(shè)置有一鏤空窗口，以容置該電子式生物傳感器，并具有至少一第二流體入口及至少一第二流體出口，該至少一第二流體入口及至少一第二流體出口與該覆蓋件的該至少一第一流體入口及該至少一第一流體出口相對(duì)設(shè)置。

較佳地，本實(shí)用新型的電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)還包含一支撐保護(hù)板，該支撐保護(hù)板設(shè)置有一鏤空窗口，以容置該電子式生物傳感器，其中該基板還設(shè)置有至少一第二流體入口及至少一第二流體出口，該至少一第二流體入口及至少一第二流體出口與該流道層的該至少一流道的兩端相對(duì)設(shè)置，以供該至少一流體的流入與流出。

較佳地，本實(shí)用新型的基板還設(shè)置一由主動(dòng)及/或被動(dòng)組件組成的電路。

較佳地，本實(shí)用新型的基板為多層基板的堆棧結(jié)構(gòu)。

較佳地，本實(shí)用新型的流道層還包括至少一幫浦組件、至少一閥門組件、至少一混液組件、其他微流體組件或其任意組合，以進(jìn)行該至少一流體的流動(dòng)及預(yù)處理。

較佳地，本實(shí)用新型的流道層可為一多層次結(jié)構(gòu)，具有復(fù)數(shù)層數(shù)。

較佳地，本實(shí)用新型的流道層還具有一電路，該電路是與該基板上的電路電性相連，且該電路與其連接處是與該至少一流體隔絕。

較佳地，本實(shí)用新型的流道層與該覆蓋件整合為一體或該流道層與該基板整合為一體。

較佳地，本實(shí)用新型的覆蓋件還具有一電路，該電路是與該流道層上的電路電性相連，且該電路與其連接處是與該至少一流體隔絕。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的立體示意圖；以及

圖2為本實(shí)用新型的一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖面圖。

符號(hào)說明

110 基板

111 第一通孔

112 導(dǎo)電墊

120 流道層

121 流道

122 第二通孔

130 覆蓋件

131 第一流體入口

132 第一流體出口

133 鏤空窗口

134 第三通孔

140 電子式生物傳感器

141 凸塊

142 生物感測(cè)層

150 支撐保護(hù)板

151 第二流體入口

152 第二流體出口

具體實(shí)施方式

以下是通過特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技藝的人士可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。本實(shí)用新型也可通過其他不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本實(shí)用新型說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用在不悖離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技藝的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。

圖1與圖2分別為本實(shí)用新型的一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意圖以及剖面圖。電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)是應(yīng)用于將一電子式生物傳感器與一微流道裝置整合封裝。如圖1圖及圖2所示，電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)由下往上依序包括：一基板110、一流道層120、一覆蓋件130以及一電子式生物傳感器140。

如圖1及圖2所示，基板110可具有多個(gè)第一通孔111，多個(gè)第一通孔111內(nèi)可填充一導(dǎo)電性材料，且在多個(gè)第一通孔的兩端可分別設(shè)置有一導(dǎo)電墊112，導(dǎo)電墊112可與多個(gè)第一通孔111內(nèi)填充的導(dǎo)電性材料電性相連；導(dǎo)電墊112也可提供對(duì)外界的電性連接。

流道層120是設(shè)置于基板110上方，并包括提供至少一流體流動(dòng)的至少一流道121以及多個(gè)第二通孔122，其中，多個(gè)第二通孔122內(nèi)可填充一導(dǎo)電性材料，多個(gè)第二通孔122的導(dǎo)電性材料可與基板110的導(dǎo)電墊112電性相連。

依據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，覆蓋件130可設(shè)置于流道層120上方，并具有至少一第一流體入口131及至少一第一流體出口132，以供至少一流體的流入及流出，其中，至少一第一流體入口131及至少一第一流體出口132與流道層的至少一流道相連接，其中，至少一流體從至少一第一流體入口131流入，并流經(jīng)電子式生物傳感器112以及其上的生物感測(cè)層113，以進(jìn)行感測(cè)，再?gòu)闹辽僖坏谝涣黧w出口132流出。

依據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，覆蓋件130可設(shè)置于流道層120上方，并具有至少一第一流體入口131及至少一第一流體出口132，以供至少一流體的流入及流出，其中，至少一第一流體入口131及至少一第一流體出口132與流道層120的至少一流道121相連接，且具有一鏤空窗口133，以暴露至少一流體，并設(shè)置多個(gè)第三通孔134，其中，多個(gè)第三通孔134內(nèi)填充一導(dǎo)電性材料，多個(gè)第三通孔134的導(dǎo)電性材料與流道層120的多個(gè)第二通孔122內(nèi)的導(dǎo)電性材料電性相連。

電子式生物傳感器140可通過凸塊141以覆晶方式結(jié)合設(shè)置于覆蓋件130上，凸塊141可植入于覆蓋件130的多個(gè)第三通孔134的導(dǎo)電性材料內(nèi)，以達(dá)到電性相連。電子式生物傳感器140還具有一生物感測(cè)層142，當(dāng)至少一流體流經(jīng)鏤空窗口133時(shí)，覆蓋件130的鏤空窗口133與生物感測(cè)層142接觸。因此，當(dāng)至少一流體從至少一第一流體入口131流入，通過至少一流道121流至覆蓋件130的鏤空窗口133時(shí)，與電子式生物傳感器140的生物感測(cè)層142接觸，以進(jìn)行感測(cè)，再?gòu)闹辽僖坏谝涣黧w出口流出。

再者，基板110還可設(shè)置一由主動(dòng)及/或被動(dòng)組件組成的電路；而且基板110還可依應(yīng)用需要設(shè)計(jì)為一多層基板構(gòu)成的堆棧結(jié)構(gòu)，以容置更復(fù)雜的電路。同樣地，流道層120還可具有一電路，電路可與基板110上的電路電性相連，且電路與其連接處是與至少一流體隔絕。覆蓋件130還具有一電路，電路是與流道層120上的電路電性相連，且電路與其連接處可與至少一流體隔絕。

換言之，基板110、流道層120、覆蓋件130以及電子式生物傳感器140皆可分別設(shè)置一電路；并且基板110、流道層120、覆蓋件130、以及電子式生物傳感器140可分別通過導(dǎo)電墊112、第一通孔111、第二通孔122、第三通孔134及凸塊141形成電性連接。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，本實(shí)用新型的一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)還包含一支撐保護(hù)板150，支撐保護(hù)板150設(shè)置有一鏤空窗口，以容置電子式生物傳感器140，并具有至少一第二流體入口151或至少一第二流體出口152；至少一第二流體入口151或至少一第二流體出口152分別與覆蓋件130的至少一第一流體入口131及至少一第一流體出口132相對(duì)設(shè)置。

值得注意的是，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，基板110還可設(shè)置有至少一第二流體入口及至少一第二流體出口，以供至少一流體流入及流出；在此情況下，則支撐保護(hù)板150不需設(shè)置有至少一第二流體入口151及至少一第二流體出口152?；蛘撸辽僖坏诙黧w入口可設(shè)置于支撐保護(hù)板150，而至少一第二流體出口可設(shè)置于基板110，反之亦然。換言之，至少一第二流體入口與至少一第二流體出口可設(shè)置于基板110或支撐保護(hù)板150，以供流體的流出與流入。綜而言之，至少一第一流體入口與至少一第二流體入口、以及至少一第一流體出口與至少一第二流體出口的設(shè)置必須與流道層120的流道121相通，以提供流體的流入與流出；而其設(shè)置的位置可依應(yīng)用而變化。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，流道層120可為一透明材料或不透明材料制成，例如，高分子材料、塑料、陶瓷、金屬、硅晶圓、玻璃、或其他復(fù)合材料。流道層120的表面可改質(zhì)成親水性或疏水性的表面。流道層120也可包括至少一幫浦組件、至少一閥門組件、至少一混液組件、其他微流體組件或其任意組合，以進(jìn)行至少一流體的流動(dòng)及預(yù)處理。再者，流道層120也可為一多層次結(jié)構(gòu)，具有復(fù)數(shù)層數(shù)，其表面可改質(zhì)成親水性或疏水性的表面。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，覆蓋件130可為一透明材料或不透明材料制成，例如，高分子材料、塑料、陶瓷、金屬、硅晶圓、玻璃、或其他復(fù)合材料。再者，流道層120與覆蓋件130可整合為一體成型的結(jié)構(gòu)，或流道層120與基板110整合為一體。值得注意的是，本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)，除了流道外，其他構(gòu)件的連接處，例如，承載件110、生物感測(cè)層113、流道層120、以及一覆蓋件130間的連接處皆可以隔絕流體，避免流體滲漏。

在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，電子式生物傳感器與覆蓋件的結(jié)合方式是以常溫的方式進(jìn)行，相對(duì)于半導(dǎo)體組件或微機(jī)電組件常用的高溫接合制程，本實(shí)用新型的結(jié)合方式能避免破壞電子式生物傳感器上的生物感測(cè)層的生物及化學(xué)特性，以提供生物傳感器一可預(yù)先修飾生物感測(cè)層于其上的整合結(jié)構(gòu)。

綜而言之，本實(shí)用新型的實(shí)施例揭露一種電子式生物傳感器與微流體裝置的整合結(jié)構(gòu)，透過結(jié)合電子式生物傳感器與微流體裝置、可偵測(cè)電子式生物傳感器所產(chǎn)生的電子訊號(hào)，且其整體結(jié)構(gòu)，除了流道外，其他構(gòu)件的連接處皆可以隔絕流體、避免滲漏、不破壞生物感測(cè)層的生物分子，適用于整合多種形式的電子式生物傳感器與微流體裝置。

然而，上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的功效，而非用于限制本實(shí)用新型，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。此外，在上述該些實(shí)施例中的組件的數(shù)量?jī)H為例示性說明，也非用于限制本實(shí)用新型。因此本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求所列。