CN101137900A - 传感器芯片的制造方法及传感器芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器芯片的制造方法及使用该方法制造的传感器芯片。其具有基板、覆盖层、设于该基板和覆盖层间的间隔层，及设于该间隔层中的中空反应部，其特征在于，具有如下工序：在形成多个基板的薄层或者多个基板上，粘贴两条以上的粘附或粘接胶带，形成间隔层，且由该胶带间的一条或多条间隙，形成中空反应部，其能够减小该中空反应部的体积不一致或位置偏离。

Description

传感器芯片的制造方法及传感器芯片
技术领域
本发明涉及一种能够将样本中含有的化学物质简单地定量、检出的传感器芯片的制造方法，特别涉及生物传感器芯片的制造方法。进而，本发明还涉及可根据该传感器芯片的制造方法所制造的传感器芯片。
背景技术
生物传感器芯片是这样一种传感器芯片，即：将微量样本导入芯片内的反应部，在该芯片内，该微量样本发生酶反应或抗原-抗体反应等生化反应，将通过该生化反应得到的信息向芯片外输出。例如，作为测定血液中的葡萄糖量(血糖值)或尿糖值的血糖值传感器、尿糖值传感器，用于自主管理、预防糖尿病的家庭内健康诊断(selfcare自我保健)等。
在日本专利文献特开2001-159618号公报中记载有这样的生物传感器芯片的一例。该生物传感器芯片具有液体样本通过毛细现象导入的腔体(中空反应部)，通过被导入的所述液体样本与试药反应，分析液体样本中的成分(对比文件第一方面的内容)，在中空反应部的基础上，还具有由作用极和对极构成的电极系统(检知机构)、将检出的信号向外部输出的引线(输出端子)及样本导入口。
每制造一片(一片单位)这样的传感器芯片，生产性低，且每片芯片上基板与覆盖层间的距离及中空反应部的大小等的容易不一致，测定值容易产生不一致。在此，优选这样的方法，即：使多个传感器芯片的原料(元件)并列或连结而进行制造，集中进行多个检知机构或中空反应部等的形成，在得到多个传感器芯片的连结体之后，通过裁断等得到单个的传感器芯片。
例如，作为集中形成中空反应部等的方法，如图2所示，一般可以举出通过这样的方法进行：在形成形成基板的薄层上，形成多个中空反应部的中空部或槽上覆盖位于对应于所述基板的双面粘接(粘附)薄层(间隔层)。这样，要求有这样的特征：在所形成的中空反应部上，传感器芯片间的体积不一致小，离规定的位置的位置偏离小，进而为了使用少的试样量而能够检知，还要求具有间隔层的厚度薄、体积(少量体积)小的特征。
专利文献1(日本)特开2001-159618号公报(对比文件第一方面的内容)
发明内容
本发明的课题为提供一种与覆盖所述的双面粘接(粘附)薄层的以往的方法相比，进一步能够减小中空反应部的体积不一致及位置偏离的制造方法，特别涉及即使中空反应部为少量体积，体积的不一致及位置偏离也小的传感器芯片的制造方法，以及能够根据该方法制造的传感器芯片。
本发明的发明者锐意研究的结果，通过在形成多个基板的薄层或者多个基板上，粘贴两条以上的粘附或粘接胶带，而在胶带间形成有间隙，由该胶带间的间隙形成中空反应部的方法，从而解决上述课题、完成本发明。
即本发明的第一方面，提供一种传感器芯片的制造方法，具有基板、覆盖层、设于该基板和覆盖层间的间隔层，及设于该间隔层中的中空反应部，其特征在于，具有如下工序：在形成多个基板的薄层或者多个基板上，粘贴两条以上的粘附或粘接胶带，形成间隔层，且由该胶带间的一条或多条间隙，形成中空反应部。
该方法的特征在于：在形成多个基板的薄层或多个基板上，粘贴两条以上的粘附或粘接胶带。胶带粘贴的对象在通过裁断等单个化之后，即可以是构成各传感器芯片的基板的薄层，也可以是将一个个的传感器芯片的基板多个并列，但从生产性的观点看，优选使用形成多个基板的薄层。
两条以上的粘附或粘接胶带，相互具有间隙地粘贴。由该胶带间的间隙形成中空反应部，各胶带的侧面成为中空反应部的侧壁，各胶带形成所谓的间隔层。胶带的条数在三条以上的情况下，形成多个间隙，通过它们可以形成多个中空反应部。
即本发明中，中空反应部的侧壁形成不是由以往使用的薄层而是由两条胶带而进行的。通过采用这样的方法，与覆盖薄层的以往的方法相比，能够减小中空反应部的体积不一致及位置偏离。特别是在中空反应部的体积小的情况下该效果更加明显。进而，容易进行为得到规定大小的中空反应部所需要的中空反应部的侧壁的位置调整。
将两条以上的粘附或粘接胶带相互平行地粘贴，胶带间的间隙具有一定的宽度，则能够使中空反应部具有一定的大小，因此，是优选的。本发明的第二方面为所述的传感器芯片的制造方法，对应于该优选情况。
将胶带粘贴于基板的方法可以举出：将在空中拉紧的胶带上下粘贴在基板上的方法。在这种情况下，将两条以上的胶带同时粘贴的方法，生产性高，且使胶带间的间隙稳定，所以是优选的。本发明的第三方面与该优选情况相对应。
将胶带粘贴于基板的方法其他还可以举出：将两条以上的胶带分别从胶带的端部按顺序粘贴于形成多个基板的薄层或多个基板上的方法。根据这种方法，与将在空中拉紧的胶带上下粘贴在基板上的方法相比，胶带不容易松弛，从这个观点看是优选的。本发明的第三方面与该优选情况相对应。
特别是使用具有将两条以上的胶带间的间隙一边保持均匀一边粘贴胶带的结构的夹具，由该夹具一边供给胶带，一边从胶带一端粘贴的方法，根据该方法，能够吸收各胶带宽度的不一致，使两胶带间隔保持一定，因此，减小体积不一致，与粘贴拉紧的胶带的情况相比不容易松弛，能够得到粘贴位置不易产生偏离的效果。
本发明的第五方面与该优选情况相对应，提供一种传感器芯片的制造方法，所述的传感器芯片的制造方法的特征在于，使用夹具进行胶带的粘贴，该夹具具有将两条以上的胶带间的间隙一边保持均匀一边粘贴胶带的结构。
为了能够对应于少量的样本，优选传感器芯片的中空反应部的厚度小，因此，优选的是，形成包含中空反应部的间隔层的材质，即：所述双面粘接(粘附)薄层或胶带为薄的。但是，现有技术的将两面粘接(粘附)薄层覆盖基板的方法的情况，薄层薄的情况下，会有薄层松弛的问题。因此，通常使用的薄层的厚度为250μm左右，认为150μm厚的薄膜板难以使用。
在胶带的粘贴方法的情况下，胶带的松弛问题比使用所述薄层的情况少，特别是在使用所述夹具粘贴胶带的情况下，即使为薄膜胶带的情况，也不易产生松弛的问题。因此，通过使用薄膜胶带，能够容易地形成少量体积的中空反应部。在此，根据本发明，胶带的厚度在150μm以下，能够制造可对应少量样本的优良的传感器芯片，特别是，通过使之为100μm以下，能够制造更加优良的传感器芯片。
本发明的第六方面对应于该优选情况，提供一种传感器芯片的制造方法，所述的传感器的制造方法的特征在于，胶带的厚度在150μm以下。
本发明的传感器芯片的制造方法中，作为多个胶带的粘贴对象，使用一张在形成基板的同时也形成覆盖层薄层，向该薄层的形成基板的部分上粘贴胶带，以及在进行形成检知机构等的其它传感器芯片元件之后，更加需要的是，在形成覆盖层的一侧，也进行胶带的粘贴及形成传感器芯片的元件之后，以形成基板一侧和形成覆盖层一侧的边界部分，即以将该薄层大致二等分的折线为中心，将该薄层对折，通过将覆盖层一侧粘贴胶带的方法，使基板一侧与覆盖层一侧粘合，能够位置精度良好地进行，所以是优选的。本发明的第七方面对应于该优选情况。
另外，以折线为中心对折是在该折线的位置对折的方法，并且也包括与折线平行且在离折线等距离的两条直线的位置上，断面呈コ字型的折叠方法。
本发明在所述传感器芯片的制造方法的基础上，能够以该方法制造，提供一种传感器芯片，其特征在于，具有基板、覆盖层、设于该基板和覆盖层间的间隔层，及设于该间隔层中的中空反应部，该间隔层及中空反应部由两条以上的粘附或粘接胶带形成(本发明的第八方面)。本发明的传感器芯片特别适用于生物传感器芯片。
本发明的第九方面提供的传感器芯片，其特征在于，其为生物传感器芯片。本发明的生物传感器芯片作为测定血液中的葡萄糖量(血糖值)或尿糖值的血糖值传感器、尿糖值传感器，可用于自主管理、预防糖尿病的家庭内健康诊断(selfcare自我保健)等。
根据本发明的传感器芯片的制造方法，能够减小中空反应部的体积不一致及位置偏离。使用以往的使双面粘接(粘附)薄层覆盖基板的方法的情况，难以减小体积不一致及位置偏离，特别是中空反应部体积小的情况下该问题明显，而根据本发明，即使是体积小的中空反应部，也能够容易形成小的体积不一致及位置偏离。可根据该方法制造的本发明的传感器芯片能够适用于作为血糖值传感器等的生物传感器芯片，可用于家庭内健康诊断(selfcare自我保健)等。
附图说明
图1是表示本发明的传感器芯片的制造方法的平面说明图；
图2(a)、(b)是表示现有技术的传感器芯片的制造方法的平面说明图；
图3是表示用于本发明的传感器芯片的制造方法的夹具的概念图。
具体实施方式
下面，对实现本发明的最佳实施方式进行说明。但本发明并不局限于该实施方式，只要是不离开本发明的主旨，可以进行其它方式的变更。
形成本发明的传感器芯片的基板及覆盖层的材质选择绝缘材料薄膜，绝缘材料可以举出陶瓷、玻璃、纸、生物降解性材料(例如聚乳酸微生物生产聚酯等)聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等热塑性树脂、环氧树脂等热固化树脂、UV固化树脂等塑料材料。从机械强度、柔软性及芯片的制造加工的难易程度，特别从对折加工的难易度等来看，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料材料
基板及覆盖层的厚度的优选范围根据传感器芯片的用途等而变化，没有特别限制，在血糖值传感器等生物传感器芯片的情况下，优选100～300μm左右。
本发明的传感器芯片的中空反应部(由两条以上的胶带形成)为传感器芯片使用时导入样本、且导入的样本进行化学反应的部分。生物传感器芯片等的情况，用于使催化剂、酶等的生化反应的药剂在其中固定，由它们促进样本的化学反应。
例如：在测定血液中的葡萄糖量的葡萄糖生物传感器芯片的情况下，在该部分，形成葡萄糖氧化酶层、葡萄糖氧化酶-电子受体(介体)混合物层、葡萄糖氧化酶-白蛋白混合物层，或者葡萄糖氧化酶-电子受体-白蛋白混合物层。
作为测定对象的样本，例如血液、尿或生产线上提取的水溶液样本等由样本导入口导入所述中空反应部。样本导入口可以设于基板或覆盖层，也可以在传感器芯片的侧面的至少一侧开口。样本导入口可以设置多个，例如设置于传感器芯片的两侧面，中空反应部为连结于其间的吸管状的结构，由于易于取样本，因此是优选的。
在中空反应部内设有检知机构。在此，检知机构由至少两个以上的电极构成。这些电极通常称为作用极、对极，但检知机构还可以有参照极等其它电极以及其它机构。电极起到对中空反应部施加规定的电压、测定通过反应生成的电流值等的作用，且根据该电极的信号，进行样本中的化学物质的检出及定量。电极可以举出碳素电极等，通过在基板上进行丝网印刷等形成。
所述电极在中空反应部内露出，进而在基板、间隔层或覆盖层内，或者在它们之间形成所述电极的输出端子(引线)部分，与传感器芯片外部可电导通，通过该输出端子部分进行规定电压的施加、及电流值的测定等。
药剂的涂布可以在粘贴胶带前进行，也可以在粘贴胶带之后进行，但从药剂涂布工作的难易程度、药剂涂布的定位的难易程度看，通常优选在粘贴胶带之后进行。
用于本发明的制造方法的胶带可以举出：使用天然橡胶、SBR、嵌段SIS等的橡胶类粘接剂或使用丙烯酸酯共聚物等的丙烯类粘接剂、使用硅橡胶的聚硅氧烷类粘接剂作为粘附层的粘附胶带等。只要是能够确保所希望的粘接力的粘附层的厚度，为提高操作性，中间支承层希望是包含纸、PP、PE、聚酯、聚酰胺等的无纺布或聚酯等的薄膜等的双面胶带。对厚度未作特别限定，但为了得到少量体积的中空反应部，优选薄的胶带，如前所述，优选在100μm以下。
下面，通过附图对本发明进行说明。
图1是表示本发明的制造方法的平面说明图。在该例中，形成多个基板1a的一张薄膜1上，在形成一定宽度的间隙4的同时粘贴两张胶带2及3。各基板1a为长方形，它们的长边彼此连结，且成为它们的短边的部位为大致一直线而并列排列。
两张胶带2及3分别被卷轴5及6卷起，分别从胶带的一端按顺序粘贴于并列的基板1上。该胶带可以使用(日本)日东电工(株)制的No5606(芯的PET厚度为12μm、包括双面粘接剂层的厚度为60μm)等。
粘贴胶带2及3后，在其上粘贴覆盖层(未图示)，间隙4为基板1及覆盖层间的中空部。该中空部形成传感器芯片的中空反应部。在该例中，粘贴胶带2及3前，在基板1上形成检知机构、输出端子等(未图示)。粘贴覆盖层后，薄膜1以切割线1b切割，同时，胶带2及3也在相同位置被切割，得到一个个的传感器芯片。
图2表示用双面粘附薄层覆盖基板的方法中的形成多个基板的基板薄层7(图2a)和双面粘附薄层8(图2b)的平面说明图。基板薄层7中的7a为形成基板的部分，它们为长方形，相邻的长边相对并列而配置。在该基板薄层7上，覆盖具有中空部9的双面粘附薄层8。其后，在其上粘贴覆盖层(未图示)，位于基板薄层7及覆盖层间的中空部9形成传感器芯片的中空反应部。进而在其后，切割基板薄层7或双面粘附薄层8，得到一个个传感器芯片。
图3是表示可在本发明中使用的具有一边均匀地保持两条胶带间的间隙、一边粘贴胶带的结构的夹具的概念图。两条胶带11、12卷在卷轴(未图示)上，可保持一定间隙13，分别从胶带14、15一端粘贴。

Claims (9)

1.一种传感器芯片的制造方法，具有基板、覆盖层、设于该基板和覆盖层间的间隔层，及设于该间隔层中的中空反应部，其特征在于，具有如下工序：在形成多个基板的薄层或者多个基板上，粘贴两条以上的粘附或粘接胶带，形成间隔层，且由该胶带间的一条或多条间隙，形成中空反应部。
2.如权利要求1所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，将两条以上的粘附或粘接胶带相互平行地粘贴，胶带间的间隙具有一定的宽度。
3.如权利要求1或2所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，将两条以上的胶带同时粘贴于形成多个基板的薄层或多个基板上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，将两条以上的胶带分别从胶带的端部按顺序粘贴于形成多个基板的薄层或多个基板上。
5.如权利要求4所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，使用一种夹具进行胶带的粘贴，该夹具具有将两条以上的胶带间的间隙一边保持均匀一边粘贴胶带的结构。
6.如权利要求1～5中任一项所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，胶带的厚度在150μm以下。
7.如权利要求1～6中任一项所述的传感器芯片的制造方法，其特征在于，具有：在形成基板及覆盖层的一层薄层上粘贴两条以上的粘附或粘接胶带，形成间隔层的工序；以及以将该薄层大致二等分的折线为中心对折，进行与该间隔层的粘合的工序。
8.一种传感器芯片，具有基板、覆盖层、设于该基板和覆盖层间的间隔层，及设于该间隔层中的中空反应部，该间隔层及中空反应部由两条以上的粘附或粘接胶带形成。
9.如权利要求8所述的传感器芯片，其特征在于，其为生物传感器芯片。
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