CN107502534A - 生物芯片的封装结构和封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物芯片的封装结构和封装方法，该封装结构包括：第一基板和第二基板；位于第一基板朝向第二基板一侧的布线层；位于布线层背离第一基板一侧的生物芯片，生物芯片背离布线层一侧表面具有检测单元；覆盖布线层和生物芯片的第一疏水层，第一疏水层曝露检测单元，第一疏水层背离布线层一侧表面与检测单元背离布线层一侧表面平齐；位于第二基板朝向第一基板一侧的第二疏水层，第一疏水层和第二疏水层之间形成流体通道；生物芯片背离布线层一侧具有电连接区域，电连接区域通过硅片通道与布线层电连接，解决了由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题。

Description

生物芯片的封装结构和封装方法

技术领域

本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种生物芯片的封装结构和封装方法。

背景技术

生物芯片是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测，主要用于通过对生物分子的高通量快速检测来得出疾病检测结果，如今被广泛的应用于生物医学领域，具有高通量、自动化和微型化的特点。

如图1所示，目前常用的生物芯片封装结构中，其流体通道01中存在着一些柱形结构02支撑生物芯片，既增加了流体通道01中流体流动过程的阻力，不利于流体的平稳流动，同时还导致柱形结构02上容易粘附上流体，造成整个生物芯片的封装结构被污染，无法重复使用，大大增加了检测成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种生物芯片的封装结构和封装方法，以解决由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题，提高所述生物芯片的封装结构的集成度，降低所述封装结构的成本。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种生物芯片的封装结构，该封装结构包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

位于所述第一基板朝向第二基板一侧的布线层；

位于所述布线层背离所述第一基板一侧的生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元；

覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层，所述第一疏水层曝露所述检测单元，且所述第一疏水层背离所述布线层一侧表面与所述检测单元背离所述布线层一侧表面平齐；

位于所述第二基板朝向第一基板一侧的第二疏水层，所述第一疏水层和所述第二疏水层之间形成流体通道；

其中，所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接。

可选的，所述第一疏水层与所述布线层之前还设置有填充层，所述填充层为绝缘层。

可选的，所述第二疏水层与所述第二基板之间还设置有电极驱动层，所述电极驱动层包括多个彼此分离的电极单元。

可选的，所述硅片通道包括：

贯穿所述生物芯片的通孔；

位于所述通孔侧壁的绝缘层；

位于所述绝缘层侧壁，实现所述电连接区域和所述布线层电连接的电连接结构。

可选的，所述电连接结构为中空结构，只形成于所述绝缘层的侧壁；或，所述电连接结构为柱形结构，完全填充所述通孔未被所述绝缘层覆盖的区域。

可选的，所述第一疏水层为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层；所述第二疏水层为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层。

一种生物芯片的封装方法，该方法包括：

在第一基板第一表面形成布线层；

在所述布线层背离所述第一基板一侧固定生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元，且所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接；

形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层，所述第一疏水层曝露所述检测单元，且所述第一疏水层背离所述布线层一侧表面与所述检测单元背离所述布线层一侧表面平齐；

在第二基板第一表面形成第二疏水层；

固定连接所述第一基板和第二基板，其中，所述第一疏水层和所述第二疏水层相对且间隔设置形成流体通道。

可选的，在形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层之前，该方法还包括：形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的填充层。

可选的，在第二基板第一表面形成第二疏水层之前还包括：在所述第二基板第一表面形成电极驱动层，所述电极驱动层包括多个彼此分离的电极单元。

可选的，在所述布线层背离所述第一基板一侧固定生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元，且所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接包括：

在生物芯片中形成通孔；

在所述通孔的侧壁上形成绝缘层；

在所述绝缘层侧壁形成电连接结构，所述电连接结构的一端与所述生物芯片背离所述布线层一侧的电连接区域电连接；

将所述电连接结构的另一端与所述布线层电连接。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明所提供的生物芯片的封装结构，利用硅片通道和布线层实现生物芯片和外部器件之间的信号传输，并利用所述硅片通道实现所述生物芯片与所述布线层之间的电连接，且所述第一疏水层背离所述布线层一侧表面与所述检测单元背离所述布线层一侧表面平齐，减少了所述流体通道内的流动阻力，提高了流体在所述流体通道中流通的平稳性，而且不再设置柱形结构支撑芯片，从而解决了由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题，提高了所述生物芯片的封装结构的集成度，降低了所述封装结构的成本。

而且，本发明所提供的封装结构中，采用粘接胶实现所述生物芯片与所述布线层的固定连接，而不再需要线焊封装，有利于所述封装结构的减小。

此外，本发明所提供的封装结构中，由于不再设置柱形结构支撑芯片，从而避免了所述柱形结构破坏所述第二疏水层完整性的问题，进一步降低了流体在流经所述流体通道过程中发生粘连的概率，降低了所述封装结构被污染的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中生物芯片的封装结构示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的生物芯片的封装结构示意图；

图3为本发明一个实施例所提供的生物芯片封装结构中硅片通道的结构示意图；

图4为本发明另一个实施例所提供的生物芯片封装结构中硅片通道的结构示意图；

图5为本发明另一个实施例所提供的生物芯片的封装结构示意图；

图6为本发明又一个实施例所提供的生物芯片的封装结构示意图；

图7为本发明再一个实施例所提供的生物芯片的封装结构示意图；

图8为本发明一个实施例所提供的生物芯片封装结构工作时，所述电极驱动层中各电极单元上所施加的电信号时序图；

图9为在图8所示电信号作用下，所述电极驱动层中第一个四分之一周期电极驱动层表面流体的流动状态示意图；

图10在图8所示电信号下，所述电极驱动层中第二个四分之一周期电极驱动层表面流体的流动状态示意图；

图11-图17为本发明一个实施例所提供的生物芯片的封装方法中各步所形成结构的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，目前常用的生物芯片封装结构中，其流体通道中存在着一些柱形结构支撑芯片，既增加了流体通道中流体流动过程中的阻力，不利于流体的平稳流动，同时还导致柱形结构上容易粘附上流体，造成整个生物芯片的封装结构被污染，无法重复使用，大大增加了检测成本。

而且，目前常用的生物芯片封装结构大部分使用线焊封装，使得所述生物芯片的封装结构不易缩小。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种生物芯片的封装结构，如图2所示，该封装结构包括：

相对设置的第一基板1和第二基板2；

位于所述第一基板1朝向第二基板2一侧的布线层3；

位于所述布线层3背离所述第一基板1一侧的生物芯片4，所述生物芯片4背离所述布线层3一侧表面具有检测单元41；

覆盖所述布线层3和所述生物芯片4的第一疏水层5，所述第一疏水层5曝露所述检测单元41，且所述第一疏水层5背离所述布线层3一侧表面与所述检测单元41背离所述布线层3一侧表面平齐；

位于所述第二基板2朝向第一基板1一侧的第二疏水层6，所述第一疏水层5和所述第二疏水层6之间形成流体通道7；

其中，所述生物芯片4背离所述布线层3一侧具有电连接区域42，所述电连接区域42通过硅片通道8与所述布线层3电连接。

在本发明实施例中，所述布线层3上具有第一电连接接口31和第二电连接接口(图中未示出)，其中，所述第一电连接接口31用于与所述硅片通道8的一端电连接，第二电连接接口用于与外部器件电连接，从而通过所述布线层3实现所述硅片通道8与外部器件的电连接。具体的，在本发明的一个实施例中，所述外部器件通过回流工艺焊接在所述布线层3的第二电连接接口处，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。在本发明的另一个实施例中，所述第一电连接接口31通过金属线路与所述硅片通道8电连接，其中，所述金属线路和所述布线层3可以采用3D打印工艺或溅射工艺或镀制工艺制作，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

需要说明的是，所述硅片通道(即TSV结构)8是通过硅通孔(TSV，Through SiliconVias)铜互连的立体(3D)垂直整合，TSV是利用短的垂直电连接或通过硅晶片的“通孔”，以建立从芯片的有效侧到背面的电连接，从而提供最短的互连路径，为最终的3D集成创造了一条途径。与以往的IC封装键合和使用凸点的叠加技术不同，TSV能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。

而且，TSV的晶片堆叠并非打线接合(Wire Bonding)的方式，而是在晶片钻出小洞，从底部填充入金属，做法是在每一个硅晶圆上以蚀刻或激光方式钻孔(via)，再以导电材料如铜、多晶硅、钨等物质填满，而形成一通道(即内部接合线路)来做连接的功能，最后则将晶圆或晶粒薄化再加以堆叠、结合(Bonding)，作为晶片间传输电信号用之堆叠技术。

具体的，在本发明的一个实施例中，如图3和图4所示，所述硅片通道8包括：贯穿所述生物芯片4的通孔；位于所述通孔侧壁的绝缘层81；位于所述绝缘层81侧壁，实现所述电连接区域42和所述布线层3电连接的电连接结构82。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述电连接结构82为中空结构，只形成于所述绝缘层81的侧壁；在本发明的另一个实施例中，如图3所示，所述电连接结构82为柱形结构，完全填充所述通孔未被所述绝缘层81覆盖的区域，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述硅片通道8的形成工艺包括：通过刻蚀工艺或激光工艺在生物芯片4中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成绝缘层81；在所述绝缘层81侧壁形成电连接结构82；对所述生物芯片4进行减薄，以降低所述生物芯片4的尺寸；将所述电连接结构的一端与所述布线层3上的第一电连接接口31对准、键合，实现所述硅片通道8与所述布线层3的电连接。

需要说明的是，TSV与常规封装技术有一个明显的不同点，TSV的制作可以集成到制造工艺的不同阶段。在晶圆制造CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)或后道工艺步骤之前完成硅通孔通常被称作Via-first(先打孔)。此时，TSV的制作可以在前端金属互连之前进行，实现core-to-core(芯片对芯片)的连接；而将TSV放在封装生产阶段，通常被称作Via-last(后打孔)，该方案的明显优势是可以不改变现有集成电路流程和设计。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述布线层与所述生物芯片通过粘接胶固定连接，其中，所述粘接胶可以为硅胶、环氧树脂、聚丙烯酸脂、合成橡胶、或聚氨酯PU，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

因此，本发明实施例所提供的生物芯片4的封装结构，利用硅片通道8和布线层3实现生物芯片4和外部器件之间的信号传输，大大减小了信号传输距离，提高了检测灵敏度，并利用所述硅片通道8实现所述生物芯片4与所述布线层3之间的电连接，且所述第一疏水层5背离所述布线层3一侧表面与所述检测单元背离所述布线层3一侧表面平齐，减少了所述流体通道7内的流动阻力，提高了流体在所述流体通道7中流通的平稳性，而不再设置柱形结构支撑生物芯片，从而解决了由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道7存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题，提高了所述生物芯片4的封装结构的集成度，降低了所述封装结构的成本。

而且，本发明实施例所提供的封装结构中，采用粘接胶实现所述生物芯片4与所述布线层3的固定连接，而不再需要线焊封装，有利于所述封装结构的减小。

此外，本发明实施例所提供的封装结构中，由于不再设置柱形结构支撑芯片，从而避免了所述柱形结构破坏所述第二疏水层6完整性的问题，进一步降低了流体在流经所述流体通道7过程中发生粘连的概率，降低了所述封装结构被污染的概率。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图5所示，所述第一疏水层5与所述布线层3之间还设置有填充层10，可选的，所述填充层10一侧表面直接与所述布线层3接触，另一侧表面与所述生物芯片4上的检测单元的下表面平齐，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。需要说明的是，本发明对所述填充层的材料并不做限定，只要保证所述填充层的材料为绝缘材料，使得所述填充层为绝缘层即可。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述第一疏水层5与所述布线层3之间还可以不设置填充层10，直接利用所述第一疏水层5作为填充层，即在本发明实施例中，所述第一疏水层5朝向所述布线层3一侧表面直接与所述布线层3接触。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第一疏水层5为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层；同理，所述第二疏水层6也可以为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图6和图7所示，所述第二疏水层6与所述第二基板2之间还设置有电极驱动层9，所述电极驱动层9包括多个彼此分离的电极单元91。在本发明实施例中，所述封装结构采用电渗驱动的方式，利用所述电极驱动层9控制所述流体通道7中的流体流动方向和流动速度，从而避免了机械驱动带来的封装结构较大的问题，有利于所述封装结构的微型化。

而且，本发明实施例所提供的封装结构中，所述电极驱动层9直接施加能量作用于被驱动流体上，使得流体增加动量或压力，从而利用外加电场和流体之间的相互作用驱动流体，不需要任何可动部件直接驱动流体，对流体的操作更精确，提高了所述封装结构的可靠性。但本发明对此并不做限定，在本发明的其他实施例中，所述封装结构也可以采用机械驱动，具体视情况而定。

需要说明的是，电渗是一种流体相对于带电管壁移动的现象，其产生与偶电层有关。在所述流体通道7中的溶液的PH＞3的条件下，所述流体通道7中的内壁通常带负电(所述第二疏水层表面电离或吸附)，于是所述第二疏水层表面附近的液体形成了一个带正电的偶电层，在平行于内壁的外场作用下，偶电层中的溶剂化阳离子或质子引起流体通道7内流体朝负极方向运动，这种运动称之为电渗。

具体的，如图8-图10所示，其中，图8示出了所述电极驱动层中各电极单元上所施加的电信号时序图，图9示出了所述电极驱动层中第一个四分之一周期电极驱动层表面流体的流动状态示意图，图10示出了所述电极驱动层中第二个四分之一周期电极驱动层表面流体的流动状态示意图。

在本实施例中，所述电极驱动层包括多个电极单元，其中，以相邻的四个电极单元为一循环单元，具体包括第一电极单元A、第二电极单元B、第三电极单元C和第四电极单元D。

如图8和图9所示，在初始时刻，第一电极单元A上施加的电压由负电势切换成正电势，因此，第一电极单元A表面的感应电荷有正有负，在切向电场(即所述第一电极单元A和第二电极单元B之间形成的电场)的作用下，第一电极单元A表面的正电荷受到向右(第一电极单元至第二电极单元方向)的力，负电荷受到向左(第二电极单元至第一电极单元方向)的力；

所述第二电极单元B上施加的电压保持负电势，因此，所述第二电极单元B表面的感应电荷都是正电荷，在切向电场(所述第二电极单元和所述第三电极单元之间产生的电场，以及所述第二电极单元与所述第一电极单元之间产生的电场)的作用下，第二电极单元B表面的正电荷受到向右的力；

所述第三电极单元C上施加的电压由负电势切换成正电势，第三电极单元C表面的感应电荷有正有负，在切向(所述第二电极单元和所述第三电极单元之间产生的电场，以及所述第三电极单元与所述第四电极单元之间产生的电场)的作用下，第三电极单元C表面的正电荷受到向左的力，负电荷受到向右的力，此时，第三电极单元C上向左移动的正电荷和第二电极单元B上向右移动的正电荷部分抵消，由于第二电极单元B上向右移动的正电荷数量大于第三电极单元C上向左移动的正电荷数量，因此，在整体趋势上会形成一个向右移动的正电荷；

所述第四电极D上施加的电压保持正电势，因此，所述第四电极单元D表面的感应电荷都是负电荷，在切向电场(即所述第三电极单元和所述第四电极单元之间产生的电场)的作用下，第四电极单元D表面的负电荷受到向右的力；由于第三电极单元C和第四电极单元D上向右移动的负电荷总和大于所述第一电极单元A上向左移动的负电荷，因此，在整体趋势上会形成一个向右移动的负电荷。

由上过程可知，本发明实施例所提供的封装结构可以产生向右移动的正电荷和负电荷，即实现利用所述电极驱动层控9制所述流体通道7中的流体向右移动。由此可见，在本发明实施例通过在所述电极驱动层9中各电极单元91上施加等相位差的电势信号来产生行波电场，以保证所述流体通道7中的液体向固定方向移动。需要说明的是，在本发明实施例中，相邻电极单元之间的相位差为90°。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述封装结构还包括控制电路(图中未示出)，用于给所述电极驱动层中的各电极单元施加电势信号，但本发明对此并不做限定，在本发明的其他实施例中，所述电极驱动层中的各电极单元施加电势信号也可以通过外部电路提供，具体视情况而定。

需要说明的是，所述封装结构在具体工作时，本发明的一个实施例中，可以通过控制所述切向电场的电场强度，控制所述流体通道7中液体的流动速度(即电渗流的速度)，所述电场强度越大，所述流体通道7中液体的流动速度越大，反之，所述电场强度越小，所述流体通道7中液体的流动速度越小。在本发明的另一个实施例中，也可以通过控制通过改变所述流通通道内液体的温度，改变所述流体通道7中液体的流动速度(即电渗流的速度)，具体的，所述流通通道内液体的温度每升高1℃，所述流体通道内的液体与所述流体通道内壁之间的粘度降低2％～3％，所述流体通道内液体的流速增加2％～3％。

而且，本发明实施例所提供的封装结构，利用电渗驱动的原理，将所述驱动电极层9集成在所述封装结构中，可以通过控制所述流通道内液体的流速，实现对所述流体通道7中液体的加载，传输，混合，稀释等各种操作。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述电极单元91的材料可以为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化镉锡、氧化铝锌、氧化铟锡锌、氧化锌、氧化镉、氧化铪、氧化铟镓锌、氧化铟镓锌镁、氧化铟镓镁或氧化铟镓铝，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本发明一个实施例中，所述第一基板1材料可以为有机物，也可以为无机物，具体的可选为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶、或环氧树脂；同理，所述第二基板2的材料也可以有机物或无机物，如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、硅胶、或环氧树脂，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

综上所述，本发明实施例所提供的生物芯片4的封装结构，利用硅片通道8和布线层3实现生物芯片4和外部器件之间的信号传输，大大减小了信号传输距离，提高了检测灵敏度，并利用所述硅片通道8实现所述生物芯片4与所述布线层3之间的电连接，且所述第一疏水层5背离所述布线层3一侧表面与所述检测单元背离所述布线层3一侧表面平齐，减少了所述流体通道7内的流动阻力，提高了流体在所述流体通道7中流通的平稳性，而不再设置柱形结构支撑芯片，从而解决了由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道7存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题，提高了所述生物芯片4的封装结构的集成度，降低了所述封装结构的成本。

而且，本发明实施例所提供的封装结构中，采用粘接胶实现所述生物芯片4与所述布线层3的固定连接，而不再需要线焊封装，有利于所述封装结构的减小。

此外，本发明实施例所提供的封装结构中，由于不再设置柱形结构支撑芯片，从而避免了所述柱形结构破坏所述第二疏水层6完整性的问题，进一步降低了流体在流经所述流体通道7过程中发生粘连的概率，降低了所述封装结构被污染的概率。

相应的，本发明实施例还提供了一种生物芯片4的封装方法，包括：

如图11所示，在第一基板1第一表面形成布线层3，其中，所述布线层3的一端预留有生物芯片4的电连接接口，即第一电连接接口31，另一端预留外部器件的电连接接口，即第二电连接接口。

如图12所示，在所述布线层3背离所述第一基板1一侧固定生物芯片4，所述生物芯片4背离所述布线层3一侧表面具有检测单元41，且所述生物芯片4背离所述布线层3一侧具有电连接区域42，所述电连接区域42通过硅片通道8与所述布线层3电连接。

在本发明的一个实施例中，在所述布线层3背离所述第一基板1一侧固定生物芯片4，所述生物芯片4背离所述布线层3一侧表面具有检测单元41，且所述生物芯片4背离所述布线层3一侧具有电连接区域42，所述电连接区域42通过硅片通道8与所述布线层3电连接包括：在生物芯片4中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成绝缘层；在所述绝缘层侧壁形成电连接结构，所述电连接结构的一端与所述生物芯片4背离所述布线层3一侧的电连接区域电连接；将所述电连接结构的另一端与所述布线层3电连接。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述电连接结构为中空结构，只形成于所述绝缘层的侧壁；在本发明的另一个实施例中，所述电连接结构为柱形结构，完全填充所述通孔未被所述绝缘层覆盖的区域，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

如图13所示，形成覆盖所述布线层3和所述生物芯片4的第一疏水层5，所述第一疏水层5曝露所述检测单元41，且所述第一疏水层5背离所述布线层3一侧表面与所述检测单元41背离所述布线层3一侧表面平齐。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图14所示，在形成覆盖所述布线层3和所述生物芯片4的第一疏水层5之前，该方法还包括：形成覆盖所述布线层3和所述生物芯片4的填充层10，可选的，所述填充层10一侧表面直接与所述布线层3接触，另一侧表面与所述生物芯片4上的检测单元的下表面平齐，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。在本发明的另一个实施例中，如图13所示，所述第一疏水层5与所述布线层3之间还可以不形成填充层，直接利用所述第一疏水层5作为填充层，即在本发明实施例中，所述第一疏水层5朝向所述布线层3一侧表面直接与所述布线层3接触。

具体的，在本发明的一个实施例中，在所述填充层10表面形成第一疏水层5包括：将疏水材料配制成溶液，经浸涂法或旋涂法，涂在所述生物芯片4部分表面及所述生物芯片4两侧的填充层10上，只暴露出所述生物芯片4表面的检测单元41，然后整体放置在热烘箱中固化，形成第一疏水层5。

如图15所示，在第二基板2第一表面形成第二疏水层6。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图16所示，在第二基板2第一表面形成第二疏水层6之前还包括：在所述第二基板2第一表面形成电极驱动层9，所述电极驱动层9包括多个彼此分离的电极单元91，所述第二疏水层6形成在所述电极驱动层背离所述第二基板2的一侧，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本发明的一个实施例中，在所述电极驱动层9表面形成第二疏水层6包括：将疏水材料配制成溶液，经浸涂法或旋涂法，涂在所述电极驱动层上，然后整体放置在热烘箱中固化，形成第二疏水层6。

如图17所示，固定连接所述第一基板1和第二基板2，其中，所述第一疏水层5和所述第二疏水层6相对且间隔设置形成流体通道7。在本发明的一个实施例中，所述第一基板1和所述第二基板2通过键合的方式固定连接，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

本发明实施例所提供的生物芯片4的封装方法，利用硅片通道8和布线层3实现生物芯片4和外部器件之间的信号传输，大大减小了信号传输距离，提高了检测灵敏度，并利用所述硅片通道8实现所述生物芯片4与所述布线层3之间的电连接，且所述第一疏水层5背离所述布线层3一侧表面与所述检测单元背离所述布线层3一侧表面平齐，减少了所述流体通道7内的流动阻力，提高了流体在所述流体通道7中流通的平稳性，而不再设置柱形结构支撑芯片，从而解决了由于柱形结构支撑芯片引进的流体通道7存在障碍，流动平稳性差、封装结构易被污染，重复利用率低，不易微型化的问题，提高了所述生物芯片4的封装结构的集成度，降低了所述封装结构的成本。

而且，本发明实施例所提供的封装方法，采用粘接胶实现所述生物芯片4与所述布线层3的固定连接，有利于所述封装结构的减小。

此外，本发明实施例所提供的封装方法中，由于不再设置柱形结构支撑芯片，从而避免了所述柱形结构破坏所述第二疏水层6完整性的问题，进一步降低了流体在流经所述流体通道7过程中发生粘连的概率，降低了所述封装结构被污染的概率。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生物芯片的封装结构，其特征在于，该封装结构包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

位于所述第一基板朝向第二基板一侧的布线层；

位于所述布线层背离所述第一基板一侧的生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元；

覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层，所述第一疏水层曝露所述检测单元，且所述第一疏水层背离所述布线层一侧表面与所述检测单元背离所述布线层一侧表面平齐；

位于所述第二基板朝向第一基板一侧的第二疏水层，所述第一疏水层和所述第二疏水层之间形成流体通道；

其中，所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一疏水层与所述布线层之前还设置有填充层，所述填充层为绝缘层。

3.根据权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，所述第二疏水层与所述第二基板之间还设置有电极驱动层，所述电极驱动层包括多个彼此分离的电极单元。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述硅片通道包括：

贯穿所述生物芯片的通孔；

位于所述通孔侧壁的绝缘层；

位于所述绝缘层侧壁，实现所述电连接区域和所述布线层电连接的电连接结构。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述电连接结构为中空结构，只形成于所述绝缘层的侧壁；或，所述电连接结构为柱形结构，完全填充所述通孔未被所述绝缘层覆盖的区域。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一疏水层为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层；所述第二疏水层为氟化硫疏水性涂层或硅树脂涂层或有机疏水涂层。

7.一种生物芯片的封装方法，其特征在于，该方法包括：

在第一基板第一表面形成布线层；

在所述布线层背离所述第一基板一侧固定生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元，且所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接；

形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层，所述第一疏水层曝露所述检测单元，且所述第一疏水层背离所述布线层一侧表面与所述检测单元背离所述布线层一侧表面平齐；

在第二基板第一表面形成第二疏水层；

固定连接所述第一基板和第二基板，其中，所述第一疏水层和所述第二疏水层相对且间隔设置形成流体通道。

8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，在形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的第一疏水层之前，该方法还包括：形成覆盖所述布线层和所述生物芯片的填充层。

9.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，在第二基板第一表面形成第二疏水层之前还包括：在所述第二基板第一表面形成电极驱动层，所述电极驱动层包括多个彼此分离的电极单元。

10.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，在所述布线层背离所述第一基板一侧固定生物芯片，所述生物芯片背离所述布线层一侧表面具有检测单元，且所述生物芯片背离所述布线层一侧具有电连接区域，所述电连接区域通过硅片通道与所述布线层电连接包括：

在生物芯片中形成通孔；

在所述通孔的侧壁上形成绝缘层；

在所述绝缘层侧壁形成电连接结构，所述电连接结构的一端与所述生物芯片背离所述布线层一侧的电连接区域电连接；

将所述电连接结构的另一端与所述布线层电连接。