KR20090013532A - 바이오 칩 패키지 및 바이오 칩 패키지 기판 - Google Patents

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Abstract

대량 생산에 최적화된 바이오 칩을 범용 장치에 호환 가능하도록 하는 바이오 칩 패키지 및 이에 사용되는 바이오 칩 패키지 기판이 제공된다. 바이오 칩 패키지는 표면에 프로브어레이를 포함하는 바이오 칩 및 바이오 칩이 실장되고, 바이오 칩의 배면을 노출시키는 노출부를 포함하는 관통 개구(through cavity)를 구비하는 패키지 기판을 포함한다.
바이오칩 패키지, 관통 개구, 장방형 기판, 정방형 칩

Description

바이오 칩 패키지 및 바이오 칩 패키지 기판{Biochip package and biochip packaging substrate}
본 발명은 바이오 칩 패키지 및 바이오 칩 패키지 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대량 생산에 최적화된 바이오 칩을 범용 장치에 호환 가능하도록 하는 바이오 칩 패키지 및 이에 사용되는 바이오 칩 패키지 기판에 관한 것이다.
게놈 프로젝트의 진행에 따른 유전 정보(content)의 증가, 방대한 양의 자료를 처리할 수 있는 생물정보학의 발달과 함께 바이오칩에 대한 요구가 증대하고 있다. 바이오 칩에 대한 요구를 충족시키기 위해서는 하나의 웨이퍼 상에 형성될 수 있는 바이오 칩의 숫자를 증대시키는 것이 필수적으로 요구된다.
그런데, 한 웨이퍼 내에서 생산되는 바이오 칩의 숫자를 최대화하기 위해서는 바이오 칩에 필수적으로 요구되는 프로브 어레이 영역 이외에 스캐너와 같은 분석 장비에서 분석의 정확도를 얻어내기 위해서 필요로 하는 영역들의 면적을 최소화하거나 제거할 수 있어야 한다.
또한, 한 웨이퍼 내에서 생산할 수 있는 바이오 칩의 수율을 향상시킴과 동시에 생산성을 향상시키기 위해서는 바이오 칩의 형태(format)는 n×n 형태, 즉 정 방형 형태(square format)가 되어야 한다.
반면, 현재 바이오 칩의 분석에 널리 사용되는 유체 장비(fludics apparatus), 혼성화 장비(hybridization apparatus) 및 스캐너(scanner) 등의 분석 장비는 n×m 형태, 즉 장방형 형태(rectangle format)의 바이오 칩에 사용될 수 있도록 범용화되어 있다. 따라서, 정방형의 바이오 칩을 범용화된 분석 장비에서 호환가능하도록 하는 기술이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 바이오 칩의 수율을 향상시킬 수 있고 범용화된 분석 장비에 호환될 수 있는 바이오 칩 패키지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 바이오 칩의 수율을 향상시킬 수 있고 범용화된 분석 장비에 호환될 수 있는 바이오 칩 패키지 기판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 패키지는 표면에 프로브어레이를 포함하는 바이오 칩 및 상기 바이오 칩이 실장되고, 상기 바이오 칩의 배면을 노출시키는 노출부를 포함하는 관통 개구(through cavity)를 구비하는 패키지 기판을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 패키지 기판은 바이오 칩이 실장되고, 상기 바이오 칩의 배면을 노출시키는 노출부로 구비하는 관통 개구를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 패키지 및 바이오 칩 패키지 기판에 의하면, 바이오 칩을 칩의 수율 및 생산성을 최대로 할 수 있는 정방형으로 형성한 후, 범용화된 장비에 적합한 장방형으로 패키지함으로써 바이오 칩의 호환성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 패키지에 의하면, 표면이 평평하지 않은 패키지 기판 대신 편평도가 큰 바이오 칩의 배면을 스캐너의 포커싱 및 레벨링 스테이지와 접촉시킨다. 따라서, 단 한번의 포커싱 및 레벨링 조절만을 한 후에 바이오 칩 전체에 대해서 스캐닝을 진행하여도 디포커싱 등의 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 디포커싱 분석의 효율을 최대화할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 패키지에 의하면, 포커싱 및 레벨링 스테이지의 고정점이 바이오 칩의 배면에 정의되어 바이오 칩의 상면에 프로브 어레이 이외의 고정점 형성 영역이 필요하지 않게 된다. 따라서, 동일 프로브 어레이 영역을 가지는 바이오 칩에 비해 칩의 크기를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 역으로는 노출부가 없는 바이오 칩 패키지 대비 바이오 칩의 프로브 어레이의 집적도를 효과적으로 증대시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 즉, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, ″및/또는″은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 패키지는 한 웨이퍼 내에서 생산할 수 있는 바이오 칩의 수율을 향상시킴과 동시에 생산성을 향상시키기 위해서 n×n 형태, 즉 정방형 형태(square format)로 형성된 바이오 칩을 n×m 형태, 즉 장방형 형태(rectangle format)로 패키지하여 범용적인 장비에 호환가능하도록 할 수 있다. 나아가, 새로운 패키지의 형태를 도입함으로써 광학 장비로 분석시 간단한 방법으로 포커싱이 가능하도록 함으로써 분석 효율을 높이고, 칩의 소형화 및 고집적화를 달성할 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1) 및 이에 사용되는 바이오 칩 패키지 기판(100)에 대해서 설명한다.
도 1은 바이오 칩 패키지(1)의 상면도를, 도 2는 도 1의 단면도를, 도 3은 바이오 칩(200)과 바이오 칩 패키지 기판(100)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 바이오 칩 패키지(1)는 바이오 칩 패키지 기판(100)과 기판(100)에 실장된 바이오 칩(200)을 포함한다.
바이오 칩 패키지 기판(100)은 바이오 칩(200)의 분석에 범용적으로 사용되는 유체 장비, 혼성화 장비 및 스캐너 등에 적용이 용이한 형태(format)와 재질로 구성될 수 있다.
범용 장비에 적합한 바이오 칩 패키지 기판(100)의 형태는 장방형 형태(rectangle format)로, 예를 들면 1인치×3인치 일 수 있으나, 이에 제한되는 것 은 아니다.
바이오 칩 패키지 기판(100)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 아크릴부타디엔스티렌 등의 재질로 이루어진 플라스틱, TEFLONTM, KALREZTM 등의 상표명으로 판매되는 플라스틱, 소다 석회 유리, 석영, 실리콘 등으로 이루어질 수 있다.
바이오 칩(200)은 유전자 발현 분석(gene expression profiling), 유전자형 분석(genotyping), SNP(Single Nucleotide Polymorphism)와 같은 돌연 변이(mutation) 및 다형(polymorphism)의 검출, 단백질 및 펩티드 분석, 잠재적인 약의 스크리닝, 신약 개발과 제조 등에 적용되는 것으로 정방형 형태(square format)로 형성된 칩이라면 어느 칩이라도 될 수 있다.
바이오 칩(200) 상에 형성된 프로브 어레이(210)는 포토리소그래피 합성에 의해 생성된 프로브 어레이, 잉크-젯 합성에 의해 생성된 프로브 어레이, 미리 생성된 프로브를 스폿팅(spotting)하여 생성된 프로브 어레이, 비드(bead)를 사용하여 생성된 어레이 중 어느 것이라도 가능하다.
그리고, 포토리소그래피 합성에 의해 생성된 프로브 어레이로는 본 출원의 양수인에게 공동 양도되고 미국 특허 출원 제 11/686,546 및 11/743,477호에 개시되어 있는 프로브 어레이가 본원 발명의 바이오 칩 패키지에 매우 효과적으로 적용될 수 있다.
바이오 칩 패키지 기판(100)은 바이오 칩(200)이 실장되는 실장부(105)와 노 출부(110)로 이루어진 관통 개구(115)를 포함한다. 관통 개구(115)는 바이오 칩(200)의 배면(200b)과 접촉하는 실장면(120), 실장면(120)의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽(130) 및 실장면(120)의 타단으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽(140)을 포함하여, 실장부(105)의 폭(W1)이 노출부(110)의 폭(W2)보다 크게 된다.
바이오 칩(200)은 프로브 어레이(210)가 형성된 상면(200a)이 외부로 노출되도록 실장부(105)에 실장된다. 그 결과 노출부(110)에 의해 바이오 칩(200)의 배면(200b)이 노출된다. 따라서, 바이오 칩(200)의 분석시 스캐너의 포커싱 조절을 위한 스테이지가 노출부(110)를 통해 바이오 칩(200)의 배면(200b)과 접촉할 수 있게 된다. 노출부(110)의 단면은 사각, 다각, 원, 반원 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 실장면(120)과 바이오 칩(200) 사이에는 부착에 필요한 부착제(미도시) 등이 제공될 수 있으나, 부착제 이외에도 바이오 칩(200)의 고정이 가능한 모든 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)는 바이오 칩(200)의 두께(T1)와 제2 측벽(140)의 깊이(D1)가 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 바이오 칩(200)의 상면(200a)과 바이오 칩 패키지 기판(100)의 상면(100a)이 실질적으로 한 평면을 이루게 되어 종래의 정방형의 바이오 칩과 동일한 평면 형상을 지닐 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)는 커버 슬립(cover slip), 혼성화 패드 및 커버(hybridization pad and cover), 조립형 혼성화 챔 버(assembled hybridization chamber) 또는 자동화 혼성화 스테이션(automatic hybridization station) 등과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)를 사용하면 분석의 효율을 최대화할 수 있다. 그 이유는 아래와 같다.
만약 바이오 칩 패키지(1)가 노출부(110)를 구비하는 않는다면 스캐너의 포커싱 및 레벨링 스테이지를 표면이 편평하지 않은 패키지 기판과 접촉시킬 수 밖에 없다. 따라서, 바이오 칩(200)의 전 영역에 대해서 스캐닝이 완료되기 전에 지속적으로 포커싱을 조절해야만 하고 지속적으로 포커싱을 조절하더라도 디포커싱 발생 확률이 매우 높은 문제가 있다.
반면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)를 사용할 경우에는 노출부(110)를 통해 편평도가 큰 바이오 칩(200)의 배면(200b)을 스캐너의 포커싱 및 레벨링 스테이지와 접촉시킬 수 있다. 따라서, 단 한번의 포커싱 및 레벨링 조절만을 한 후에 바이오 칩(200) 전체에 대해서 스캐닝을 진행하여도 디포커싱 등의 문제가 발생하지 않는다. 그러므로, 디포커싱에 의한 오차 발생도 감소하고 스캐닝 분석 시간도 단축시킬 수 있으므로 분석의 효율을 최대화할 수 있다.
만약, 포커싱 및 레벨링을 위한 스테이지와 바이오 칩 패키지 기판을 접촉시키지 않고 바이오 칩과 접촉시킨다 하더라도 바이오 칩 패키지가 노출부를 구비하지 않는다면 바이오 칩의 크기를 효과적으로 감소시킬 수 없다.
도 4는 패키지 기판에 노출부(110)를 구비하는 경우와 구비하지 않는 경우를 비교 예시한 개략도이다. 좌측은 노출부(110)를 구비하지 않는 경우를 우측은 노출 부(110)를 구비하는 경우를 나타낸다. 노출부(110)를 구비하지 않는 경우에는 포커싱 및 레벨링 측정을 위해 바이오 칩(120)을 고정시키기 위한 고정점(1220a)이 바이오 칩(1200) 상면에 정의되어야만 한다. 즉, 프로브 어레이(1210)의 외곽에 고정점(1220a)이 정의된다. 따라서, 프로브 어레이(1210) 영역 이외의 고정점(1220a) 형성 영역이 반드시 필요하게 된다. 반면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)를 구성하는 바이오 칩(200)의 경우에는 고정점(220b)이 바이오 칩(200)의 배면(200b)에 정의될 수 있다. 따라서, 프로브 어레이(210) 이외의 포커싱 및 레벨링 조절을 위한 고정점 형성 영역이 바이오 칩(200)의 상면(200a)에 필요하지 않게 된다. 따라서, 노출부(110)를 구비하지 않는 경우에 비해 동일 프로브 어레이(210) 영역을 가질 경우에는 바이오 칩의 크기를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 역으로는 바이오 칩(200)의 크기를 동일하게 할 경우에는 노출부(110)가 없는 바이오 칩 패키지 대비 바이오 칩(200)의 프로브 어레이(210)의 집적도를 효과적으로 증대시킬 수 있다.
도 1에는 바이오 칩(200)이 세개 실장되어 있는 패키지(1)를 예시하고 있으나, 바이오 칩 패키지(1)의 용도에 따라서 실장되는 바이오 칩(200)의 갯수는 1 내지 다수개로 변형될 수 있으며, 바이오 칩(200)의 집적도 또한 변형될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(2)를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 바이오 칩(200)과 제2 측벽(140)의 사이에 밀폐 제(sealant)(150)를 더 포함한다는 점에 있어서 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)와 차이가 있다. 밀폐제(sealant)(150)에 의해 바이오 칩(200)이 보다 단단히 고정되도록 하고, 분석시 사용하는 유체가 노출부(110)을 통해 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
밀폐제(sealant)(150)로는 실리콘 재질의 밀폐제 또는 에코멜트 P1 Ex318(Collano Ebnother A.G. Schweiz) 등과 같이 열을 가할 경우 유동성이 증대하고 냉각 또는 소정 시간 상온 보관시 다시 고화될 수 있는 재질이 사용될 수 있다. 기타 다른 구성 요소는 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(3)를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 바이오 칩(200)의 두께(T1)가 제2 측벽(140)의 깊이((D1')보다 작은 경우에는 패키지(3) 내부에 혼성화 반응 공간(160)이 제공될 수 있다. 따라서, 추가적인 혼성화 챔버를 사용하지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(4)의 단면도를 도 8은 바이오 칩(200)과 바이오 칩 패키지 기판(400)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 관통 개구(415)는 칩 실장부(405)와 노출부(410)를 포함한다. 관통 개구(415)는 칩 실장부(405)의 일부가 융기되어 있다는 점에 있어서 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(1)의 관통 개구(115)와 차이가 있다. 구체적으로, 관통 개구(415)는 칩(200)의 배면(200b)과 접촉하는 융기형 실장 면(420), 실장면(420)의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽(430), 실장면(420)의 타단과 연결된 침강면(425) 및 침강면(425)으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽(440)을 포함한다. 이와 같은 관통 개구(415)를 채택할 경우 침강면(425)에 더 많은 접착제(445)를 담을 수 있어서 접착의 강도를 높일 수 있다. 또, 분석시 사용하는 유체가 바이오 칩(200)과 패키지 기판(100)의 접촉면을 따라 노출부(110)로 유출되는 것을 융기형 실장면(420)이 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(5)의 단면도를 도 10은 바이오 칩(200)과 바이오 칩 패키지 기판(500)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 관통 개구(515)가 바이오 칩(200)의 측면과 접촉하는 실장 측벽(522)과 실장 측벽(522)으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽(540)을 포함한다. 실장 측벽(522)과 바이오 칩(200) 사이에는 부착제 및/또는 밀폐제(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(6)의 단면도를 도 12는 바이오 칩(200)과 바이오 칩 패키지 기판(600)의 분해 단면도를 나타낸다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 바이오 칩(200)은 패키지 기판(600)의 상면(600a)의 일부로 이루어진 실장면(620)에 실장되고 관통 개구(615)는 기판(600)을 제1 방향으로 관통하여 연장된 제1 측벽(640)을 포함한다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(7)의 단면도를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 바이오 칩 패키지(7)는 프로브어레이(210)를 보호하는 커버(1000)를 더 포함할 수 있다. 커버(1000)의 일단(1001)은 패키지 기판(100)의 상면(100a)에 부착되고 타단(1002)은 부착되지 않은 상태로 패키지 기판(100)과 존재해서 타단(1002)을 잡고 커버(1000)를 제거할 수 있다. 이때 커버(1000)와 프로브어레이(210)가 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여 칩 실장부(105)의 깊이가 바이오 칩(200)의 두께보다 클 수 있다. 도면에서는 커버(1000)가 패키지 기판(100)의 상면에 직접 부착되는 것으로 예시하였으나, 경우에 따라서는 패키지 기판(100) 상면(100a)의 소정 영역에 패드(미도시)를 구비하고 그 위에 커버(1000)가 부착될 수도 있다. 패드가 프로브 어레이(210)의 높이보다 높은 경우에는 칩 실장부(105)의 깊이와 바이오 칩(200)의 두께가 실질적으로 동일해도 무방하다.
도 14는 본 발명의 제8 실시예에 따른 바이오 칩 패키지(8)의 단면도를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 바이오 칩 패키지(8)는 프로브어레이(210)를 보호함과 동시에 혼성화 반응 공간(1110)을 제공할 수 있는 커버(1100)를 더 포함할 수 있다. 커버(1100)를 관통하는 유입/유출구(inlet/outlet)(1120)를 통하여 반응 공간(1110) 내로 바이오 시료, 세정액이나 질소 가스 등과 같은 유체가 공급 및 배출될 수 있다. 하나의 유입/유출구(1120)는 동시에 유체의 유입 및 유출을 담당할 수도 있고, 둘 이상의 유입/유출구(1120) 중 적어도 하나가 유체의 유입을 전담하고, 적어도 다른 하나가 유체의 유출을 전담하는 구조를 가질 수도 있다. 유입/유출구(1120)는 외부의 유체 공급관 및/또는 유체 배출관에 장착될 수 있다. 도면에서 는 두 개의 유입/유출구(1120)가 엇갈려서 형성된 경우를 도시하였으나, 유입/유출구(1120)의 개수 및 위치 등은 이에 한정되지 않는다. 커버(1110)와 패키지 기판(100)은 양극 부착이나 부착제를 이용한 부착법, 클램프 등을 이용한 체결 방법 등으로 결합될 수 있으며, 결합 방식은 이에 제한되지 않는다.
커버(111)의 높이는 바이오 칩(200)과 바이오 시료 간에 혼성화 반응이 일어날 수 있는 높이일 수 있다. 예를 들어, 약 0.1um 일 수 있다. 반응 공간(1110)의 폭은 바이오 칩(200)의 폭과 같거나 더 크도록 형성할 수 있다. 구체적으로, 바이오칩(200)의 가장자리를 둘러싸며 약 0.5cm 내지 약 1.5cm의 마진을 포함하는 크기로 형성될 수 있다. 마진은 혼성화(hybridization) 과정이 원활히 이루어지도록 도와줄 수 있다.
도면에는 도시되어 있지 않으나 유입/유출구(140)에는 격막(septum), 플러그, 개스킷(gasket) 등을 더 포함하여 반응 공간(1110) 내의 청결도를 유지하고 반응 조건을 제어할 수도 있다.
도 15a 및 도 15b은 바이오 칩(200)과 패키지 기판(100, 400, 500, 600) 사이의 결합을 견고하게 하기 위한 돌기 결합 구조를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 패키지에서 바이오 칩(200)과 패키지 기판(100,400, 500, 600)이 접촉하는 면에 각각 돌기 결합에 필요한 돌기(a)와 홈(b) 중 어느 하나를 구비한다. 구체적으로, 도 13a 도시되어 있는 바와 같이 바이오 칩(200)의 배면 또는 측벽에 돌기(a)를 구비하는 경우에는 패키지 기판(100,400, 500, 600)에 홈(b)을 반대로 바이오 칩(200)의 배면 또는 측벽에 홈(b)을 구비하는 경우에는 패키지 기판(100,400, 500, 600)에 돌기(a)를 구비할 수 있다. 이와 같은 돌기 결합으로 인해 바이오 칩(200)을 보다 견고히 패키지 기판(100,400, 500, 600)에 실장할 수 있다.
도 1 내지 도 15b를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 각 실시예들은 별개로 존재하는 것이 아니라 서로 다양하게 조합되어서 새로운 바이오 칩 패키지를 구성할 수도 있다. 예를 들면, 제2 실시예와 같이 밀폐제를 더 포함하거나 제3 실시예와 같이 바이오 칩의 높이가 제2 측벽의 깊이보다 작도록 하는 것은 단독으로 또는 둘이 함께 다른 실시예들에 모두 적용될 수 있다. 또, 제 7 및 제 8 실시예에서는 제1 실시예의 패키지 기판(100)에 커버(1000, 1100)를 구비하는 경우를 예시하였으나, 나머지 실시예들에도 제 7 및 제 8 실시예에 예시되어 있는 커버가 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 상면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 바이오 칩과 바이오 칩 패키지 기판의 분해 단면도를 나타낸다.
도 4는 패키지 기판에 노출부를 구비하는 경우와 구비하지 않는 경우를 비교 예시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오 칩 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 바이오 칩 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 바이오 칩과 바이오 칩 패키지 기판의 분해 단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 바이오 칩과 바이오 칩 패키지 기판의 분해 단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 바이오 칩과 바이오 칩 패키지 기판의 분해 단면도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제8 실시예에 따른 바이오 칩 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b는 바이오 칩과 패키지 기판 사이의 결합을 견고하게 하기 위한 돌기 결합 구조를 나타낸다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100, 400, 500, 600: 패키지 기판 105, 405: 실장부
110, 410: 노출부 115, 415, 515: 관통개구
200: 바이오칩 210: 프로브 어레이
1000, 1100: 커버

Claims (23)

  1. 표면에 프로브어레이를 포함하는 바이오 칩; 및
    상기 바이오 칩이 실장되고, 상기 바이오 칩의 배면을 노출시키는 노출부를 포함하는 관통 개구(through cavity)를 구비하는 패키지 기판을 포함하는 바이오 칩 패키지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 바이오 칩은 정방형 형태이고, 상기 기판은 장방형 형태인 바이오 칩 패키지.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 바이오 칩과 상기 패키지 기판은 돌기 결합하는 바이오 칩 패키지.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 배면과 접촉하는 실장면, 상기 실장면의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽, 상기 실장면의 타단으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 배면과 접촉하는 융기형 실장면, 상기 실장면의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽, 상기 실장면의 타단과 연결된 침강면, 상기 침강면으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지.
  6. 제4 항 또는 제 5항에 있어서, 상기 바이오 칩의 두께는 상기 제2 측벽의 깊이와 동일하거나 작은 바이오 칩 패키지.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 바이오 칩과 상기 제2 측벽의 사이에 밀폐제(sealant)를 더 포함하는 바이오 칩 패키지.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 침강면 상에 부착제를 더 포함하는 바이오 칩 패키지.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 측면과 접촉하는 실장측벽, 상기 실장 측벽으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 바이오 칩과 상기 실장 측벽의 사이에 부착제 및/또는 밀폐제를 더 포함하는 바이오 칩 패키지.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 칩은 상기 기판의 상면에 실장되고, 상기 관통 개구는 상기 기판을 제1 방향으로 관통하여 연장된 제1 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 관통 개구는 다수개인 바이오 칩 패키지.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 프로브어레이를 보호하는 커버를 더 포함하는 바이오 칩 패키지.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 커버는 상기 패키지 기판과 함께 혼성화 반응 공간을 제공하는 바이오 칩 패키지.
  15. 바이오 칩이 실장되고,
    상기 바이오 칩의 배면을 노출시키는 노출부를 포함하는 관통 개구를 구비하는 바이오 칩 패키지 기판.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 바이오 칩은 정방형 형태이고, 상기 기판은 장방형 형태인 바이오 칩 패키지 기판.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 기판은 상기 바이오 칩과 돌기 결합하는 돌기 또는 홈을 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 배면과 접촉하는 실장면, 상기 실장면의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽, 상기 실장면의 타단으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 배면과 접촉하는 융기형 실장면, 상기 실장면의 일단으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽, 상기 실장면의 타단과 연결된 침강면, 상기 침강면으로부터 제2 방향으로 연장된 제2 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 바이오 칩의 측면과 접촉하는 실장 측벽, 상기 실장 측벽으로부터 제1 방향으로 연장된 제1 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 관통 개구는 상기 기판을 관통하는 제1 방향으로 연장된 제1 측벽을 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  22. 제 15항에 있어서, 상기 기판은 표면에 결합되는 커버를 더 포함하는 바이오 칩 패키지 기판.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 커버는 상기 기판과 함께 혼성화 반응 공간을 제공 하는 바이오 칩 패키지 기판.
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