TW201934202A - 功能多樣性卡匣 - Google Patents

Abstract

一流體噴射裝置可包括一胚態卡匣，其包括一基體、耦合至該基體之一晶粒、形成在該基體上之數條經指定電氣跡線、及形成在該基體上之數條未指定電氣跡線。至少一線接合體可將該等未指定電氣跡線中之至少一者耦合至該晶粒，藉此指定至少一功能給該流體噴射裝置。

Description

功能多樣性卡匣

本發明大致而言係有關於功能多樣性卡匣。

「檢定回合(assay run)」係為用於例如實驗室醫學、藥理學、分析化學、環境生物學、或分子生物學用以定性評估或定量測量一樣品之存在、數量或機能活性的一調查性或分析活動。此樣品可為一藥物、生物樣品、蛋白體學(proteomic)樣品、生物化學物質、有機體中之細胞、有機樣品、或其他無機與有機化學樣品。一檢定回合可測量樣品的密集性質，並將其以相關測量單位表示，諸如，例如莫耳濃度、密度、酵素國際單位機能活性、相較於一標準的某些效應程度等等可量測特性。一檢定可涉及使一樣品與數種試劑反應，且可分類為符合一檢定規程之一檢定過程的一實例。一檢定規程可涉及以特定數量施配到諸如一檢定板內之井孔之數個檢定反應區的一組試劑及/或樣品流體。再者，一檢定規程可包括額外處理，諸如混合、分離、加熱或冷卻、培養、及最終至少一讀出。一檢定的可複製性及回合間可比較性視其規程的複製而定。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種流體噴射裝置，其包含：一胚態卡匣，其包含：一基體；耦合至該基體之一晶粒；形成在該基體上之數條經指定電氣跡線；形成在該基體上之數條未指定電氣跡線；以及至少一線接合體，其將該等未指定電氣跡線中之至少一者耦合至該晶粒，而指定至少一功能給該流體噴射裝置。

如前所述的檢定回合已利用例如一吸量管藉由手工完成。為完成檢定，一使用者可使用吸量管選擇性地拾取一樣品，及將一計量數量的樣品射到一檢定板之個別井孔中。這些全藉由手工完成且已證實為耗時。此外，由於一人員將樣品射入檢定板之個別井孔中，因此可能造成錯誤，且額外數量的樣品可能被添加在任何特定井孔、或一部分的樣品可能根本未被加入。

為令使用者互動最小化，已發展出自動檢定流體施配系統，其可在短時間以一精確受控樣式將例如樣品及試劑之檢定流體施配到一檢定板內之多重反應區。例如，數種試劑的一謹慎配製(formulated)混合物，包括一關注目標物種，可在多個反應區被謹慎配製，用以測試多種濃度之一組測試樣品試劑。如此允許諸多反應同時進行。此種自動化減少使用者勞力及使用者所造成的變動，同時更縮短完成一複雜檢定的時間。

此自動化檢定流體施配系統可與例如卡匣形式的一流體噴射裝置介接。當使用者將卡匣與自動化檢定流體施配系統介接時，此系統可指示卡匣透過耦合至該卡匣的一晶粒來噴射一流體。此種經由晶粒的流體噴射允許完成一檢定之一快速、準確且可靠的程序。

在一範例中，本案說明書描述包括一胚態卡匣的一流體噴射裝置，此胚態卡匣包括一基體、耦合至該基體之一晶粒、形成在該基體上的數條經指定電氣跡線、及形成在該基體上的數條未指定電氣跡線。至少一線接合體可將該等未指定電氣跡線中之至少一者耦合至晶粒，藉此指定至少一功能給流體噴射裝置。

於一範例中，流體噴射裝置可包括耦接在該晶粒之第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間的至少一線接合體之一第一線接合體，其提供與耦接在該晶粒之第一晶粒墊與一第二未指定跡線之間之該至少一線接合體之第一線接合體不同的一第一功能。此外或替代地，流體噴射裝置可包括耦接在該晶粒之第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間的至少一線接合體之一第一線接合體，其提供與耦接在該晶粒之第二晶粒墊與一第二未指定跡線之間之至少一線接合體之第二線接合體不同的一第一功能。

此外或替代地，流體噴射裝置可包括以至少一線接合體耦接之至少兩條未指定電氣跡線，以形成確認電氣跡線係耦合至控制邏輯組件的一連接檢測部。

此外或替代地，流體噴射裝置可包括經由至少一線接合體耦合至控制邏輯組件的數條經指定電氣跡線。

本案說明書更描述形成一卡匣的方法，其包括形成至少一施配頭的步驟，此步驟包括形成一單石式基體、將一流體噴射晶粒耦合至該基體、在該基體上形成數條經指定跡線、在該基體上形成數條未指定跡線、及將該等未指定電氣跡線中之至少一者電氣耦合至該流體噴射晶粒，而指定至少一功能給卡匣。

在一範例中，形成一卡匣之方法可包括基於該卡匣有關個別經指定跡線的一指定功能，將該等數條經指定跡線各電氣耦合至流體噴射晶粒之一晶粒墊。

此外或替代地，形成一卡匣之方法可包括將未指定電氣跡線中之至少一者電氣耦合至流體噴射晶粒的步驟，該步驟包括基於卡匣之一目標功能，將未指定電氣跡線中之至少一者電氣耦合至流體噴射晶粒之一晶粒墊。

此外或替代地，形成一卡匣之方法可包括利用雷射直接建構(LDS)法來形成經指定及未指定跡線。

此外或替代地，形成一卡匣之方法可包括將多個施配頭安裝在一框架內。

此外或替代地，形成一卡匣之方法可包括使多個施配頭中之至少二者被線接合，來對它們個別的施配頭提供至少兩個不同功能。在此範例中，形成卡匣之方法亦可包括將該等多個施配頭中之至少二者安裝在一框架內。

本案說明書更描述用以將流體射到一檢定試料中之一系統，此系統包括具有至少一施配頭的一胚態卡匣，該施配頭包括一基體、耦合至該基體的一晶粒、形成在該基體上之數條經指定電氣跡線、形成在該基體上之數條未指定電氣跡線、及將該等未指定電氣跡線之至少一者耦合至該晶粒而指定至少一功能給流體噴射裝置的至少一線接合體，其中該系統包括一控制器，其通訊式耦合至該晶粒以指揮該晶粒噴射一數量的流體。

於一範例中，多個施配頭可被包括在該系統內，而該等施配頭整合到一框架中。

此外或替代地，耦接在該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間之至少一線接合體的一第一線接合體，對該卡匣提供與耦接在該晶粒之該第一晶粒墊與一第二未指定跡線之間之至少一線接合體的該第一線接合體不同之一第一功能。

此外或替代地，耦接在該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間之至少一線接合體的一第一線接合體，提供與耦接在該晶粒之一第二晶粒墊與一第二未指定跡線之間之至少一線接合體的第二線接合體不同之一第一功能。

在本案說明書及後附申請專利範圍中所使用時，「數個」一詞或類似用語係廣義理解為任何包括1至無限大的正數；零不是一個數量，而是沒有數量。

於以下敘述中，為了解釋目的，數個特定細節係發佈來提供本案系統及方法的一徹底了解。然而，對於熟於此技者而言將會明顯的是，本案設備、系統及方法可在沒有這些特定細部的情況下而實施。說明書中有關「一範例」或類似用語表示配合該範例敘述的一特定特徵、結構或特性係如所述地被包括，但不一定包括在其他範例中。

圖1係為根據本文所述原理之一範例之一流體噴射裝置(100)的方塊圖。此流體噴射裝置(100)可包括一胚態卡匣(105)。此胚態卡匣(105)可包括一基體(110)、耦合至該基體(110)之一晶粒(115)、形成在該基體(110)上的數條經指定電氣跡線(120)、及同樣形成在該基體(110)上的數條未指定電氣跡線(125)。此流體噴射裝置(100)更可包括至少一線接合體(130)，其將該等未指定電氣跡線(125)中之至少一者耦合至該晶粒(115)，藉此指定至少一功能給流體噴射裝置(100)。

在本案說明書及後附申請專利範圍中使用時，「胚態卡匣」一詞係要理解為包括有經指定電氣跡線(120)及未指定電氣跡線(125)、但尚未包括將經指定電氣跡線(120)或未指定電氣跡線(125)電氣耦合至晶粒(115)之任何線接合體的一卡匣。

基體(110)可為任何單石式材料片體，晶粒(115)係耦合在該材料片體上，且經指定電氣跡線(120)及未指定電氣跡線(125)係形成在該材料片體上。在一範例中，基體(110)可由一熱塑性材料製成。一儲槽可形成在該基體(110)上，且具有一流體孔界定在該儲槽中。此流體孔允許一檢定流體從基體(110)之一側移動至另一側。基體(110)可包括一握把，以允許使用者在不會汙染儲槽或置於其中之檢定流體的情況下觸碰、拾取及移動胚態卡匣(105)。

一晶粒(115)可與基體(110)上之儲槽相對立而耦合至基體(110)且與流體孔在同一直線上。於一範例中，晶粒(115)可為例如一微機電系統(MEMs)裝置。在另一範例中，該晶粒可為從其中將流體使用例如一壓電裝置或熱電阻裝置予以射出的裝置。

儲槽係透過流體孔流體耦合至晶粒(115)，致使檢定流體可被引入晶粒(115)，以允許晶粒(115)在受例如一檢定流體施配系統指揮時，將檢定流體噴射到井孔板之數個井孔中。

經指定電氣跡線(120)及未指定電氣跡線(125)可沿著基體(110)之任何表面形成，且可將晶粒(115)電氣耦合至同樣界定在基體(110)上的數個接觸墊。此等經指定電氣跡線(120)、未指定電氣跡線(125)及接觸墊可利用例如一雷射直接建構(LDS)程序來形成在基體(110)上。於此範例中，基體(110)可由一熱塑性材料製成，其已摻雜有一非傳導、金屬、無機化合物。一雷射可在基體(110)上要讓經指定電氣跡線(120)、未指定電氣跡線(125)及接觸墊形成之位置處，蝕刻熱塑性材料的數個部分。如此，此非傳導、金屬、無機化合物即被暴露出來。基體(110)可接著被浸入例如銅浴中，在此銅吸附到非傳導金屬、無機化合物上並形成那些經指定電氣跡線(120)、未指定電氣跡線(125)及接觸墊。

在一範例中，胚態卡匣(105)之範例的電氣組件，包括接觸墊、通孔、跡線及線接合體(130)，可利用一沉積程序來形成，其中一傳導材料係積設在基體(110)上。於此範例中，傳導材料可利用例如一個三維(3D)列印裝置來積設。

經指定電氣跡線(120)為與一檢定流體施配系統之數個連接部介接的那些跡線，且係設計來允許該檢定流體施配系統以一指定方式與晶粒(115)介接。例如，經指定電氣跡線(120)可連接到已被指定以下功能的數個接觸墊：接地及/或可指定；資料；時鐘；發射；可指定；VDD (電源電壓)；接地；及熱感測電阻器(TSR)等等。本文所述之接觸墊指定內容的範例係意欲作為一範例，且可作成對於相關聯之經指定電氣跡線(120)的其他接觸墊指定內容。

在流體噴射裝置(100)之胚態卡匣(105)的製造期間，經指定電氣跡線(120)可以不利用數個線接合體(130)電氣耦合至晶粒(115)。反而，經指定電氣跡線(120)可依據以上由檢定流體施配系統命令的接觸墊指定內容來指定。然而，在胚態卡匣(105)已形成後，完成經指定電氣跡線(120)的指定內容可透過將經指定電氣跡線(120)連接到界定在晶粒(115)上之特定晶粒墊來作成。此種連接係利用供各經指定電氣跡線(120)用之一線接合體來作成。

未指定電氣跡線(125)係為在胚態卡匣(105)形成後保持未指定的那些跡線。此等未指定電氣跡線(125)係未經指定，因為假若被線接合至晶粒(115)，則額外功能性可能實現在胚態卡匣(105)中。特別地，若未指定電氣跡線(125)係從未電氣連接至晶粒(115)，則檢定流體施配系統可以檢測到這個情況，且不會提供信號給未指定電氣跡線(125)及其界定在基體(110)上之個別接觸墊。於此範例中，經指定電氣跡線(120)可持續如上述作動，且持續讓檢定流體施配系統傳送信號給晶粒(115)，以允許至少流體從流體噴射裝置(100)的噴出。

然而，若未指定電氣跡線(125)最終利用一線接合體(130)耦合至晶粒(115)，則檢定流體施配系統可經由例如一信號請求而檢測到此連接。信號可接著透過檢定流體施配系統被傳送給晶粒(115)，以使晶粒(115)基於未指定電氣跡線(125)中之任一者如何透過線接合體(130)電氣連接至晶粒(115)而不同地作動或包括額外功能性。藉由先製造胚態卡匣(105)，未指定電氣跡線(125)保持未指定，以基於由流體噴射裝置(100)中一使用者所欲功能性所命令的產品規格，來允許多種可指定功能性被實現在胚態卡匣(105)中。因此，流體噴射裝置(100)的製造商可先建構胚態卡匣(105)，而預期其後會至少對未指定電氣跡線(125)添加線接合體(130)，來符合任何數目的所述規格。如此便允許在流體噴射裝置(100)的製造上有較大的彈性，且允許胚態卡匣(105)的大量製造及各胚態卡匣(105)之功能的後續個人化。並且，由於可以透過在晶粒(115)之晶粒墊與未指定電氣跡線(125)之間設置線接合體(130)、在未指定電氣跡線(125)本身之間設置線接合體(130)、或其組合而發展出特設(ad-hoc )功能性，故晶粒(115)在功能性上可更為多樣化。

對未指定電氣跡線(125)加以指定，即可允許製成極大數量具有不同功能性的不同流體噴射裝置(100)。這些不同功能性的數個範例現將提供於下文。在第一範例中，未指定電氣跡線(125)中之至少二者可利用一線接合體(130)耦接一起。藉由將兩條未指定電氣跡線(125)耦接一起，檢定流體施配系統在流體噴射裝置(100)對其耦合時，可傳送一信號經過該等至少兩條未指定電氣跡線(125)。此形成一連接檢測部，其允許流體噴射裝置(100)檢測傳送的信號，及判定例如流體噴射裝置(100)與檢定流體施配系統之間的介面為完整，流體噴射裝置(100)係相對於檢定流體施配系統之介面或其組合而適當對準。

不同功能性亦可依據晶粒(115)本身的特性。此晶粒(115)可為一MEMS裝置，其包括提供此額外功能性的數個機械裝置。於本文所述之任一範例中，晶粒(115)可包括更多或更少的此等機械裝置以支援這些額外功能。此等裝置的一些範例可包括感測器、混合器、泵、過濾器、加熱器、冷卻器、化學分析器、電磁放射裝置、壓電裝置、及熱電阻裝置等等。此等感測器可包括溫度感測器、黏度感測器、粒子感測器、粒子尺寸感測器、流體成分感測器、阻抗感測器、pH位準感測器、及流體容積感測器等等。此等裝置及感測器各可實體連接或整合到晶粒(115)中。此外或替代地，該等裝置及感測器各可與形成在晶粒(115)之一外部表面上之數個晶粒墊中的任一者電氣通訊。如同本文所述，由於線接合體(130)將未指定電氣跡線(125)電氣耦合至晶粒墊，故裝置及/或感測器的功能性可被實現。

在本文所述之任一範例中，至少一未指定電氣跡線(125)可被線接合至一晶粒墊，使得線接合(130)連接允許一檢定流體施配系統檢測晶粒(115)內之該等裝置及感測器及它們的相關聯功能性。因此，在本文所述之任一範例中，具有各種功能性之任何數目類型的晶粒(115)可被耦合至胚態卡匣(105)之基體(110)，同時仍允許檢定流體施配系統利用該等感測器及裝置的極大數量之不同功能性。此亦消除手動更新檢定流體施配系統有關包括在胚態卡匣(105)中之晶粒(115)類型的程序。於此範例中，檢定流體施配系統可依此方式檢測晶粒(115)之功能性，及運用儲存在與檢定流體施配系統相關聯之一記憶體裝置中的一詢查表以判定晶粒(115)之類型及功能性。

再者，於本文所述之任一範例中，包括在胚態卡匣(105)中的晶粒(115)在各個胚態卡匣(105)中可為相同，且可包括相同感測器及裝置。於此等範例中，線接合體(130)在未指定電氣跡線(125)與晶粒墊之間的線接合，界定個別胚態卡匣(105)中之各者內之晶粒(115)的功能性。

在本文所述之任一範例中，包括至少晶粒(115)、經指定電氣跡線(120)、未指定電氣跡線(125)及線接合體(130)的數個施配頭可被置於一框架內。於此範例中，此框架可包括各具有它們各自晶粒(115)、經指定電氣跡線(120)、未指定電氣跡線(125)及線接合體(130)之任何數目的施配頭。在檢定流體施配系統操作期間，包括此等施配頭的一框架可與檢定流體施配系統的數個連接器介接。由於各晶粒(115)的功能特性可能變動，故框架可包括任何數目的不同類型晶粒(115)，此等晶粒具有基於它們個別線接合體(130)之設置而指定的任何數目之不同功能。因而，在檢定流體施配系統操作期間，一第一流體可從一第一晶粒(115)射出，一第二流體可被過濾且從一第二晶粒(115)射出，一第三流體可被滴定且從一第三晶粒(115)射出，一第四流體之數個實證特性可被感測且接著從一第四晶粒(115)射出，此外尚可進行流體感測、操縱及噴射等等之其他範例。雖然上述僅係意欲作為一範例，但本案說明書推及使用在一組施配頭內要耦合到一框架內且針對本文所述之任何功能目的使用之任何施配頭。

圖2係為根據本文所述原理之一範例之用以將一流體射到一檢定試料中之系統(200)的方塊圖。此系統(200)可包括至少一施配頭(205)。該至少一施配頭(205)可包括一胚態卡匣(105)，其包括基體(110)、耦合至該基體(110)的晶粒(115)、數條經指定電氣跡線(120)、及數條未指定電氣跡線(125)。此系統(200)更可包括至少一線接合體(130)，其將該等未指定電氣跡線(125)中之至少一者耦合至晶粒(115)，而指定至少一功能給該施配頭(205)。該系統(200)更可包括通訊式耦合至晶粒(115)來指揮晶粒(115)射出一數量流體的一控制器(210)。

系統(200)可包括以上配合圖1描述的類似元件，且類似的參考編號可被用來標示類似元件。此系統(200)包括圖1中所描述之胚態卡匣(105)及線接合體(130)。另外，系統(200)中一控制器(210)通訊式耦合至晶粒(115)，來指揮晶粒(115)至少射出一數量的流體。控制器(210)可如上述透過一檢定流體施配系統之介面、界定在基體(110)上之數個接觸墊、界定在基體(110)上之數條經指定電氣跡線(120)、界定在基體(110)上之數條未指定電氣跡線(125)、及線接合體(130)，而電氣耦合至晶粒(115)。

控制器(210)可包括硬體架構，以從一資料儲存裝置擷取可執行碼及執行該可執行碼。根據本案說明書於此描述之方法，此可執行碼在由控制器(210)執行時可使控制器(210)實行至少傳送任何數目之電氣信號至晶粒(115)的功能性。在執行碼期間，控制器(210)可如本文所述接收來自數個硬體單元之輸入及提供輸入給該等硬體單元。

系統(200)可被用於任何資料處理情況，包括獨立式硬體、行動應用、透過一運算網路或其組合。並且，系統(200)可被用於一運算網路、一公共雲端網路、一私人雲端網路、一混合式雲端網路、其他形式網路、或其組合。在一範例中，由系統(200)提供之方法係透過例如一第三方經由網路提供作為一服務。此系統(200)可被實現在一或多個硬體平台，其中該系統(200)中之模組可在一平台上或跨越多個平台執行。此等模組可在多種形式之雲端技術及混合式雲端技術上運行，或作為可在雲端上或雲端外實行的軟體即服務(SaaS)模式來提供。在另一範例中，由系統(200)提供的方法係由一本地管理器執行。

為達到系統(200)之所欲功能性，該系統包含各種硬體構件。在這些硬體構件之中可為數個控制器(210)、數個資料儲存裝置、數個周邊裝置配接器、及數個網路配接器。這些硬體構件可經由使用數個匯流排及/或網路連接來互連。在一範例中，控制器(210)、資料儲存裝置、周邊裝置配接器及網路配接器可經由一匯流排通訊式耦接。

資料儲存裝置可儲存資料，諸如由控制器(210)或其他處理裝置執行的可執行程式碼。如同將要論述地，資料儲存裝置可特別地儲存表示數個應用程式的電腦碼，控制器(210)執行該等應用程式以實行至少本文所述之功能性。

資料儲存裝置可包括各種類型的記憶體模組，包含依電性及非依電性記憶體。例如，本範例之資料儲存裝置包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、及硬碟驅動機(HDD)記憶體。許多其他類型的記憶體亦可被使用，而在可適於本文所述之原理的一特定應用之狀況下，本案說明書可推及在資料儲存裝置中使用許多各種類型的記憶體。於某些範例中，資料儲存裝置中不同類型的記憶體可針對不同資料儲存使用。例如，在某些範例中，控制器(210)可自唯讀記憶體(ROM)啟動、在硬碟驅動機(HDD)記憶體維持非依電性儲存、及執行儲存在隨機存取記憶體(RAM)中的程式碼。

一般而言，資料儲存裝置可包含一電腦可讀媒體、一電腦可讀儲存媒體、或一非暫態性電腦可讀媒體等等。例如，資料儲存裝置可為但不限於一電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統、設備或裝置、或前述項目的任何合適組合。電腦可讀儲存媒體之更特定範例可包括例如以下：具有數條線之電氣連接、可攜式電腦磁片、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可規劃唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、可攜式實密碟片唯讀記憶體(CD-ROM)、光學儲存裝置、磁性儲存裝置、或前述項目之任何合適組合。在此文件的內容中，一電腦可讀儲存媒體可為任何實體媒體，其可含有或儲存由一指令執行系統、設備或裝置使用或配合使用的電腦可用程式碼。於另一範例中，一電腦可讀儲存媒體可為任何非暫態性媒體，此等非暫態性媒體可含有或儲存由一指令執行系統、設備或裝置使用或與其配合使用的程式。

系統(200)中之硬體配接器讓控制器(210)與系統(200)外部及內部的各種其他硬體元件介接。例如，周邊裝置配接器可對輸入/輸出裝置提供一介面，諸如，例如顯示裝置、滑鼠或鍵盤。周邊裝置配接器亦可對諸如一外部儲存裝置的其他外部裝置、諸如例如伺服器、交換器及路由器的數個網路裝置、客戶端裝置、其他類型的運算裝置、及其組合提供存取。

顯示裝置可被設置來允許系統(200)的一使用者與系統(200)之功能性互動及實行該功能性。該等周邊裝置配接器亦可在控制器(210)與顯示裝置、印表機或其他媒體輸出裝置之間建立一介面。該網路配接器可對例如在一網路內的其他運算裝置提供一介面，藉此允許在系統(200)與設置於網路內之其他裝置間能有資料傳輸。

該顯示器在由控制器(210)執行時，在顯示裝置上可顯示表示儲存在資料儲存裝置上之數個應用程式相關聯之可執行程式碼的數個圖形化使用者介面(GUI)。此等顯示裝置之範例包括電腦螢幕、膝上型電腦螢幕、行動裝置螢幕、個人數位助理(PDA)螢幕、及桌上型電腦螢幕等其他顯示裝置。

圖3係為根據本文所述原理之一範例之一第一胚態卡匣(105)的前立體圖。並且，圖4係為根據本文所述原理之一範例之圖3之第一胚態卡匣(105)的後立體圖。第一胚態卡匣(105)包括界定在基體(110)中具有第一容積的一儲槽(102)。並且，一流體孔(103)可將儲槽(102)耦合至晶粒(115)的一近側，允許一數量的流體通過晶粒(115)且從例如晶粒(115)中的一壓電裝置或熱電阻裝置射出。

此流體孔(103)允許一檢定流體從該基體(110)之一側移動至另一側。此基體(110)可包括一握把(150)，以允許使用者在不會汙染儲槽(102)或置於其中之檢定流體的情況下觸碰、拾取及移動胚態卡匣(105)。

晶粒(115)可在儲槽(102)之一相對立側被耦合至基體(110)且與流體孔(103)在同一直線上。於一範例中，晶粒(115)可為例如一微機電系統(MEMs)裝置。在另一範例中，該晶粒(115)可為一流體噴射裝置。

此儲槽(102)係透過流體孔(103)流體耦合至晶粒(115)，致使檢定流體可被引入晶粒(115)，以允許晶粒(115)在由一檢定流體施配系統(200)指揮時，將檢定流體噴射到一井孔板之數個井孔中。

數個電氣構件係包括在基體(110)的前及背表面。此等電氣構件可由任何導電材料製成，以允許電氣信號在檢定流體施配系統(200)與晶粒(115)之間傳送。例如，數個接觸墊(112-1、112-2、112-3、112-4、112-5、112-6、112-7、112-8、112-9、112-10，在此合稱為112)可被包括在基體(110)之前表面上。該等接觸墊(112)在檢定流體施配系統(200)與胚態卡匣(105)之間提供一電氣傳導介面。

數個通孔(106-1、106-2、106-3、106-4、106-5、106-6、106-7、106-8、106-9、106-10，在此合稱為106)可被形成在基體(110)中且電氣耦合至接觸墊(112)。此等通孔(106)可為穿經基體(110)且將接觸墊(112)耦合至基體(110)之相對立側上之數個電氣構件的任何電氣連接體。

如圖4中所繪示，通孔(106)係在基體(110)之相對立側上耦接至數條跡線(107-1、107-2、107-3、107-4、107-5、107-6、107-7、107-8、107-9、107-10，在此合稱為107)。此等跡線(107)可利用耦接於晶粒(115)之數個晶粒墊(109)之間的數個線接合體(130)而耦合至晶粒(115)。雖然圖4中僅繪示一個線接合體(130)耦接於一跡線(107)與一晶粒墊(109)之間，但任何數目的線接合體(130)可被用來將晶粒(115)電氣耦合至一檢定流體施配系統(200)，以允許用以控制晶粒(115)的控制信號自檢定流體施配系統(200)、通過接觸墊(112)、通孔(106)、跡線(107)及線接合體(130)，而行經至晶粒(115)之晶粒墊(109)。

圖5係為根據本文所述原理之一範例之一第二胚態卡匣(105)的前立體圖。並且，圖6係為根據本文所述原理之一範例之圖5之第二胚態卡匣(105)的後立體圖。除可被引入儲槽(102)中之流體容積以外，第二胚態卡匣(105)包括與第一胚態卡匣(105)相同的元件。圖3及圖4之範例中的儲槽(102)較圖5及圖6之範例中的儲槽(102)相對小。於一範例中，圖3及圖4之儲槽(102)可被定製成含有大略20微升的流體，而圖5及圖6之儲槽(102)可被定製成含有大於20微升的一流體容積。

圖7係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣(105)的後平面圖。並且，圖8係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣(105)從圖7之圓圈B中觀看的後平面圖。再者，圖9係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣(105)從圖8之圓圈C中觀看的後平面圖。即便第一胚態卡匣(105)係用來描述通孔(106)之偏置佈局配置，第二胚態卡匣(105)及其電氣構件佈局配置亦可以相同方式描述。為易於了解線接合體(130)，部分參考編號已被省略。

圖7及圖8係提供來顯示有關胚態卡匣(105)之通孔(106)及跡線(107)與其上之佈局配置的細節。圖9~圖11係提供來顯示有關線接合體(130)相對於它們在將跡線(107)耦合到晶粒(115)之晶粒墊(109)的位置之特定細節。因此，圖7及圖8中所繪示的元件係於此描述。繪示於圖9~圖11中之線接合體(130)將經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)耦合至它們的個別晶粒墊(109)。又，於流體噴射裝置(100)之胚態卡匣(105)製造期間，經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)可以不利用數個線接合體(130)電氣耦合至晶粒(115)。反而，經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)可依據以上由檢定流體施配系統命令的接觸墊指定內容來指定。然而，在胚態卡匣(105)已形成後，經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)之指定內容的完成，可透過將經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)連接到界定在晶粒(115)上之特定晶粒墊來作成。此種連接係利用供各經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)用之一線接合體(130)來作成。在圖9~圖11之範例中，將經指定的電氣跡線(107-2、107-3、107-4、107-7、107-8、107-9)耦合至晶粒(115)的線接合體(130)係設想且通用在所有所製造的胚態卡匣(105)之間。因此，它們對晶粒(115)之特定晶粒墊(109)的連接提供了晶粒(115)的基本功能性，諸如流體噴射、資料傳送、晶粒供電、提供發射信號、提供時鐘信號、提供接地、與TSR相互作用、及其他於所有所製造胚態卡匣(105)之中通用的功能。即便這些功能在本案說明書中被識別為在所有胚態卡匣(105)之中為通用，但更少或更多的功能性可被視為在所製造的胚態卡匣(105)之中為通用。

未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)為在胚態卡匣(105)形成後保持未指定的那些跡線。圖9~圖11包括四條未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)，電氣跡線(107)中之更少或更多者可被表示為未指定的，且係可利用線接合體(130)耦合至晶粒(115)，以對晶粒(115)提供進一步功能性。此等未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)為未指定的，因為假若被線接合至晶粒(115)，則額外功能性可被實現在胚態卡匣(105)中。特別地，若未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)從不電氣耦合至晶粒(115)，則檢定流體施配系統可檢測到此一情況，且不會對未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)及它們界定在基體(110)上的個別接觸墊提供信號。圖9~圖11顯示線接合體(130)相對於未指定之電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)的佈局配置之特定範例。然而，任何特殊佈局配置可透過與未指定之電氣跡線(107)相關聯之線接合樣式的多樣性來實現，且本案說明書推及此等其他線接合樣式。

圖9顯示數個線接合體(130)耦合至數條未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)。在圖9之範例中，單一線接合體(130)將單一未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)連接至晶粒(115)上的個別晶粒墊(109)。於此範例中，由於添加線接合體(130)所致而加諸在晶粒(115)上之額外功能性，可由晶粒(115)內的那些MEMS裝置來判定。如本文中描述，系統(200)可透過傳送一感測信號經過未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)、及識別晶粒(115)內與線接合體(130)耦接之晶粒墊(109)相關聯的那些MEMS裝置，來檢測由線接合體(130)生成的那些連接。此外或替代，系統(200)可檢測所使用之晶粒(115)的類型，及實行一詢查表以判定因線接合體(130)放置而致之所添加的功能性。

圖10中透過顯示耦合至數條未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)之數個線接合體(130)，而類似於圖9中所示者。然而，於此範例中，幾個線接合體(130)係耦合在一共同未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)與多個晶粒墊(109)之間。在這些範例中，一信號可通過一未指定的電氣跡線(例如107-10)及經過多個線接合體(130)，並進入晶粒(115)上之個別多個晶粒墊(109)。此信號可因此被用來利用一共同信號致動或以其他方式實現建構到晶粒(115)中的多個MEMS裝置。例如，多個流體泵可利用來自系統(200)之單一信號而被同時致動。

在圖10中所示之範例中，某些線接合體(130)越過一未指定的電氣跡線(例如107-1及107-10)，以耦合至另一未指定的電氣跡線(例如107-5、107-6)。在此範例中，線接合體(130)可與第一未指定的電氣跡線(例如107-1及107-10)絕緣，且電氣耦合至第二未指定的電氣跡線(107-5、107-6)。在圖9~圖11中，線接合體(130)之端部處的圓點表示線接合體(130)之終端。

圖11中透過顯示數個線接合體(130)耦合至數條未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)，而類似於圖9及圖10中所示者。然而，於此範例中，一線接合體(130)可被用來如本文中所述將多條未指定的電氣跡線(107-1、107-5、107-6、107-10)彼此耦合。此允許系統(200)執行一連接檢測操作，以找出胚態卡匣(105)對系統(200)之介面的適當連接。

圖12係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣(105)與一檢定流體施配器驅動器(1200)之一卡匣介面的一印刷電路總成(PCA) (1203)介接的立體圖。此檢定流體施配器驅動器(1200)在一範例中可作為本文所述之系統(200)。如圖中所繪示，檢定流體施配器驅動器(1200)包括一卡匣介面(1202)及PCA (1203)。雖然圖3及圖4之第一胚態卡匣(105)係繪示在圖12中，但圖5及圖6之胚態卡匣(105)亦可採類似方式作動及運用。

於一範例中，可藉由將胚態卡匣(105)沿著檢定流體施配器驅動器(1200)的數個對準表面或對齊件於箭頭方向(1204)上插入，使胚態卡匣(105)與PCA (1203)、卡匣介面(1202)及檢定流體施配器驅動器(1200)介接。在另一範例中，PCA (1203)及/或胚態卡匣(105)可在箭頭(1214)所指之方向上移動，以使胚態卡匣(105)與PCA (1203)介接。於此範例中，胚態卡匣(105)可被置於檢定流體施配器驅動器(1200)之一站台位置，而檢定流體施配器驅動器(1200)於箭頭(1214)之方向將PCA (1203)移動到胚態卡匣(105)上，直到PCA (1203)與胚態卡匣(105)之接觸墊(112)之間達成接觸為止。於又一範例中，沿檢定流體施配器驅動器(1200)之數個對準表面於箭頭方向(1204)插入胚態卡匣(105)與於箭頭(1214)所指方向上PCA (1203)及/或胚態卡匣(105)之移動的組合，可被用來將胚態卡匣(105)與PCA (1203)介接。在一範例中

，PCA (1203)係經由接觸墊(112)處的數個彈簧壓抵連接件(1205)耦合至胚態卡匣(105)。

圖13係為根據本文所述原理之一範例之包括多個施配頭(205)之一胚態卡匣(105)的前平面圖。此等施配頭(205)各可包括如上述的一基體(110)、儲槽(102)、流體孔(103)、晶粒(115)、接觸墊(112)、通孔(106)、跡線(107)、線接合體(130)、晶粒墊(109)及其他元件。在圖13中所示之範例中，施配頭(205)係安裝到一框架(1305)上。於一範例中，施配頭(205)可透過例如焊接程序、化學接合程序、或藉由數個固定件而機械式耦合至框架(1305)。在一範例中，框架(1305)形成各施配頭(205)之基體(110)，使得施配頭(205)之各者係形成到單一單石式框架(1305)中。

圖14係為根據本文所述原理之一範例之用以將一流體射到一檢定試料(1410)中之系統(1400)的方塊圖。此系統(1400)包括一檢定控制裝置(1405)、如上述之一胚態卡匣(105)、及一檢定板(1410)。雖然圖14中繪示的為圖3之第一胚態卡匣(105)，但具有一框架(1305)之第二胚態卡匣(105)或第一與第二胚態卡匣(105)之組合亦可被包括在系統(1400)中。

此胚態卡匣(105)可包括至少上述基體(110)、儲槽(102)、流體孔(103)、晶粒(115)、接觸墊(112)、通孔(106)、跡線(107)、線接合體(130)、晶粒墊(109)及其他元件。雖然圖14中顯示的胚態卡匣(105)包括或不包括上述的某些元件，但與胚態卡匣(105)相關聯之元件各可或沒有被包括。為達到此等不同範例，胚態卡匣(105)之物理特性可被改變。例如，在其中胚態卡匣(105)不包含上述之通孔(106)的情況下，跡線(107)與接觸墊(112)可被包括在胚態卡匣(105)之單一側上，使得PCA (1203)經由胚態卡匣(105)之背側而非前側而接觸胚態卡匣(105)。

檢定板(1410)可為接收自晶粒(115)射出之流體的任何板體。此檢定板(1410)可包括可供流體射入的數個井孔。檢定板(1410)更可包括使檢定控制裝置(1405)可與檢定板(1410)交互作用以將檢定板(1410)相對於胚態卡匣(105)之晶粒(115)移動的一結構。為達到檢定控制裝置(1405)所欲功能性，其包含多種硬體構件。在此等硬體構件之中可為數個控制器(1415)、數個資料儲存裝置(1440、1445、1450、1455)、數個周邊裝置配接器(1425)、及數個網路配接器(1430)。這些硬體構件可經由使用數個匯流排(1460)及/或網路連接來互連。在一範例中，控制器(1415)、資料儲存裝置(1440)、周邊裝置配接器(1425)、及網路配接器(1430)可經由一匯流排(1460)通訊式耦接。顯示裝置(1435)可被設置來允許檢定控制裝置(1405)的一使用者與檢定控制裝置(1405)之功能性互動及實行該功能性。

圖15係為顯示形成根據本文所述原理之一範例之一卡匣之方法(1500)的流程圖。此方法(1500)可包括形成至少一施配頭(205)(步驟1501)，其藉由形成一單石式基體(110)(步驟1502)、將一流體噴射晶粒(115)耦合至該基體(110)(步驟1503)、在該基體(110)上形成數條經指定跡線(120)(步驟1504)、及在該基體(110)上形成數條未指定跡線(125)(步驟1505)。於一範例中，多個施配頭(205)可被形成(步驟1501)，且被置於如本文所述之一框架(1305)中。在此範例中，框架(1305)形成至少部分的卡匣(105)。

此方法(1500)更可包括將該等未指定跡線(125)中之至少一者電氣耦合至流體噴射晶粒(115)(步驟1506)，藉此指定至少一功能給卡匣(105)。如本文所述，數個線接合體(130)可被用來將未指定跡線(125)電氣耦合至流體噴射晶粒(115)。因此，線接合體(130)之配置允許功能性不同且變化的流體噴射晶粒(115)由單一胚態卡匣(105)製成。單一胚態卡匣(105)的生產可降低製造成本，同時亦增加流體噴射晶粒(115)之功能性的變化。

此系統及方法之態樣於本文中係配合根據本案所述之原理範例之方法、設備(系統)及電腦程式產品的流程圖說明及/或方塊圖來描述。流程圖說明及方塊圖中之各方塊及流程圖說明與方塊圖中之方塊的組合，可經由電腦可用程式碼來實行。此電腦可用程式碼可提供給一通用電腦、特定目的電腦、或其他可規劃資料處理設備之處理器，以形成一機器，使得電腦可用程式碼在經由例如控制器(210)或其他可規劃資料處理設備執行時，實現流程圖及/或方塊圖之(多個)方塊中指定的功能或動作。在一範例中，電腦可用程式碼可具現於一電腦可讀儲存媒體內，而該電腦可讀儲存媒體為電腦程式產品之一部分。於一範例中，此電腦可讀儲存媒體為一非暫態性電腦可讀媒體。

本案說明書及圖式描述在一檢定流體施配系統中使用之一流體噴射裝置及形成該流體噴射裝置的一方法。用來耦接未指定電氣跡線且設置在流體噴射裝置之一胚態卡匣上的線接合體，允許任何單一胚態卡匣基於該等線接合體相對於晶粒墊及未指定電氣跡線之任何所選佈局配置而指定任何數目的功能。此允許流體噴射晶粒之功能性中的多面性、以及一框架中之任何晶粒組可實行之功能中的多面性。

以上敘述已被用來說明及描述所述原理之範例。本案說明書並不欲視為窮舉，或將這些原理限制在所揭露的任何特定形式。藉助於上述教示內容，仍可作出多種修改及變化。

100‧‧‧流體噴射裝置

102‧‧‧儲槽

103‧‧‧流體孔

105‧‧‧(胚態)卡匣；第一胚態卡匣；第二胚態卡匣

106、106-1~106-10‧‧‧通孔

107‧‧‧跡線

107-1~107-10‧‧‧(電氣)跡線

109‧‧‧晶粒墊

110‧‧‧基體

112、112-1~112-10‧‧‧接觸墊

115‧‧‧(第一)晶粒；第二晶粒；第三晶粒；第四晶粒

120‧‧‧經指定電氣跡線

125‧‧‧未指定(電氣)跡線

130‧‧‧線接合體

150‧‧‧握把

200‧‧‧(檢定流體施配)系統

205‧‧‧施配頭

210、1415‧‧‧控制器

1200‧‧‧檢定流體施配器驅動器

1202‧‧‧卡匣介面

1203‧‧‧印刷電路總成(PCA)

1204、1214‧‧‧箭頭

1205‧‧‧彈簧壓抵連接件

1305‧‧‧(單石式)框架

1400‧‧‧系統

1405‧‧‧檢定控制裝置

1410‧‧‧檢定試料；檢定板

1425‧‧‧周邊裝置配接器

1430‧‧‧網路配接器

1440~1455‧‧‧資料儲存裝置

1460‧‧‧匯流排

1500‧‧‧方法

1501~1506‧‧‧步驟

附圖繪示本文所述之原理的多種範例且為說明書的一部分。所繪的範例僅供例示，而不限制申請專利範圍之範疇。

圖1係為根據本文所述原理之一範例之一流體噴射裝置的方塊圖。

圖2係為根據本文所述原理之一範例之用以將一流體射到一檢定試料中之系統的方塊圖。

圖3係為根據本文所述原理之一範例之一第一胚態卡匣的前立體圖。

圖4係為根據本文所述原理之一範例之圖3之第一容積卡匣的後立體圖。

圖5係為根據本文所述原理之一範例之一第二容積卡匣的前立體圖。

圖6係為根據本文所述原理之一範例之圖5之第二容積卡匣的後立體圖。

圖7係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣的後平面圖。

圖8係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣從圖7之圓圈B中觀看的後平面圖。

圖9係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣從圖8之圓圈C中觀看的後平面圖。

圖10係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣從圖8之圓圈C中觀看的後平面圖。

圖11係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣從圖8之圓圈C中觀看的後平面圖。

圖12係為根據本文所述原理之一範例之圖1之胚態卡匣(105)與一檢定流體施配器驅動器之一卡匣介面的一印刷電路總成(PCA)介接的立體圖。

圖13係為根據本文所述原理之一範例之包括多個施配頭之一胚態卡匣的前平面圖。

圖14係為根據本文所述原理之一範例之用以將一流體射到一檢定試料中之系統的方塊圖。

圖15係為顯示形成根據本文所述原理之一範例之一卡匣之方法的流程圖。

附圖之中，相同參考編號標示類似但不一定相同的元件。

Claims (15)

1. 一種流體噴射裝置，其包含： 一胚態卡匣，其包含： 一基體； 耦合至該基體之一晶粒； 形成在該基體上之數條經指定電氣跡線； 形成在該基體上之數條未指定電氣跡線；以及 至少一線接合體，其將該等未指定電氣跡線中之至少一者耦合至該晶粒，而指定至少一功能給該流體噴射裝置。
2. 如請求項1之流體噴射裝置，其中耦接於該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間之該至少一線接合體中的一第一線接合體，提供與耦接於該晶粒之該第一晶粒墊與一第二未指定跡線之間之該至少一線接合體中的該第一線接合體不同的一第一功能。
3. 如請求項1之流體噴射裝置，其中耦接於該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間之該至少一線接合體中的一第一線接合體，提供與耦接於該晶粒之一第二晶粒墊與一第二未指定跡線之間之該至少一線接合體中的第二線接合體不同的一第一功能。
4. 如請求項1之流體噴射裝置，其更包含以該至少一線接合體耦接至少兩條未指定電氣跡線，以形成確認該等電氣跡線耦合至控制邏輯組件的一連接檢測部。
5. 如請求項1之流體噴射裝置，其更包含將該等數條經指定電氣跡線經由該至少一線接合體耦合至控制邏輯組件。
6. 一種形成卡匣之方法，其包含： 形成至少一施配頭，包含： 形成一單石式基體； 將一流體噴射晶粒耦合至該基體； 在該基體上形成數條經指定跡線； 在該基體上形成數條未指定跡線；以及 將該等未指定跡線中之至少一者電氣耦合至該流體噴射晶粒，藉此指定至少一功能給該卡匣。
7. 如請求項6之方法，其更包含基於該卡匣有關個別經指定跡線之一經指定功能，將該等數條經指定跡線各電氣耦合至該流體噴射晶粒之一晶粒墊。
8. 如請求項6之方法，其中將未指定電氣跡線中之至少一者電氣耦合至該流體噴射晶粒包含基於該卡匣之一目標功能，將該等未指定電氣跡線中之至少一者電氣耦合至該流體噴射晶粒之一晶粒墊。
9. 如請求項6之方法，其中該等經指定跡線及該等未指定跡線係利用雷射直接建構(LDS)法形成。
10. 如請求項6之方法，其更包含將多個施配頭安裝在一框架內。
11. 如請求項10之方法，其中該等多個施配頭中之至少二者係被線接合來提供至少兩個不同功能給其個別施配頭。
12. 一種用以噴射流體到檢定試料中之系統，其包含： 一胚態卡匣，其包含： 至少一施配頭，包含： 一基體； 耦合至該基體之一晶粒； 形成在該基體上之數條經指定電氣跡線； 形成在該基體上之數條未指定電氣跡線；及 至少一線接合體，其將該等未指定電氣跡線中之至少一者耦合至該晶粒而指定至少一功能給該施配頭；以及 一控制器，其通訊式耦合至該晶粒以指揮該晶粒噴射一數量的流體。
13. 如請求項12之系統，其中有多個施配頭包括在該系統內，該等施配頭整合至一框架中。
14. 如請求項12之系統，其中耦接於該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間的該至少一線接合體中之一第一線接合體，提供與耦接於該晶粒之該第一晶粒墊與一第二未指定跡線之間的該至少一線接合體中之該第一線接合體不同的一第一功能給該卡匣。
15. 如請求項12之系統，其中耦接於該晶粒之一第一晶粒墊與一第一未指定跡線之間的該至少一線接合體中之一第一線接合體，提供與耦接於該晶粒之一第二晶粒墊與一第二未指定跡線之間的該至少一線接合體中之第二線接合體不同的一第一功能。