TW202206814A

TW202206814A - 生物晶片結構及其製備方法

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Publication number: TW202206814A
Application number: TW109126126A
Authority: TW
Inventors: 呂香樺; 倪慶羽; 潘盈潔
Original assignee: 虹晶科技股份有限公司
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-02-16

Abstract

一種生物晶片結構的製備方法，包括：提供一基板並在所述基板的一表面間隔設置複數生物晶片；在所述基板設置有所述複數生物晶片的表面形成具有複數開口的載體，所述載體的每一個開口與所述基板配合形成使一個生物晶片露出的微流道；以及在所述基板中開設複數通孔並在每一個通孔內填充導電物質連接一個所述生物晶片。本發明還提供一種生物晶片結構。所述生物晶片結構的厚度較薄，體積小巧，不需要在基板上另外設置導線實現生物晶片與外部其他元件的電性連接。

Description

生物晶片結構及其製備方法

本發明涉及一種生物晶片結構及該生物晶片結構的製備方法。

生物晶片的定義是運用分子生物學、生物化學等原理，以玻璃或高分子為基材，結合微機電技術，設計並製作具有微小化、快速、平行處理能力的生物及醫療用檢測元件，因此可在微小面積上進行大量生化檢測。而生物晶片上之微流道結構係可用以進行混合、傳輸或分離檢體等程式，因此藉由微流道生物晶片之使用，可降低人為操作實驗誤差、降低耗能及檢體用量，並可節省人力及時間。然而，習知的生物晶片結構的製備和加工工藝繁雜。

本發明一方面提供一種生物晶片結構的製備方法，其包括：提供一基板並在所述基板的一表面間隔設置複數生物晶片；在所述基板設置有所述複數生物晶片的表面形成具有複數開口的載體，所述載體的每一個開口與所述基板配合形成使一個生物晶片露出的微流道；以及在所述基板中開設複數通孔並在每一個通孔內填充導電物質連接一個所述生物晶片。

本發明另一方面提供一種生物晶片結構，其包括：基板；設置在所述基板一表面的生物晶片；以及載體，設置在所述基板設置有所述複數生物晶片的表面，所述載體開設有貫穿所述載體的開口，所述開口與所述基板配合形成微流道以使所述生物晶片至少部分露出；其中，所述基板開設有通孔，所述通孔內設置有導電物質連接所述生物晶片。

本發明實施例的生物晶片結構的製備方法，其工藝簡單，可實現同時實現複數生物晶片結構的製備，該方法不需要在矽基板表面上設置導線連接生物晶片，而是藉由貫穿矽基板的通孔實現與生物晶片的電性連接，簡化了生物晶片結構的結構；此外，藉由設置另外的載體配合矽基板形成微流道，避免藉由塑膠射出成型的微流道常見的漏液問題。

附圖中示出了本發明的實施例，本發明可以藉由多種不同形式實現，而並不應解釋為僅局限於這裡所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發明更為全面和完整的公開，並使所屬技術領域的技術人員更充分地瞭解本發明的範圍。

附圖中示出了本發明的實施例請參閱圖1，本發明較佳實施方式生物晶片結構的製備方法包括如下步驟。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S1：提供一基板並在所述基板的一表面間隔設置複數生物晶片。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S2：在基板設置有生物晶片的表面形成具有複數開口的載體。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S3：將所述基板的厚度減薄。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S4：對所述基板開設複數通孔並在每一個通孔內填充導電物質。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S5：在所述基板上設置複數連接墊連接通孔內的導電物質。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S6：對所述基板進行切割形成複數生物晶片結構。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S1請參圖2所示。本實施例中，所述基板10為所屬技術領域常規使用的矽基板。所述複數生物晶片20相互間隔設置在所述基板10的同一表面。每一個生物晶片20為所屬技術領域常規使用的運用分子生物學、基因資訊、分析化學等原理進行設計，配合微機電自動化、或其他精密加工技術，具有快速、精確、低成本之生物分析檢驗能力。每一個生物晶片20具有一感測區21，所述感測區21位於所述生物晶片20遠離所述基板10的一側；所述生物晶片20靠近所述基板10的一側設置有導電的接觸墊211，所述導電的接觸墊211用於將生物晶片20與外部的元件電性連接。

附圖中示出了本發明的實施例步驟S2請參圖3所示。在所述基板10設置有生物晶片20的表面形成載體30。所述載體30上開設有貫穿載體30的複數開口31，所述複數開口31相互間隔設置。當所述載體30放置在所述基板10上，每一個開口31至少部分對準一個生物晶片20，以使生物晶片20的感測區21 藉由開口31得以露出，同時每一個開口31與所述基板10配合形成一個微流道50。所述微流道50用以容納生物檢體。

附圖中示出了本發明的實施例所述載體30的材質可為玻璃、矽基板等材質。所述載體30與所述基板10可藉由膠黏劑40實現二者的固定連接，即所述載體30與所述基板10之間還設置有膠黏劑40。

該步驟S2具體包括：提供一平板狀的載體30；在載體30上開設貫穿其的且相互間隔的複數開口31；在載體30開設有開口31的一表面塗敷膠黏劑40；依靠膠黏劑40將所述載體30黏結在所述基板10設置有生物晶片20的表面，每一個開口31至少部分對準一個生物晶片20以使生物晶片20的感測區21藉由開口31得以露出；以及固化所述膠黏劑40。

步驟S3請參圖4所示，從所述基板10遠離所述生物晶片20的一側將其厚度減薄。減薄的方式可採用機械研磨的方式。

可以理解的，當步驟S1中的基板10的厚度達到要求時，所述步驟S3也可省略去除。因為通常的基板10的厚度為幾百個微米，通常會將基板10的厚度減小到100微米以內，以利於後續步驟S4的進行。

步驟S4請參圖5所示，在所述基板10中開設間隔設置的複數通孔11並在每一個通孔11內填充導電物質60。由於步驟S3中已對所述基板10進行減薄處理，因此步驟S4中形成通孔11和在通孔11內填充導電物質60會相對更容易完成。

如圖5所示，每一個通孔11貫穿所述基板10並對準一個生物晶片20的接觸墊211。所述通孔11的導電物質60將與生物晶片20的接觸墊211連接。所述通孔11內的導電物質60可為各種導電金屬、導電合金等。所述導電物質60不僅填充通孔11還可延伸到所述基板10遠離所述生物晶片20的一側。

步驟S5請參圖6示，在所述基板10上設置複數連接墊70連接通孔11內的導電物質60。所述連接墊70設置在所述基板10遠離所述生物晶片20的一側。本實施例中，每一個連接墊70可為焊錫，可藉由點焊錫的方式形成。其他實施例中，連接墊70也可為其他的導電物質。所述連接墊70用於實現生物晶片20與其他元件(圖未示)的電性連接。

步驟S6請參圖7示，沿所述基板10的厚度方向，對所述基板10和所述載體30進行切割形成相互獨立的複數生物晶片結構100，每一個生物晶片結構100包括有一個生物晶片20、一個微流道50、一個通孔11以及一個連接墊70，如圖8所示。

本發明實施例的生物晶片結構的製備方法，其工藝簡單，可實現同時實現複數生物晶片結構的製備，該方法不需要在基板10表面上設置導線連接生物晶片20，而是藉由貫穿基板10的通孔11實現與生物晶片20的電性連接，簡化了生物晶片結構的結構；此外，藉由設置另外的載體30配合基板10形成微流道50，避免藉由塑膠射出成型的微流道常見的漏液問題。

請參閱圖8所示的生物晶片結構100，其包括基板10、設置在基板10一表面的生物晶片20和載體30。所述基板10可為矽基板。所述載體30的材質不限，例如可為玻璃、矽基板。

所述載體30開設有貫穿載體30的開口31，所述載體30的開口31與所述基板10配合形成微流道50以供容納生物檢體(圖未示)。所述生物晶片20遠離基板10的一側形成為感測區21 ，所述感測區21藉由所述微流道50得以露出，以檢測時能夠直接接觸到生物檢體。所述生物晶片20靠近基板10的一側形成有導電的接觸墊211，所述基板10開設有通孔11對準所述接觸墊211，所述通孔11內設置有導電物質60連接所述接觸墊211。所述基板10遠離所述生物晶片20的一側還設置有導電的連接墊70，連接墊70連接通孔中的導電物質60。所述生物晶片20依次藉由接觸墊211、通孔11內的導電物質60、連接墊70，從而能夠實現與外部的其他元件(圖未示)的電性連接。

本發明實施例的生物晶片結構100厚度較薄，體積小巧，不需要在基板10上另外設置導線實現生物晶片20與外部其他元件的電性連接。

以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，圖示中出現的上、下、左及右方向僅為了方便理解，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，所屬技術領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

100:生物晶片結構 10:基板 20:生物晶片 21:感測區 211:接觸墊 30:載體 31:開口 50:微流道 40:膠黏劑 11:通孔 60:導電物質 70:連接墊 S1~S6:步驟

圖1是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法的流程圖。

圖2是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S1的剖面示意圖。

圖3是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S2的剖面示意圖。

圖4是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S3的剖面示意圖。

圖5是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S4的剖面示意圖。

圖6是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S5的剖面示意圖。

圖7是本發明較佳實施例的生物晶片結構的製備方法之步驟S6的剖面示意圖。

圖8是本發明較佳實施例的生物晶片結構的剖面示意圖。

S1~S6:步驟

Claims

一種生物晶片結構的製備方法，其改良在於：其包括：提供一基板並在所述基板的一表面間隔設置複數生物晶片；在所述基板設置有所述複數生物晶片的表面形成具有複數開口的載體，所述載體的每一個開口與所述基板配合形成使一個生物晶片露出的微流道；以及在所述基板中開設複數通孔並在每一個通孔內填充導電物質連接一個所述生物晶片。
如請求項1所述的生物晶片結構的製備方法，其中，所述方法還包括在所述基板遠離所述複數生物晶片的表面上設置複數連接墊，每一個連接墊連接一個所述通孔內的導電物質。
如請求項1所述的生物晶片結構的製備方法，其中，所述方法還包括在所述基板中開設複數通孔之前，將所述基板的厚度減薄。
如請求項3所述的生物晶片結構的製備方法，其中，所述基板的厚度減薄之100微米以下。
如請求項1所述的生物晶片結構的製備方法，其中，所述方法還包括對所述基板進行切割形成複數生物晶片結構的步驟，每一個生物晶片結構的包括一個所述生物晶片、一個所述微流道、一個所述通孔。
一種生物晶片結構，其改良在於：其包括：基板；設置在所述基板一表面的生物晶片；以及載體，設置在所述基板設置有所述複數生物晶片的表面，所述載體開設有貫穿所述載體的開口，所述開口與所述基板配合形成微流道以使所述生物晶片至少部分露出；其中，所述基板開設有通孔，所述通孔內設置有導電物質連接所述生物晶片。
如請求項6所述的生物晶片結構，其中，所述生物晶片遠離所述基板的一側形成為感測區，所述感測區藉由所述微流道得以露出。
如請求項6所述的生物晶片結構，其中，所述生物晶片靠近所述基板的一側形成有導電的接觸墊，所述通孔對準所述接觸墊，所述通孔內的導電物質連接所述接觸墊。
如請求項6所述的生物晶片結構，其中，所述基板遠離所述生物晶片的一側還設置有導電的連接墊，所述連接墊連接所述通孔中的導電物質。
如請求項6所述的生物晶片結構，其中，所述載體的材質為玻璃或矽基板。