TWI500928B - Biochemical test piece of impermeable solution and its preparation method - Google Patents

Description

防滲液的生化試片以及其製備方法

本發明係有關一種生物感測器結構，尤指一種防滲液的生化試片及其製備方法。

生物感測器是利用生物要素與物理化學檢測要素組合在一起對被分析物進行檢測的裝置，生物感測器包括敏感的生物元件、檢測元件以及連接二者的換能器，利用固定化的生物分子當做生物元件並結合換能器，用來偵測生體內或生體外的環境化學物質或與之起特異性交互作用後產生回應，進而提供檢測元件分析檢測。

為了減少生物感測器的誤差以提升在檢測時的準確度，針對生物感測器結構的改良方式也不斷的被提出。如美國專利公告第7070680號之「Biosensor」，其包含一基板、複數電極、複數導線、一隔絕層以及一外蓋，藉由該外蓋上的特殊透氣孔設置，以避免在測試時因空氣累積而造成的誤差。

目前的研究，大多針對檢測時會產生之問題如電極或透氣孔的配置方式來進行生物感測器的結構改良，卻忽略在製備生物感測器或進行溶液量測時，生物元件與換能器連接因滲液問題而影響生物元件的感測靈敏度，造成檢測結果的誤差，進而影響檢測的準確率。

本發明之主要目的，在於解決因滲液造成生化試片於檢測時產生誤差的問題。

為達上述目的，本發明提供一種防滲液的生化試片，其係用以檢測一檢體，該生化試片包含一基板、一穿孔、一檢測組、一導線以及一封膠部，該基板包含一檢測區以及一資料傳輸區，該穿孔貫穿該檢測區且提供該檢體進入，該檢測組設置於該基板一側且覆蓋於該穿孔，該導線設置於該基板並與該檢測組連接，且該導線自該檢測組延伸至該資料傳輸區，該封膠部設置於該基板具有該檢測組一側且包覆該檢測組。

本發明進一步揭露了一種製備該生化試片的方法，其步驟如下所示：

S1：準備一基板，該基板包含一檢測區以及一資料傳輸區。

S2：於該基板上形成一金屬層。

S3：於該基板的檢測區形成一貫穿該基板以及該金屬層的穿孔。

S4：蝕刻該金屬層以形成一設置於該資料傳輸區的導線。

S5：於該基板一側的檢測區設置一覆蓋於該穿孔上之生物晶片，且該生物晶片與該導線相互連接。

S6：藉由封膠方式於該基板具有該生物晶片一側的檢測區形成一封膠部，該封膠部包覆該生物晶片。

由上述說明可知，本發明之特點在於利用封膠的方式形成一包覆該生物晶片的封膠部，該封膠部的設置，使該生化試片在浸泡於溶液中進行製備或檢測時不會發生滲液問題，進而造成檢測的誤 差。

1‧‧‧溶液

10‧‧‧基板

11‧‧‧檢測區

12‧‧‧資料傳輸區

20‧‧‧穿孔

30‧‧‧檢測組

31‧‧‧生物晶片

32‧‧‧生化感測層

40‧‧‧導線

50‧‧‧封膠部

60‧‧‧金屬層

圖1，為本發明之剖面結構示意圖。

圖2，為本發明之製備流程示意圖。

圖3A-3G，為本發明之製作流程剖面結構示意圖。

圖4，為本發明以電化學製備生化感應層之製備狀態示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖示說明如下：請參閱「圖1」所示，本發明係為一種防滲液的生化試片，其係用以檢測一檢體，該檢體可為尿液、血液、唾液等待測溶液，該生化試片包含一基板10、一穿孔20、一檢測組30、一導線40以及一封膠部50，該基板10包含一檢測區11以及一資料傳輸區12，該穿孔20貫穿該檢測區11並提供該檢體進入，該檢測組30設置於該基板10一側且覆蓋於該穿孔20，該導線40設置於該基板10並與該檢測組30連接，且該導線40自該檢測組30延伸至該資料傳輸區12，該封膠部50設置於該基板10具有該檢測組30一側且包覆該檢測組30，其中該封膠部50之材質為縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、線型脂肪族類環氧樹脂以及脂環族類環氧樹脂等環氧樹脂類之高分子材料，更進一步說明，該封膠部50可覆蓋部分導線40，以避免該導線40於檢測時接觸該檢體而影響了檢測結果的準確率，而藉由外露於該資料傳輸區12的導線40與一外接的資料分析單元(圖未示)連接，以進行檢測資料的分析並顯示最後的檢測結果。

再者，該檢測組30更包含一生物晶片31以及一設置於該生物晶片31上並位於該穿孔20內的生化感測層32，欲以該生化試片對於該檢體進行檢測時，係將該檢體點入該穿孔20中或是將該穿孔20完全浸泡於含有該檢體的待測溶液中，使該檢體與該生化感測層32接觸，並使檢體中的待測物質與該生化感測層32結合而產生特定化學反應；待測物質與該生化感測層32結合的數量，會進一步影響檢測結果的準確率，因此藉由該封膠層50的保護，使該待測溶液不會滲入該基板10與該檢測組30之間，以確保待測物質僅於該穿孔20中與該生化感測層32結合，降低檢測誤差提升準確率；接續利用該檢測組30中的生物晶片31將上述所產生的化學反應結果轉換成電子訊號，最後藉由與該檢測組30連接的導線40將電子訊號傳送至資料分析單元進行最後的分析。

參閱「圖2」、「圖3A~3F」以及「圖4」，本發明進一步揭露一種製備該生化試片的方法，其步驟如下：

S1：準備一基板10，如「圖3A」所示，該基板10包含一檢測區11以及一資料傳輸區12。

S2：形成金屬層60，如「圖3B」所示，於該基板10上形成一金屬層60。

S3：形成穿孔20，如「圖3C」所示，於該基板10的檢測區11形成一貫穿該基板10以及該金屬層60的穿孔20。

S4：形成導線40，如「圖3D」所示，蝕刻該金屬層60以形成一設置於該資料傳輸區12的導線40。

S5：設置生物晶片31，如「圖3E」所示，於該基板10一側的檢測 區11設置一覆蓋於該穿孔20上之生物晶片31，且該生物晶片31與該導線40相互連接，於本實施例中，該生物晶片31係部分直接覆蓋於該導線40上，以達到電性連接之目的。

S6：形成封膠部50，如「圖3F」所示，於本實施例中，係藉由半導體製程中的封膠(molding)方式於該基板10具有該生物晶片31一側的檢測區11形成一封膠部50，該封膠部50包覆該生物晶片31。為了更進一步加強封膠效果，該封膠部50可一併包覆至部分的該導線40，而可使封膠的效果更為優良，並可兼具半導體封膠方式之大量製備的優點，進一步降低製程成本。

S7：形成生化感測層32，如「圖3G」以及「圖4」所示，將該生化試片浸泡至一含有一生化感測物質的溶液1中，並以電化學方式形成該生化感測層32。

綜上所述，本發明具有下列特點：

一、利用半導體封裝製程中的翻轉晶片(flip chip)以及封膠方式於該生物晶片上形成該封膠部，使該含有生化感測物質的溶液僅可自該穿孔內接觸該生物晶片並僅於該穿孔內之生物晶片上形成生化感測層，以防止該溶液滲入該基板與該檢測組之間而使該生化感測層形成於該生物晶片上非穿孔內的其他位置，進而造成檢測時的誤差產生。

二、藉由該封膠部的保護，使得該生物試片浸泡包含該檢體的待測溶液中時，該待測溶液不會滲入該基板與該檢測組之間，進而提升檢測時的準確率。

三、以半導體封裝製程中的翻轉晶片及封膠方式製備該封膠部， 可達到量產之功效，進而降低製程之成本。

10‧‧‧基板

11‧‧‧檢測區

12‧‧‧資料傳輸區

20‧‧‧穿孔

30‧‧‧檢測組

31‧‧‧生物晶片

32‧‧‧生化感測層

40‧‧‧導線

50‧‧‧封膠部

Claims (8)

1. 一種防滲液的生化試片，其係用以檢測一檢體，該生化試片包含：一基板，該基板包含一檢測區以及一資料傳輸區；一貫穿該基板的該檢測區且提供該檢體進入的穿孔；一檢測組，該檢測組設置於該基板一側且覆蓋於該穿孔；一設置於該基板的導線，該導線與該檢測組連接且自該檢測組延伸至該資料傳輸區；以及一設置於該基板具有該檢測組一側的封膠部，且該封膠部包覆該檢測組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之防滲液的生化試片，其中該檢體選自於尿液、血液以及唾液所組成之集合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之防滲液的生化試片，其中該封膠部之材料選自於縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、線型脂肪族類環氧樹脂以及脂環族類環氧樹脂所組成之群組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之防滲液的生化試片，其中該檢測組包含一生物晶片以及一設置於該生物晶片上並位於該穿孔內的生化感測層。
5. 一種防滲液的生化試片之製備方法，其中包含下列步驟：S1：準備一基板，該基板包含一檢測區以及一資料傳輸區；S2：於該基板上形成一金屬層； S3：於該基板的檢測區形成一貫穿該基板以及該金屬層的穿孔；S4：蝕刻該金屬層以形成一設置於該資料傳輸區的導線；S5：於該基板一側的檢測區設置一覆蓋於該穿孔上之生物晶片，且該生物晶片與該導線相互連接；以及S6：藉由封膠方式於該基板具有該生物晶片一側的檢測區形成一封膠部，該封膠部包覆該生物晶片。
6. 如申請專利範圍第5項所述之防滲液的生化試片之製備方法，其中更具有一步驟S7：於該穿孔內之生物晶片上形成一生化感測層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之防滲液的生化試片之製備方法，其中於該步驟S7中，該生化感測層係藉由將該生化試片浸泡至一含有一生化感測物質的溶液中，並以電化學方式於該穿孔內的生物晶片上形成該生化感測層。
8. 如申請專利範圍第5項所述之防滲液的生化試片之製備方法，其中於該步驟S6中，該封膠部之材料選自於縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、線型脂肪族類環氧樹脂以及脂環族類環氧樹脂所組成之群組。