一种硅基生物传感芯片的封装结构专利检索-硅片太阳能电池太阳能电池板太阳能专利检索查询-专利查询网

一种 硅基生物传感芯片的封装结构

阅读：1023发布：2020-06-11

专利汇可以提供一种硅基生物传感芯片的封装结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种微电子生物传感芯片的封装，尤其涉及的是一种紧凑型可控温多通道硅基生物传感芯片的封装结构，包括依次层叠设置并无缝贴合的第一板、第二板和第三板，所述第二板上设有贯穿第二板板面设置的通槽，硅基生物传感芯片置于通槽内，且硅基生物传感芯片的底面与第三板板面之间具有间隙，该间隙由导热胶填充；所述第一板的与第二板贴合的一侧板面上与硅基生物传感芯片正对位置处设有微流槽，该微流槽与硅基生物传感芯片的顶面围合成用于容纳待测液的腔室。本发明提出的硅基生物传感芯片封装方案整体结构紧凑、体积小、集成度高；侧向导入的PDMS 微流通道设计使待检溶液与硅片表面微环谐振器结构充分接触，测试灵敏度大大提高。，下面是一种硅基生物传感芯片的封装结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：包括依次层叠设置并无缝贴合的第一板(4)、第二板(6)和第三板(9)，三板相对固接，其中第一板(4)由透光的生物惰性材料制成，第二板(6)由隔热材料制成，第三板(9)由导热材料制成；所述第二板(6)上设有贯穿第二板(6)板面设置的通槽(7)，硅基生物传感芯片(8)置于通槽(7)内，且硅基生物传感芯片(8)的底面与第三板(9)板面之间具有间隙，该间隙由导热胶填充；所述第一板(4)的与第二板(6)贴合的一侧板面上与硅基生物传感芯片(8)正对位置处设有微流槽(12)，该微流槽(12)与硅基生物传感芯片(8)的顶面围合成用于容纳待测液的腔室，所述第一板(4)的侧面开设有连通所述微流槽(12)的进液孔(5)和出液孔(42)；所述第一板(4)上与硅基生物传感芯片(8)对应区域的微流槽(12)的两侧分别设有供入射光纤和出射光纤穿过的通孔(41)。
2.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第一板(4)、第二板(6)、第三板(9)均为长条状板体，所述通槽(7)、硅基生物传感芯片(8)、微流槽(12)及通孔(41)沿三板的长度方向周期性设置多组。
3.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述通槽(7)靠近第一板(4)的一侧设有沉槽部，所述硅基生物传感芯片(8)的边缘搭接在沉槽部的台阶上。
4.根据权利要求1或3所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第三板(9)上与第二板(6)贴合的一侧设有凸台(10)，该凸台(10)与第二板(6)上的通槽(7)位置相对应，凸台(10)凸伸至通槽(7)内部，所述导热胶填充在凸台(10)的顶面与硅基生物传感芯片(8)之间。
5.根据权利要求1或2所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述通孔(41)为矩形孔。
6.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述微流槽(12)的两端分别设有进液池(121)和出液池(122)，所述进液池(121)和出液池(122)的深度大于微流槽(12)的深度，所述进液孔(5)和出液孔(42)分别与进液池(121)和出液池(122)连通。
7.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第一板(4)上与第二板(6)相背的一侧还叠放有一盖板(1)，所述盖板(1)上设有与第一板(4)上的通孔(41)相对应的矩形穿孔(3)。
8.根据权利要求7所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第一板(4)、第二板(6)、第三板(9)以及盖板(1)上设有同轴且等径的螺纹孔(2)，各板之间通过螺钉固定连接。
9.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第一板(4)由聚二甲基硅氧烷制成。
10.根据权利要求1所述的硅基生物传感芯片(8)的封装结构，其特征在于：所述第二板(6)和盖板(1)为塑料板，所述第三板(9)为铜板。

说明书全文

一种硅基生物传感芯片的封装结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种微电子生物传感芯片的封装，尤其涉及的是一种紧凑型可控温多通道硅基生物传感芯片的封装结构。

背景技术

[0002] 硅材料是传统的微电子材料，在CMOS领域得到了广泛应用。近年来硅光子学逐渐热门起来，在光电调制器、分路器以及各种有源无源器件获得了巨大的突破，同时研究者们也逐渐将硅光子学应用到各个传感领域，尤其是生物传感方向。在硅片上加工微环谐振器，当待测物质的浓度发生变化时，微环波导的有效折射率会发生变化，从而导致微环谐振峰发生漂移，通过外接光谱仪测得漂移量，数多次对比据即可推出所测物质的浓度值。基于硅谐振微环的生物传感器灵敏度高，探测极限可达到10-7，完全可以运用到水质监测、血液检测、肿瘤筛查等实际应用中。

[0003] 然而将硅基生物传感芯片投入实际应用中时，合理的封装是个大问题。既要保证硅片的密闭固定，又要尽可能满足传感器的恒温工作条件。除此之外，整体封装结构要尽量紧凑以便于使用。目前还没有一套成熟的封装方案满足上述要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种紧凑型可控温多通道硅基生物传感器的封装方案。通过该封装方案可实现硅基生物传感芯片恒温、高效检测，解决了芯片封装困难的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种硅基生物传感芯片的封装结构，包括依次层叠设置并无缝贴合的第一板、第二板和第三板，三板相对固接，其中第一板由透光的生物惰性材料制成，第二板由隔热材料制成，第三板由导热材料制成；所述第二板上设有贯穿第二板板面设置的通槽，硅基生物传感芯片置于通槽内，且硅基生物传感芯片的底面与第三板板面之间具有间隙，该间隙由导热胶填充；所述第一板的与第二板贴合的一侧板面上与硅基生物传感芯片正对位置处设有微流槽，该微流槽与硅基生物传感芯片的顶面围合成用于容纳待测液的腔室，所述第一板的侧面开设有连通所述微流槽的进液孔和出液孔；所述第一板上与硅基生物传感芯片对应区域的微流槽的两侧分别设有供入射光纤和出射光纤穿过的通孔。

[0006] 优选的，所述第一板、第二板、第三板均为长条状板体，所述通槽、硅基生物传感芯片、微流槽及通孔沿三板的长度方向周期性设置多组。

[0007] 优选的，所述通槽靠近第一板的一侧设有沉槽部，所述硅基生物传感芯片的边缘搭接在沉槽部的台阶上。

[0008] 优选的，所述第三板上与第二板贴合的一侧设有凸台，该凸台与第二板上的通槽位置相对应，凸台凸伸至通槽内部，所述导热胶填充在凸台的顶面与硅基生物传感芯片之间。

[0009] 优选的，所述通孔为矩形孔。

[0010] 优选的，所述微流槽的两端分别设有进液池和出液池，所述进液池和出液池的深度大于微流槽的深度，所述进液孔和出液孔分别于进液池和出液池连通。

[0011] 优选的，所述第一板上与第二板相背的一侧还叠放有一盖板，所述盖板上设有与第一板上的通孔相对应的矩形穿孔。

[0012] 优选的，所述第一板、第二板、第三板以及盖板上设有同轴且等径的螺纹孔，各板之间通过螺钉固定连接。

[0013] 优选的，所述第一板由聚二甲基硅氧烷制成。

[0014] 优选的，所述第二板和盖板为塑料板，所述第三板为铜板。

[0015] 本发明的技术效果在于：本发明提出的硅基生物传感芯片封装方案整体结构紧凑、体积小、集成度高，可装备在检测仪器中，与其他组件轻松拼装；侧向导入的PDMS 微流通道设计使待检溶液与硅片表面微环谐振器结构充分接触，测试灵敏度大大提高；封装方案中五个传感芯片并行排布的设计可实现多通道多指标同时检测，极大提高检测效率；导热铜板的设计使硅基生物传感芯片的工作温度稳定，避免环境温度波动引起的误差。附图说明

[0016] 图1是本发明的整体拆解图；

[0017] 图2是本发明的立体图；

[0018] 图3是本发明的俯视图；

[0019] 图4是本发明的侧视图；

[0020] 图5是第一板的立体图；

[0021] 图6是第一板中微流通道结构放大图；

[0022] 图7是第二板的立体图；

[0023] 图8是第三板的立体图。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图对本发明进行详细的描述。

[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0026] 如图1-8所示，一种硅基生物传感芯片的封装结构，包括依次层叠设置并无缝贴合的第一板4、第二板6和第三板9，三板相对固接，其中第一板4由透光的生物惰性材料制成，第二板6由隔热材料制成，第三板9由导热材料制成；所述第二板6上设有贯穿第二板6板面设置的通槽7，硅基生物传感芯片8置于通槽7内，且硅基生物传感芯片8的底面与第三板9板面之间具有间隙，该间隙由导热胶填充；所述第一板4的与第二板6贴合的一侧板面上与硅基生物传感芯片8正对位置处设有微流槽12，该微流槽12与硅基生物传感芯片8的顶面围合成用于容纳待测液的腔室，所述第一板4的侧面开设有连通所述微流槽12的进液孔5和出液孔42；所述第一板4上与硅基生物传感芯片8对应区域的微流槽12的两侧分别设有供入射光纤和出射光纤穿过的通孔41。所述第一板4、第二板6、第三板9均为长条状板体，所述通槽7、硅基生物传感芯片8、微流槽12及通孔41沿三板的长度方向周期性设置多组。所述通槽7靠近第一板4的一侧设有沉槽部，所述硅基生物传感芯片8的边缘搭接在沉槽部的台阶上。所述第三板9上与第二板6贴合的一侧设有凸台10，该凸台10与第二板6上的通槽7位置相对应，凸台10凸伸至通槽7内部，所述导热胶填充在凸台10的顶面与硅基生物传感芯片8之间。所述通孔41为矩形孔。所述微流槽12的两端分别设有进液池121和出液池122，所述进液池
121和出液池122的深度大于微流槽12的深度，所述进液孔5和出液孔42分别于进液池121和出液池122连通。所述第一板4上与第二板6相背的一侧还叠放有一盖板1，所述盖板1上设有与第一板4上的通孔41相对应的矩形穿孔3。所述第一板4、第二板6、第三板9以及盖板1上设有同轴且等径的螺纹孔2，各板之间通过螺钉固定连接。所述第一板4由聚二甲基硅氧烷制成。所述第二板6和盖板1为塑料板，所述第三板9为铜板。

[0027] 本发明提供了一个具体实施例：

[0028] 本实例包括盖板1、PDMS 薄膜4、第二板6以及导热铜板9，所述PDMS薄膜4于盖板1之下，待封装的硅基生物传感芯片8置于PDMS薄膜4之下并处于第二板6凹槽中，所述导热铜板9置于第二板6之下。

[0029] 盖板1材质为合成树脂材料，尺寸为140mm*20mm*1.8mm，其中用于固定的螺纹孔2为M2标准螺纹孔，矩形穿孔3尺寸为14mm*3mm，四个螺纹孔和两个矩形穿孔构成一个子单元沿着塑料板长边方向周期排布，周期长度25mm，周期数为5。

[0030] PDMS薄膜4材质为聚二甲基硅氧烷，尺寸为140mm*20mm*1.8mm，其中螺纹孔和矩形穿孔与盖板1中规格尺寸位置均相同。在PDMS薄膜接触硅基生物传感芯片一面制作了微流通道结构，示意图如图8所示。微流通道由薄膜两侧圆形通孔5和PDMS薄膜与硅基芯片接触面的微流槽12构成。圆形通孔直径为0.4mm，圆形通孔与微流槽两端的进液池相连，进液池底面尺寸为1.25mm*1mm，深度为1mm，两个对称排布的进液池中间是微流通道，通道长3.5mm，宽1mm，深度为0.2mm。

[0031] 第二板6材质为合成树脂材料，尺寸为140mm*20mm*1.8mm，其中螺纹孔与1中规格尺寸位置均相同。其中方形镂空槽7上放置边长0.8mm的硅基生物传感芯片8。槽深度与待封装硅基芯片厚度相同为0.7mm。镂空槽周期排布，周期为25mm。

[0032] 导热铜板9材质为铜，尺寸为140mm*20mm*1.8mm，其中螺纹孔与盖板1中规格尺寸位置均相同。其中凸起高台10上涂覆导热硅脂11，穿过第二板6中方形镂空槽与待封装芯片8接触，以实现温度控制。

[0033] 整个封装结构安装时，逐层放置，最后通过M2内六角螺栓固定即可。

[0034] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及N型电池	2020-05-08	937
一种激光转印机及转印方法	2020-05-08	413
一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法	2020-05-08	577
一种硅片晶圆划片工艺	2020-05-08	70
一种基于超短沟道石墨烯的光电探测器及其制备方法	2020-05-08	748
一种基于深硅刻蚀的柔性硅片及其制备方法	2020-05-11	544
焊盘结构、芯片及其方法	2020-05-08	367
一种硅片晶圆切割后检验工艺	2020-05-11	170
一种硅片检测装置以及太阳能电池生产线	2020-05-08	560
一种太阳能光伏板硅片切割工装	2020-05-08	313

一种硅基生物传感芯片的封装结构

一种硅基生物传感芯片的封装结构

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：