CN1637419A - 喷液装置、及其喷液头结构的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种可侦测泄漏的喷液装置、及其喷液头结构的制造方法，其中喷液装置包括一卡匣、一芯片、以及一控制器，卡匣具有一第一流道和一第二流道，且第一流道容纳一第一液体于其中，而第二流道容纳一第二液体于其中；芯片设置于卡匣上，且包括一第一导体和一第二导体，而第一导体与第一液体接触，且第二导体与第二液体接触；控制器与第一导体和第二导体电性连接，用以侦测第一流道和第二流道间的漏液。
Description
技术领域
本发明是有关于一种具有多流道卡匣的喷液装置，特别是有关于一种可侦测其流道间的漏液的喷液装置。
背景技术
传统在生化分析领域的应用上，往往需要将多种不同的试剂，同时进行分析检验或其它化学、生化的反应，也就是将多样性的试剂，传输到特定方式排列的位置，组成试片或工具，以进行后续的反应或分析。例如，基因芯片(DNA Chip)的制造方法之一就是以微喷液头布放为数众多的基因探针在经表面化学处理过的基材上，以作为后续检测的工具。
从可靠度的观点来看，在喷液中，防止不同试剂间的交互污染是很重要的，例如，在具有多孔道的喷液卡匣中，如何防止交互污染的产生，即为一重要的课题。
除了喷液时有可能发生交互污染之外，交互污染也可能因为喷液头中的流道间的漏液而产生。一般而言，一个微喷液头的结构是由多层组件贴合而成，其中包含多孔道卡匣、喷液晶片、微流道阻障层、以及喷孔片等，而墨水会有侵入性或是会随着时间从原本局限的区域中泄漏出来，举例来说，墨水会从喷液晶片与微流道阻障层贴合处，或是从微流道阻障层与喷孔片贴合处泄漏，甚至是卡匣与喷液晶片的贴合处，然而这些泄漏出来的墨水可能会造成控制电路间的短路、相异墨水间的交互污染，或是其它喷液头功能上的故障。
美国专利第6,431,678号揭露一种漏液侦测装置。参考图1a和图1b，检测器21形成在接触垫片22附近，当漏液至检测器21和电源线或控制线24上时，将经由具有导电性的墨水23导致在检测器21上产生电压。检测器21也与一检测电路电性连接，其在收到来自控制线24等的电压时，会输出一漏液讯号，借此进行漏液侦测。应了解的是喷液头20包括芯片25、阻障层26、以及喷孔片27。
虽然美国专利第6,431,678号中揭露的装置可针对一些喷液头进行漏液侦测，但其并不适用于具有多孔道微喷液卡匣的喷液装置。详而言之，在图1a和图1b中所示的侦测装置不能决定是哪个孔道漏液。另外，此装置并无法侦测芯片和喷液卡匣之间的漏液。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷液装置，其可侦测流道间的漏液。
本发明的另一目的在于提供一种喷液头结构的制造方法，其可使漏液侦测便利化。
根据本发明，提供一种喷液装置，其包括一卡匣、一芯片、以及一控制器，其中卡匣具有一第一流道和一第二流道，且第一流道容纳一第一液体于其中，而第二流道容纳一第二液体于其中；芯片设置于卡匣上，且包括一第一导体和一第二导体，而第一导体与第一液体接触，且第二导体与第二液体接触；控制器与第一导体和第二导体电性连接，用以侦测第一流道和第二流道间的漏液。
在一较佳实施例中，喷液装置更包括一第一端子以及一第二端子，其中第一端子与第一导体电性连接，使控制器经由第一端子与第一导体电性连接；第二端子与第二导体电性连接，使控制器经由第二端子与第二导体电性连接。
在另一较佳实施例中，芯片包括一绝缘层以及一导电层，其中绝缘层由氮化硅和碳化硅所形成，且具有多个接触孔，而第一导体和第二导体设置于其上；导电层由铝所形成，且在其上设置有绝缘层，而第一导体和第二导体经由接触孔与导电层电性连接；导电层与控制器电性连接，使第一导体和第二导体经由导电层与控制器电性连接。
在另一较佳实施例中，芯片更包括一致动器，其是一加热层，且由铝化钽形成。
应注意的是第一导体和第二导体可由钽形成。
在另一较佳实施例中，喷液装置更包括一阻障层以及一喷孔片，其中阻障层设置于芯片上，而喷孔片设置于阻障层上，且是由聚亚醯胺(polyimide)所制成，并具有多个孔口，其分别与第一流道和第二流道连通。
在另一较佳实施例中，芯片是由玻璃制成，或由硅制成，且具有一电隔绝层。
在另一较佳实施例中，控制器包括一电压供给装置，其供给电压至第一导体和第二导体；又，控制器可为一三用电表。
又在本发明中，提供一种喷液头结构的制造方法，其包括下列步骤：提供一基材，且形成一致动层在基材上；之后，形成一导电层在致动层上，且形成一绝缘层在导电层上，其中绝缘层具有多个接触孔于其中；然后，形成多个导体在绝缘层上，其中导体经由接触孔与导电层电性连接。
附图说明
图1a是美国专利第6,431,678号中的喷液头之示意图，其中部分被切开；
图1b是图1a中的喷液头的俯视图；
图2a是本发明的喷液装置的示意图；
图2b是图2a的喷液装置的平面图；
图2c是沿着图2b中的线c-c的剖面图；以及
图3a～图3d是本发明的喷液头结构制造方法的示意图。
符号说明：
11～第一液体
12～第二液体
20～喷液头
21～检测器
22～接触垫片
23～墨水
24～电源线或控制线
25～芯片
26～阻障层
27～喷孔片
100～喷液装置
110～卡匣
111～第一流道
112～第二流道
120～芯片
121a～第一导体
121b～第二导体
122～绝缘层
122a～接触孔
123～导电层
124～致动层
125～基材
130～阻障层
140～喷孔片
150～控制器
160～端子
161～第一端子
162～第二端子
170～黏胶
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
参考图2a～图2c，其揭露本发明的喷液装置100。喷液装置100包括一卡匣110、一芯片120、一阻障层130、一喷孔片140、一控制器150、以及多个端子160。
卡匣110具有多个流道111、112于其中，应注意的是在图2a中，仅有两个流道被显示，其中一个以下称为第一流道111，而另一个称为第二流道112。不同的流道分别容纳不同种类的液体，例如，在图2a中，第一流道111容纳一第一液体11于其中，而第二流道112容纳一第二液体12于其中。
芯片120经由黏胶170而被设置于卡匣110上，且包括多个导体121a、121b、一绝缘层122、一导电层123、一致动层124、以及一基材125。详而言之，以下参考图3a～图3d说明制造芯片120的方法。如图3a所示，提供基材125，且形成致动层124在基材125上；之后，形成导电层123在致动层124上，且其形状如图3b所示；接着，形成绝缘层122在导电层123上，且绝缘层具有多个接触孔122a于其中，如图3c所示；然后，形成多个导体121a、121b在绝缘层122上，且导体121a、121b经由接触孔122a与导电层123电性连接，如图3d所示。
导体121a、121b在喷液装置100喷液时，可用以保护芯片120，应注意的是在图2c中，仅显示两个导体，其中一个以下称为第一导体121a，而另个称为一第二导体121b，且每一导体可分别与一种液体接触，例如，第一导体121a可与第一液体11接触，而第二导体121b可与第二液体12接触；另外，导体121a、121b可由钽(Ta)形成。
绝缘层122可由氮化硅(SiN)和碳化硅(SiC)所形成，而导电层123与端子160电性连接，且可由铝(Al)形成；致动层124是作为一致动器，用以产生气泡来喷射液体，其可为由铝化钽(TaAl)形成的加热层。基材125可由玻璃制成，或由硅制成，且具有一电隔绝层于其中。
如图2a所示，阻障层130设置于芯片120上，而喷孔片140设置于阻障层130上，且可由聚亚醯胺(polyimide)所制成，并具有多个孔口141，其可分别与第一流道111和第二流道112连通。
应了解的是从卡匣110流到芯片120的液体是储存在阻障层130中，如图2b所示。
控制器150是以可拆装的方式，经由端子160与导体121a、121b电性连接，用以侦测流道111、112间之漏液。例如，控制器150可包括一电压供给装置，其可供给电压至导体121a、121b；或者，控制器150可为一三用电表。
每一端子160是设置于芯片120上，且分别经由导电层123与导体121a、121b电性连接；另外，每一端子160可与控制器150电性连接，使控制器150可供给电压至导体121a、121b。例如，其中一端子可称为第一端子161，而另一端子可称为第二端子162，而第一端子161与第一导体121a电性连接，使控制器150可经由第一端子161与第一导体121a电性连接；第二端子162与第二导体121b电性连接，使控制器150可经由第二端子162与第二导体121b电性连接。
喷液装置的构造如上所述，以下说明其流道间的漏液侦测方法。
为了侦测漏液，控制器150每次与端子160中的任两个电性连接，直到所有的端子160均已被检查。例如，控制器150可与第一端子161和第二端子162电性连接后，经由第一端子161和第二端子162供给电压至第一导体121a和第二导体121b。在正常的状况下，因为第一流道111和第二流道112之间是独立的通道，量测各端子时，第一导体121a和第二导体121b间的电阻值极高，呈现开路状态；当第一流道111和第二流道112间产生间隙而发生漏液时，因为试剂会导电，使得第一导体121a经由液体11、12而与第二导体121b电性连接，而形成一回路，因此控制器150可量测出电阻值或电流值。
由本发明提供的方法和装置，不但可以知道任意两孔道间是否发生试剂渗漏的现象，亦可确定是哪个孔道间发生漏液的问题，可以防止试剂间的交互污染，且有效确保所布放的试剂的正确性；另外，本发明也可侦测喷液装置中的卡匣和芯片间的漏液。
Claims (21)
1.一种喷液装置，包括：
一卡匣，具有一第一流道和一第二流道，其中该第一流道容纳一第一液体于其中，且该第二流道容纳一第二液体于其中；
一芯片，设置于该卡匣上，且包括一第一导体和一第二导体，其中该第一导体与该第一液体接触，且该第二导体与该第二液体接触；
一控制器，与该第一导体和该第二导体电性连接，用以侦测该第一流道和该第二流道间的漏液。
2.根据权利要求1所述的喷液装置，更包括：
一第一端子，与该第一导体电性连接，使该控制器经由该第一端子与该第一导体电性连接；以及
一第二端子，与该第二导体电性连接，使该控制器经由该第二端子与该第二导体电性连接。
3.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该芯片更包括：
一绝缘层，具有多个接触孔，其中该第一导体和该第二导体设置于其上；以及
一导电层，其上设置有该绝缘层，其中该第一导体和该第二导体经由各接触孔与该导电层电性连接。
4.根据权利要求3所述的喷液装置，其中该绝缘层是由氮化硅和碳化硅所形成。
5.根据权利要求3所述的喷液装置，其中该导电层是由铝所形成。
6.根据权利要求3所述的喷液装置，其中该导电层与该控制器电性连接，使该第一导体和该第二导体经由该导电层与该控制器电性连接。
7.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该芯片更包括一致动器。
8.根据权利要求7所述的喷液装置，其中该致动器是一加热层，且由铝化钽形成。
9.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该第一导体和该第二导体是由钽形成。
10.根据权利要求1所述的喷液装置，更包括：
一阻障层，设置于该芯片上；以及
一喷孔片，设置于该阻障层上，且具有多个孔口，其分别与该第一流道和该第二流道连通。
11.根据权利要求10所述的喷液装置，其中该喷孔片是由聚亚醯胺所制成。
12.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该芯片是由玻璃制成。
13.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该芯片由硅制成，且具有一电隔绝层。
14.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该控制器包括一电压供给装置，其供给电压至该第一导体和该第二导体。
15.根据权利要求1所述的喷液装置，其中该控制器为一三用电表。
16.一种喷液头结构的制造方法，包括：
提供一基材；
形成一致动层在该基材上；
形成一导电层在该致动层上；
形成一绝缘层在该导电层上，其中该绝缘层具有多个接触孔于其中；以及
形成多个导体在该绝缘层上，其中该等导体经由各接触孔与该导电层电性连接。
17.根据权利要求16所述的方法，其中该基材是由玻璃制成。
18.根据权利要求16所述的方法，其中该绝缘层是由氮化硅和碳化硅所形成。
19.根据权利要求16所述的方法，其中该导电层是由铝所形成。
20.根据权利要求16所述的方法，其中该致动层由铝化钽形成。
21.根据权利要求16所述的方法，其中各导体是由钽形成。
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