微粒子侦测器及筛选元件的制造方法技术

本发明专利技术公开一种微粒子侦测器及筛选元件的制造方法。该微粒子侦测器包括一筛选元件，具有多数个孔；及一侦测元件，对应地设置于该筛选元件的下方，该侦测元件具有一侦测区用以侦测至少一微粒子浓度。本发明专利技术还包括一种筛选元件的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粒子侦测器，特别是涉及一种微粒子侦测器适于微型化。
技术介绍
依据世界卫生组织的预估，在2020年时，全球肺癌死亡率将攀升到第五位。肺癌目前是通过X光机检查得知，但发现的时间通常是末期。引起肺癌的原因除吸烟外尚有空气悬浮粒(ParticulateMatter)污染。传统监控悬浮粒子浓度的仪器体积大，例如秤重测量机台是连续24小时收集空气中悬浮微粒子，收集于滤纸上并秤重微粒子重量值转换为浓度值。气旋式(Cyclone)微粒子筛选器是另一种利用固定空气流速筛选出正确尺寸的微粒子。筛选器体积大且定期清理以维持固定空气流速是一大问题。撞击式(Impactor)微粒子筛选器是空气经过数道大、中、小孔径的孔口以及位于孔口下方的挡板来收集微粒子。龙卷风式(CycloneDesign)微粒子筛选器也是利用气旋方式收集微粒子。除了上述方式，其它尚有C14测量、光学测量、TEOM(TapeElementOscillatorMeasurement)等方式，原理是筛选正确的微粒子再进行质量测量。这些筛选器体积大，不易携带，无法即时监控，价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术提供一种微粒子侦测器以筛选元件的制造方法，其适于微型化。本专利技术的一实施例提供一种微粒子侦测器，其包括：一筛选元件，具有多数个孔；及一侦测元件，对应地设置于筛选元件的下方，侦测元件具有一侦测区用以侦测至少一微粒子浓度。本专利技术的另一实施例提供一种筛选元件的制造方法，其包括：提供一基板；涂布或平版印刷一光致抗蚀剂材料于基板上；蚀刻出多个开口于基板上，其中开口为一直筒状或渐缩状或渐扩状；自基板上移除光致抗蚀剂材料；贴合一承载板于基板的开口面上；研磨基板直至开口露出形成导通孔；及切开基板并包含多个导通孔。本专利技术的又一实施例提供一种微粒子侦测器，其包括筛选元件、侦测元件、第一电极以及第二电极。筛选元件具有多个孔。侦测元件配置于筛选元件下方，且侦测元件具有一侦测区。第一电极具有多个指向侦测元件的尖端放电结构，且尖端放电结构适于使微粒子带有电荷。侦测元件配置于第一电极与第二电极之间，而第一电极与第二电极适于产生一电场，且第一电极与第二电极之间的电场至少施加于筛选元件与侦测元件之间，以牵引带电荷的微粒子从筛选元件往侦测元件移动并且附着于侦测元件的侦测区上。基于上述，在本专利技术的范例实施例中，微粒子侦测器可达到利用黄光显影蚀刻制作工艺制作TSV筛选元件，可大幅缩小尺寸选择入口的尺寸。搭配小型化的侦测器，如MEMS的震荡器或石英震荡器，使小型化模块。利用可抽换功能可以让无法过滤的筛选元件与过饱和的侦测元件更换。可批量进行大量生产组装降低价格。模块化的产品可以导入携带式产品，例如手机。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1A为本专利技术微粒子侦测器的第一实施例剖面示意图；图1B为本专利技术微粒子侦测器的第二实施例剖面示意图；图1C为本专利技术微粒子侦测器的第三实施例剖面示意图；图1D为本专利技术震荡器的立体示意图；图1E、图1F为本专利技术震荡器工作原理的示意图；图2A为本专利技术微粒子侦测器的立体分解示意图；图2B为本专利技术筛选元件的立体示意图；图3为本专利技术微粒子侦测器的第四实施例立体分解示意图；图4为本专利技术微粒子侦测器的第五实施例立体分解示意图；图5A为本专利技术微粒子侦测器的第六实施例立体剖视示意图；图5B为本专利技术微粒子侦测器的第七实施例立体剖视示意图；图5C为本专利技术微粒子侦测器的第八实施例立体剖视示意图；图5D为本专利技术微粒子侦测器的第九实施例立体剖视示意图；图5E为本专利技术微粒子侦测器的第十实施例立体剖视示意图；图6为本专利技术微粒子侦测器的组合剖视示意图；图7为本专利技术筛选元件的制作工艺示意图；图8A、图8B、图8C为本专利技术筛选元件的筛选元件的TSV照片示意图；图9A至图9C为本专利技术第十一实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图10A至图10C为本专利技术第十二实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图11A为本专利技术第十三实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图11B为本专利技术第十四实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图11C为本专利技术第十五实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图11D为本专利技术第十六实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图11E为本专利技术第十七实施例的微粒子侦测器的剖视示意图；图12A至图12D为本专利技术第十八实施例的微粒子侦测器的剖视示意图。符号说明微粒子侦测器10筛选元件12侦测元件14震荡器141侦测区142电路143气流孔144震荡元件145微粒子146弹簧147导体148、55孔16胶材18模块20锁件210顶盖22锁孔220气流入口222第一凹部224承载板24凹槽242第五通孔244中间元件26第一通孔262第一沟槽264第一密闭元件266电路板28第二通孔282第一气流孔284底盖29气流出口292第二凹部294第三沟槽296第三密闭元件298垫片21、23、25、27锁孔212、232、252、272治具30第一承载板302第二承载板304第三通孔306第四通孔308印刷电路板31气流孔312入口32芯片33出口34泵36基板40光致抗蚀剂材料42开口44第一承载板46导通孔48第一电极E1第二电极E2尖端放电结构T上表面302a下表面302b内表面22a外表面22b第一导电通孔22c第二导电通孔22e第三导电通孔13第一接垫22d第二接垫P、22f第一胶材18a第二胶材18b第一空间S1第二空间S2具体实施方式请参阅图1A为本专利技术微粒子侦测器的第一实施例剖面示意图，本专利技术微粒子侦测器10包括一筛选元件12及一侦测元件14，该筛选元件12具有多数个孔16，而该侦测元件14对应地设置于该筛选元件12的下方，该侦测元件14具有一侦测区142用以侦测至少一微粒子浓度。在一实施例中，该孔16为一直筒状，该孔16为一导通孔(TSV，Throughsiliconvia)。在一实施例中，该侦测元件14与该筛选元件12间于近边缘处以一胶材18结合或密封。请参阅图1B为本专利技术微粒子侦测器的第二实施例剖面示意图，本专利技术结构基本如第一实施例所述，不同处在于全部或部分孔16形成一渐缩状或渐扩状，该孔16为一导通孔(TSV，Throughsiliconvia)。在此，渐缩状定义为一孔16的第一端截面积大于第二端截面积，亦即入口端(第二端)面积小于出口端(第一端)面积。渐扩状的定义为一孔16的第一端截面积大于第二端截面积，亦即入口端(第一端)面积小于出口端(第二端)面积。在一实施例中，本专利技术的筛选元件12的孔16可部分地形成渐缩状或渐扩状，该渐缩状或渐扩状的孔16可规则地或不规则地与直筒状的孔16混合配置。请参阅图1C为本专利技术微粒子侦测器的第三实施例剖面示意图，本专利技术结构基本如第一实施例所述，不同处在于该侦测元件14的侦测区142两侧分别设置有一气流孔144。在一实施例中，该侦测元件14可为一IC芯片。在上述各实施例中，该孔16的孔径提供一带有至少一种PM2.5(Particlemillimeter2.5)粒子的气流通过。或者含有欲侦测的微粒子通过。在一实施例中，该孔16的截面积大的一端面对该侦测区142，使气流可携带微粒子146通过该孔16的截面积小的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微粒子侦测器，包括：筛选元件，具有多数个孔；及侦测元件，对应地设置于该筛选元件的下方，该侦测元件具有侦测区，用以侦测至少一微粒子浓度。

【技术特征摘要】
2015.08.19 TW 104127014;2016.06.29 TW 1051205161.一种微粒子侦测器，包括：筛选元件，具有多数个孔；及侦测元件，对应地设置于该筛选元件的下方，该侦测元件具有侦测区，用以侦测至少一微粒子浓度。2.如权利要求1所述的微粒子侦测器，其中该孔为一直筒状，该孔为一导通孔(TSV，Throughsiliconvia)。3.如权利要求2所述的微粒子侦测器，其中全部或部分孔形成一渐缩状或渐扩状，该孔为一导通孔(TSV，Throughsiliconvia)。4.如权利要求2所述的微粒子侦测器，其中该孔的孔径提供一带有至少一种PM2.5(Particlemillimeter2.5)粒子的气流通过。5.如权利要求1所述的微粒子侦测器，其中该侦测元件设置于一电路板上，且位于该侦测元件两侧分别设置有气流孔。6.如权利要求1所述的微粒子侦测器，其中该侦测区包括有震荡器及电路，该震荡器与该电路电连接，使利用该震荡器附着有该微粒子时，震荡频率下降，使震荡频率转换成质量变化以侦测该微粒子浓度。7.如权利要求6所述的微粒子侦测器，其中该电路设置于一电路板上并电连接。8.如权利要求7所述的微粒子侦测器，其中该侦测元件具有至少一导体与一电路板连接。9.如权利要求7所述的微粒子侦测器，其中该电路为IC电路。10.如权利要求6所述的微粒子侦测器，其中该振荡器为MEMS(MicroelectromechanicalSystems)振荡器或石英震荡器。11.如权利要求1所述的微粒子侦测器，还包括：中间元件，具有第一通孔，该中间元件设置于该筛选元件与该侦测元件间，使该第一通孔对准该多数个孔以及该侦测元件；顶盖，设置于该筛选元件相对于该中间元件的另一侧，该顶盖具有气流入口；及底盖，设置于该侦测元件相对于该中间元件的另一侧，该底盖具有一气流出口。12.如权利要求11所述的微粒子侦测器，其中该筛选元件设置于一承载板上，该承载板具有凹槽，供筛选元件嵌入于该凹槽内。13.如权利要求12所述的微粒子侦测器，其中该顶盖、承载板、中间元件、电路板及该底盖上对应地设置有多数个锁孔，供多数个锁件使该顶盖、承载板、中间元件、电路板及该底盖固定为一模块。14.如权利要求11所述的微粒子侦测器，其中该中间元件的两侧表面分别设置有第一沟槽，供一第一密闭元件嵌入该第一沟槽内；以及该顶盖与该底盖相对应地内侧设置有第二沟槽与第三沟槽，供一第二密闭元件与一第三密闭元件分别地嵌入该第二沟槽与该第三沟槽内。15.如权利要求11所述的微粒子侦测器，其中该顶盖、承载板、中间元件、电路板及该底盖彼此间分别设置有垫片，以供缓冲，且该每一垫片对应该顶盖、承载板、中间元件、电路板及该底盖设置有多数个锁孔。16.如权利要求1所述的微粒子侦测器，其中该侦测元件与该筛选元件间于近边缘处以一胶材结合。17.如权利要求8所述的微粒子侦测器，其中该电路板对应于该侦测元件上设置有第二通孔，以供气流通过该侦测元件的震荡器后进入该第二通孔。18.如权利要求11所述的微粒子侦测器，其中该顶盖的内侧具有一凹部，且该底盖的内侧具有凹部，使分别连通该气流入口与该气流出口。19.一种筛选元件的制造方法，包括：提供一基板；涂布或平版印刷一光致抗蚀剂材料于该基板上；蚀刻出多个开口于该基板上，其中该开口为一直筒状或渐缩状或渐扩状；自该基板上移除该光致抗蚀剂材料；贴合一承载板于该基板的开口面上；研磨该基板直至...

【专利技术属性】
技术研发人员：江家雯，柯正达，林一信，张香鈜，陈文志，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71