專利名稱：具整合微流道的聲波感測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種具整合微流道的聲波感測裝置及其方法，尤指一種聲波感測裝置以壓電塊材為基板，并利用微機(jī)電制程加工，所制成的感測器可以應(yīng)用于液氣態(tài)中特定成分的分析。
背景技術(shù)：
因平板撓曲波(Flexural Plate Wave，F(xiàn)PW)的波傳特性，使其在液體中，有局限能量傳遞的特性，而被應(yīng)用于液體感測器之中?，F(xiàn)有的FPW元件主要是利用硅基板做為平臺(tái)，成長壓電薄膜與蝕刻后完成元件的制作。但于實(shí)際應(yīng)用上，成長多層薄膜的特質(zhì)不易掌握，而壓電膜的壓電特性即決定FPW元件的表現(xiàn)特性的重要參數(shù)。另外，薄膜的結(jié)構(gòu)較為脆弱，在FPW元件應(yīng)用上極易破碎。
在美國專利US 5,212,988中，對壓電材料使用堆層結(jié)構(gòu)(layerstructure)，使其可產(chǎn)生對稱及非對稱的藍(lán)姆波(Lamb wave)；且于制程的設(shè)計(jì)上需要接地電極層(Ground electrode layer)。于美國專利US 5,212,988中，同樣顯示于制程上使用薄膜沉積及硅蝕刻制程。另外，在美國專利US6,688,158中，強(qiáng)調(diào)利用犧牲層制程(sacrificial layer micro-maching)來完成面積較小的元件，而達(dá)到可陣列化的目的，且其壓電層材料為氮化鋁(aluminum nitride)、氧化鋅(zinc oxide)及鈦酸鉛鋯(lead zirconiumtitanate)等。
在現(xiàn)有的文獻(xiàn)上，Qing-Yun Caiz等人所著，”Vapor recognition with anintegrated array of polymer-coated flexural plate wave sensors”Sensorsand Actuators B，第六十二冊，121-130頁，西元2000年。此篇的平板撓曲波結(jié)構(gòu)，乃以硅基板為基底，以壓電薄膜作為致動(dòng)的結(jié)構(gòu)，但其可整合設(shè)計(jì)成陣列結(jié)構(gòu)，并與電路量測系統(tǒng)結(jié)合；而在應(yīng)用上主要偏重于氣體上的辨識(shí)。
Philippe Luginbuhl等人所著，”Microfabricated Lamb Wave DeviceBased on PZT Sol-Gel Thin Film for Mechanical Transport of SolidParticles and Liquids”Journal of microelectro-mechanical，第七十三冊，112-123頁，西元2001年。此篇的平板撓曲波結(jié)構(gòu)，說明了其利用FPW造成流體可利用機(jī)械式的運(yùn)動(dòng)傳遞固體的微粒與流體，但并未證明在流體中感測的結(jié)果。
由上可知，上述現(xiàn)有的聲波感測裝置，在實(shí)際使用上，顯然有不足與缺點(diǎn)存在。緣是，本創(chuàng)作人有感上述缺點(diǎn)的可改善，乃特潛心研究并配合學(xué)理的運(yùn)用，終于提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺點(diǎn)的本創(chuàng)作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的用途是為解決現(xiàn)有聲波感測裝置的壓電特性不佳、薄膜結(jié)構(gòu)脆弱或穩(wěn)定性不佳等問題。為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明提供一種具整合微流道的聲波感測裝置及其方法，利用新的元件制程及設(shè)計(jì)，以制作出具有壓電特性佳、溫度補(bǔ)償特性穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的元件，將使得平板撓曲波可應(yīng)用于液態(tài)感測器上。因此，本發(fā)明提出以一壓電塊材作為基板，以機(jī)電或化學(xué)加工方式做其感測區(qū)域成為壓電薄板，再利用指叉狀電極結(jié)構(gòu)(Inter-digitaltransducer，IDT)使其產(chǎn)生平板撓曲波。本發(fā)明更可進(jìn)一步以同一制程或接合方式將微流道系統(tǒng)整合在一起。
本發(fā)明聲波感測裝置，該聲波感測裝置包括一具壓電特性的基板，該基板材質(zhì)可為一石英、鈮酸鋰或一鈮酸鉭，以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻加工方式使該基板某一基板區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長，并使其具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件，其中該基板形成薄板的區(qū)域作為產(chǎn)生聲波或應(yīng)力波傳遞，用以作為檢測氣相或液相分子之用；
一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層，設(shè)于該具產(chǎn)生平板撓曲波條件的基板區(qū)域的正面或反面上，而該指差狀結(jié)構(gòu)的電極層包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層，而該些電極層是利用金屬作為結(jié)構(gòu)層，其中該第一電極層及該第二電極層間的一傳遞路徑上涂布一感測材料，形成一感測區(qū)域；一具電極特性保護(hù)的材料層，該材料層是以高份子聚合物作為材料，涂布于該第一電極層及該第二電極層周邊上，然感測區(qū)域的感測作用不受該保護(hù)材料層影響。
另外該聲波感測裝置更可包括一微流道，于具產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域以機(jī)電蝕刻或化學(xué)蝕刻加工方式形成；由此形成一具整合微流道的聲波感測裝置。本發(fā)明更可進(jìn)一步以同一制程或接合方式將微流道整合在同一具壓電特性的基板上，形成包括二個(gè)以上的本發(fā)明聲波感測裝置的具微流道的聲波感測器。
如上述，本發(fā)明聲波感測裝置的制程方法，該方法包括下列步驟首先以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻采單面或雙面加工方式，使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長，并使該厚度變薄的基板區(qū)域具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件；然后形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域上，其中該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層，更甚者若前一步驟采單面加工方式，則該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板曲域的正面、反面或正反兩面上進(jìn)行進(jìn)形；接著涂布一感測材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層間的一傳遞路徑上，形成一感測區(qū)域，其中感測材料可涂布于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層同一面、相反的另一面或同時(shí)涂布于兩面；及涂布一電極保護(hù)材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層的周遭處。
上述的步驟最后更可包括以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻方式，形成一微流道于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域；由此，形成一具整合微流道的聲波感測裝置。其中本步驟可與一開始的使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長的步驟同時(shí)進(jìn)行。


圖1A為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻單邊下的上視圖；圖1B為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻單邊下的立體圖；圖1C為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻單邊下的立體剖面圖；圖2A為本發(fā)明聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的上視圖；圖2B為本發(fā)明聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的立體圖；圖2C為本發(fā)明聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的立體剖面圖；圖2D為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的上視圖；圖2E為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的立體剖面圖；圖3A為作為參考感測裝置的本發(fā)明聲波感測裝置于蝕刻雙邊下的立體圖；圖3B為本發(fā)明具有感測層的聲波感測裝置于蝕刻雙面下的立體剖面圖；圖4A為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測器的上視圖；圖4B為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測器的立體圖；圖4C為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測器的立體剖面體；圖5為本發(fā)明聲波感測裝置的制造方法流程圖；及圖6為本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置的制造方法流程圖。
元件說明圖1A、圖1B及圖1C聲波感測裝置10具壓電特性的基板11具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12涂布感測材料的區(qū)域 13具電極特性保護(hù)的材料層 14
微流道 15圖2A、圖2B到圖4C聲波感測裝置20具壓電特性的基板21具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層22涂布感測材料的區(qū)域 23具電極特性保護(hù)的材料層 24微流道 25感測電路26具整合微流道的感測器30具體實(shí)施方式
請參閱圖1A、圖1B及圖1C，本發(fā)明具整合微流道的聲波感測裝置于蝕刻單邊下的各示意圖，聲波感測裝置10利用一具壓電特性的基板11，以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻(可采鉻金作為蝕刻罩幕進(jìn)行蝕刻)加工方式使基板11某一基板區(qū)域的基板11厚度小于聲波傳遞波長，并使其在符合振動(dòng)條件與邊界條件下可產(chǎn)生平板撓曲波(或稱藍(lán)姆波)的聲波傳遞。其中基板11厚度變薄的基板區(qū)作為產(chǎn)生聲波或應(yīng)力波傳遞，基板11利用其波傳遞路徑的相位改變或作為震蕩器時(shí)的頻率改變，可作為檢測氣相或液相分子的聲波感測之用。選用壓電基板11優(yōu)點(diǎn)在于，其在溫度補(bǔ)償系數(shù)上有較現(xiàn)有的壓電薄膜有更好的表現(xiàn)，而聲波致動(dòng)的效率取自于機(jī)電耦合系數(shù)，壓電基板11亦擁有較高的機(jī)電耦合系數(shù)，故其壓電特性佳。
壓電基板11在成長條件上有相當(dāng)多的條件控制，且其制程不易，如蝕刻較不易、粗糙度及蝕刻率不易掌握。因此本發(fā)明的壓電基板11的材質(zhì)采用一石英塊材(亦可為一鈮酸鋰或一鉭酸鋰)作為本發(fā)明的基板，其中石英塊材具有極佳的溫度補(bǔ)償系數(shù)，不易受溫度影響造成頻率偏移。
一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12，設(shè)于具產(chǎn)生平板撓曲波條件的基板11區(qū)域的正面或反面上，而指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層，不同的指差間距與其他的參數(shù)會(huì)影響頻態(tài)響應(yīng)的共振頻率與其他特性，而該些電極層是利用金屬作為結(jié)構(gòu)層，其中該第一電極層及該第二電極層間的一傳遞路徑上涂布一感測材料，形成一涂布感測材料的感測區(qū)域13，主要用于感測氣液相分子及該傳遞路徑的感測區(qū)域13。一具電極特性保護(hù)的材料層14，材料層14是以高份子聚合物作為材料，涂布于具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12上的該第一電極層及該第二電極層周遭上，其中未涂布具電極特性保護(hù)材料層14于感測區(qū)域13上。
另外聲波感測裝置10更包括于具產(chǎn)生平板撓曲波條件下的感測區(qū)域13以機(jī)電蝕刻或化學(xué)蝕刻加工方式形成一微流道15；由此形成一具整合微流道的聲波感測裝置10。
除了單面蝕刻的設(shè)計(jì)，為了能發(fā)展浸入式或加速結(jié)構(gòu)制作，本發(fā)明亦提出雙面蝕刻的結(jié)構(gòu)。請參閱圖2A、圖2B及圖2C，本發(fā)明聲波感測裝置20于蝕刻雙邊下的各示意圖。同樣地，請參閱圖2D及圖2E，聲波感測裝置20亦可于具產(chǎn)生平板撓曲波條件下的感測區(qū)域23以機(jī)電蝕刻或化學(xué)蝕刻加工方式形成一微流道25；由此形成一具整合微流道的聲波感測裝置20。
而在感測的量測上，結(jié)構(gòu)主要會(huì)設(shè)計(jì)成如圖3A的一參考感測裝置及如圖3B的具有感測層的聲波感測裝置20，用以排除其他影響的因子。在聲波感測的技術(shù)上，因?yàn)槠桨鍝锨ǖ奈锢硖匦栽谟诋?dāng)其傳遞的波速小于感測液體波速時(shí)，能量會(huì)局限在傳遞的波中，不會(huì)散失，故本發(fā)明聲波感測裝置10或20對于液體感測應(yīng)用上，較現(xiàn)有的有較佳的靈敏度，而在結(jié)合流體感測上，必須考慮聲波感測裝置10或20與流體整合的介面影響。其中感測電路26用于量測頻率偏移或傳遞波的相位改變。
以雙面蝕刻加工為例，請參閱圖4A、圖4B及圖4C。本發(fā)明聲波感測裝置20除了提出以壓電基板21直接加工制作而成外，更因?yàn)槎鄶?shù)的微流道25亦以同樣的制程加工，故可于設(shè)計(jì)之初，即以同一制程或接合方式將微流道25整合在同一具壓電特性的基板21上，進(jìn)一步將聲波感測裝置20陣列與微流道25形成包括二個(gè)以上的本發(fā)明聲波感測裝置20的具微流道的聲波感測器30晶片。
請參閱圖5，圖5為本發(fā)明聲波感測裝置的制造方法流程圖。本發(fā)明聲波感測裝置10或20的制程方法，該方法包括下列步驟首先以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻采單面或雙面加工方式，使一具壓電特性基板11或21上某一區(qū)域的基板11或21厚度小于聲波傳遞波長，并使基板11或21區(qū)域具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件(步驟500)。
然后形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12或22于該具平板撓曲波條件的基板11或21區(qū)域上(步驟502)，其中具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12或22包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層再量測其頻態(tài)響應(yīng)；更甚者若步驟500采單面加工方式，則具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12于具平板撓曲波條件的基板10區(qū)域的正面、反面或正反兩面上進(jìn)行。
接著涂布一感測材料于具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12或22間的一傳遞路徑上，以形成一感測區(qū)域13或23，其中感測材料可涂布于具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12或22同一面、相反的另一面或同時(shí)涂布于兩面(步驟504)。最后涂布一電極保護(hù)材料層14或24于具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層12或22上的該第一電極層及該第二電極層周遭上，其中未涂布具電極特性保護(hù)材料層14或24于感測區(qū)域13或23上(步驟506)。
請參閱圖6，圖6為本發(fā)明具微流道的聲波感測裝置的制造方法流程圖。步驟506后更可包括以機(jī)電研磨或化學(xué)蝕刻方式，于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域13或23形成一微流道15或25(步驟508)；由此，形成一具整合微流道的聲波感測裝置10或20。其中步驟508可與步驟500可同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明提供一種具整合微流道的聲波感測裝置及其方法，利用新的元件制程及設(shè)計(jì)，以制作出具有壓電特性佳、溫度補(bǔ)償特性穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的元件，將使得平板撓曲波可應(yīng)用于液態(tài)感測器上。特別的是，本發(fā)明可由雙面加工方式使基板形成兩個(gè)凹穴，并于中央隔膜部份達(dá)成薄膜狀態(tài)；微流道的設(shè)計(jì)有利于待測流體引流至感測區(qū)域，加速感測膜與待測物的反應(yīng)，且可與其他外接元件連結(jié)；同時(shí)本發(fā)明可整合于生化檢測用途與陣列式檢測同步獲得分析檢測數(shù)據(jù)。
綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明與圖式，非因此即拘限本創(chuàng)作的專利范圍，故舉凡運(yùn)用本創(chuàng)作說明書及圖式內(nèi)容所為的等效變化實(shí)施例，均同理皆包含于本創(chuàng)作的范圍內(nèi)容，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本案的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種具整合微流道的聲波感測裝置，其特征在于，該聲波感測裝置包括一具壓電特性的基板，以機(jī)電或化學(xué)加工方式使該基板某一基板區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長，并具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件；一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層，設(shè)于該具產(chǎn)生平板撓曲波條件的基板厚度變薄區(qū)域的正面或反面上，而該指差狀結(jié)構(gòu)的電極層包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層，其中該第一電極層及該第二電極層間的一傳遞路徑上涂布一感測材料，以形成一感測區(qū)域；一具電極特性保護(hù)的材料層，涂布于該第一電極層及該第二電極層周邊上；及一微流道，于具產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域以機(jī)電或化學(xué)加工方式形成。
2.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該基板形成薄板的區(qū)域作為產(chǎn)生聲波或應(yīng)力波傳遞，用以作為檢測氣相或液相分子之用。
3.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板材質(zhì)為一石英、一鈮酸鋰或一鈮酸鉭。
4.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板是以機(jī)電研磨方式使該某一基板區(qū)域的基板厚度變薄。
5.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板是以化學(xué)蝕刻方式使該某一基板區(qū)域的基板厚度變薄。
6.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，對該具壓電特性的基板的加工方式為進(jìn)行單面加工或雙面加工方式，而使該某一基板區(qū)域的基板厚度變薄。
7.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層是利用金屬作為結(jié)構(gòu)層。
8.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，具電極特性保護(hù)的材料層是以高份子聚合物作為材料。
9.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該微流道是以化學(xué)蝕刻方式加工而成。
10.如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，其特征在于，該微流道是以機(jī)電研磨方式加工而成。
11.一種具整合微流道的聲波感測器，其特征在于，包括二個(gè)以上如權(quán)利要求1所述的聲波感測裝置，而該些聲波感測裝置的具壓電特性的基板相互連接。
12.如權(quán)利要求11所述的聲波感測器，其特征在于，每個(gè)聲波感測裝置是制作于同一個(gè)具壓電特性的基板上。
13.如權(quán)利要求11所述的聲波感測器，其特征在于，每個(gè)聲波感測裝置是利用接合方式整合成一聲波感測器。
14.一種聲波感測裝置，其特征在于，該聲波感測裝置包括一具壓電特性的基板，以機(jī)電或化學(xué)加工方式使該基板某一基板區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長，并使其具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件；一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層，設(shè)于該具產(chǎn)生平板撓曲波條件的基板區(qū)域的正面或反面上，而該指差狀結(jié)構(gòu)的電極層包括二個(gè)相對應(yīng)的一第一電極層及一第二電極層，其中該第一電極層及該第二電極層間的一傳遞路徑上涂布一感測材料，以形成一感測區(qū)域；及一具電極特性保護(hù)的材料層，涂布于該第一電極層及該第二電極層周邊上。
15.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，該基板形成薄板的區(qū)域作為產(chǎn)生聲波或應(yīng)力波傳遞，用以作為檢測氣相或液相分子之用。
16.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板材質(zhì)為一石英、一鈮酸鋰或一鈮酸鉭。
17.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板以機(jī)電研磨方式使該某一基板區(qū)域的基板厚度變薄。
18.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具壓電特性的基板是以化學(xué)蝕刻方式使該某一基板區(qū)域的基板厚度變薄。
19.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，對該具壓電特性的基板的加工方式為進(jìn)行單面加工或雙面加工方式，而使該某一基板區(qū)域的基板度變薄。
20.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層是利用金屬作為結(jié)構(gòu)層。
21.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，具電極特性保護(hù)的材料層以高份子聚合物作為材料。
22.如權(quán)利要求14所述的聲波感測裝置，其特征在于，更包括一微流道，于具產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域以機(jī)電或化學(xué)加工方式形成。
23.如權(quán)利要求22所述的聲波感測裝置，其特征在于，該微流道以化學(xué)蝕刻方式加工而成。
24.如權(quán)利要求22所述的聲波感測裝置，其特征在于，該微流道以機(jī)電研磨方式加工而成。
25.一種聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，該方法包括下列步驟使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長，并使該基板區(qū)域具有產(chǎn)生平板撓曲波的條件；形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域上；涂布一感測材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層間之一傳遞路徑上，形成一感測區(qū)域；及涂布一電極保護(hù)材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層的周遭周遭處。
26.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，該具壓電特性的基板材質(zhì)為一石英、一鈮酸鋰或一鈮酸鉭。
27.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長的步驟，以機(jī)電研磨方式使基板厚度變薄。
28.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長的步驟，以化學(xué)蝕刻方式使基板厚度變薄。
29.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長的步驟，以單面加工或雙面加工方式，而使基板厚度變薄。
30.如權(quán)利要求29所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，若采單面工加工方式時(shí)，于形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域上的步驟，則該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域的正面、反面或正反兩面上進(jìn)行形成。
31.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域上的步驟，該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層是利用金屬作為結(jié)構(gòu)層。
32.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于形成一具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層于該具平板撓曲波條件的基板區(qū)域上的步驟，該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層包括二個(gè)相對應(yīng)之一第一電極層及一第二電極層。
33.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于涂布一感測材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層間之一傳遞路徑上的步驟，該感測材料涂布于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層同一面、相反的另一面或同時(shí)涂布于兩面。
34.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于涂布一電極保護(hù)材料于該具指差狀結(jié)構(gòu)的電極層的周遭處的步驟，該具電極特性保護(hù)的材料層是以高份子聚合物作為材料。
35.如權(quán)利要求25所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，更包括下列步驟形成一微流道于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域；由此，形成一具整合微流道的聲波感測裝置。
36.如權(quán)利要求35所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于形成一微流道于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域的步驟，該微流道是以化學(xué)蝕刻方式加工形成。
37.如權(quán)利要求35所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于形成一微流道于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域的步驟，該微流道是以機(jī)電研磨方式加工形成。
38.如權(quán)利要求35所述的聲波感測裝置的制程方法，其特征在于，于形成一微流道于具有產(chǎn)生平板撓曲波條件下的該感測區(qū)域的步驟，是與使一具壓電特性基板上某一區(qū)域的基板厚度小于聲波傳遞波長的步驟同時(shí)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一具整合微流道的聲波感測裝置及其方法，是以一壓電塊材作為基板，以機(jī)電或化學(xué)加工方式做其感測區(qū)域成為壓電薄板，再利用指叉狀電極結(jié)構(gòu)(Inter－digital transducer，IDT)使其產(chǎn)生平板撓曲波。本發(fā)明更可進(jìn)一步以同一制程或接合方式將微流道整合在同一具壓電特性的基板上。本發(fā)明利用新的元件制程及設(shè)計(jì)，以制作出具有壓電特性佳、溫度補(bǔ)償特性穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的元件，將使得平板撓曲波可應(yīng)用于液態(tài)感測器上。因此本發(fā)明能解決現(xiàn)有的聲波感測裝置的壓電特性及薄膜結(jié)構(gòu)不佳等問題。
文檔編號(hào)G01H11/00GK1920549SQ20051009370
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者宋柏勛, 柯文旺, 郭乃豪, 謝佑圣 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院