[发明专利]诊断检测芯片装置以及制造和组装方法

说明书

本文描述了降低制造和组装成本的诊断检测芯片装置设计。这种芯片装置设计包括便于芯片载体装置内芯片的使用的特征，芯片载体装置具有集成的流体流量控制特征并且具有与常规的样品盒和样品处理系统的兼容性。本文还提供了芯片装置的制造和组装的相关联的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月14日提交的第62/780126号美国临时申请的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体涉及于2019年9月20日提交的题目为“使用半导体检测芯片的样品处理的系统、装置和方法”的第16/577650号美国申请；于2017年9月28日提交的题目为“流体桥装置和样品处理方法”的第15/718840号美国申请；于2000年8月25日提交的题目为“流体控制和处理系统”的第6374684号美国专利；于2002年2月25日提交的题目为“流体处理和控制”的第8048386号美国专利；以及于2016年7月22日提交的题目为“热控制装置和使用方法”的第15/217902号美国申请；其中的每个的全部内容通过引用出于所有目的并入本文。

背景技术

本发明总体涉及诊断检测芯片装置以及制造和组装方法。特别地，本发明关于配置成与流体样品传送装置和样品处理系统一起使用的半导体检测芯片装置。

近年来，在使用半导体检测芯片来执行流体样品分析(例如，临床、生物或环境样品的测试)方面有相当大的发展。常规MEM技术在诊断方面的一个持续挑战是缺乏灵活性的样品制备前端以提供适于用半导体芯片分析的流体样品。这种流体样品的样品制备通常涉及一系列处理步骤，该处理步骤可包括流体样品的化学、光学、电学、机械、热或声学处理。无论是集成到台式仪器、便携式分析器、一次性盒或者其组合中，这种处理通常涉及复杂的流体组件和处理算法。开发稳健的流体样品处理系统可以是极具挑战性和昂贵的。

用于处理流体样品的常规方法通常涉及大量手动操作，然而近来的方法已经寻求自动化许多处理步骤，并且可包括样品盒的使用，该样品盒采用各自配置为使流体样品经历特定处理步骤的一系列区域或腔室。当流体样品从盒的区域或腔室到随后的区域或腔室依次流过盒时，流体样品根据特定协议经受处理步骤。然而，这种系统通常包括集成的分析装置，并且一般不适于与半导体芯片一起使用。利用半导体检测芯片(诸如“芯片上实验室”装置)的标准方法通常需要相当复杂、耗时且昂贵的努力，要求将芯片集成到常规的芯片封装中并且然后利用常规的流体传送装置将流体样品传送到芯片装置中而集成到更大的系统中。流体样品通常通过一个或多个完全独立的系统(常常包括手动交互)来制备，并且然后移入流体传送系统中以供应到芯片封装。与测试前和测试后过程相关联的这些挑战常常使这种“芯片上实验室”装置的优点和益处最小化，并对它们在诊断测试中的广泛使用和接受造成实际障碍。与MEMS诊断技术的常规方法相关联的另一个缺点或限制是成本。为了使高功能性MEMS/硅芯片技术在高容量诊断测试的背景下是可行的，装置的成本应该尽可能低。

因此，需要降低诊断芯片的成本并改善与流动单元组件的集成的方法。还需要开发与现有样品处理技术兼容的芯片装置，以允许与现有样品制备技术无缝集成并改善流体样品处理和操作中的效率和通量，来克服上述挑战。

发明内容