生物探针组件

摘要

一种生物探针组件包含一挠性基板、一探针阵列，以及一粘胶。挠性基板具一表面。探针阵列包含多个探针。探针阵列设置于挠性基板的该表面。各探针的凸出长度介于100微米至300微米之间。粘胶设置于挠性基板的该表面。

权利要求

1.一种生物探针组件，包含：

一挠性基板，具一表面；

一探针阵列，包含多个探针，该探针阵列设置于该挠性基板的该表面，其中各该探针的凸出长度介于100微米至300微米之间，使其顶端只抵触在皮肤上而不插入皮肤，其中各该探针包含具有高分子材料及银的混合物，或各该探针包含高分子导电胶；以及一粘胶，设置于该挠性基板的该表面。

2.如权利要求1所述的生物探针组件，更包含一电路，相对于该表面形成于该挠性基板上，其中该探针阵列电性连接该电路。

3.如权利要求2所述的生物探针组件，其中该电路包含一天线。

4.如权利要求1所述的生物探针组件，其是以RFID协定、ZIGBEE协定或蓝牙协定进行通信。

5.如权利要求1所述的生物探针组件，其中各该探针包含多个堆叠段。

6.如权利要求1所述的生物探针组件，更包含一双面胶带，其中该双面胶带包含该粘胶。

7.如权利要求1所述的生物探针组件，其中除该探针阵列所在位置外，该粘胶覆盖该表面。

8.如权利要求1所述的生物探针组件，其中该粘胶包含可剥离粘胶。

9.如权利要求1所述的生物探针组件，其中该生物探针组件通过该探针阵列，测量一穴位的阻抗或电位。

10.一种生物探针组件，包含：

一挠性基板，具一表面；

一第一粘胶；

一探针阵列，包含多个探针，其中该第一粘胶将该探针阵列粘着于该挠性基板的该表面，且各该探针的凸出长度介于100微米至300微米之间，使其顶端只抵触在皮肤上而不插入皮肤，其中各该探针包含具有高分子材料及银的混合物，或各该探针包含高分子导电胶；

以及

一第二粘胶，设置于该挠性基板的该表面。

11.如权利要求10所述的生物探针组件，更包含一电路，相对于该表面形成于该挠性基板上，其中该探针阵列电性连接该电路。

12.如权利要求11所述的生物探针组件，其中该电路包含一天线。

13.如权利要求10所述的生物探针组件，其是以RFID协定、ZIGBEE协定或蓝牙协定进行通信。

14.如权利要求10所述的生物探针组件，其中各该探针包含多个堆叠段。

15.如权利要求10所述的生物探针组件，其中该第一粘胶是导电的。

16.如权利要求10所述的生物探针组件，其中该第一粘胶包含可剥离粘胶。

17.如权利要求10所述的生物探针组件，更包含一导电胶带，该导电胶带包含一导电粘胶，其中该探针阵列设置于该导电胶带上，而该导电粘胶为该第一粘胶。

18.如权利要求10所述的生物探针组件，更包含一双面胶带，其中该双面胶带包含该第二粘胶。

19.如权利要求10所述的生物探针组件，其中该第二粘胶包含可剥离粘胶。

20.如权利要求10所述的生物探针组件，其中除该探针阵列所在位置外，该第二粘胶覆盖该表面。

21.如权利要求10所述的生物探针组件，其中该生物探针组件通过该探针阵列，测量一穴位的阻抗或电位。

说明书

生物探针组件

技术领域

[0001] 本发明关于一种探针装置，特别关于一种生物探针装置。

背景技术

[0002] 在1950年代，Reinhard Voll医生研究穴位(Acupuncture Points)，并发现人体有近2000穴位在皮肤表面，且该些穴位随一些称为经络(Meridian)的路径分布。穴位是一种特殊的表面解剖位置(Superficial Anatomic Location)，而在该些位置上的皮肤直流电阻值，低于周遭皮肤的电阻值。而Reinhard Voll医生又发现，可通过测量穴位的阻抗资料，以测量出对应器官运作的正常与否。此外，一些电性治疗方法也发现，可将治疗的电性信号(therapy signals)，以电极导入相关穴位，以对相对应之器官进行治疗。

[0003] 美国专利第4,981,146号、美国专利第5,397,338号、美国专利第5,626,617号、美国专利第6,735,480号、美国专利公开号第2005/0197555号等，均为关于利用穴位进行治疗，或进行监测人体健康情况的专利。传统上，穴位的阻抗信号检测，是以生物阻抗测量仪及其金属探棒进行的。每次进行测量时，探棒只能测量一个穴位，而且测量者或施以治疗者，需对穴位具有一定水准的专业知识与经验，方可准确地进行测量或施以治疗信号，故一般经验不足的使用者，无法自行在家利用此项科学发现。

[0004] 传统的生物阻抗测量仪，使用者需用手将探棒按压皮肤上。由于用手按压的力道，难以在测量时均保持一致，而可能导致电性接触不佳，而使测量结果受到影响。此外，过重的按压也会让受测者或受治疗者，产生不愉快的感觉。

发明内容

[0005] 有鉴于上述问题，本发明提出新的生物探针组件。本发明一实施例的生物探针组件，包含一挠性基板、一探针阵列，以及一粘胶。挠性基板具一表面。探针阵列包含多个探针。探针阵列设置于挠性基板的该表面。各探针的凸出长度，介于100微米(μm)至300微米之间。粘胶设置于挠性基板的该表面。

[0006] 本发明另一实施例的生物探针组件，包含一挠性基板、一第一粘胶、一探针阵列，以及一第二粘胶。挠性基板具一表面。探针阵列包含多个探针。第一粘胶将该些探针粘着于挠性基板的该表面。各探针的凸出长度，介于100微米至300微米之间。第二粘胶设置于挠性基板的该表面。

附图说明

[0007] 图1为本发明一实施例的生物探针系统的示意图；

[0008] 图2为本发明一实施例的生物探针组件的上视图；

[0009] 图3为沿图2的断面线1-1的剖示图；

[0010] 图4为本发明一实施例的生物探针组件的探针阵列的示意图；

[0011] 图5为本发明一实施例的生物探针组件粘贴在手部的示意图；

[0012] 图6为本发明另一实施例的可抽换式生物探针组件的上视图；

[0013] 图7为沿图6的断面线2-2的剖示图；

[0014] 图8为本发明一实施例的生物探针组件的制作流程中一挠性基板上的经图案后的多晶硅层的示意图；

[0015] 图9为沿图8的断面线3-3的剖示图；

[0016] 图10为本发明一实施例的生物探针组件，利用剥离工艺法，经镀铬、镍及金的制作流程步骤后的上视示意图；

[0017] 图11为沿图10的断面线4-4的剖示图；

[0018] 图12为本发明一实施例的生物探针组件的截面示意图；

[0019] 图13为本发明一实施例的形成于导电胶带上的探针阵列的示意图；以及[0020] 图14为本发明一实施例的薄膜电容的截面图。

[0021] 其中，附图标记说明如下：

[0022] 1 生物探针系统

[0023] 11 生物探针组件

[0024] 11' 生物探针组件

[0025] 12 主机

[0026] 21 挠性基板

[0027] 22 粘胶

[0028] 23 电路

[0029] 24 导电柱

[0030] 25 接垫

[0031] 26 天线

[0032] 27 晶片

[0033] 28 薄膜电阻

[0034] 29 薄膜电容

[0035] 30 电源

[0036] 71 粘胶

[0037] 81 氧化硅层

[0038] 82 氧化硅层

[0039] 83 保护层

[0040] 84 非晶硅层

[0041] 85 通孔

[0042] 86 光阻层

[0043] 87 接垫

[0044] 88 光阻层

[0045] 111 接收器

[0046] 112 发送器

[0047] 113 处理器

[0048] 114 存储器

[0049] 115 探针阵列

[0050] 121 发送器

[0051] 122 接收器

[0052] 123 控制器

[0053] 124 存储器

[0054] 125 监控装置

[0055] 131 导电胶带

[0056] 141 下电极

[0057] 142 介质层

[0058] 143 铬层

[0059] 144 镍层

[0060] 145 金层

[0061] 211 表面

[0062] 1131 A/D转换器

[0063] 1132 D/A转换器

[0064] 1133 电压放大器

[0065] 1151 探针

具体实施方式

[0066] 图1为本发明一实施例的生物探针系统1的示意图。图2为本发明一实施例的生物探针组件11的上视图。图3为沿图2的断面线1-1的剖示图。参照图1至图3所示，生物探针系统(bio probe system)1可用于穴位电性测量及通过穴位进行治疗。生物探针系统1包含一生物探针组件11及一主机(host)12。生物探针组件11可包含至少一探针阵列115，各探针阵列115可抵触在一穴位上的皮肤，以对该穴位进行测量或施加治疗信号。在一些实施例中，生物探针组件11可包含多个探针阵列115。主机12可传送编码(code)至生物探针组件11，使生物探针组件11可根据编码内容，进行穴位电性测量(例如：穴位阻抗或电位(electrical potential)测量)，或产生施加适当的电性治疗信号。在一些实施例中，编码可包含穴位代码，生物探针组件11可通过穴位代码，判断编码归属于哪个穴位。
在一些实施例中，编码可包含治疗信号的强度信息。在一些实施例中，编码可包含治疗信号的频率。此外，生物探针组件11可将穴位测量值传送回主机12，主机12可根据回传的穴位测量值，判断穴位对应的脏器的健康状态，或者判断治疗后的效果。主机12也可根据穴位测量值，传送新的编码，改变治疗信号的强度或频率。

[0067] 较佳地，主机12与生物探针组件11间，可以无线方式进行通信。在一些实施例中，主机12与生物探针组件11间，是以RFID(Radio FrequencyIDentification)协定进行通信。在一些实施例中，主机12与生物探针组件11间，可以用其他无线通信协定进行通信，如ZIGBEE或是蓝牙技术。在一些实施例中，主机12与生物探针组件11间也可进行有线通信。

[0068] 参照图1所示，主机12可包含一发送器121及一接收器122。发送器121可调变(modulate)编码或指令，并传送调变后的编码或指令，到至少一生物探针组件11。发送器121可进行信号调变，如脉波宽度调变(pulse width modulation；PWM)、脉波间隔调变(pulse interval modulation；PIM)，或进行其他类似调变。接收器122可接收来自生物探针组件11的调变资料。接收器122可解调(demodulate)该调变资料。如接收器122可进行振幅移键(amplitude shift keying；ASK)解调变、相移键控(phase shift keying；PSK)解调变，或进行其他类似解调变。

[0069] 主机12可另包含一控制器123及一存储器124。控制器123可控制发送器121、接收器122，以及存储器124。控制器123可提供编码或指令给发送器121，以及可从接收器122接收资料。控制器123可将接收资料储存在存储器124，或将接收资料传送至监控装置
125。

[0070] 监控装置125可储存穴位测量值，并判定穴位测量值是否落在一正常范围内。监控装置125可提供编码给控制器123。监控装置125可根据穴位测量值，提供新的编码给控制器123。监控装置125可根据穴位测量值的变化趋势，改变编码内用于产生治疗信号的信息，藉此让生物探针组件11，产生不同频率的治疗信号，或不同强度的治疗信号。监控装置125可根据来自接收器122的接收资料，判断接收资料是与何种穴位相关，并比较资料内的穴位测量值，与对应穴位的正常范围值。监控装置125也可记录各生物探针组件11及其对应测量的穴位等资料，以供建档分析或输出列印成报表。

[0071] 生物探针组件11包含一接收器111与一发送器112。接收器111可解调接收的调变编码或指令。发送器112可调变欲传送的资料。发送器112可进行ASK调变、PSK调变或进行其他类似调变。处理器113控制接收器111、发送器112、存储器114，以及探针阵列115。处理器113可根据接收的编码或指令产生对应的治疗信号或刺激电流。存储器114可储存生物探针组件11操作程式，及所需和产生的资料。例如：存储器114可储存欲传送资料、可储存穴位测量值或探针阵列115对应穴位的资料等。

[0072] 再参照图1所示，处理器113可包含一A/D转换器(analog-to-digital converter)1131、一D/A转换器(digital-to-analog converter)1132，以及一电压放大器1133。D/A转换器1132用于产生穴位刺激电流，电压放大器1133用于放大穴位接收刺激电流后所产生的响应信号(response signals)，而A/D转换器1131则将响应信号转换成数字穴位测量值。

[0073] 参照图2与图3所示，生物探针组件11包含一挠性基板21、至少一探针阵列115，以及一粘胶22。挠性基板21包含一表面211。各探针阵列115包含多个探针1151，至少一探针阵列115设置于挠性基板21的表面211上，其中各探针1151的凸出长度L，可介于100微米至300微米(μm)之间。此外，粘胶22设置于挠性基板21的表面211上，粘胶22用于使生物探针组件11，可固定在皮肤上。

[0074] 挠性基板21包含高分子材料。在一些实施例中，挠性基板21可包含聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate；PET)或聚酰亚胺(Polyimide；PI)等塑胶材料。

[0075] 探针1151可排成阵列。探针阵列115所占面积，大体上可为0.25平方公分。探针1151的凸出长度可小于300微米(millimeter)，较佳地介于100微米至300微米之间。探针1151可不具尖端，使其顶端只抵触在皮肤上而不插入皮肤。探针1151可以生物相容的金属制作。探针1151可包含导电混合物。在一些实施例中，探针1151可包含高分子材料与银。

[0076] 粘胶22可为绝缘粘胶。粘胶22可为用于粘着皮肤的任何粘胶。粘胶22可为医疗用粘胶。粘胶22可包含可剥离粘胶(removable adhesive)。在一些实施例中，粘胶22是包含于一双面胶带上。

[0077] 在一些实施例中，除探针阵列115所在的位置外，粘胶22覆盖挠性基板21的整个表面211，如图4所示。

[0078] 参照图2与图3所示，在一些实施例中，生物探针组件11更包含一电路23，电路23形成在挠性基板21的表面211上，其中探针阵列115电性连接电路23。在一些实施例中，探针阵列115通过穿透挠性基板21的至少一导电柱24连接电路23。在一些实施例中，电路23包含一接垫(pad)25，其中接垫25连接至少一导电柱24。

[0079] 参照图1与图2所示，生物探针组件11可包含一晶片27。晶片27耦接电路23，并可包含接收器111、发送器112、处理器113，以及存储器114。电路23可更包含一天线26，其中晶片27可耦接天线26。

[0080] 在一些实施例中，电路23可更包含至少一薄膜电阻28。在一些实施例中，薄膜电阻28可为晶片27的外接电阻。

[0081] 在一些实施例中，电路23可更包含一薄膜电容29。在一些实施例中，薄膜电容29可为晶片27的外接电容。

[0082] 在一些实施例中，生物探针组件11可包含一电源30，电源30提供生物探针组件11操作时所需电力。在一些实施例中，电源30包含电池。

[0083] 在一些实施例中，生物探针组件11为RFID装置，其可进一步包含一整流模块及一钟波产生震荡模块。整流模块将微波信号转换成电能，以提供生物探针组件11在被动模式(Passive Mode)操作时，所需的电能。钟波产生震荡模块，可产生一钟波信号(Clock)。在一些实施例中，整流模块可耦接薄膜电容29。在一些实施例中，钟波产生震荡模块，可包含薄膜电容29和薄膜电阻28。在一些实施例中，钟波产生震荡模块可为多谐波震荡器(Multi-vibrator)。

[0084] 参照图3与图5所示，生物探针组件11易弯曲，且可经由图3及图4的粘胶22，贴附在人体皮肤表面，加上探针阵列115的探针1151，有凸出一段适当的长度，使得当生物探针组件11贴附在皮肤上后，探针1151可施加一致的压力，并可确保不同时候测量时，探针1151皆与皮肤有良好及稳定的电性接触。因探针1151有适当凸出一段长度，故可避免受测者或受治疗者，产生不愉快的感觉。此外，多根排成阵列的探针1151，可让使用者无需准确知道穴位的位置，而可进行测量。

[0085] 图6为本发明另一实施例的生物探针组件11'的上视图，其中生物探针组件11'包含电容29。图7为沿图6的断面线2-2的剖示图。参照图2、图3、图6及图7所示，生物探针组件11'类似图2与图3实施例所公开的生物探针组件11，不同处在于生物探针组件11'的探针阵列115是可抽换(replaceable)。为此，在一些实施例中，生物探针组件11'更包含一粘胶71，粘胶71可将探针阵列115固定在挠性基板21上。在一些实施例中，将粘胶71加热后，探针阵列115可被拆卸。在一些实施例中，粘胶71为可导电(conductive paste)，通过导电粘胶71，探针阵列115可电性连接电路23。在一些实施例中，粘胶71包含可剥离粘胶(removable adhesive)。在一些实施例中，粘胶71包含可剥离导电粘胶(removable conductive adhesive)。在一些实施例中，生物探针组件11'包含一导电胶带(electrically conductive tape)，导电胶带包含一第一导电粘胶及一第二导电粘胶，其中第一导电粘胶粘着于挠性基板21的表面211，第二导电粘胶为导电粘胶71。

[0086] 以下例举说明生物探针组件的制作流程，但本发明不限于以下的举例。

[0087] 参照图8与图9所示，在挠性基板21的相对两表面上各形成一二氧化硅层81或82。在一些实施例中，二氧化硅层的厚度可为1至10微米。在一些实施例中，二氧化硅层可以蒸镀的方式形成。

[0088] 在二氧化硅层82上形成一保护层83，其中保护层83可保护二氧化硅层82，或具有防湿的效用。在一些实施例中，保护层83包含光阻。在一些实施例中，保护层83包含正极性光阻。在一些实施例中，保护层83的厚度为0.5至10微米。

[0089] 在二氧化硅层81上，可用蒸镀法形成含有P(或N)型参杂的非晶硅层84。参杂的非晶硅层84再施以激光进行退火，使非晶硅层84转变成含有P(或N)型参杂的多晶硅层。多晶硅层经图案化后，形成薄膜电阻28。在一些实施例中，非晶硅层84是利用电子枪蒸镀含有P(或N)型参杂(P or N-Type Impurity)及硅等粉末的混合物而形成。在一些实施例中，非晶硅层84的厚度为1至25微米。

[0090] 参照图11所示，在挠性基板21上形成多个通孔85。在一些实施例中，多个通孔85可利用激光形成。

[0091] 然后，依序蒸镀铬、镍及无电电镀金等金属。特别地，因为通孔85的直径较大，而挠性基板21也很薄，所以通孔85可以填满铬、镍及金等金属导体。而后利用黄光工艺，利用光阻保护，去掉不用的金属导体。最后将光阻去掉，即可得到贯穿孔区及电路23。

[0092] 在另一些实施例中，在挠性基板21上形成多个通孔85后，可先在挠性基板的两面，分别形成一图案化光阻层86及88(如图11)。在一些实施例中，光阻层86及88包含SU-8光阻。然后，蒸镀铬、镍及无电电镀金。最后，再以剥离工艺法(Lift-off Process)移除不必要的铬、镍及金层。最后再将光阻86及88去掉。

[0093] 参照图12所示，以网印工艺在铬、镍及金所构成的接垫87上，直接形成探针1151。在一些实施例中，网印步骤可重复多次，以形成具有多个堆叠段的探针1151。在一些实施例中，网印步骤可重复多次，以形成凸出长度介于100微米至300微米间的探针1151。凸出长度介于100微米至300微米间的探针1151，可以使探针1151与皮肤间，产生较适宜的接触压力，藉此获得良好的电性接触效果。在一些实施例中，探针1151可以高分子材料与银的混合物(或其他导电材料，如导电高分子等)，网印形成。

[0094] 其次，在探针1151所在的区域外，施以固定生物探针组件的粘胶22。在一些实施例中，粘胶22包含可剥离粘胶(removable adhesive)。在一些实施例中，粘胶22覆盖除探针1151所在区域以外的所有区域。在一些实施例中，一双面胶带粘贴保护层83，其中双面胶带外露的粘胶层即为粘胶22。在一些实施例中，粘胶22为绝缘粘胶。

[0095] 接着，在电路23的焊垫(Bonding Pads)上形成金属凸块(Metal Bumps)(如可用网印导电胶的方法制作)，然后以覆晶方式，将晶片27固定在对应的焊垫上(如可用热摩擦挤压法(Thermal Compression)固定)，并填充底胶(Underfill)，以便将晶片加强固定在基板上而不容易脱落。最后，在挠性基板21上焊接电池的基座，放上电池，即完成生物探针组件。

[0096] 在另一些实施例中，探针阵列115为可移除及抽换式，而相关的制作方法例示如下。

[0097] 参照图13所示，在导电胶带131上以网印方式，形成多组探针阵列115。在一些实施例中，网印步骤可重复多次，以形成凸出长度介于100微米至300微米间的探针1151。在一些实施例中，探针1151是以高分子材料与银的混合物(或导电高分子)网印形成。在一些实施例中，导电胶带131可为导电银膜胶带(Conductive Silver Tape)，或导电网纱(Conductive Mesh)。在一些实施例中，导电胶带131可为铜箔胶带或铝箔胶带。在一些实施中，导电胶带131的基材包含铜、铝或绝缘材料。

[0098] 然后，再将导电胶带131裁切开。如此，在图11实施例的光阻层86移除后，探针阵列115可通过导电胶带131直接贴在接垫87。最后，再完成粘胶22、晶片27、电池的基座及电池的设置。由于使用导电胶带131的缘故，探针阵列115变成可抽换。因此，如果探针阵列115有污损，就可进行抽换，故而可增加生物探针组件使用次数，降低成本。

[0099] 图14为本发明一实施例的薄膜电容29的截面图。如图14所示，薄膜电容29可包含一下电极141、一上电极145，及一介质层142。下电极141可包含P(或N)型参杂的多晶硅。上电极包含铬层143、镍层144及金层145。介质层142可包含二氧化硅或其他绝缘材料。

[0100] 本发明的技术内容及技术特点，已公开如上，然而熟悉本项技术的人士，仍可能基于本发明的教示及揭示，而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围，应不限于实施例所公开的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请的权利要求保护范围所涵盖。