本發(fā)明涉及一種粒子偵測器，特別是涉及一種微粒子偵測器適于微型化。

背景技術(shù)：

依據(jù)世界衛(wèi)生組織的預(yù)估，在2020年時(shí)，全球肺癌死亡率將攀升到第五位。肺癌目前是通過X光機(jī)檢查得知，但發(fā)現(xiàn)的時(shí)間通常是末期。引起肺癌的原因除吸煙外尚有空氣懸浮粒(Particulate Matter)污染。

傳統(tǒng)監(jiān)控懸浮粒子濃度的儀器體積大，例如秤重測量機(jī)臺(tái)是連續(xù)24小時(shí)收集空氣中懸浮微粒子，收集于濾紙上并秤重微粒子重量值轉(zhuǎn)換為濃度值。

氣旋式(Cyclone)微粒子篩選器是另一種利用固定空氣流速篩選出正確尺寸的微粒子。篩選器體積大且定期清理以維持固定空氣流速是一大問題。撞擊式(Impactor)微粒子篩選器是空氣經(jīng)過數(shù)道大、中、小孔徑的孔口以及位于孔口下方的擋板來收集微粒子。龍卷風(fēng)式(Cyclone Design)微粒子篩選器也是利用氣旋方式收集微粒子。除了上述方式，其它尚有C14測量、光學(xué)測量、TEOM(Tape Element Oscillator Measurement)等方式，原理是篩選正確的微粒子再進(jìn)行質(zhì)量測量。這些篩選器體積大，不易攜帶，無法即時(shí)監(jiān)控，價(jià)格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種微粒子偵測器以篩選元件的制造方法，其適于微型化。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種微粒子偵測器，其包括：一篩選元件，具有多數(shù)個(gè)孔；及一偵測元件，對應(yīng)地設(shè)置于篩選元件的下方，偵測元件具有一偵測區(qū)用以偵測至少一微粒子濃度。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種篩選元件的制造方法，其包括：提供一基板；涂布或平版印刷一光致抗蝕劑材料于基板上；蝕刻出多個(gè)開口于基板上，其中開口為一直筒狀或漸縮狀或漸擴(kuò)狀；自基板上移除光致抗蝕劑材料；貼合一承載板于基板的開口面上；研磨基板直至開口露出形成導(dǎo)通孔；及切開基板并包含多個(gè)導(dǎo)通孔。

本發(fā)明的又一實(shí)施例提供一種微粒子偵測器，其包括篩選元件、偵測元件、第一電極以及第二電極。篩選元件具有多個(gè)孔。偵測元件配置于篩選元件下方，且偵測元件具有一偵測區(qū)。第一電極具有多個(gè)指向偵測元件的尖端放電結(jié)構(gòu)，且尖端放電結(jié)構(gòu)適于使微粒子帶有電荷。偵測元件配置于第一電極與第二電極之間，而第一電極與第二電極適于產(chǎn)生一電場，且第一電極與第二電極之間的電場至少施加于篩選元件與偵測元件之間，以牽引帶電荷的微粒子從篩選元件往偵測元件移動(dòng)并且附著于偵測元件的偵測區(qū)上。

基于上述，在本發(fā)明的范例實(shí)施例中，微粒子偵測器可達(dá)到利用黃光顯影蝕刻制作工藝制作TSV篩選元件，可大幅縮小尺寸選擇入口的尺寸。搭配小型化的偵測器，如MEMS的震蕩器或石英震蕩器，使小型化模塊。利用可抽換功能可以讓無法過濾的篩選元件與過飽和的偵測元件更換?？膳窟M(jìn)行大量生產(chǎn)組裝降低價(jià)格。模塊化的產(chǎn)品可以導(dǎo)入攜帶式產(chǎn)品，例如手機(jī)。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A為本發(fā)明微粒子偵測器的第一實(shí)施例剖面示意圖；

圖1B為本發(fā)明微粒子偵測器的第二實(shí)施例剖面示意圖；

圖1C為本發(fā)明微粒子偵測器的第三實(shí)施例剖面示意圖；

圖1D為本發(fā)明震蕩器的立體示意圖；

圖1E、圖1F為本發(fā)明震蕩器工作原理的示意圖；

圖2A為本發(fā)明微粒子偵測器的立體分解示意圖；

圖2B為本發(fā)明篩選元件的立體示意圖；

圖3為本發(fā)明微粒子偵測器的第四實(shí)施例立體分解示意圖；

圖4為本發(fā)明微粒子偵測器的第五實(shí)施例立體分解示意圖；

圖5A為本發(fā)明微粒子偵測器的第六實(shí)施例立體剖視示意圖；

圖5B為本發(fā)明微粒子偵測器的第七實(shí)施例立體剖視示意圖；

圖5C為本發(fā)明微粒子偵測器的第八實(shí)施例立體剖視示意圖；

圖5D為本發(fā)明微粒子偵測器的第九實(shí)施例立體剖視示意圖；

圖5E為本發(fā)明微粒子偵測器的第十實(shí)施例立體剖視示意圖；

圖6為本發(fā)明微粒子偵測器的組合剖視示意圖；

圖7為本發(fā)明篩選元件的制作工藝示意圖；

圖8A、圖8B、圖8C為本發(fā)明篩選元件的篩選元件的TSV照片示意圖；

圖9A至圖9C為本發(fā)明第十一實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖10A至圖10C為本發(fā)明第十二實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖11A為本發(fā)明第十三實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖11B為本發(fā)明第十四實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖11C為本發(fā)明第十五實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖11D為本發(fā)明第十六實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖11E為本發(fā)明第十七實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖；

圖12A至圖12D為本發(fā)明第十八實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖。

符號(hào)說明

微粒子偵測器10 篩選元件12

偵測元件14 震蕩器141

偵測區(qū)142 電路143

氣流孔144 震蕩元件145

微粒子146 彈簧147

導(dǎo)體148、55 孔16

膠材18 模塊20

鎖件210 頂蓋22

鎖孔220 氣流入口222

第一凹部224 承載板24

凹槽242 第五通孔244

中間元件26 第一通孔262

第一溝槽264 第一密閉元件266

電路板28 第二通孔282

第一氣流孔284 底蓋29

氣流出口292 第二凹部294

第三溝槽296 第三密閉元件298

墊片21、23、25、27

鎖孔212、232、252、272

治具30 第一承載板302

第二承載板304 第三通孔306

第四通孔308 印刷電路板31

氣流孔312 入口32

芯片33 出口34

泵36 基板40

光致抗蝕劑材料42 開口44

第一承載板46 導(dǎo)通孔48

第一電極E1 第二電極E2

尖端放電結(jié)構(gòu)T 上表面302a

下表面302b 內(nèi)表面22a

外表面22b 第一導(dǎo)電通孔22c

第二導(dǎo)電通孔22e 第三導(dǎo)電通孔13

第一接墊22d 第二接墊P、22f

第一膠材18a 第二膠材18b

第一空間S1 第二空間S2

具體實(shí)施方式

請參閱圖1A為本發(fā)明微粒子偵測器的第一實(shí)施例剖面示意圖，本發(fā)明微粒子偵測器10包括一篩選元件12及一偵測元件14，該篩選元件12具有多數(shù)個(gè)孔16，而該偵測元件14對應(yīng)地設(shè)置于該篩選元件12的下方，該偵測元件14具有一偵測區(qū)142用以偵測至少一微粒子濃度。在一實(shí)施例中，該孔16為一直筒狀，該孔16為一導(dǎo)通孔(TSV，Through silicon via)。在一實(shí)施例中，該偵測元件14與該篩選元件12間于近邊緣處以一膠材18結(jié)合或密封。

請參閱圖1B為本發(fā)明微粒子偵測器的第二實(shí)施例剖面示意圖，本發(fā)明結(jié)構(gòu)基本如第一實(shí)施例所述，不同處在于全部或部分孔16形成一漸縮狀或漸擴(kuò)狀，該孔16為一導(dǎo)通孔(TSV，Through silicon via)。在此，漸縮狀定義為一孔16的第一端截面積大于第二端截面積，亦即入口端(第二端)面積小于出口端(第一端)面積。漸擴(kuò)狀的定義為一孔16的第一端截面積大于第二端截面積，亦即入口端(第一端)面積小于出口端(第二端)面積。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的篩選元件12的孔16可部分地形成漸縮狀或漸擴(kuò)狀，該漸縮狀或漸擴(kuò)狀的孔16可規(guī)則地或不規(guī)則地與直筒狀的孔16混合配置。

請參閱圖1C為本發(fā)明微粒子偵測器的第三實(shí)施例剖面示意圖，本發(fā)明結(jié)構(gòu)基本如第一實(shí)施例所述，不同處在于該偵測元件14的偵測區(qū)142兩側(cè)分別設(shè)置有一氣流孔144。在一實(shí)施例中，該偵測元件14可為一IC芯片。

在上述各實(shí)施例中，該孔16的孔徑提供一帶有至少一種PM2.5(Particle millimeter 2.5)粒子的氣流通過?；蛘吆杏麄蓽y的微粒子通過。在一實(shí)施例中，該孔16的截面積大的一端面對該偵測區(qū)142，使氣流可攜帶微粒子146通過該孔16的截面積小的一端(預(yù)設(shè)的孔徑)篩選進(jìn)入該偵測區(qū)142，而自該孔16的截面積大的一端發(fā)散自該偵測區(qū)142上。因此，本發(fā)明利用半導(dǎo)體先進(jìn)的制作工藝制作TSV wafer(Through silicon via wafer)作為微粒子146的篩選元件12，并配合孔16的孔徑與孔型的設(shè)計(jì)，降低篩選微粒子146時(shí)堵塞的現(xiàn)象。

在一實(shí)施例中，該偵測元件14設(shè)置于一電路板28(如圖2A)上，且位于該偵測元件14兩側(cè)分別設(shè)置有一氣流孔144。如圖1C所示。

在一實(shí)施例中，該偵測區(qū)142包括有一震蕩器141及一電路143，該震蕩器141與該電路143電連接，使利用該震蕩器141附著有該微粒子146時(shí)，震蕩頻率下降，使震蕩頻率轉(zhuǎn)換成質(zhì)量變化以偵測該微粒子146濃度。

請參閱圖1D為本發(fā)明震蕩器的立體示意圖，該震蕩器141包括一震蕩元件145及分別設(shè)置于該震蕩元件145兩側(cè)的彈簧147，該彈簧147連接在該電路143。該電路143設(shè)置于一電路板28上并電連接。在一實(shí)施例中，該電路143位于該偵測區(qū)142下方位置。亦即位于該震蕩器141下方位置。在一實(shí)施例中，該偵測元件14具有至少一導(dǎo)體148與一電路板28連接，且該電路143可為一IC電路。其中該振蕩器141為一MEMS(Microelectromechanical Systems)振蕩器或石英震蕩器。

請參閱圖1E、圖1F為本發(fā)明震蕩器工作原理的示意圖，如圖1E所示，縱軸為震蕩次數(shù)，橫軸為頻率。公式如下所示：

如圖1F所示，縱軸為頻率，橫軸為時(shí)間。當(dāng)該震蕩器141附著有該微粒子146時(shí)，震蕩頻率下降，使震蕩頻率轉(zhuǎn)換成質(zhì)量變化以偵測該微粒子146濃度。

請參閱圖2A為本發(fā)明微粒子偵測器的立體分解示意圖，本發(fā)明微粒子偵測器10除了圖1A-圖1F所示的元件外，本發(fā)明還包括一中間元件26、一頂蓋22及一底蓋29，該中間元件26具有一第一通孔262，該中間元件26設(shè)置于該篩選元件12與該偵測元件14間，亦即該中間元件26設(shè)置于該承載板24與該電路板28間，使該第一通孔262對準(zhǔn)該多數(shù)個(gè)孔16以及該偵測元件14，方便氣流通過。該中間元件26、該頂蓋22及該底蓋29可為一相同幾何形狀，在一實(shí)施例中，可為圓形，方便組成模塊或拆卸模塊。

該篩選元件12設(shè)置于該頂蓋22及該中間元件26間，該頂蓋22具有一氣流入口222。該電路板28設(shè)置于該底蓋29與該中間元件26間，該底蓋29具有一氣流出口292。在一實(shí)施例中，該頂蓋22的內(nèi)側(cè)具有一第一凹部224(如圖6所示)，且該底蓋29的內(nèi)側(cè)具有一第二凹部294，使分別連通該氣流入口222與該氣流出口292。

請參閱圖2B為本發(fā)明篩選元件的立體示意圖，該篩選元件12設(shè)置于一承載板24上，該承載板24具有一凹槽242，供該篩選元件12嵌入于該凹槽242內(nèi)固定。該承載板24上具有一第五通孔244(如圖6所示)連通該篩選元件12。

如圖2A及圖2B所示，該頂蓋22、承載板24、中間元件26、電路板28及該底蓋29上對應(yīng)地設(shè)置有多數(shù)個(gè)鎖孔220，供多數(shù)個(gè)鎖件210使該頂蓋22、承載板24、中間元件26、電路板28及該底蓋29固定為一模塊20。

請參閱圖3為本發(fā)明微粒子偵測器的第四實(shí)施例立體分解示意圖，該中間元件26的兩側(cè)表面分別設(shè)置有一第一溝槽264圍繞著該第一通孔262，供一第一密閉元件266嵌入該第一溝槽264內(nèi)；以及該頂蓋22與該底蓋29相對應(yīng)地內(nèi)側(cè)設(shè)置有一第二溝槽(圖中未示)與一第三溝槽296，供一第二密閉元件(圖中未示)與一第三密閉元件298分別地嵌入該第二溝槽與該第三溝槽296內(nèi)。該多個(gè)密閉元件266、298提供密閉效果，使氣流通過該篩選元件12與該偵測元件14不會(huì)外泄。本發(fā)明可利用治具設(shè)計(jì)可以更換篩選元件12或偵測元件14，讓偵測器10可以重復(fù)使用。

請參閱圖4為本發(fā)明微粒子偵測器的第五實(shí)施例立體分解示意圖，其中該頂蓋22、承載板24、中間元件26、電路板28及該底蓋29彼此間分別設(shè)置有一墊片21、23、25、27以供密閉與緩沖用，且該每一墊片21、23、25、27對應(yīng)該頂蓋22、承載板24、中間元件26、電路板28及該底蓋29的鎖孔220設(shè)置有多數(shù)個(gè)鎖孔212、232、252、272。

請參閱圖5A為本發(fā)明微粒子偵測器的第六實(shí)施例立體剖視示意圖，在一實(shí)施例中，一治具30包括有一入口32與一出口34。在治具30內(nèi)設(shè)置有一第一承載板302及一第二承載板304，該第一承載板302位于該第二承載板304的上方。該第一承載板302具有一第三通孔306，并于該第三通孔306上設(shè)置有該篩選元件12。該第二承載板304具有一第四通孔308，并于該第四通孔308上設(shè)置有該偵測元件14。該偵測元件14具有至少一或多數(shù)個(gè)氣流孔144。

在一實(shí)施例中，在該治具30的出口34處設(shè)置有一泵36，使氣流可經(jīng)過該治具30入口32進(jìn)入該篩選元件12篩選微粒子146后，可通過該篩選元件12的微粒子146則會(huì)附著于該偵測元件14的偵測區(qū)142，進(jìn)而得到微粒子146濃度。

在一實(shí)施例中，該第一承載板302與該第二承載板304將治具30內(nèi)部切割出三個(gè)空間，因此利用泵36可驅(qū)動(dòng)氣流自該治具30入口32流經(jīng)該篩選元件12、偵測元件14、氣流孔144、治具30出口34流出。

在一實(shí)施例中，本發(fā)明各實(shí)施例的該篩選元件12與該偵測元件14經(jīng)模塊化后，該篩選元件12與該偵測元件14是可以拆卸替換的。

請參閱圖5B為本發(fā)明微粒子偵測器的第七實(shí)施例立體剖視示意圖，基本上與圖5A類似，不同處在于：該第二承載板304上設(shè)置有一印刷電路板31(PCB,printed circuit board)且該印刷電路板31可突出于該治具30外，與其它芯片33或基板等連接。而該偵測元件14設(shè)置在該印刷電路板31上并電連接。在一實(shí)施例中，該偵測元件14具有至少一或多數(shù)個(gè)氣流孔(圖中未示)。在該治具30的出口34處設(shè)置有一泵36，以驅(qū)動(dòng)氣流流動(dòng)。在一實(shí)施例中，該印刷電路板31具有多個(gè)氣流孔312。因此，使氣流可經(jīng)過該治具30入口32進(jìn)入該篩選元件12篩選微粒子146后，可通過該篩選元件12的微粒子146則會(huì)附著于該偵測元件14的偵測區(qū)142，進(jìn)而得到微粒子146濃度。接著，經(jīng)過氣流孔312自該出口34排出。

請參閱圖5C為本發(fā)明微粒子偵測器的第八實(shí)施例立體剖視示意圖，在一實(shí)施例中，可將如圖1C所示的實(shí)施例設(shè)置在一印刷電路板31上，并將該偵測元件14的氣流孔144貫通該印刷電路板31，因此氣流可從該治具30入口32進(jìn)入經(jīng)該篩選元件12、偵測元件14而由該氣流孔144自該治具30出口34流出。在該治具30的出口34處設(shè)置有一泵36，以驅(qū)動(dòng)氣流流動(dòng)。

請參閱圖5D為本發(fā)明微粒子偵測器的第九實(shí)施例立體剖視示意圖，在一實(shí)施例中，可將如圖1C所示的實(shí)施例設(shè)置在該治具30內(nèi)壁上。該氣流可由該治具30入口32進(jìn)入經(jīng)該篩選元件12、偵測元件14、氣流孔144、治具30出口34而流出。在該治具30的出口34處設(shè)置有一泵36，以驅(qū)動(dòng)氣流流動(dòng)。如圖1C所示，在一實(shí)施例中，圖5D的該篩選元件12與該偵測元件14間設(shè)置有一膠材18可結(jié)合該篩選元件12與該偵測元件14。

請參閱圖5E為本發(fā)明微粒子偵測器的第十實(shí)施例立體剖視示意圖，在一實(shí)施例中，可將如圖1C所示的實(shí)施例設(shè)置在該治具30內(nèi)部上。該氣流可由該治具30入口32進(jìn)入經(jīng)該篩選元件12及該治具30內(nèi)部空間、偵測元件14、治具30出口34而流出。在一實(shí)施例中，該偵測元件14可不用設(shè)置氣流孔。在一實(shí)施例中，在該治具30的出口34處設(shè)置有一泵36，以驅(qū)動(dòng)氣流流動(dòng)。

請參閱圖6為本發(fā)明微粒子偵測器的組合剖視示意圖，當(dāng)模塊化后，該頂蓋22與該承載板24間設(shè)有一墊片21，該頂蓋22具有一氣流入口222，且該頂蓋22內(nèi)側(cè)具有一第一凹部224與該氣流入口222相通。該承載板24上設(shè)置有一篩選元件12，并對應(yīng)該承載板24上的第五通孔244，使氣流可通過該篩選元件12與該第五通孔244。該中間元件26與該承載板24間設(shè)置有一墊片23。該中間元件26與該電路板28間設(shè)置有一墊片25，該電路板28上設(shè)置有一偵測元件14，該電路板28設(shè)有一第二通孔282對應(yīng)該偵測元件14的震蕩器141。亦即該電路板28對應(yīng)于該偵測元件14上設(shè)置有一第二通孔282，以供氣流通過該偵測元件14的震蕩器141后進(jìn)入該第二通孔282。該電路板28上于該偵測元件14兩側(cè)也可設(shè)置至少一第一氣流孔284。其中該中間元件26的第一通孔262分別連通該承載板24的第五通孔244及該第一氣流孔284與第二通孔282。該底蓋29的內(nèi)側(cè)具有一第二凹部294，使分別連通該氣流出口292與該第一氣流孔284與第二通孔282。該底蓋29與該電路板28間設(shè)置有一墊片27。該中間元件26與該電路板28間也設(shè)有一墊片25。該頂蓋22、承載板24、中間元件26、電路板28及該底蓋29以多數(shù)個(gè)鎖件鎖入該鎖孔內(nèi)固定。本發(fā)明經(jīng)模塊化后，可大量生產(chǎn)，也可以微小化，攜帶方便，可即時(shí)的進(jìn)行微粒子偵測。

請參閱圖7為本發(fā)明篩選元件的制作工藝示意圖，本發(fā)明篩選元件的制造流程包括提供一基板40；涂布或平版印刷一光致抗蝕劑材料42于該基板40上；蝕刻出多個(gè)開口44于該基板40上，其中該開口44為一直筒狀或漸縮狀或漸擴(kuò)狀；自該基板40上移除該光致抗蝕劑材料42；貼合一第一承載板46于該基板40的開口44面上；研磨該基板40直至該開口44露出形成導(dǎo)通孔48；及切開該基板40并包含多個(gè)導(dǎo)通孔48。

請參閱圖8A、圖8B、圖8C為本發(fā)明篩選元件的篩選元件的TSV照片示意圖，本發(fā)明利用黃光顯影可以把開口的尺寸蝕刻出來，且利用蝕刻方式把特定的角度孔蝕刻出來，如圖8A所示。圖8A為利用蝕刻做出來的TSV，深度45um。圖8B與圖8C可看到頂部的CD 2.79um與底部的CD 2.06um，晶片(Wafer)再經(jīng)過研磨切割后，即可得到篩選元件。

圖9A至圖9C為本發(fā)明第十一實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖。請同時(shí)參照圖1A至圖1C以及圖9A至圖9C，本實(shí)施例的微粒子偵測器(圖9A至圖9C)分別與第一實(shí)施例至第三實(shí)施例(圖1A至圖1C)的微粒子偵測器類似，惟差異之處在于：本實(shí)施例的微粒子偵測器進(jìn)一步包括第一電極E1與第二電極E2，其中第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且這些尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶電荷。此外，由于偵測元件14配置于第一電極E1與第二電極E2之間，第一電極E1與第二電極E2適于產(chǎn)生一電場，且第一電極E1與第二電極E2之間的電場至少施加于篩選元件12與偵測元件14之間，以牽引帶電荷的微粒子146從篩選元件12往偵測元件14移動(dòng)并且附著于偵測元件14的偵測區(qū)142上。

如圖9A至圖9C所示，在本實(shí)施例中，篩選元件12與偵測元件14位于第一電極E1與第二電極E2之間，以使第一電極E1與第二電極E2之間的電場能夠施加于篩選元件12與偵測元件14之間。在本實(shí)施例中，第一電極E1例如電連接至一負(fù)電壓，且位于篩選元件12的上方，而第二電極E2例如電連接至一正電壓，且位于偵測元件14的下方。舉例而言，第一電極E1上的尖端放電結(jié)構(gòu)T例如為具有尖端的導(dǎo)電凸塊，而前述的尖端放電結(jié)構(gòu)T(即導(dǎo)電凸塊)例如是通過焊線制作工藝(wire-bonding process)所形成的圖釘狀凸塊(stud bumps)。此外，前述的尖端放電結(jié)構(gòu)T例如為金凸塊或其他材質(zhì)的導(dǎo)電凸塊。

然而，第一電極E1與第二電極E2的設(shè)置位置并不限于如圖9A至圖9C所示，第一電極E1與第二電極E2的設(shè)置以能夠使第一電極E1與第二電極E2之間的電場施加于篩選元件12與偵測元件14之間為原則。以下將搭配圖10A至圖10C針對第一電極E1與第二電極E2的另一種設(shè)置方式進(jìn)行描述。

圖10A至圖10C為本發(fā)明第十二實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖。請參照圖9A至圖9C以及圖10A至圖10C，本實(shí)施例的微粒子偵測器(圖10A至圖10C)分別與第十一實(shí)施例(圖9A至圖9C)的微粒子偵測器類似，惟差異之處在于：本實(shí)施例的第一電極E1設(shè)置于篩選元件12的下表面上。換言之，第一電極E1位于篩選元件12與感測元件14之間，而第一電極E1與第二電極E2之間的電場會(huì)產(chǎn)生于第一電極E1與偵測元件14，且電場對于微粒子146的影響不及于篩選元件12的上方。

在圖10A至圖10C中的微粒子偵測器中，由于第一電極E1的制作可被整合于篩選元件12的制作中，因此，微粒子偵測器的體積可更進(jìn)一步的縮小。

承上述，第十一實(shí)施例與第十二實(shí)施例中所記載的第一電極E1與第二電極E2也可被應(yīng)用于前述的第六實(shí)施例至第十實(shí)施例(圖5A至圖5E)中，以下將搭配圖11A至圖11E針對第一電極E1與第二電極E2的多種不同設(shè)置方式進(jìn)行描述。

圖11A為本發(fā)明第十三實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖。請同時(shí)參照圖5A以及圖11A，本實(shí)施例的微粒子偵測器(圖11A)與第六實(shí)施例(圖5A)的微粒子偵測器類似，惟二者差異之處在于：本實(shí)施例中的微粒子偵測器進(jìn)一步包括第一電極E1與第二電極E2，其中第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且這些尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶電荷。此外，如圖11A所示，在本實(shí)施例中，第一承載板302具有一上表面302a與一下表面302b，篩選元件12配置于第一承載板302的上表面302a上，而第一電極E1則配置于第一承載板302的下表面302b上。第二承載板304適于承載偵測元件14，且第二電極E2配置于第二承載板304的任一表面(上表面或下表面)上。

在本實(shí)施例中，第一電極E1的設(shè)置位置并不局限于第一承載板302的下表面302b，且第二電極E2的設(shè)置位置并不拘限于第二承載板304的下表面。舉例而言，第一電極E1可設(shè)置于篩選元件12的上方，而第二電極E2可設(shè)置于偵測元件14的底面上或者是偵測元件14下方的治具30上。

圖11B為本發(fā)明第十四實(shí)施例微粒子偵測器的剖視示意圖。請同時(shí)參照圖5B以及圖11B，本實(shí)施例的微粒子偵測器(圖11B)與第七實(shí)施例(圖5B)的微粒子偵測器類似，惟二者差異之處在于：本實(shí)施例中的微粒子偵測器進(jìn)一步包括第一電極E1與第二電極E2，其中第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且這些尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶電荷。此外，如圖11B所示，在本實(shí)施例中，第一承載板302具有一上表面302a與一下表面302b，篩選元件12配置于第一承載板302的上表面302a上，而第一電極E1則配置于第一承載板302的下表面302b上。此外，第二承載板304適于承載偵測元件14以及印刷電路板31，且第二電極E2配置于第二承載板304的任一表面(上表面或下表面)上。

在本實(shí)施例中，第一電極E1的設(shè)置位置并不局限于第一承載板302的下表面302b，且第二電極E2的設(shè)置位置并不拘限于第二承載板304的下表面。舉例而言，第一電極E1可設(shè)置于篩選元件12的上方，而第二電極E2可設(shè)置于印刷電路板31與偵測元件14之間、印刷電路板31的底面上或是印刷電路板31下方的治具30上。

圖11C為本發(fā)明第十五實(shí)施例微粒子偵測器的剖視示意圖。請同時(shí)參照圖5C與圖11C，本實(shí)施例的微粒子偵測器與第八實(shí)施例的微粒子偵測器類似，惟二者差異之處在于：本實(shí)施例中的微粒子偵測器進(jìn)一步包括第一電極E1與第二電極E2，其中第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且這些尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶電荷。此外，如圖11C所示，在本實(shí)施例中，第一電極E1設(shè)置于篩選元件12的下表面上，而第二電極E2設(shè)置于印刷電路板31的底面上。

在本實(shí)施例中，第一電極E1的設(shè)置位置并不局限于篩選元件12的下表面，而第二電極E2的設(shè)置位置并不拘限于印刷電路板31的下表面上。舉例而言，第一電極E1可設(shè)置于篩選元件12的上方，而第二電極E2可設(shè)置于印刷電路板31與偵測元件14之間或是印刷電路板31下方的治具30上。

圖11D為本發(fā)明第十六實(shí)施例微粒子偵測器的剖視示意圖，而圖11E為本發(fā)明第十七實(shí)施例微粒子偵測器的剖視示意圖。請同時(shí)參照圖5D至圖5E與圖11D至圖11E，本實(shí)施例的微粒子偵測器(圖5D至圖5E)與第九實(shí)施例至第十實(shí)施例的微粒子偵測器(圖11D至圖11E)類似，惟差異之處在于：本實(shí)施例中的微粒子偵測器進(jìn)一步包括第一電極E1與第二電極E2，其中第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且這些尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶電荷。此外，如圖11D與圖11E所示，在本實(shí)施例中，第一電極E1設(shè)置于篩選元件12的下表面上，而第二電極E2設(shè)置于偵測元件14的底面上。

在本實(shí)施例中，第一電極E1的設(shè)置位置并不局限于篩選元件12的下表面，而第二電極E2的設(shè)置位置并不拘限于偵測元件14的下表面上。舉例而言，第一電極E1可設(shè)置于篩選元件12的上方，而第二電極E2可設(shè)置于偵測元件14下方的治具30上。

圖12A至圖12D為本發(fā)明第十八實(shí)施例的微粒子偵測器的剖視示意圖。請參照圖12A與圖12B，本實(shí)施例的微粒子偵測器包括篩選元件12、偵測元件14、第一電極E1、第二電極E2、頂蓋22以及電路板31。篩選元件12具有多個(gè)孔16。偵測元件14配置于篩選元件12下方，且偵測元件14具有一偵測區(qū)142。第一電極E1具有多個(gè)指向偵測元件14的尖端放電結(jié)構(gòu)T，且尖端放電結(jié)構(gòu)T適于使微粒子146帶有電荷。偵測元件14配置于第一電極E1與第二電極E2之間，而第一電極E1與第二電極E2適于產(chǎn)生一電場，且第一電極E1與第二電極E2之間的電場至少施加于篩選元件12與偵測元件14之間，以牽引帶電荷的微粒子146從篩選元件12往偵測元件14移動(dòng)并且附著于偵測元件14的偵測區(qū)142上。此外，頂蓋22配置于篩選元件12上方，其中第一電極E1配置于頂蓋22上，且第一電極E1位于頂蓋22與篩選元件12之間。電路板31用以承載偵測元件14，而第二電極E2配置于電路板31上，且第二電極E2位于電路板31與偵測元件14之間。

如圖12A與圖12B所示，頂蓋22具有一朝向篩選元件12的內(nèi)表面22a、一與內(nèi)表面22a相對的外表面22b、一第一導(dǎo)電通孔22c以及一位于外表面22b上的第一接墊22d，而第一電極E1配置于頂蓋22的內(nèi)表面22a上，且第一電極E通過導(dǎo)電通孔22c與第一接墊22d電連接。在本實(shí)施例中，導(dǎo)電通孔22c與第一接墊22d的數(shù)量可依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)而變動(dòng)。此外，頂蓋22與篩選元件12之間例如是通過一第一膠材18a結(jié)合，以于頂蓋22與篩選元件12之間形成一第一空間S1，而篩選元件12與電路板31之間例如是通過一第二膠材18b結(jié)合，以于篩選元件12與電路板31之間形成一第二空間S2。前述的第一空間S1與第二空間S2通過篩選元件12的孔16連通。

在本實(shí)施例中，第一膠材18a與第二膠材18b例如為絕緣膠材或?qū)щ娔z材，但并不以此實(shí)施例材料為限。

在圖12A與圖12B中，設(shè)置于電路板31上的第二電極E2例如是從第二空間S2內(nèi)延伸至第二空間S2之外，且第二電極E2具有一位于第二空間S2外的第二接墊P。從圖12A示意，可通過第一接墊22d以及第二接墊P分別對第一電極E1與第二電極E2施加適當(dāng)?shù)碾妷?，且第一接墊22d以及第二接墊P位于不同的水平高度上。

此外，本實(shí)施例的頂蓋22具有氣流入口222，篩選元件12則具有位于氣流入口222下方的收集凹槽11以收集粒徑大于孔16的較大微粒子，以降低粒徑較大的微粒子阻塞孔16的機(jī)率。如圖12A所示，收集凹槽11例如是對應(yīng)于篩選元件12的中間部分而分布于篩選元件12的孔16之間，而對應(yīng)于收集凹槽11的氣流入口222例如是位于頂蓋22的中間部分。

如圖12B所示，收集凹槽11例如是分布于篩選元件的12的邊緣部分或角落處。換言之，收集凹槽11例如是分布于孔16的一側(cè)，而對應(yīng)于收集凹槽11的氣流入口222例如是位于頂蓋22的邊緣部分或角落處。

請參照圖12A至圖12D，圖12C至圖12D中的微粒子偵測器與圖12A至圖12B中的微粒子偵測器類似，惟差異在于：在圖12C至圖12D中的微粒子偵測器中，頂蓋22還包括至少一第二導(dǎo)電通孔22e以及至少一位于外表面22b上的第二接墊22f，篩選元件12具有至少一第三導(dǎo)電通孔13，而第一膠材18a與第二膠材18b皆為導(dǎo)電膠材，且第二電極E2通過第二膠材18b、第三導(dǎo)電通孔13、第一膠材18a以及第二導(dǎo)電通孔22e與第二接墊22f電連接。從圖12C至圖12D中可知，第二接墊22f通過第二導(dǎo)電通孔22e與第一膠材18a電連接，第一膠材18a通過第三導(dǎo)電通孔13與第二膠材18b電連接，而第二膠材18b則設(shè)置于第二電極E2上，并且與第二電極E2電連接。

從圖12C與圖12D示意，可通過第一接墊22d以及第二接墊22f分別對第一電極E1與第二電極E2施加適當(dāng)?shù)碾妷?，且第一接墊22d以及第二接墊22f位于相同水平高度(即頂蓋22的外表面22b)上。

本發(fā)明上述的不同實(shí)施例可包括如下特點(diǎn)：

利用黃光顯影蝕刻制作工藝制作TSV篩選元件，可大幅縮小尺寸選擇入口的尺寸。

搭配小型化的偵測器，如MEMS的震蕩器或石英震蕩器，使小型化模塊。

利用可抽換功能可以讓無法過濾的篩選元件與過飽和的偵測元件更換。

可批量進(jìn)行大量生產(chǎn)組裝降低價(jià)格。

模塊化的產(chǎn)品可以導(dǎo)入攜帶式產(chǎn)品，例如手機(jī)。

現(xiàn)今測量系統(tǒng)過大不易攜帶也不即時(shí)，且價(jià)格昂貴，如果利用本發(fā)明可以達(dá)到小型化，開發(fā)微粒子偵測模塊，并可廣泛應(yīng)用于攜帶式產(chǎn)品，廣泛的監(jiān)控，遠(yuǎn)離微粒子污染源，且找出污染源，降低肺癌的發(fā)生。

雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。