发明名称 微米针头阵列制造方法及其结构
摘要 一种中空型态的微米针头阵列制造方法及其结构,其步骤包括先预备一晶圆层,于该晶圆层上开设多数与水平面维持预定倾斜度之峰部,复以一光阻层覆盖该峰部表面;接着,于该光阻层上定义出复数个直立管孔,该管孔前端系顺应该峰部倾斜面形成,以使靠近晶圆层之管孔开口面完全贴合于该峰部;之后,电铸一奈米晶粒电镀金属至该光阻层连接并填满各直立管孔,复移除该晶圆层以及光阻层,即完成该微米中空针头阵列各制程步骤;利用半导体制程技术制作微米针头阵列(Microneedle Array),针头前端可以开设成倾斜切角并且维持中空,因此,针头注射时得以轻易地刺入皮肤,而有助于药物、体液或其他生物分子经皮传输(Transdermal Delivery)及取样。本案代表图:第1E图4 微米中空针头阵列40 直立管孔402 管底部5 奈米晶粒电铸金属
申请公布号 TW568790 申请公布日期 2004.01.01
申请号 TW092109431 申请日期 2003.04.23
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 陈玄芳;周淑金;叶信宏;杨昀良;颜佳莹
分类号 A61M5/00 主分类号 A61M5/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种用于经皮传输之微米针头阵列(MicroneedleArray)制造方法,该方法包含以下步骤:预备一晶圆层,其上形成有复数个具预定倾斜度之峰部;于该峰部上覆盖一第一光阻层;显影该第一光阻层,以定义出复数个直立管孔,该管孔前端系顺应该峰部倾斜面形成,以使靠近该晶圆层之管孔开口面完全贴合于该峰部;于该第一光阻层表面布覆一第二光阻层并予以显影,使得该第二光阻层剥离后,该直立管孔之管心部的第一光阻层厚度大于该直立管孔外部之第一光阻层厚度;于该第一光阻层上填铸一奈米晶粒电铸金属,以形成金属针头阵列;以及移除该晶圆层及该第一光阻层。2.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,复包括于该金属针头阵列形成后,于该针头阵列表面形成一隔离层。3.如申请专利范围第2项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以电铸方法形成一奈米晶粒电铸金,且该奈米晶粒电铸含之材质系选自纯金、白金、金合金、白金合金及K金等所组组群之一者。4.如申请专利范围第2项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以浸渍法(Dipping)形成选自如矽胶(Silicone Rubber)、聚亚胺酯(Polyurethane)及过氟酸聚合物(Perfluorinated polymer)等材料所组组群之一者。5.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该微米针头阵列系采中空型态(Hollow)设计。6.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该晶圆层形成峰部后,于该峰部表面布覆一种子层(Seed Layer)。7.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该晶圆层形成峰部后,于该峰部表面布覆一阻蚀层(Etch Stop)。8.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该峰部之倾斜度介于15至60度之间。9.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该第一光阻层系一负光阻(Negative Photoresist)。10.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属之晶粒粒径系小于100奈米(nm)。11.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸镍。12.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸钴。13.如申请专利范围第1项之微米针头阵列制造方法,其中,该直立管孔管心部之光阻层上方有奈米晶粒电铸金属覆盖时,系以研磨方法去除之。14.一种用于经皮传输之微米针头阵列(Microneedle Array)制造方法,该方法包含以下步骤:预备一晶圆层;于该晶圆层上布覆一光阻层,并将该光阻层形成为复数个具预定倾斜度之峰部;蚀刻该峰部,以定义出复数个开口面顺应该峰部倾斜度之直立管孔阵列;翻模该直立管孔阵列俾形成一母模;蚀除该直立管孔阵列;以及电铸一奈米晶粒电铸金属至该母模,以于脱模后形成金属针头阵列。15.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,复包括于该金属针头阵列形成后,于该针头阵列表面形成一隔离层。16.如申请专利范围第15项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以电铸方法形成一奈米晶粒电铸金,且该奈米晶粒电铸金之材质系选自纯金、白金、金合金、白金合金及K金等所组组群之一者。17.如申请专利范围第15项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以浸渍法(Dipping)形成选自如矽胶(SiliconeRubber)、聚亚胺酯(Polyurethane)及过氟酸聚合物(Perfluorinated polymer)等材料所组组群之一者。18.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该微米针头阵列系采中空型态(Hollow)设计。19.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该光阻层峰部系以灰阶光罩(Gray Scale Mask)技术渐层拉高而形成者。20.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该光阻层峰部系以垂直移动式曝光机构(Elevating Exposure System)渐层拉高而形成者。21.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该光阻层峰部之倾斜度介于15至60度之间。22.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该光阻层峰部系以极单向性蚀刻法(Extremely Anisotropic Etch)定义出直立管孔的管壁位置。23.如申请专利范围第22项之微米针头阵列制造方法,其中,该极单向性蚀刻法系采用电感耦合电浆(Inductively-coupled-plasma,ICP)蚀刻技术。24.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该母模系以电铸方法(Electroforming)形成一电铸母模。25.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属之晶粒粒径系小于100奈米(nm)。26.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸镍。27.如申请专利范围第14项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸钴。28.一种用于经皮传输之微米针头阵列(Microneedle Array)制造方法,该方法包含以下步骤:用高能光束照射树脂形成至少一直立管孔阵列,该直立管孔阵列上定义有复数个开口具预定倾斜度之直立管孔;翻模该直立管孔阵列俾形成一母模;蚀除该直立管孔阵列;以及电铸一奈米晶粒电铸金属至该母模,以于脱模后形成金属针头阵列。29.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,复包括于该金属针头阵列形成后,于该针头阵列表面形成一隔离层。30.如申请专利范围第29项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以电铸方法形成一奈米晶粒电铸金,且该奈米晶粒电铸金之材质系选自纯金、白金、金合金、白金合金及K金等所组组群之一者。31.如申请专利范围第29项之微米针头阵列制造方法,其中,该隔离层系以浸渍法(Dipping)形成选自如矽胶(SiliconeRubber)、聚亚胺酯(Polyurethane)及过氟酸聚合物(Perfluorinated polymer)等材料所组组群之一者。32.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该微米针头阵列系采中空型态(Hollow)设计。33.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该高能光束系为雷射。34.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该直立管孔之倾斜角度介于15至60度之间。35.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该树脂系选自环氧树脂(Epoxy)、矽树脂、聚酯树脂(Polyesters)及聚酚树脂(Polyphenolic acid Resin)等热塑性树脂所组组群之一者所制成。36.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该直立管孔阵列系以快速原型(Rapid Prototyping)技术制造。37.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该树脂系一聚碳酸酯(Polycarbonate)树脂基板。38.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该直立管孔阵列系以雷射削切(Laser Cutting)技术制作。39.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该母模系以电铸方法(Electroforming)形成一电铸母模。40.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属之晶粒粒径系小于100奈米(nm)。41.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸镍。42.如申请专利范围第28项之微米针头阵列制造方法,其中,该奈米晶粒电铸金属系一奈米晶粒电铸钴。43.一种在不伤及真皮层(血管及神经密布于真皮层)的情况下,可提供有关药物、体液或其他生物分子(Biological Molecule)经皮传输及取样之针头阵列,系包括:由多数直立管孔连接形成之中空针头阵列,该直立管孔具有一与皮肤接触之开口部,及支撑该开口部并且提供相邻开口部连接之管底部所构成,其中,该开口部前端形成有一尖锐斜角,且该斜角与水平面相交一预设角度。44.如申请专利范围第43项之针头阵列,其中,该直立管孔具有一同时贯穿该开口部与管底部之管心部。45.如申请专利范围第43项之针头阵列,其中,该斜角系介于15至60度。46.如申请专利范围第43项之针头阵列,其中,该直立管孔外表面形成有一奈米晶粒电镀白金。47.如申请专利范围第43项之针头阵列,其中,该直立管孔外表面形成有一奈米晶粒电镀金。图式简单说明:第1A至1H图系表示本发明之微米中空针头阵列制造方法之第一实施例;第2A图系表示按本发明之微米中空针头阵列制造方法制作,并以奈米晶粒电铸金属镀金完成之微米针头立体图;第2B图系表示第2A图沿剖面线2B-2B之剖面示意图;第3A至3H图系表示本发明之微米中空针头阵列制造方法之第二实施例;第4A至4F图系表示本发明之微米中空针头阵列制造方法之第三实施例;第5A至5F图系表示本发明之微米中空针头阵列制造方法之第四实施例;第6图系习知微米针头阵列之电子显微镜的高倍放大图;以及第7图系三种习知微米针头之针头刺入端之简单示意比较图。
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