DE10122133A1 - Integrierte mikrofluidische und elektronische Komponenten - Google Patents

Abstract

Eine mikrofluidische Komponente mit einem mikrofluidischen Kanal ist mit einer Elektronikkomponente mit einer Schaltung zur Verarbeitung von Signalen, die mit der mikrofluidischen Komponente verwandt sind, verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Elektronikkomponente ein vorgefertigter integrierter Schaltungschip, der Signalverarbeitungs- und/oder Prozeßsteuerungsfunktionen umfaßt. Das Verbinden der mikrofluidischen Komponente mit der Elektronikkomponente liefert eine Modularchitektur, bei der verschiedene Kombinationen von mikrofluidischen Komponenten und Elektronikkomponenten verwendet werden können, um individuell angepaßte Verarbeitungs- und Analysewerkzeuge zu erzeugen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mikrohergestellte Vorrich­ tungen für chemische und biologische Analyse, und insbeson­ dere auf die Integration mikrofluidischer und elektroni­ scher Komponenten.

Mikrofluidische Technologie wird verwendet, um Systeme zu schaffen, die chemische und biologische Analyse in einem viel kleineren Ausmaß als bisherige Techniken durchführen kann. Eine weit verbreitete Verwendung mikrofluidischer Sy­ steme ist bei der Analyse von DNA-Molekülen. Mikrofluidi­ sche Systeme für die Analyse, chemische und biologische Verarbeitung und Präparation von Proben kann eine Kombina­ tionen der folgenden Elemente umfassen: Vor- und Nachverar­ beitung fluidischer Handhabungskomponenten, mikrofluidischer Komponenten, Mikrofluidisch-zu-System-Schnittstellenkomponenten, elektrischer und elektronischer Komponenten, Umweltsteuerungskomponenten und Datenanalyse­ komponenten.

Da mikrofluidische Systeme kleiner und komplexer werden, gibt es einen wachsenden Bedarf an elektronischer und elek­ trischer Verarbeitungsunterstützung, um die Analysefähig­ keiten zu verbessern. Bekannte mikrofluidische Systeme lie­ fern elektronische und elektrische Verarbeitungsunterstüt­ zung durch Durchführen von Funktionen wie z. B. Spannungs-/Strom­ erzeugung, Signalerzeugung, Signalerfassung, Signal­ verarbeitung, Signalrückkopplung und Datenverarbeitung ge­ trennt vom mikrofluidischen System. In einigen Fällen ist die Trennung der elektronischen Verarbeitung und der mi­ krofluidischen Funktionen wünschenswert. Beispielsweise ist eine relativ große Leistungsversorgung erforderlich, um für die Elektrophorese eine hohe Spannung an einen mikrofluidi­ schen Kanal anzulegen, und es ist am Besten, die Leistungsversorgung getrennt von dem mikrofluidischen System zu po­ sitionieren. Als weiteres Beispiel wird Datenanalyse am be­ sten unter Verwendung eines Computers durchgeführt, der vom mikrofluidischen System getrennt ist.

Einige elektrische Prozesse haben jedoch Anforderungen, die unter der Verwendung von elektrischen Komponenten, die vom mikrofluidischen System getrennt sind, schwierig zu erfül­ len sind. Beispielsweise neigen sehr niedrige Energiesigna­ le, die von mikrofluidischen Systemen erfaßt werden, dazu, sich zu verschlechtern, während sie vom mikrofluidischen System weg zu einer getrennten Signalverarbeitungskomponen­ te hingeleitet werden. Als Folge der Tendenz zu Signalver­ schlechterung ist es wünschenswert, die erfaßten Signale zu verstärken, bevor sie sich verschlechtern. Elektrische In-System-Verarbeitung ist außerdem in Fällen wünschenswert, in denen Informationen, die von vielen Sensoren auf einen mikrofluidischen System gesammelt werden, verwendet werden müssen, um Prozesse auf dem mikrofluidischen Chip zu steu­ ern. Beispielsweise könnte ein Temperatursystemeingangs­ signal verwendet werden, um Heizeinrichtungen eines mi­ krofluidischen Systems zu steuern.

Eine Technik zum Liefern einer Signalerfassung für ein mi­ krofluidisches System umfaßt eine einzelne Photodiode, die mit einem mikrofluidischen Chip verbunden ist, wie es in dem Artikel mit dem Titel "An Optical MEMS-based Fluorescence Detection Scheme with Applications to Capillary Electrophoresis", von K. D. Kramer et al. (SPIE Conference on Microfluidic Devices and Systems, September 1998, SPIE Bd. 3515, Seiten 76-85) offenbart ist. Obwohl eine einzelne Photodiode auf den mikrofluidischen Chip geklebt ist, ist die Photodiode lediglich ein elektrischer Wandler weist keine elektronische Signalverarbeitungs- oder Systemsteue­ rungsfähigkeit auf.

Wie in dem Artikel mit dem Titel "Microfabricated Devices for Genetic Diagnostics," von Carlos H. Mastrangelo et al. (Proceedings of the IEEE, Bd. 86, Nr. 8, August 1998, Seiten 1769-1787) beschrieben, wurde die Elektronik außerdem direkt auf das gleiche Substrat wie ein mikrofluidisches System integriert. Mastrangelo et al. haben die folgenden Vorrichtungen in ein Siliziumsubstrat eingeschlossen: flui­ dische Komponenten, elektrische Treiberkomponenten, Dioden­ erfassungskomponenten und fluidische Steuerungselemente (z. B. Thermoventilsteuerung). Obwohl Mastrangelo et al. inte­ grierte mikrofluidische und elektronische Komponenten of­ fenbaren, sind die mikrofluidischen und elektronischen Kom­ ponenten auf dem gleichen Substrat hergestellt. Die Her­ stellung sowohl der mikrofluidischen als auch der elektro­ nischen Komponenten auf dem gleichen Substrat ist nicht nur teuerer und schwieriger, als die Herstellung mikrofluidi­ scher Komponenten, sondern beschränkt außerdem die Auswahl der Materialien und Prozesse, die zum Herstellen der Kompo­ nenten zur Verfügung stehen. Ferner kann die Qualität der gefertigten Komponenten leichter gesteuert werden, wenn die Komponenten getrennt voneinander und unter Verwendung be­ kannter Techniken gefertigt werden.

Mikrofluidische Systeme werden aus Polymer, Glas, Silizium, und Keramiksubstraten hergestellt. Eine auf oder in Silizi­ um hergestellte mikrofluidische Komponente kann elektrische und Datenanalysekomponenten direkt auf dem Siliziumsubstrat hergestellt haben, wie es von Mastrangelo et al. beschrie­ ben ist. Dies kann jedoch auf Polymer- oder Glassubstraten nur schwer erreicht werden. Polymer- und Glassubstrate sind die nützlichsten Substrate für mikrofluidische Anwendungen und es ist daher wünschenswert, Polymer- oder Glassubstrate mit Elektronikkomponenten zu integrieren. Hinsichtlich des Bedarfs Elektronikkomponenten in nächster Nähe zu mi­ krofluidischen Komponenten zu haben, und hinsichtlich der Bevorzugung von mikrofluidischen Polymer- oder Glassubstra­ ten, wird ein mikrofluidisches System mit einer mikroflui­ dischen Komponente benötigt, das idealerweise aus Polymer oder Glas gebildet ist, das mit einer Elektronikkomponente integriert ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein inte­ griertes Mikrosystem für verschiedene Kombinationen von mi­ krofluidischen Komponenten und Elektronikkomponenten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein integriertes Mikrosystem gemäß Anspruch 1, 13 oder 16 gelöst.

Eine mikrofluidische Komponente mit einem mikrofluidischen Kanal ist mit einer Elektronikkomponente verbunden, die ei­ ne Schaltung zum Verarbeiten von Signalen aufweist, die auf die mikrofluidische Komponente bezogen sind. Bei einem Aus­ führungsbeispiel ist die Elektronikkomponente ein vorgefer­ tigter bzw. vorabhergestellter integrierter Schaltungschip, der Signalverarbeitung- und/oder Verarbeitungssteuerungs­ schaltungen umfaßt, die einen wesentlich höheren Funktiona­ litätsgrad liefern als eine schlichte Photodiode. Die mi­ krofluidische Komponente der Erfindung ist vorzugsweise aus Polymer hergestellt, und der integrierte Schaltungschip ist vorzugsweise mit der mikrofluidischen Komponente verbunden, unter Verwendung eines Flip-Chip-(Umkehr-Chip-)Typ Prozes­ ses, der in der integrierten Schaltungsindustrie weit ver­ breitet ist. Die Verbindung der mikrofluidischen Komponente mit der Elektronikkomponente schafft eine modulare Archi­ tektur, bei der verschiedene Kombinationen von mikrofluidi­ schen Komponenten und Elektronikkomponenten verwendet wer­ den können, um individuell gestaltete Verarbeitungs- und Analysewerkzeuge zu erzeugen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die mi­ krofluidische Komponente ein Substrat, das Merkmale auf­ weist, wie z. B. mikrofluidische Kanäle, mikrofluidische Kammern und mikrofluidische Flußsteuerungselemente. Daher kann die mikrofluidische Komponente bekannte Merkmale um­ fassen, wie z. B. Kapillarkanäle, Trennungskanäle, Erfas­ sungskanäle, Ventile und Pumpen.

Die mikrofluidischen Komponenten können auf direkte Weise, wie z. B. Photolithographieverfahren, chemisches Trocken- oder Naßätzen, Laserablation oder traditionelle Bearbeitung hergestellt werden. Die mikrofluidische Komponente kann au­ ßerdem auf indirekte Weise, wie z. B. Spritzgießen, heißes Prägen, Gießen oder andere Verfahren, die eine Form oder ein gemustertes Werkzeug verwenden, um die Merkmale der mi­ krofluidischen Komponente zu bilden, hergestellt werden. Das mikrofluidische Substrat ist aus einem Material wie z. B. Polymer, Glas, Silizium, Metall, oder Keramik herge­ stellt. Ein Polymer, wie z. B. Polyimid oder Polymethyl­ methacrylat (PMMA) wird bevorzugt. Die mikrofluidische Kom­ ponente wird im wesentlichen hergestellt, bevor die Elek­ tronikkomponente damit verbunden wird.

Zusätzlich zu den mikrofluidischen Merkmalen kann die mi­ krofluidische Komponente leitfähige Spuren umfassen, die innerhalb des Substrats und/oder auf der Oberfläche des Substrats gebildet sind. Die leitfähigen Spuren schaffen elektrische Verbindung zwischen der Elektronikkomponente und verschiedenen elektrischen Merkmalen auf oder in der mikrofluidischen Komponente. Diese elektrischen Merkmale können umfassen: (1) direkte Kontakte mit dem Fluid; (2) Elemente, die entweder in Kontakt oder nicht in Kontakt mit dem Fluid sind und den Fluß oder den Betrieb des Fluids oder seiner Inhalte steuern; (3) Sensoren, die in direktem Kontakt mit dem Fluid sind; (4) Sensoren, die nicht in di­ rektem Kontakt mit dem Fluid sind; (5) elektrische Heiz- oder Kühlelemente, die in oder auf der mikrofluidischen Komponente integriert sind; (6) Elemente, die Oberflächen­ veränderungen innerhalb der mikrofluidischen Komponente be­ wirken können; und (7) aktive mikrofluidische Steuerungs­ elemente, wie z. B. Ventile, Pumpen und Mischer. Leitfähige Spuren können außerdem zu Kontaktanschlußflächen auf der mikrofluidischen Komponente führen, die elektrische Verbin­ dungen zu Systemen außerhalb der Komponente, wie z. B. Si­ gnalprozessoren, Signalausgabevorrichtungen, Leistungsver­ sorgungen, und/oder Datenspeichersystemen schaffen. Die Schaffung von Kontaktanschlußflächen auf der mikrofluidi­ schen Komponente für die Verbindung zu Systemen außerhalb der Komponente, kann den Bedarf beseitigen, solche Kontak­ tanschlußflächen auf der Elektronikkomponente vorzusehen.

Obwohl die Elektronikkomponente aus diskreten elektrischen Elementen auf einem gewöhnlichen Substrat gebildet werden kann, wie z. B. auf einer herkömmlichen gedruckten Schal­ tungsplatine, ist die Komponente vorzugsweise eine vorge­ fertigte integrierte Schaltung, die jede einer Vielzahl von Funktionen ausführen kann. Die vorgefertigte integrierte Schaltung kann eine Kombination von Operationsverstärkern, Transistoren, Dioden, Multiplexern, Schaltern, Filtern, usw. umfassen, die Funktionen, wie z. B. Signalerfassung, Signalverarbeitung, Puffern, und/oder Steuerungsfunktionen erfüllen. Die Elektronikkomponente kann beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = appli­ cation specific integrated circuit) sein. Die Elektronik­ komponente ist vorzugsweise mit der mikrofluidischen Kompo­ nente unter Verwendung einer Flip-Chip-Verbindung, wie z. B. einer Lötmittelhöckerbefestigung, Goldplattierungsbefe­ stigung oder einer Befestigung durch ein leitfähiges Haft­ mittel, verbunden. Vorzugsweise ist diese Komponente eine elektrische Komponente, die innerhalb des Bereichs der mi­ krofluidischen Komponente befestigt ist, derart, daß die elektrische Komponente nicht über die Seite der mikroflui­ dischen Komponente hinausragt. Eine einseitig eingespannte Elektronikkomponente kann jedoch als eine Einrichtung zum Freilegen von Kontaktanschlußflächen für die direkte Ver­ bindung der Elektronikkomponente mit einem System außerhalb der Komponente verwendet werden. Als eine Alternative zu dem integrierten Schaltungschip besteht die Elektronikkom­ ponente aus diskreten elektrischen Vorrichtungen, die auf einem geeigneten Substrat, wie z. B. einer gedruckten Schaltungsplatine, befestigt sind, die dann unter Verwen­ dung einer der obigen Methoden mit der mikrofluidische Kom­ ponente verbunden wird.

Gleichartig zu der mikrofluidischen Komponente, wird die Elektronikkomponente in einem getrennten Verfahren herge­ stellt, entweder unter Verwendung von herkömmlichen Halb­ leiterverarbeitungstechniken, oder der Anordnung diskreter elektrischer Elemente, wie z. B. Widerstände, Kondensato­ ren, Operationsverstärker und dergleichen. Die Elektronik­ komponente kann eine Kombination aus Speicher, Signalerfas­ sung, Signalverarbeitung- und Steuerungsschaltungsanordnung umfassen. Die Signalerfassungsschaltungsanordnung kann elektrische Felder, Magnetfelder, Leitfähigkeit, Wider­ standsfähigkeit, elektrischen Strom, dielektrische Konstan­ ten, chemische Eigenschaften, Temperatur, Druck, und/oder Licht erfassen, abhängig von den Betriebsanforderungen der mikrofluidischen Komponente. Die Signalverarbeitungsschal­ tungsanordnung kann beispielsweise ein Signal verstärken, filtern, von analog zu digital umwandeln, und/oder auf der Basis von Signaleingängen logische Entscheidungen treffen. Die Steuerungsschaltungsanordnung kann Spannungssteuerung, Stromsteuerung, Temperatursteuerung und/oder Zeitgebungs­ signalerzeugung liefern.

Da die mikrofluidische Komponente und die Elektronikkompo­ nente getrennte Vorrichtungen sind, kann die Elektronikkom­ ponente an verschiedenen Stellen mit der mikrofluidischen Komponente verbunden sein. Beispielsweise kann die Elektro­ nikkomponente so mit der mikrofluidischen Komponente ver­ bunden sein, daß sie sich nicht direkt über irgendwelchen mikrofluidischen Kanälen oder Kammern befindet. Alternativ kann die Elektronikkomponente so mit der mikrofluidischen Komponente verbunden sein, daß sie sich direkt über einem mikrofluidischen Kanal oder einer mikrofluidischen Kammer befindet, um direkte Signalerfassung durch die Elektronik­ komponente über dem Kanal, der Kammer oder einem anderen Merkmal zu liefern. Als weitere Möglichkeit kann das System mehr als eine Elektronikkomponente umfassen, die auf der gleichen oder auf gegenüberliegenden Seiten mit der mi­ krofluidischen Komponente verbunden sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt die Elek­ tronikkomponente, um eine Rückkopplungsschleife auf dem Sy­ stem zwischen der mikrofluidischen Komponente und der Elek­ tronikkomponente zu schaffen. Beispielsweise kann die Elek­ tronikkomponente einer Heizvorrichtung signalisieren, die Temperatur an einem bestimmten Bereich der mikrofluidischen Komponente zu überwachen. Ansprechend auf die überwachte Temperatur kann die Elektronikkomponente die Temperatur auf der mikrofluidischen Komponente anpassen, wie sie benötigt wird, um eine bestimmte Bedingung zu erreichen oder zu er­ halten. Andere Prozeßsteuerungen im System können zwischen der mikrofluidischen Komponente und der Elektronikkomponen­ te implementiert werden, um Funktionalität und/oder verbes­ serte Leistungsfähigkeit zu schaffen.

Da die Elektronikkomponente und die mikrofluidische Kompo­ nente getrennte Vorrichtungen sind, die miteinander verbun­ den sind, können die Komponenten getrennt hergestellt wer­ den, unter Verwendung von Qualitätskontrollverfahren, die für jeden Komponententyp spezifisch sind. Zusätzlich kön­ nen, da die Elektronikkomponente und die mikrofluidische Komponente getrennte Vorrichtungen sind, die Komponenten mit anderen mikrofluidischen und Elektronikkomponenten aus­ getauscht werden, um individuell gestaltete Verarbeitungs- und Analysewerkzeuge zu erzeugen. Beispielsweise können verschiedene integrierte Schaltungen mit einer einzigen Ge­ staltung einer mikrofluidischen Komponente verwendet wer­ den, um neue Systeme zu erzeugen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines integrierten Mikrosystems, das eine Elektronikkomponente um­ faßt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er­ findung mit einer mikrofluidischen Komponente verbunden ist, wobei sich die Elektronikkomponente nicht über einem mikrofluidischen Kanal befin­ det.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines integrierten Mikrosystems, das eine Elektronikkomponente um­ faßt, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer mikrofluidischen Kompo­ nente verbunden ist, wobei die Elektronikkompo­ nente direkt über einem mikrofluidischen Kanal angebracht ist.

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht eines Abschnitts des integrierten Mikrosystems von Fig. 2.

Fig. 4 eine Seitenschnittansicht einer alternativen Ein­ richtung zum Verbinden einer Elektronikkomponente mit einer mikrofluidischen Komponente.

Fig. 5 eine perspektivische Draufsicht eines integrier­ ten Mikrosystems, das gemäß einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung eine einseitig einge­ spannte Elektronikkomponente umfaßt.

Fig. 6 eine perspektivische Unteransicht des integrier­ ten Mikrosystems von Fig. 5.

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines integrierten Mikrosystems, das ein Halbleitersubstrat umfaßt, das gemäß der Erfindung mit einem Kapillarrohr verbunden ist.

Fig. 8 eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Halb­ leitersubstrats und Kapillarrohrs mit einem zu­ sätzlichen Halbleitersubstrat, das gemäß der Er­ findung an dem Kapillarrohr gegenüber dem ersten Halbleitersubstrat angebracht ist.

Fig. 1 ist eine Ansicht eines integrierten Mikrosystems 10, das eine Elektronikkomponente 12 umfaßt, die mit einer mi­ krofluidischen Komponente 14 verbunden ist. Die mikroflui­ dische Komponente umfaßt ein Substrat, das Merkmale auf­ weist, wie z. B. mikrofluidische Kanäle, mikrofluidische Kammern und mikrofluidische Flußsteuerungselemente. Die mi­ krofluidischen Kanäle umfassen Merkmale wie z. B., aber nicht beschränkt auf, einfache fluidische Übertragungskanä­ le, Trennungskanäle, Mischkanäle und dergleichen. Die mi­ krofluidischen Abteile können als Fluidbehandlungsabteile gesehen werden, in denen spezielle Prozesse durchgeführt werden. Solche Prozesse umfassen, aber sind nicht begrenzt auf, Mischen, Markieren, Filtern, Extrahieren, Ausfällen, Digestieren und dergleichen. Mikrofluidische Flußsteue­ rungselemente umfassen, aber sind nicht begrenzt auf, Mi­ scher, Ventile, Pumpen, Druckregler, Massenflußregler und dergleichen. Die mikrofluidische Komponente umfaßt außerdem Merkmale, wie z. B. Eingangs- und Ausgangstore für fluidi­ sche Kommunikation mit Vorrichtungen oder Komponenten au­ ßerhalb der Komponente.

Die mikrofluidische Komponente kann auf direkte Weise, wie z. B. durch Photolithographieverfahren, chemisches Naß- oder Trockenätzen, Laserablation, oder traditionelle Bear­ beitung hergestellt werden. Die mikrofluidische Komponente kann außerdem auf indirekte Weise, wie z. B. Spritzgießen, heißes Prägen, Gießen oder andere Prozesse, die eine Form oder ein gemustertes Werkzeug benutzen, um die Merkmale der mikrofluidischen Komponente zu bilden, hergestellt werden. Das mikrofluidische Substrat ist aus einem Material wie z. B. Polymer, Glas, Silizium, oder Keramik hergestellt. Poly­ mere sind die bevorzugten Substratmaterialien, und Polyimid ist das am meisten bevorzugte. Polymermaterialien, die hier besonders in Erwägung gezogen werden, umfassen Materialien, die aus den folgenden Klassen ausgewählt sind: Polyimide, PMMA, Polycarbonat, Polystyrol, Polyester, Polyamide, Po­ lyether, Polyolefin oder Mischungen derselben.

In der gesamten Anmeldung bezieht sich der Ausdruck "mi­ krofluidisch" auf eine Komponente oder ein System, mit Ka­ nälen und/oder Kammern, die im allgemeinen im Mikrometer- oder Submikrometer-Maßstab hergestellt sind. Beispielsweise weisen die typischen Kanäle oder Kammern zumindest eine Querschnittabmessung im Bereich von ungefähr 0,1 µm bis et­ wa 500 µm auf.

Bezugnehmend insbesondere auf Fig. 1, ist die mikrofluidi­ sche Komponente 14 eine planare Vorrichtung, die ein inne­ res Fluidbehandlungsabteil 18 mit dem Eingangs- und dem Ausgangstor 15 und 16 umfaßt, und ferner eine interne Tren­ nungskammer 20 mit Eingangs/Ausgangstoren 17 und 22 umfaßt. Das Fluidbehandlungsabteil und die Trennungskammer sind durch gestrichelte Linien gezeigt, da sie innerhalb der mi­ krofluidischen Komponente 14 gebildet sind. Die gestrichel­ ten Linien sind unterbrochen an der Kreuzung des Kanals vom Abteil 18 mit dem Kanal von dem Trennungskanal 20, da sich die zwei Kanäle schneiden. Der Ausdruck "Fluidbehandlungs­ abteil" wird hier verwendet, um einen Abschnitt der mi­ krofluidischen Komponente zu beschreiben, in dem bestimmte Probenpräparationsprozesse durchgeführt werden. Solche Pro­ zesse umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Mischen, Ettiketieren, Filtern, Extrahieren, Ausfällen, Digestieren und dergleichen. Die mikrofluidische Komponente umfaßt au­ ßerdem leitfähige Spuren 26, 28 und 30, die innerhalb des Substrat und/oder auf der Oberfläche des Substrats gebildet sind. Beispielsweise können die leitfähigen Spuren 26 und 28 verwendet werden, um die Leitfähigkeit eines jeweiligen Materials an einem Punkt entlang des Trennungskanals zu messen. Die leitfähigen Spuren 26 und 28 erstrecken sich zu der Elektronikkomponente 12, die mit der mikrofluidischen Komponente 14 verbunden ist. Die mikrofluidische Komponente umfaßt außerdem leitfähige Spuren 30, welche die Elektro­ nikkomponente mit den Kontaktanschlußflächen 32 verbinden. Die Kontaktanschlußflächen können elektrische Verbindungen zu Systemen außerhalb des Chips, wie z. B. Signalprozesso­ ren, Signalausgabevorrichtungen, einer Leistungsversorgung, und/oder Datenspeichersystemen schaffen. Die Schaffung von Eingangs/Ausgangskontaktanschlußflächen auf der mikroflui­ dischen Komponente eliminiert den Bedarf, solche Kontaktan­ schlußflächen auf der Elektronikkomponente vorzusehen.

Die mikrofluidische Komponente 14 ist eine Vorrichtung, die getrennt von der Elektronikkomponente 12 hergestellt wird. Das heißt, daß die mikrofluidische Komponente nicht durch Aufbringen einer Reihe von Schichten auf oder in Verbindung mit der Elektronikkomponente hergestellt wird.

Die Elektronikkomponente 12 ist eine vorgefertigte inte­ grierte Schaltung, die jede einer Vielzahl von Funktionen ausführen kann. Alternativ ist die Elektronikkomponente ein Satz diskreter Elektronikkomponenten, die auf einem geeig­ neten Substrat befestigt sind, wie z. B. einer herkömmli­ chen gedruckten Schaltungsplatine oder dergleichen. Der Ausdruck "Elektronikkomponente" wird hier verwendet, um sich auf eine Vorrichtung zu beziehen, die von der Beschaf­ fenheit her überwiegend elektronisch ist, und einen oder mehreren der Vorgänge, die nachfolgend beschrieben werden durchführt. Im Gegensatz zum oben zitierten System von Kramer et al., das nur eine einfache Photodiode offenbart, die mit einer mikrofluidischen Komponente verbunden ist, hat die Elektronikkomponente von Fig. 1 eine Schaltungsan­ ordnung (nicht gezeigt), die eine Kombination von Operati­ onsverstärkern, Transistoren, Dioden, Multiplexern, Schal­ tern, Filtern, Logik, Digital/Analog-Wandlern, Ana­ log/Digital-Wandlern, usw. umfassen kann, die Funktionen wie z. B. Signalerfassung, Signalverarbeitung, Puffern, und/oder Signal- oder Flußsteuerung durchführen. Die Elek­ tronikkomponente ist vorzugsweise elektrisch verbunden mit der fluidischen Komponente, unter Verwendung einer Flip-Chip-Verbindung, wie z. B. Lötmittelhöckerbefestigung, Ver­ goldungsbefestigung, oder elektrisch leitfähige Haftbefe­ stigung. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich die Elektronikkomponente vollständig innerhalb des Berei­ ches der mikrofluidischen Komponente, so daß die Elektronikkomponente nicht über die Ecke der mikrofluidischen Kom­ ponente hinausragt. Alternativ besteht die Elektronikkompo­ nente aus diskreten elektrischen Vorrichtungen, die auf ei­ nem geeigneten Substrat befestigt sind, das dann unter Ver­ wendung bekannter Techniken mit der mikrofluidischen Kompo­ nente verbunden wird. Die Elektronikkomponente wird unter Verwendung herkömmlicher Halbleiterverarbeitungstechniken getrennt von der mikrofluidischen Komponente hergestellt.

Die Elektronikkomponente 12 kann eine Signalerfassungs­ schaltungsanordnung umfassen. Die Signalerfassungsschal­ tungsanordnung kann elektrische Felder, elektrischen Strom, Temperatur, Leitfähigkeit, Widerstandsfähigkeit, magneti­ sche Felder, dielektrische Konstanten, chemische Eigen­ schaften, Druck oder Licht erfassen, abhängig von den Be­ triebserfordernissen der mikrofluidischen Komponente. Die Techniken, die zur Erfassung dieser Eigenschaften verwendet werden, sind in der mikrofluidischen und elektronischen Technik bekannt und werden hier nicht näher beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, das die Schaltungsanordnung zum Erfassen anderer Phänomene ebenfalls in der Elektronikkom­ ponente umfaßt sein können.

Die Elektronikkomponente 12 kann außerdem eine Signalverar­ beitungsschaltungsanordnung umfassen. Die Signalverarbei­ tungsschaltungsanordnung kann beispielsweise ein Signal verstärken, ein Signal filtern, ein Signal von analog zu digital umwandeln, und auf der Basis von Signaleingängen logische Entscheidungen treffen. Da die Möglichkeiten für die Signalverarbeitung zahlreich sind, wird darauf hinge­ wiesen, daß jeder Typ von Steuerungsschaltungsanordnung für die Implementierung in der Elektronikkomponente vorhergese­ hen ist.

Die Elektronikkomponente 12 kann außerdem Software oder Firmware enthalten, die durch ihren Betrieb die Tätigkeit der Schaltungsanordnung führt oder steuert. Beispielsweise kann die Elektronikkomponente programmierbare Logik enthalten, die es ermöglicht, daß ein programmierter Algorithmus ausgeführt wird, so daß er bestimmte Funktionen erfüllt. Diese Funktionen können Signalfiltern, Signalrückkopplung, Steuerungsvorgänge, Signalunterbrechung und andere Formen der Signalverarbeitung umfassen.

Die Elektronikkomponente 12 ist vorzugsweise eine inte­ grierte Schaltung, die mit der mikrofluidischen Komponente 14 verbunden ist. Das Verbinden der mikrofluidischen Kompo­ nente mit der Elektronikkomponente kann die Verwendung von Kontaktlöten beinhalten, um entsprechende elektrische Kon­ taktpunkte auf mikrofluidischen Komponente und der inte­ grierten Schaltung zu verbinden. Das Kontaktlötmittel kann auf die maximale Temperatur eingestellt werden, die von dem mikrofluidischen Substrat ausgehalten werden kann. Alterna­ tiv können Goldkontakthöcker, Goldkontaktanschlußflächen, oder leitfähige Haftmittel verwendet werden, um elektri­ schen Kontakt zwischen der Elektronikkomponente und der mi­ krofluidischen Komponente zu schaffen. Das Verbinden der Elektronikkomponente mit der mikrofluidischen Komponente kann unter Verwendung eines nicht leitfähigen Haftmittels oder eines Bondingverfahrens durchgeführt werden. Die mi­ krofluidische Komponente kann Kontaktanschlußflächen 32 um­ fassen, welche die integrierte Schaltung mit entfernten Sy­ stemen (außerhalb der Komponente) verbinden. Obwohl die mi­ krofluidische Komponente von Fig. 1 die Kontaktanschlußflä­ chen umfaßt, um die integrierte Schaltung mit entfernten Systemen zu verbinden, sind andere Anordnungen möglich, bei denen die Kontakte in die Elektronikkomponente integriert sind.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Elektronik­ komponente 12 alle der elektrischen Funktionen des Systems liefern, während die mikrofluidische Komponente keine elek­ trisch leitfähige Merkmale aufweist. Beispielsweise kann die Elektronikkomponente alle der elektrischen Verbindungen außerhalb des Systems, alle der elektrischen, Photo-, phy­ sikalischen oder chemischen Sensoren, alle der Signalverarbeitungsschaltungsanordnungen und alle der Datenverbindun­ gen umfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel müssen die Elektronikkomponente und die mikrofluidische Komponente nur mechanisch verbunden sein, da keine elektrische Verbindung erforderlich ist.

Die Elektronikkomponente 12 kann an unterschiedlichen Stel­ len mit der mikrofluidischen Komponente verbunden sein. Wie in Fig. 1 gezeigt, befindet sich die Elektronikkomponente nicht direkt über einem der mikrofluidischen Kanäle oder Kammern. Wenn sich die Elektronikkomponente nicht direkt über einem mikrofluidischen Kanal oder einer mikrofluidi­ schen Kammer befindet, kann die Plazierung der Elektronik­ komponente mit minimaler Genauigkeit durchgeführt werden, da nur die Ausrichtung der elektrischen Kontaktanschlußflä­ chen erforderlich ist. Eine Plazierungstoleranz von unge­ fähr 50 bis 200 µm ist beispielsweise akzeptabel. Die inte­ grierte Schaltung kann alternativ direkt über einem mi­ krofluidischen Kanal oder einer mikrofluidischen Kammer an­ geordnet werden, um direkte Signalerfassung durch eine Er­ fassungsvorrichtung zu liefern, die in die Elektronikkompo­ nente integriert ist. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen eine Anordnung, bei der die Elektronikkomponente 12 direkt über dem Trennungskanal 20 innerhalb der mikrofluidischen Komponente 14 Flip-Chip verbunden ist. Unter besonderer Be­ zugnahme auf Fig. 3 kann die Elektronikkomponente 12 ver­ wendet werden, die Leitfähigkeit des Fluids innerhalb des Trennungskanals 20 zu messen. Die Elektronikkomponente ist mit der Oberfläche der mikrofluidischen Komponente 12 an einem leitfähigen Bauteilpaar 33 und 35, wie z. B. Kontak­ tanschlußflächen, in Kontakt. Jede Kontaktanschlußfläche ist kapazitiv gekoppelt mit dem Fluid innerhalb dem Tren­ nungskanal, da das Substratmaterial der mikrofluidischen Komponente ein Nichtleiter zwischen zwei leitfähigen Mate­ rialien ist. Falls eine der Kontaktanschlußflächen mit ei­ ner Wechselstromquelle verbunden ist und das andere Kontak­ tanschlußflächen mit einem Detektor verbunden ist, kann die Leitfähigkeit des Fluids gemessen werden. Die Schaltungsanordnung zum Überwachen der dynamischen Leitfähigkeit des Fluids befindet sich zumindest teilweise innerhalb der Elektronikkomponente 12 enthalten.

Es ist möglich, daß mehr als eine Elektronikkomponente mit der mikrofluidischen Komponente verbunden ist. Gemäß Fig. 4 werden zwei Elektronikkomponenten 37 und 39 gezeigt, die mit gegenüberliegenden Seiten des Substrats, das die mi­ krofluidische Komponente 14 bildet, verbunden sind. Her­ kömmliche Verbindungsdrähte 41 können verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktanschluß­ flächen 43 auf der Elektronikkomponente und der Kontaktan­ schlußfläche 45 auf der mikrofluidischen Komponente zu schaffen, es können aber auch andere Techniken zum elektri­ schen Verbinden der Komponenten verwendet werden. Als ein mögliches Beispiel kann die Komponente 39 ein integrierter Schaltungschip sein, der spezifisch ist für mikrofluidische Steuerungsfunktionen, und die Komponente 37 kann ein weite­ rer integrierter Schaltungschip sein, der spezifisch ist für Signalverarbeitungsfunktionen.

Bei erneuter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2, wirkt die Elektronikkomponente 12 bei einem Ausführungsbeispiel des integrierten Mikrosystems 10, um eine Rückkopplungsschleife zwischen der mikrofluidischen Komponente 14 und der Elek­ tronikkomponente zu schaffen. Beispielsweise kann die Tem­ peratur einer Region auf der mikrofluidischen Komponente durch die Elektronikkomponente überwacht werden. Anspre­ chend auf die gemessene Temperatur kann die Elektronikkom­ ponente die Temperatur der überwachten Region auf der mi­ krofluidischen Komponente anpassen, wie es benötigt wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen oder beizubehal­ ten. Die Rückmeldung zwischen der mikrofluidischen Kompo­ nente und der Elektronikkomponente ist beispielsweise nütz­ lich bei Verarbeitungs- oder Analysetechniken, die mehrere Temperaturänderungen erfordern. Obwohl die Temperatursteue­ rung beschrieben wird als ein spezifisches Beispiel einer Rückkopplungsimplementation, können auch andere Rückkopplungsschleifen im System zwischen der mikrofluidischen Kom­ ponente und der Elektronikkomponente implementiert werden, um verbesserte Leistungsfähigkeit zu schaffen. Die Bereit­ stellung von Signalverarbeitung innerhalb der integrierten Schaltung, die mit der mikrofluidischen Komponente Flip-Chip verbunden ist, ermöglicht die Steuerung verschiedener Prozesse, wie z. B. Meß-, Reaktions-, Konzentrations-, oder Trennungsprozesse.

Ein Vorteil des Verbindens einer Elektronikkomponente mit einer mikrofluidischen Komponente besteht darin, daß die zwei Komponenten eine modulare Architektur bilden, bei der jede Komponente getrennt hergestellt werden kann. Elektro­ nikkomponenten und fluidische Komponenten erfordern unter­ schiedliche Materialien und Herstellungsverfahren. Die Trennung ihrer Herstellung beseitigt die Schwierigkeiten des Integrierens der Herstellungsprozesse und unterschied­ lichen Materialien. Ferner ermöglicht die Herstellung der Elektronikkomponente getrennt von der mikrofluidischen Kom­ ponente Qualitätssteuerungsverfahren, die spezifisch sind für den Vorrichtungstyp, der hergestellt wird. Beispiels­ weise sind die Umweltsteuerungsanforderungen für die Her­ stellung integrierter Schaltungen nicht die gleichen wie bei der Herstellung von mikrofluidischen Komponenten. Da die Elektronikkomponente und die mikrofluidische Komponente getrennt voneinander hergestellt werden, sind die zwei Kom­ ponenten darüberhinaus mit anderen mikrofluidischen Kompo­ nenten und Elektronikkomponenten austauschbar. Beispiels­ weise kann die gleiche Ausführung einer mikrofluidischen Komponente mit verschiedenen Elektronikkomponenten ausge­ stattet werden, um unterschiedliche Ziele zu erreichen. Durch Verwendung der gleichen mikrofluidischen Komponente, um Systeme mit verschiedenen Fähigkeiten zu erzeugen, wer­ den die Kosten für die Entwicklung mikrofluidischer Kompo­ nenten vermieden, während Flexibilität bei der Verarbeitung und Steuerung ermöglicht wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Elektronikkomponente 47 einseitig eingespannt von der Ecke des Substrats, das die mikrofluidische Komponente 14 bildet. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt dar­ in, daß die Kontaktanschlußflächen 49 auf der unteren Ober­ fläche der Elektronikkomponente frei liegen, wodurch direk­ te Verbindungen mit einer Schaltungsanordnung außerhalb des Systems ermöglicht werden. Das heißt, daß die Spuren 30 und Kontaktanschlußflächen 33 von Fig. 1 nicht erforderlich sind. Wahlweise kann sich die einseitig eingespannt Elek­ tronikkomponente 47 über einen mikrofluidischen Kanal oder eine mikrofluidische Kammer erstrecken und Funktionen er­ füllen (z. B. Temperaturüberwachung) die keine elektrischen Verbindungen zwischen der Elektronikkomponente 47 und der mikrofluidischen Komponente 14 erfordern. Daher wären die leitfähigen Spuren 26 und 28 von Fig. 5 nicht notwendig, aber die Elektronikkomponente würde sich über einen Teil des Trennungskanals 20 oder der Fluidbehandlungskammer 18 erstrecken.

Fig. 7 ist eine Darstellung eines alternativen Ausführungs­ beispiels eines integrierten Mikrosystems 50 gemäß der Er­ findung. Das integrierte Mikrosystem umfaßt eine mikroflui­ dische Komponente in Form eines Kapillarrohrs 52, das ver­ bunden ist mit einem Halbleitersubstrat 54. Das Halbleiter­ substrat umfaßt die Schaltungsanordnung 56 auf dem Chip, die jede der oben mit Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Funktionen erfüllen kann. Das Halbleitersub­ strat kann außerdem Kontaktanschlußflächen 56 und leitfähi­ ge Spuren 58 umfassen, zum Verbinden der Schaltungsanord­ nung auf dem Chip mit einem entfernten System. Das Halblei­ tersubstrat kann außerdem kapillare Kontaktanschlußflächen 60 umfassen, die elektrische Verbindung schaffen zwischen dem Halbleitersubstrat und den Kontaktanschlußflächen 62, die auf dem Kapillarrohr gebildet sind. Die Kontaktan­ schlußflächen 60 auf dem Halbleitersubstrat sind mit der Schaltungsanordnung auf dem Chip durch zusätzliche leitfä­ hige Spuren 64 verbunden.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das Kapillarrohr 52 mit dem Si­ liziumsubstrat 54 mit Verbindungsmaterial 68 verbunden, so daß die Kontaktanschlußflächen 60 des Halbleitersubstrats mit den Kontaktanschlußflächen 62 auf dem Kapillarrohr aus­ gerichtet sind. Alternativ kann leitfähiges Haftmittel ver­ wendet werden, um leitfähige Merkmale auf dem Komponenten direkt miteinander zu verbinden. Die Verbindung des Kapil­ larrohrs auf das gleiche Substrat, das auch die Schaltungs­ anordnung 56 auf dem Chip enthält, ermöglicht es, daß die Erfassung und Analyse der Fluide innerhalb des Kapillar­ rohrs durchgeführt wird mit all den Vorteilen und Fähigkei­ ten, die oben mit Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 be­ schrieben wurden. Das integrierte Mikrosystem 50 von Fig. 7 kann beispielsweise bei einer Kapillarelektrophorese ver­ wendet werden.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein zweites Halbleitersubstrat auf dem Kapillarrohr 52, das in Fig. 7 gezeigt ist, verbunden werden. Fig. 8 zeigt eine Seitenan­ sicht zweier planarer Halbleitersubstrate 54 und 70, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kapillarrohrs verbunden sind, mit Verbindungsmaterial 68, wie z. B. einem Klebstoff oder Lötmetall. Die elektrischen Kontaktpunkte zwischen den Halbleitersubstraten und dem Kapillarrohr können nach Be­ darf zwischen den beiden Substraten verteilt werden. Bei­ spielsweise kann das am weitesten links liegende Kapillar­ kontaktanschlußflächen 52 mit dem oberen Substrat 70 und der verwandten Schaltungsanordnung elektrisch verbunden sein, und die beiden am weitesten rechts liegenden Kapil­ larkontaktanschlußflächen können mit dem unteren Substrat 54 und der verwandten Schaltungsanordnung elektrisch ver­ bunden sein. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Ausführungs­ beispiels der Erfindung liegt darin, daß es verbesserten Schutz der aktiven Abschnitte sowohl der Elektronikkompo­ nente als auch des Kapillarrohrs bietet.

Claims (20)

1. Integriertes Mikrosystem (10; 50) mit:
einer mikrofluidischen Komponente (14; 52) mit mikro­ fluidischen Merkmalen (15, 16, 17, 20, 22) zum Beför­ dern eines interessierenden Fluids; und
einer Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56), die mit der mikrofluidischen Komponente (14; 52) verbunden ist, wobei die Elektronikkomponente eine Signalerfas­ sungs- und Signalverarbeitungsschaltungsanordnung auf­ weist, um eine Eigenschaft des interessierenden Fluids zu bewerten.

2. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß Anspruch 1, bei dem die Elektronikkomponente (12; 47) ein integ­ rierter Schaltungschip (12; 47) ist, der mit der mikrofluidischen Komponente (14; 52) verbunden ist.

3. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) aus diskreten elektronischen Bauelementen auf einem Substrat gebildet ist, das mit der mikrofluidi­ schen Komponente (14; 52) verbunden ist.

4. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 3, bei dem die Schaltungsanordnung der Elektronikkomponente einen Ausgang zum Liefern einer direkten Rückkopplung zu der mikrofluidischen Kompo­ nente (14; 52) ansprechend auf Signale der Schaltungs­ anordnung umfasst, wodurch eine Rückkopplungsschleife erzeugt wird, die innerhalb des integrierten Mikrosys­ tems getrennt ist.

5. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 4, bei dem die Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) eine Signalverstärkerschaltung zum Verstärken eines Signals von einer Signalerfassungs­ teilschaltung der Schaltungsanordnung umfaßt.

6. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 5, bei dem die Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) eine integrierte Schaltung ist.

7. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 6, bei dem die Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) diskrete elektrische Bauelemente um­ faßt.

8. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 7, bei dem die Elektronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) Firmware zur Signalverarbeitung und Signalsteuerung auf der Elektronikkomponente umfaßt.

9. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 8, bei dem die Elektronikkomponente mit der mikrofluidischen Komponente (14; 52) derart ver­ bunden ist, daß sich ein Detektorelement direkt über mindestens einem der mikrofluidischen Merkmale (15, 16, 17, 20, 22) der mikrofluidischen Komponente (14; 52) befindet.

10. Integriertes Mikrosystem (50) gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 9, bei dem die mikrofluidische Komponente (14; 52) eine Kapillarröhre ist, und bei dem die Elek­ tronikkomponente (12; 37, 39; 47; 56) ein Substrat (54) ist, das eine integrierte Schaltung (12; 47) um­ faßt, die innerhalb des Substrats (54) gebildet ist.

11. Integriertes Mikrosystem (10; 50) gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 10, das ferner eine zweite Elektronik­ komponente umfaßt, die mit der mikrofluidischen Kompo­ nente verbunden ist.

12. Integriertes Mikrosystem (10) gemäß Anspruch 11, bei dem sich die Elektronikkomponente und die zweite Elek­ tronikkomponente auf gegenüberliegenden Seiten der mi­ krofluidischen Komponente (14) befinden.

13. Integriertes Mikrosystem (50) mit:
einer mikrofluidischen Komponente (52) mit mikroflui­ dischen Merkmalen in derselben, und
einem eine elektrische Schaltung enthaltendes Sub­ strat, das mit der mikrofluidischen Komponente (52) verbunden ist, wobei das eine elektrische Schaltung enthaltende Substrat eine elektrische Signalverarbei­ tungsschaltung zum Verarbeiten von Signalen umfaßt, die auf die Fluideigenschaften innerhalb der mi­ krofluidischen Kanäle bezogen sind.

14. Integriertes Mikrosystem (50) gemäß Anspruch 13, bei dem das die elektrische Schaltung enthaltende Substrat eine Einrichtung zum Erfassen von Signalen von der mi­ krofluidischen Komponente (52) und zum Steuern eines Prozesses innerhalb der mikrofluidischen Merkmale an­ sprechend auf erfaßte Signale von der mikrofluidischen Komponente (52) enthält.

15. Integriertes Mikrosystem gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem die Einrichtung zum Erfassen und Steuern Echt­ zeitantwortsignale zu der mikrofluidischen Komponente (52) liefert.

16. Integriertes Mikrosystem (10) mit:
einer mikrofluidischen Komponente (14) mit mikroflui­ dischen Merkmalen (15, 16, 17, 20, 22) zum Befördern eines interessierenden Fluids; und
eine Elektronikkomponente (12), die mit der mikroflui­ dischen Komponente (14) verbunden ist, wobei die Elek­ tronikkomponente (12) eine Schaltungsanordnung auf­ weist, um einen Prozeß innerhalb der mikrofluidischen Komponente (14) zu steuern.

17. Integriertes Mikrosystem (10) gemäß Anspruch 16, bei dem die Schaltungsanordnung der Elektronikkomponente (12) die Steuerung zumindest entweder eines Reakti­ ons-, Konzentrations- oder Trennungsprozesses ermög­ licht, der innerhalb der mikrofluidischen Merkmale der mikrofluidischen Komponente (14) auftritt.

18. Integriertes Mikrosystem (10) gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem die Schaltungsanordnung der Elektronikkom­ ponente (12) die Steuerung des Flusses der Fluide in­ nerhalb der mikrofluidischen Komponente (14) ermög­ licht.

19. Integriertes Mikrosystem (10) gemäß einem der Ansprü­ che 16 bis 18, bei dem die Schaltungsanordnung der Elektronikkomponente (12) zumindest entweder eine Spannungssteuerung, eine Stromsteuerung, eine Steue­ rung eines elektrischen Feldes oder eine Steuerung ei­ nes magnetischen Feldes ermöglicht.

20. Integriertes Mikrosystem (10) gemäß einem der Ansprü­ che 16 bis 19, bei dem die Schaltungsanordnung der Elektronikkomponente (12) außerdem die Signalverarbei­ tung von Signalen ermöglicht, die durch die Elektro­ nikkomponente (12) in Zusammenwirkung mit der mi­ krofluidischen Komponente (14) erzeugt werden.