用于低密度材料的芯片级感测装置制造方法及图纸

一种针对各种应用的在芯片级上高效地且经济地生产的电化学传感器装置被公开。在一些方面，所述装置是在晶圆技术上或者使用晶圆技术制作的，由此传感器室是通过所述晶圆创建的，并且气体端口允许传感器的工作电极检测某些气体。通过使用晶圆技术，大规模生产是可能的，其中单个传感器是从一个或更多个共用晶圆生产的。集成电路在晶圆中或晶圆上被以集成的方式制作以使得晶圆为集成电路系统和互连部分提供基板、而且还提供其中设置气体传感器的室的限定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低密度材料的芯片级感测装置相关申请本申请要求于2018年01月22日提交的、题目为“用于低密度材料的芯片级感测装置(Chip-ScaleSensingDeviceforLowDensityMaterial)”的美国临时申请号62/620,372、以及于2018年01月23日提交的、题目为“用于低密度材料的低阻抗传感器(LowImpedanceSensorforLowDensityMaterial)”的临时申请序列号62/620,963的权益和优先权，这两篇申请特此通过引用并入。
本专利技术涉及通过与芯片级封装中的感测电路集成的电化学电池来感测或识别低密度材料(例如，气体)的传感器装置的设计和制造。背景考虑到由于工业化和自然资源以及数量急剧增加的家庭和城市污染源而造成的地球大气的改变，对于准确的且连续的空气质量监视的需要已经成为确定源和警告消费者即将发生的危险的必要条件。使得进行实时的监视和暴露评定成为现实的是能够提供可以被集成到最广泛的范围的平台和应用中的低成本、小的形状因数和低功率装置的能力。存在感测不同的低密度材料(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片级电化学感测装置，所述芯片级电化学感测装置包括：/n基底晶圆，所述基底晶圆具有面向外的侧面和面向内的侧面，所述面向内的侧面部分地限定传感器室，所述基底晶圆进一步具有穿过所述基底晶圆并且在所述基底晶圆的所述面向内的侧面和所述面向外的侧面之间延伸的多个通孔；/n在所述通孔的第一通孔处，包括气体端口，所述气体端口允许所述基底晶圆的所述面向外的侧面和所述面向内的侧面之间的气体连通，并且特别允许所述基底晶圆的所述面向外的侧面上的气体通过所述气体端口通孔传递到所述传感器室中；/n电化学传感器，所述电化学传感器对所述气体的性质做出响应，被设置在所述传感器室中；/n所述电化学传感器包括第一电极和第...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180122 US 62/620,372;20180123 US 62/620,9631.一种芯片级电化学感测装置，所述芯片级电化学感测装置包括：
基底晶圆，所述基底晶圆具有面向外的侧面和面向内的侧面，所述面向内的侧面部分地限定传感器室，所述基底晶圆进一步具有穿过所述基底晶圆并且在所述基底晶圆的所述面向内的侧面和所述面向外的侧面之间延伸的多个通孔；
在所述通孔的第一通孔处，包括气体端口，所述气体端口允许所述基底晶圆的所述面向外的侧面和所述面向内的侧面之间的气体连通，并且特别允许所述基底晶圆的所述面向外的侧面上的气体通过所述气体端口通孔传递到所述传感器室中；
电化学传感器，所述电化学传感器对所述气体的性质做出响应，被设置在所述传感器室中；
所述电化学传感器包括第一电极和第二电极，其中所述第一电极和所述第二电极通过电解质耦合，并且其中所述第一电极被暴露于通过所述气体端口进入所述传感器室的所述气体；
所述通孔中的第二通孔包括导电通孔，所述导电通孔将所述电化学传感器的所述第一电极电耦合到所述基底晶圆的所述面向外的侧面上的第一电触点；
所述通孔中的第三通孔包括导电通孔，所述导电通孔将所述电化学传感器的所述第二电极电耦合到所述基底晶圆的面向外的侧面上的第二电触点；
至少一电连接组，所述至少一电连接组与所述装置来回传载电信号；以及
集成电路，所述集成电路被构造在所述基底晶圆和盖帽晶圆中的任何一个上或所述基底晶圆和盖帽晶圆中的任何一个中，所述集成电路被电耦合到所述电连接组。


2.如权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括装置封装，所述装置封装包括电化学传感器和所述集成电路。


3.如权利要求1所述的装置，所述传感器室至少部分地由所述晶圆的所述面向内的侧面中的凹部限定。


4.如权利要求1所述的装置，所述传感器室至少部分地由设置在所述基底晶圆的所述面向内的侧面上方的盖帽晶圆限定。


5.如权利要求4所述的装置，所述盖帽晶圆中具有部分地限定所述传感器室的凹部。


6.如权利要求4所述的装置，所述盖帽晶圆包括以下中的任何一个：晶圆级半导电面板、裸片级面板、玻璃面板、陶瓷面板、聚合物面板和印刷电路板(PCB)面板。


7.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极被设置在所述电解质和所述基底晶圆的所述面向内的侧面之间。


8.如权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括垂直地设置在所述电解质和所述基底晶圆的所述面向内的侧面之间的气体密封件，所述气体使所述传感器室的一部分与另一部分隔离，所述气体密封件还被围绕所述第一电极和所述气体端口侧向地设置。


9.如权利要求1所述的装置，所述装置进一步包括气体可渗透过滤器，所述气体可渗透过滤器对通过所述气体端口的气体进行过滤。


10.如权利要求9所述的装置，所述过滤器在其可渗透性上是大小选择性的。


11.如权利要求9所述的装置，所述过滤器包括疏水材料和疏油材料中的至少一个。


12.如权利要求9所述的装置，所述过滤器包括密封的侧壁。


13.如权利要求1所述的装置，所述第一电触点和所述第二电触点包括焊接突起，所述焊接突起将所述传感器装置电耦合到包括所述传感器装置的系统中的外部电路系统。


14.如权利要求4所述的装置，所述基底晶圆和所述盖帽晶圆中的任何一个包括硅晶圆。


15.如权利要求4所述的装置，所述基底晶圆和所述盖帽晶圆中的任何一个包括陶瓷晶圆。


16.如权利要求4所述的装置，所述基底晶圆和所述盖帽晶圆中的任何一个包括印刷电路板(PCB)。


17.一种制造制品，所述制造制品包括：
共用的基底晶圆和共用的盖帽晶圆，一个或更多...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·巴特，J·C·程，R·I·奥尔森，
申请(专利权)人：英赛特系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US