CN111093499A - 具有集成无线发射器的晶片级生理特性传感器包装 - Google Patents

Abstract

传感器装置的实施例包括：基底基板；覆盖所述基板的内表面形成的电路图案；在所述基板的外表面上的生理特性传感器元件；位于穿过所述基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有联接到传感器电极的一个末端，并且具有联接到所述电路图案的另一个末端；承载在所述基板上并且连接到所述电路图案的多层部件堆叠，所述堆叠包括特征和部件以提供与所述传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；和外壳结构，其联接到所述基板，以包封所述基板的所述内表面、所述电路图案和所述堆叠。

Description

具有集成无线发射器的晶片级生理特性传感器包装

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求以下专利的权益并要求其优先权：2017年9月26日提交的美国专利申请序列第15/716,424号和2017年9月26日提交的美国专利申请序列第15/716,426号。

技术领域

本文所描述的主题的实施例大体上涉及医疗装置。更具体地，主题的实施例涉及生理传感器装置和相关制造方法。

背景技术

现有技术包括各种医疗装置和部件、相关制造技术和相关包装技术。例如，生理特性传感器在所属领域中普遍已知用于各种专门应用中。在此方面，薄膜电化学传感器用于测试患者的分析物水平。更具体地，已经设计薄膜传感器用于获得糖尿病用户连续和实时的血糖(BG)水平并且监测BG水平，其中传感器的远侧段部分被皮下定位与细胞外液直接接触。这类读数可尤其适用于调节通常包括定期向患者给药胰岛素的治疗方案。

可将上述类型的葡萄糖传感器作为包括某些特征或部件的产品进行包装和出售，这些特征或部件允许患者定位并且皮下植入传感器。举例来说，薄膜葡萄糖传感器通常使用可与葡萄糖传感器一起包装的导引器工具皮下/经皮植入。导引器含有针，其用于在导引传感器的同时刺穿患者的皮肤。然后抽出针，将传感器留在患者皮肤中。使用通常包括针的传感器导引器，或插入装置然后，在将传感器插入传感器部位后，将其丢弃。

上述类型的连续葡萄糖传感器可包括允许传感器电性物理连接到无线发射器单元的电性物理特征。根据典型的使用情况，在传感器部署并且附连到患者皮肤之后，将发射器单元连接到葡萄糖传感器。常规发射器单元为耐用的部件，被设计为与多个葡萄糖传感器“重复使用”，所述葡萄糖传感器为使用寿命相对较短(例如几天)的一次性部件。从患者的角度来看，处置、管理和部署这类连续葡萄糖传感器和其兼容的无线发射器单元可能会令人沮丧、困难且耗时。

因此，期望具有成本效益的解决方案，其将生理特性传感器和无线发射器集成到单个装置包装中。另外，期望具有成本效益并且有效的制作方法来制造集成传感器装置包装。此外，结合附图和前述技术领域以及背景技术，其它期望特征和特性将从随后具体实施方式和所附权利要求书变得显而易见。

发明内容

这里公开生理特性传感器装置(例如，连续葡萄糖传感器)和相关制造方法的各种实施例。

根据实施例，生理特性传感器装置包括：具有外表面和与外表面相对的内表面的基底基板；覆盖基底基板的内表面形成的导电电路图案；位于基底基板的外表面上的生理特性传感器元件，生理特性传感器元件包含传感器电极；位于穿过基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到导电电路图案的第二末端；承载在基底基板上并且连接到导电电路图案的多层部件堆叠，多层部件堆叠包括特征和部件以提供与生理特性传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；和外壳结构，其联接到基底基板以包封基底基板的内表面、导电电路图案和多层部件堆叠。

根据实施例，生理特性传感器装置包括：具有外表面和与外表面相对的内表面的基底基板；覆盖基底基板的内表面形成的导电电路图案；位于基底基板的外表面上的葡萄糖传感器元件，葡萄糖传感器元件包含传感器电极；位于穿过基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到导电电路图案的第二末端；承载在基底基板上并且连接到导电电路图案的多层部件堆叠，多层部件堆叠包括特征和部件以提供与葡萄糖传感器元件的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能，并且多层部件堆叠包括有源层、无源部件层和电源部件层；和外壳结构，其联接到基底基板以包封基底基板的内表面、导电电路图案和多层部件堆叠。

根据实施例，生理特性传感器装置包括：外壳结构，其限定部件腔；具有外表面和与外表面相对的内表面的基板；位于基板的外表面上的生理特性传感器元件，生理特性传感器元件包括传感器电极；安装在外壳结构中的多层部件堆叠，多层部件堆叠包括特征和部件以提供与生理特性传感器元件的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能，并且多层部件堆叠包括有源层、无源部件层和电源部件层；和位于穿过基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到多层部件堆叠的第二末端。基板将多层部件堆叠包封在外壳结构的部件腔内。

根据实施例，制作生理特性传感器装置的方法涉及：形成覆盖基底基板的第一表面的导电电路图案，导电电路图案电联接到位于穿过基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，导电电路图案包括多个管芯位置的单独的电路布局，并且导电插塞元件布置在多个管芯位置的图案中；将多个多层部件堆叠安装到导电电路图案，使得每个多层部件堆叠电性物理联接到单独的电路布局中的相应一个，每个多层部件堆叠包括特征和部件，以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；在安装之后，形成覆盖基底基板的第一表面的外壳结构，以分别覆盖和包封多层部件堆叠中的每个；制作覆盖基底基板的第二表面的生理特性传感器元件，第二表面与基底基板的第一表面相对，每个生理特性传感器元件包括电联接到导电插塞元件的相应实例的传感器电极，并且每个生理特性传感器元件对应于管芯位置中的相应一个，其中制作产生集成在基底基板上并且由基底基板承载的多个传感器装置；和在制作之后，将多个传感器装置中的每个彼此分开，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

根据实施例，制造生理特性传感器装置的方法涉及：组装用于多个生理特性传感器装置的多个多层部件堆叠，每个多层部件堆叠包括特征和部件以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；将多层部件堆叠安装到在基底基板的第一表面上形成的导电电路图案，导电电路图案电联接到位于穿过基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，导电电路图案和导电插塞元件协作以形成多个管芯位置的单独的电路布局，其中安装步骤将每个多层部件堆叠电性物理联接到电路布局中的相应一个；在安装之后，将外壳结构附连到基底基板的第一表面以分别覆盖和包封多层部件堆叠中的每个；制作覆盖基底基板的第二表面的生理特性传感器元件，第二表面与基底基板的第一表面相对，每个生理特性传感器元件包括电联接到导电插塞元件的相应实例的传感器电极，并且每个生理特性传感器元件对应于管芯位置中的相应一个，其中制作产生集成在基底基板上并且由基底基板承载的多个传感器装置；和在制作之后，将多个传感器装置中的每个彼此分开，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

根据实施例，制作葡萄糖传感器装置的方法涉及：提供包含位于穿过基底基板形成的通孔中的导电插塞元件的基底基板，导电插塞元件布置在对应于葡萄糖传感器装置的管芯位置的图案中；形成用于葡萄糖传感器装置的导电电路图案，电路图案覆盖基底基板的第一表面，并且电路图案电联接到导电插塞元件；将多层部件堆叠安装到电路图案，使得多层部件堆叠电性物理联接到电路图案，多层部件堆叠包括特征和部件以提供与葡萄糖传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；在安装之后，用外壳结构覆盖多层部件堆叠；制作覆盖基底基板的第二表面的葡萄糖传感器元件，第二表面与基底基板的第一表面相对，葡萄糖传感器元件包括电联接到导电插塞元件的相应实例的传感器电极，其中制作产生集成在基底基板上并且由基底基板承载的葡萄糖传感器装置；和在制作之后，将基底基板切割成分开的葡萄糖传感器装置。

根据实施例，制造生理特性传感器装置的方法涉及：组装用于多个生理特性传感器装置的多个多层部件堆叠，每个多层部件堆叠包括特征和部件以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；将多层部件堆叠安装到在基底基板中形成的相应部件腔中；在安装多层部件堆叠之后，附连覆盖基底基板的传感器基板以分别覆盖和包封在其相应部件腔内的多层部件堆叠中的每个，其中传感器基板包含位于穿过传感器基板形成的通孔中的导电插塞元件，并且其中附连传感器基板将导电插塞元件电联接到多层部件堆叠；制作覆盖传感器基板的表面的生理特性传感器元件，每个生理特性传感器元件包括电联接到穿过传感器基板形成的导电插塞元件的相应实例的传感器电极，其中制作产生集成在传感器基板上并且由传感器基板承载的多个传感器装置；和在制作之后，将多个传感器装置中的每个彼此分开，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在识别所要求的主题的关键特征或基本特征，并且也不旨在被用作辅助确定所要求的主题的范围。

附图说明

在结合以下附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求书可得到主题的更透彻理解，其中相同附图标记贯穿附图指代类似元件。

图1为简化表示在部署以供使用时的生理特性传感器装置的透视图；

图2为图1所示的生理特性传感器装置的示例性实施例的横截面示意图；

图3为示出传感器装置制作方法的示例性实施例的流程图；

图4为适合用于中制造多个生理特性传感器装置的基底基板的平面视图；

图5为具有在其上形成的导电电路图案的基底基板的平面视图；

图6为导电电路图案的详细平面视图，示出基底基板的多个管芯位置的布局；

图7为适合与生理特性传感器装置一起使用的多层部件堆叠的示例性实施例的示意正视图；

图8为包括安装到基底基板的图7所示的多层部件堆叠的组件的示意正视图；

图9为包括图7所示的多层部件堆叠、基底基板和外壳结构的组件的示意正视图；

图10为包括附连到基底基板的外壳结构的组件的透视图；

图11为示出具有在其上形成的传感器元件的基底基板的外表面的一部分的平面视图；

图12为在基底基板的外表面上形成的一个传感器元件的示例性实施例的详细平面视图；

图13为示出传感器产品组装方法的示例性实施例的流程图；

图14为单体化生理特性传感器装置的透视图，其中其传感器元件部署在伸展位置；

图15为传感器装置产品的示例性实施例的假想正视图，所述传感器装置产品包括生理特性传感器装置的单体化实例、插入机构和插入针；

图16为图15所示的生理特性传感器装置在其已部署以供使用之后的正视图；

图17为示出传感器装置制作方法的实施例的图；

图18为示出传感器装置制作方法的另一个实施例的图；

图19为根据例示性实施例的传感器装置和插入针的一部分的底部透视图；和

图20为根据另一个示例性实施例的传感器装置和插入针的一部分的底部透视图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅为说明性的并且不旨在限制主题的实施例或这类实施例的应用和使用。如本文所使用，词语“示例性”意指“充当实例、示例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施方案不一定解释为比其它实施方案优选或有利。此外，不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中存在的任何明确或暗示的理论束缚。

此外，在以下描述中仅出于参考的目的可使用某些术语，并且因而这些术语并旨在是限制性的。举例来说，如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”的术语可用于指代进行参考附图中的方向。如“前部”、“后部”、“后”、“侧”、“外侧”和“内侧”的术语描述部件的部分在一致但任意框架内的方向和/或位置，这通过参考描述所讨论的部件的文本和相关附图清楚。这类术语可包括上文具体提及的词、其衍生物，和类似含义的词。类似地，除非由上下文清晰地指示，否则术语“第一”、“第二”和指结构的其它这类数字术语不暗示次序或顺序。

这里描述的主题涉及生理特性传感器装置包装和相关制造方法。下文描述的非限制性示例性实施例涉及由糖尿病患者使用的类型的连续葡萄糖传感器。然而，应了解，这里呈现的传感器装置结构和配置以及相关制作技术不必限于与葡萄糖传感器一起使用，并且实际上，参考葡萄糖传感器描述的概念和技术也可与其它医疗装置、其它传感器类型、其它医疗部件或用品等一起使用。

这里描述的类型的葡萄糖传感器可被实现为采用葡萄糖氧化酶的电化学传感器。使用葡萄糖氧化酶实行葡萄糖和氧反应的传感器是已知的，并且在此将不详细描述这类葡萄糖传感器。为了简洁起见，与葡萄糖传感器和葡萄糖传感器制造相关的常规方面和技术在这里可不详细描述。在此方面，葡萄糖传感器的已知和/或常规方面及其制造可以是但不限于以下描述的类型：美国专利第6,892,085号、第7,468,033号和第9,295,786号(均以引用的方式并入本文中)。

当前的葡萄糖传感器系统具有两个部件：葡萄糖传感器部件和无线发射器部件。通常每隔几天更换一次传感器，并且通常每三天从传感器中取出发射器并再充电。此外，发射器通常大约每年更换一次。根据这里描述的示例性使用情况，发射器部件与胰岛素泵装置兼容，以支持来自葡萄糖传感器的葡萄糖传感器数据无线通信到泵装置。

与常规葡萄糖传感器系统相比，这里呈现的示例性实施例将传感器和发射器集成到一个易于由患者部署和管理的一次性装置包装中。在某些实施方案中，组合的传感器/发射器装置包装在期望的连续使用时间段内(例如，急性使用超过一天、一周，最多30天，或任何合适的时间长度)不需要患者干预。在此方面，在部署传感器/发射器装置包装之后，不需要为装置再充电，也不需要连接或断开多个部件。实际上，患者只需将传感器/发射器装置包装戴上所需的天数，将其取出并丢弃，并且用新的一个更换即可。

根据这里呈现的示例性制作方法，利用晶片级技术由如半导体晶片的基板构建大量传感器/发射器装置包装。作为一个非限制性实例，使用一个十英寸半导体晶片作为基础，可制作至多184个单独的装置包装。每个装置被实现为功能层的离散堆叠，并且每个堆叠联接到基础晶片。盖或“盖子”结构由另一个基板(如另一个半导体晶片)制作。联接盖结构以为单独的装置包装产生外壳的方式覆盖基础晶片。此后，将装置包装切割或以其它方式分成离散的传感器/发射器部件。

现在参考附图，图1为部署以供在患者的皮肤102上使用的生理特性传感器装置100的简化表示的透视图。传感器装置100借助于粘合贴片104附连到皮肤102，所述粘合贴片104将传感器装置100保持在适当位置，其中其生理特性传感器元件106插入到皮肤102中。如上文提到，传感器装置100使用晶片级制作技术在具有多个传感器装置100的共基板上制造。传感器装置100包括支持传感器相关功能和无线发射器功能两者所必需的特征、部件、装置和元件。图1所示的无线链路108示意性地示出传感器装置100能够支持与一个或多个相容装置的无线数据通信，并且不需要连接到其上的另一个伴侣装置或部件。

图2为图1所示的传感器装置100的示例性实施例的横截面示意图。为了简化和便于说明，在图2中未示出粘合贴片104和传感器元件106。此外，图2放大所示出的特征的尺寸，以使它们易于彼此区分。传感器装置100的所示出的实施例大体上包括但不限于：基底基板130；导电电路图案132；无源部件层134；有源层136；电源部件层138；互连布置140；和外壳结构142。无源部件层134、有源层136、电源部件层138和互连布置140一起形成用于传感器装置100的多层部件堆叠。

基底基板130由适合晶片级制造的适当的材料形成。在此方面，基底基板130可由以下任何材料形成(或包括)，但不限于：半导体材料，如硅；玻璃材料；陶瓷材料；蓝宝石材料；聚合物材料；塑料材料或复合材料。基底基板130具有外表面144和与外表面144相对的内表面146。参考图1，传感器元件106位于外表面144上，并且传感器元件106当被部署用于插入患者的皮肤102中时，从外表面144延伸。

覆盖基底基板130的内表面146形成导电电路图案132(优选地，根据下文更详细描述的制造方法)。在某些示例性实施例中，电路图案132直接在内表面146上形成，以为传感器装置100的部件层提供期望的电路径、连接和迹线。因此，在一些实施例中，电路图案132可被视为基底基板130的整体特征。应了解，图2简单地将电路图案132描绘为连续的阻挡层，仅用于示出电路图案132相对于传感器装置100的其它部件和特征的位置。

导电插塞元件150位于穿过基底基板130形成的相应通孔中。所示出的实施例采用了三个插塞元件150，但是确切的数量可根据传感器元件106的电要求而一个实施方案与另一个实施方案不同。每个插塞元件150限定在基底基板130的外表面144和内表面146之间的导电路径。对于此特定实施例，每个插塞元件150具有电联接到传感器元件106的三个传感器电极中的一个的第一末端152(在图1或图2中未示出；参见图11)，和电联接到电路图案132的第二末端154。因此，插塞元件150将传感器电极电连接到传感器装置100的内部部件层中的一个或多个。

如上文提到，传感器装置100的多层部件堆叠包括至少以下项：无源部件层134；有源层136；电源部件层138；和互连布置140。在实践中，如果需要，可利用附加部件层，和/或上文所列的部件层中的两个或更多个可集成到单个层中。多层部件堆叠承载在基底基板130上，并且其物理和电连接到导电电路图案132。多层部件堆叠包括各种特征、部件、元件和/或装置，其协作以提供与传感器装置100的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能。为此目的，互连布置140合适地配置和制作成根据需要将无源部件层134、有源层136和电源部件层138电性物理联接在一起应了解，电路图案132中的一些或全部还可形成互连布置140的一部分。在某些实施方案中，互连布置140可包括：电迹线；导电夹层元件；焊料球或突片；传导垫；导电粘合剂；介电材料、元件或层；等。

对于此特定实施例，无源部件层134电性物理联接到电路图案132作为多层部件堆叠的第一层。换句话说，无源部件层134为最靠近基底基板130的层。无源部件层134还可电联接到有源层136的一个或多个特征和/或电源部件层138的一个或多个特征。无源部件层134包括无源电元件、部件或装置，其包括但不限于：用于无线数据通信的天线元件；离散部件(例如电阻器、电感器、电容器)；导电迹线。在一些实施例中，无源部件层134可包括与有源部件集成的无源电元件。无源部件层134被合适地配置成支持无线传输功能、阻抗匹配和电压调节，并且另外支持与有源层136的操作相关联的各种特征和功能。无源部件层134优选地被布置为堆叠的第一或最后的层，以提高无线天线的效率和操作。尽管在此实施例中无源部件层134包括无线天线，但是如果需要，天线可放置在任何其它部件层上。此外，实施方案可利用位于不同部件层上的多个天线。

对于此特定实施例，有源层136电性物理联接到无源部件层134作为多层部件堆叠的第二层。有源层136还可电联接到电路图案132的一个或多个区域和/或电源部件层138的一个或多个特征。在某些实施例中，有源层136包括或被实现为根据传感器装置100的期望特征集和功能编程的系统芯片(SoC)装置。作为一个非限制性实例，有源层136可包括具有微处理器、蓝牙低功耗(BLE)无线电和子系统、可编程模拟和数特征、存储器、电力管理，和其中集成的其它特征和功能的可编程芯片上系统装置。

对于此特定实施例，电源部件层138电性物理联接到有源层136作为所述多层部件堆叠的第三层。换句话说，电源部件层138为最远离基底基板130的层。电源部件层138还可电联接到电路图案132的一个或多个区域和/或无源部件层134的一个或多个特征。在某些实施例中，电源部件层138包括或被实现为以堆叠布置配置的多个固态电池部件。所示实例仅用一个固态电池装置实施电源部件层138。电源部件层138可包括无线可再充电电池或具有对于预期应用足够的存放期和容量的一次性单次使用电池。

外壳结构142联接到基底基板130，以包封基底基板130的内表面146、导电电路图案132，和多层部件堆叠。如下文更详细地解释，在批量处理多个传感器装置100期间，外壳结构142制作、形成和/或安装在基底基板上方。此后，封装的单独的传感器装置100彼此分离，使得每个类似于图2所示的配置。根据示例性实施例，外壳结构142由第二基板形成，使得外壳结构142包括或限定多个侧壁160和与侧壁160集成形成的盖子162。尽管在图2中未完全示出，但是外壳结构142类似于覆盖和遮盖传感器装置100的内部部件的盖，其中基底基板130充当图2所描绘的“盒子”的底部。

在替代实施例中，外壳结构142由覆盖基底基板130和多层部件堆叠的压缩模制材料形成，切割模制材料(同时将多个传感器装置100彼此分开)，以限定用于每个传感器装置的单独的外壳结构142。在另一个替代的实施例中，外壳结构142由覆盖基底基板130和多层部件堆叠的包覆模制材料形成，其中切割包覆模制材料(同时将传感器装置100分开)，以限定用于每个传感器装置的单独的外壳结构142。在此方面，压缩模制或包覆模制材料可为但不限于：环氧树脂；聚合物；或共聚物材料。

图3为示出可用以制造传感器装置100的传感器装置制作方法300的示例性实施例的流程图。将参考图4-12描述方法300。应了解，方法300的实施例可包括任何数目的附加或替代的任务，图3所示的任务不必以示出的排序执行，并且方法300可并入到具有本文未详细描述的附加功能的更全面的程序或方法中。此外，图3所示的任务中的一个或多个可从方法300的实施例省略，只要预期的整体功能仍完整即可。

制作方法300通过制备并提供基底基板(例如，晶片)以充当用于产生多个生理特性传感器装置的基础(任务302)开始。根据一个非限制性实施例，使用约0.1到1.1mm厚的十英寸直径的硅基晶片来实现基底基板。实际上，可使用十英寸晶片制作约184个传感器装置，其中每个传感器装置的管芯管芯为大约10.5mm乘10.5mm正方形。当然，可利用用于基板的任何适合的直径和厚度，并且可选择每个管芯位置的大小以适应特定实施例的需要。任务302可包括以下方法步骤：制备基底基板晶片；在基底基板中形成多个通孔(穿孔)，其中通孔布置在多个管芯位置的期望图案中；和用导电材料填充通孔以在基底基板中产生对应导电插塞元件。在此方面，任务302可充分利用与图案化、蚀刻、材料沉积等相关的常规技术和方法。应了解，任务302可由晶片基板的供应商或制造商执行，使得可将制备好的基底基板(具有在其中形成的导电插塞)递送到传感器装置制造商，用于以下文描述的方式进一步处置。可替代地，任务302可由传感器装置制造商执行，作为整体制作方法的集成部分。

每个管芯位置的导电插塞数量可根据传感器装置的设计和操作要求变化。这里描述的示例性实施例被设计成容纳葡萄糖传感器，各自具有三个电极。因此，基底基板的每个管芯位置包括三个导电插塞。在此方面，图4为适合用于制造多个葡萄糖传感器装置的基底基板400的平面视图。图4描绘在完成任务302之后基底基板400的状态，其中每个感兴趣的管芯位置包括通孔和在其中形成的导电插塞。在图4中，正方形表示管芯位置402，并且在管芯位置402中的小点对应于导电插塞404(每个管芯位置402三个导电插塞404)。

再次参考图3，通过覆盖基底基板的外表面开始制作葡萄糖传感器元件(任务303)继续传感器装置制作方法300。更具体地，“外表面”将最终成为传感器装置的外暴露表面(参见图10和下文任务312的相关描述)。任务303与定义葡萄糖传感器元件的物理和电特征的某些方法步骤相关。值得注意地，在任务303期间不执行与产生葡萄糖传感器元件相关的化学相关步骤。为此目的，执行任务303，使得每个葡萄糖传感器元件包括联接到定位在对应管芯位置中的导电插塞元件的相应实例的传感器电极。因此，为每个管芯位置制作一个传感器元件。对于这里描述的示例性实施例，传感器元件图案被限定在基底基板400的表面上并直接在其上形成，产生多个葡萄糖传感器装置集成在基础基板400上并由基底基板400承载。任务303可充分利用用于产生这里描述的类型的生理传感器元件的常规技术和方法。在此方面，在任务303期间可执行以下方法步骤：形成基底聚酰亚胺层；金属化；形成中间聚酰亚胺层；蚀刻；和形成顶部聚酰亚胺层。

通过形成覆盖基底基板的第一表面的导电电路图案(任务304)继续传感器装置制作方法300。在基底基板的主表面上制作电路图案，所述主表面最终成为传感器装置的内表面(参见图2)。对于这里描述的示例性实施例，任务304使用常规的图案化、金属化、蚀刻和/或其它处理技术直接在基底基板的表面上形成电路图案。电路图案包括不同管芯位置的单独的电路布局(其为相同的)。配置、布置和形成电路图案，使得其电联接到导电插塞元件。因此，导电插塞元件和电路图案在多个管芯位置的一致和相容的图案中协作设计和布置。每个管芯位置的电路布局(即，每个待制作的传感器装置)包括被设计用于与待安装到管芯位置的多层部件堆叠相容的导电迹线、触板和特征。

图5为在具有在其上形成的导电电路图案408之后的基底基板400的平面视图。在此情形下，电路图案408包括离散电路布局的重复图案，每个管芯位置一个。在此方面，图6为导电电路图案408的详细平面视图，示出基底基板400的多个管芯位置的电路布局410的示例性实施例。如图6所描绘，多个管芯位置同时形成相同的电路布局410(如由整体电路图案408限定)。值得注意地，每个管芯位置的电路布局410电连接到驻存在特定管芯位置中的三个导电插塞404。

再次参考图3，通过组装或获得(如果预组装)多个用于葡萄糖传感器装置的多层部件堆叠(任务306)继续传感器装置制作方法300。如上文所描述，每个多层部件堆叠由多个彼此协作以提供获得的葡萄糖传感器数据的处理和无线通信功能的单独并且不同的装置/部件层制作。因此，任务306可涉及许多组装步骤，这些步骤在各个部件层(例如，无源部件层、有源层和电源部件层)之间建立必要的电性物理连接。因此，在实践中，任务306可能根据需要涉及焊接、回焊、粘结和/或导电环氧化，以由其组成部分中制作每个多层组件堆叠。

图7为适合与葡萄糖传感器装置一起使用的多层部件堆叠420的示例性实施例的示意正视图。图7描绘在已由三个单独的部件层组装在一起之后的多层部件堆叠420，如上文所描述。对于此特定实施例，多层部件堆叠420包括呈堆叠布置的无源部件层422、有源层424和电源部件层426。多层部件堆叠420还包括互连布置(在图7中未分别编号)，其可用导电迹线、焊料球、夹层导电元件等实现。对于这里描述的实例，制备多层部件堆叠420的184个实例用于附接到基底基板400。

接下来，将组装的多层部件堆叠安装并且附连到基底基板的相应管芯位置(任务308)。更具体地，部件堆叠安装到已在基底基板上形成的导电电路图案，使得每个部件堆叠物理和电联接到单独的电路布局中的相应一个。任务308可利用常规“贴片”技术和设备，并且可根据需要涉及焊接、回焊、粘结和/或导电环氧化，以将每个多层部件堆叠连接到其基底基板的指定区域。图8为包括安装到基底基板400的一个管芯位置402的多层部件堆叠420的组件的示意正视图。在完成任务308之后，基底基板400的每个可用的管芯位置402将填入多层部件堆叠420的实例化。

通过形成、制作或安装覆盖基底基板的表面的外壳结构以分别覆盖和包封安装的部件堆叠中的每个(任务310)继续传感器装置制作方法300。根据某些实施例，通过在第二基板中形成腔的图案，由第二基板(晶片)制作外壳结构。形成第二基板的材料和形成基底基板的材料可相同或不同。举例来说，第二基板可由聚合物或塑料材料形成。腔可在被设计并且被配置成单独包封多层部件堆叠中的每个的布置中蚀刻或以其它方式形成。在产生腔之后，第二基板的表面类似于华夫饼干，具有一系列形状和大小设定成容纳部件堆叠的凹座。因此，第二基板可覆盖基底基板的表面以“密封”每个部件堆叠来附接。结果，每个部件堆叠分别覆盖和封装在第二基板的相应腔内。在某些实施例中，使用环氧树脂、晶片粘结材料等将第二基板附接到基底基板。

图9为包括多层部件堆叠420、基底基板400的一部分和覆盖部件堆叠420的外壳结构432的一部分的组件的示意正视图。图9示意性将外壳结构432地描绘为具有侧壁的盖子(如上文参考图2所描述)。图9还示出部件堆叠420周围的放大的空间量-在实践中，外壳结构432的配合可以在图中所示的紧密得多。图10为包括附连到基底基板400(参见图4，其描绘基底基板400自身)的晶片级外壳结构432的组件的透视图。值得注意地，晶片级外壳结构432形状和大小为了相容性根据基底基板400的整体形状设定。因此，在制作方法300中，外壳结构432类似于整个基底基板400的盖或盖子。

如先前所描述，用于基底基板的外壳结构也可通过将适当材料压缩模制到基底基板和多层部件堆叠上和其上方形成。类似地，用于基底基板的外壳结构可通过将适当材料包覆模制到基底基板和部件堆叠上和其上方形成。在基底基板上方模制材料用以封装和隔绝所有部件堆叠，并且代表由第二基板产生盖/盖子结构的实用替代方案。

再次参考图3，通过覆盖基底基板的外表面完成葡萄糖传感器元件的制作(任务312)继续传感器装置制作方法300。外表面438为在图10中描绘的主表面；基底基板的内表面(从视图中隐藏)已被外壳结构432覆盖。任务312通过执行一个或多个与产生用于葡萄糖传感器元件的期望化学堆叠相关联的步骤完成在任务303启动的方法。

图11为示出基底基板400的外表面438的一部分的平面视图。如图所示，外表面438包括在其上形成的传感器元件444。每个感兴趣的管芯位置402包括位于其中的传感器元件444。图12为在基底基板400的外表面438上形成的一个传感器元件444的示例性实施例的详细平面视图。如图12所描绘，传感器元件444的电极借助于优选地与制作传感器元件444同时制作的导电迹线或特征电连接到导电插塞404。应了解，传感器元件444的形状、大小、布局和布置可根据特定实施例、施用、传感器类型等需要变化。

在利用第二基板用于外壳结构的替代实施例中，可在第二基板的外表面上制作传感器元件(而不是如上文所描述的基底基板的外表面)。在这类替代实施例中，导电插塞在第二基板中形成以便于传感器电极与传导垫、互连特征或部件层的电联接。

根据替代实施方案，传感器装置可的以下方式制作。产生或提供类似于圆形“华夫饼干”的晶片级基底基板，其具有对应于管芯位置的部件腔(如上文对于由第二基板制作的外壳结构所描述)。腔相似于用于多层部件堆叠的未被覆盖的盒子或外壳。将多层部件堆叠和相关联的导电互连布置插入和安装在其相应部件腔中。此后，覆盖基底基板附连晶片级传感器盖或盖子基板，以将多层部件堆叠中的每个单独覆盖和包封在其相应部件腔内，并且在多层部件堆叠的导电插塞和对应特征之间建立电连接。如在前段所提及，在一些实施例中，盖子基板包括在其上形成的传感器元件。在替代实施例中，在盖子基板附接到基底基板之后在其暴露表面上制作传感器元件。

通过以适当方式切割、切块或以其它方式处理基底基板将多个传感器装置彼此分开(任务314)继续传感器装置制作方法300。在此方面，任务314可以利用化学、激光或锯分离方法由晶片级组件产生单体化传感器装置。为了与用于基底基板的材料的相容性、用于产生外壳基板的技术和组合物等，可选择在任务314期间利用的特定分离方法。任务314产生多个物理离散的传感器装置部件。此时，如果需要，传感器装置部件准备好进行最后组装和包装。

图13为示出传感器产品组装方法500的示例性实施例的流程图。将参考图14-16描述方法500。应了解，方法500的实施例可包括任何数目的附加或替代的任务，图13所示的任务不必以示出的排序执行，并且方法500可并入到具有本文未详细描述的附加功能的更全面的程序或方法中。此外，图13所示的任务中的一个或多个可从方法500的实施例省略，只要预期的整体功能仍完整即可。

对于由传感器装置制作方法300产生的每个单体化传感器装置部件，执行传感器产品组装方法500的迭代。根据此特定实施例，通过从基底基板的外表面剥离生理传感器元件(例如葡萄糖传感器)的至少一部分(任务502)开始组装方法500。在此方面，图14为单体化生理特性传感器装置600的透视图，其中其传感器元件602相对于基底基板606的外表面604部署在伸展位置。在实践中，以合适的方式制作传感器元件602，使其容易地从外表面604剥离而不损害其结构完整性或电化学性能。为此目的，传感器元件602可被设计和制作成允许期望长度在外表面604上方延伸，例如，对于典型的连续葡萄糖传感器元件，至少为八毫米。此外，传感器元件602可以允许其延伸长度可变以适合不同应用的需要的方式来制作。换句话说，对于传感器装置600的所有实例化，被剥离的量不必相同。在实践中，可设计和制作传感器元件602，使得部分608仍粘附到外表面604上，以将提升部分稳定和维持在适当的位置。可以任何期望布局(例如，螺旋形、Z形或三角形)配置此表面安装部分608，以提供期望量的结构稳定性和完整性。

再次参考图13，通过组装来自传感器装置600的传感器装置产品(任务504)继续传感器产品组装方法500。在某些实施例中，任务504可涉及许多组装、处置和制造步骤，以由传感器装置600、传感器插入针、传感器插入机构、粘合贴片、产品包装等产生传感器装置产品。在此方面，图15为包括传感器装置600的传感器装置产品630的示例性实施例的假想正视图。示出的实施例包括插入机构632、中空的插入针634和粘合贴片636(其由附连到传感器装置600的底表面上的薄层表示)。传感器装置产品630根据常规的插入装置起作用，因为插入机构632包括弹簧加载的柱塞，所述柱塞保持传感器装置600和插入针634直到被用户启动。用户将插入机构632保持抵着患者皮肤，并且启动柱塞以迫使传感器装置600和插入针634朝向患者皮肤。插入针634进入皮肤，并且传感器装置600被抵着皮肤按压以用粘合贴片636将其固定。插入针634自动缩回，将部署的传感器元件的自由末端留在皮肤中。此后，拉开并且丢弃插入机构632，使传感器装置600粘附到患者皮肤，如图16(和图1)所描绘。

在某些实施例中，任务504可包括以下步骤中的任何一个或全部(不以特定顺序列出)：将粘合贴片636附连到传感器装置600的底部；将传感器装置600安装到插入机构632的壳体中；将传感器元件602馈送到插入针634中；和装载插入机构632的致动弹簧。在基底基板中形成的通孔和导电插塞可被设计并且被配置成在最后组装期间为插入针634提供机械支持。在此方面，扩孔方法可用以为插入针634提供支持。应了解，用于可植入传感器的插入装置为众所周知的，并且因此，在图15中所描绘的实施例这里将不详细地描述。

再次参考图13，通过将组装的传感器装置产品630包装并密封成适当产品包装(任务506)继续传感器产品组装方法500。举例来说，如果需要，组装的传感器装置产品630可放置到保护塑料托盘或袋中、密封并且标记。对包装产品进行灭菌(任务508)，然后储存、运输等。根据这里考虑的示例性实施例，对包装产品进行环氧乙烷(EtO)化学或电子束灭菌方法。当然，在任务508期间可利用任何合适的和适当的灭菌技术或方法。也就是说，传感器装置产品630的设计和其包装必须与期望的灭菌方法相容。在此方面，传感器装置制作方法300的某些实施例利用基于紫外线(UV)的葡萄糖氧化酶和葡萄糖限制膜来进行环氧乙烷灭菌方法。使用适当的UV暴露、将葡萄糖氧化酶固定，这使其与环氧乙烷相容，并且因此适合于环氧乙烷灭菌。

替代实施例和变型

上文参考图2和7-9所描述的示例性实施例包括彼此堆叠的某些功能部件层。在实践中，传感器装置包装可使用任何数量的部件层(包括仅一个)根据本文所描述的方法制作。给定的部件层可包括无源装置、有源部件、电源，或其任何组合。换句话说，传感器装置的部件层可包括元件、装置或特征的任何混合或共混。此外，部件层的数量和它们在堆叠中出现的所述可与上文描绘的不同。实际上，传感器装置可包括单个部件层，其包括所有需要的功能，包括先前对于不同无源部件、有源和电源部件层描述的元件。图2所示和上文详细地描述的特定布置仅仅为根据示例性制作方法制造的传感器装置的一个可能实施方案。

图17为示出传感器装置制作方法的实施例的图。根据此实施例，传感器装置700采用基底基板702作为基础。一个或多个部件层704覆盖基底基板702向上建立。如图17所指示(并且如前段所描述)，每个部件层704可为无源部件层、有源层、电源层，或其任何组合。图17描绘与图2一致的三个部件层704；在实践中，可利用任何数量的部件层704。传感器装置700用外壳结构706封盖或封装，所述外壳结构706可由第二基板与在其中形成的腔产生。传感器元件708在基底基板702的表面上形成。图17描绘在已从基底基板的表面剥离之前的传感器元件708。

图18为示出传感器装置制作方法的另一个实施例的图。根据此实施例，传感器装置720采用外壳结构722作为基础。外壳结构具有在其中限定的部件腔724。对于此制作方法，部件腔724内建立或引入一个或多个部件层726。如图18所指示(并且如上文所描述)，每个部件层726可为无源部件层、有源层、电源层，或其任何组合。图18描绘与图2一致的三个部件层726；在实践中，可利用任何数量的部件层726。传感器装置720用充当用于部件腔724的盖子或盖的基板728封盖或封装。传感器元件730在基板728的表面上形成。图18描绘在已从基板728的表面剥离之前的传感器元件730。如上文参考图2-16所解释，在基板728中形成的导电插塞元件提供从传感器元件730的电极到电路图案和/或多层部件堆叠的互连布置的电连接。

图19为根据例示性实施例的传感器装置800和插入针802的一部分的底部透视图。图19示出一种用于将传感器元件804馈送到插入针802的中空空间中的技术。在此方面，传感器装置的角可用作允许插入针802在方法500的任务504期间向上“滑动”并且滑动到传感器元件804上的导引。当插入针802具有可容纳传感器设备800的角的开口侧或纵向切口时，此技术为实用的。

图20为根据另一个示例性实施例的传感器装置850和插入针852的一部分的底部透视图。图20示出另一种用于将传感器元件854馈送到插入针852中的方法。在此实施例中，传感器装置850的边缘具有在其中形成的切口856，并且切口容纳插入针852。这允许插入针852滑动通过切口856，同时传感器元件854旋拧到插入针852的中空空间中。

在某些实施例中，用于传感器元件的插入针直接与传感器装置集成。在其它实施例中，插入针使用另一个部件(如插入机构)间接与传感器装置集成。举例来说，图20所描绘的插入针852可附接到安装毂或旋钮，所述安装毂或旋钮继而与传感器装置850集成地联接，使得插入针852直接与传感器装置850集成。在替代实施方案中，插入针可被实施为插入机构的一部分。在这类实施方案中，当传感器装置与插入机构组装时，传感器元件可旋拧到插入针中(使得插入针经由插入机构间接与传感器装置集成)。

相对于需要传感器装置部件和物理不同的无线发射器部件的传统的布置，这里描述的传感器装置和传感器装置产品的制作、包装和组装更便宜。此外，将传感器和发射器功能集成到单个一体式装置包装中使其管理、处置和部署容易得多(从患者的角度来开)。此外，这里描述的传感器装置产品的廉价性质使其能够作为一次性物品出售。可通过使用这类传感器装置实现这些和其它实际益处。

以下几点也形成本公开的一部分：

1.一种制作生理特性传感器装置的方法，所述方法包含：形成覆盖基底基板的第一表面的导电电路图案，所述导电电路图案电联接到位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，所述导电电路图案包含多个管芯位置的单独的电路布局，并且所述导电插塞元件布置在所述多个管芯位置的图案中；将多个多层部件堆叠安装到所述导电电路图案，使得每个多层部件堆叠电性物理联接到所述单独的电路布局中的相应一个，每个多层部件堆叠包含特征和部件以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；在所述安装之后，形成覆盖所述基底基板的所述第一表面的外壳结构，以分别覆盖和包封所述多层部件堆叠中的每个；制作覆盖所述基底基板的第二表面的生理特性传感器元件，所述第二表面与所述基底基板的所述第一表面相对，每个生理特性传感器元件包含电联接到所述导电插塞元件的相应实例的传感器电极，并且每个生理特性传感器元件对应于所述管芯位置中的相应一个，其中所述制作产生集成在所述基底基板上并且由所述基底基板承载的多个传感器装置；和在所述制作之后，将所述多个传感器装置中的每个彼此分开，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

2.根据1所述的方法，其另外包含：在所述基底基板中形成多个通孔，所述通孔布置在所述多个管芯位置的图案中；和用导电材料填充所述通孔以产生所述导电插塞元件。

3.根据1或2所述的方法，其另外包含：在第二基板中形成多个腔以产生所述外壳结构，其中所述腔在单独包封所述多层部件堆叠中的每个的布置中形成。

4.根据3所述的方法，其另外包含：将所述第二基板与在其中形成的所述腔附接，从而覆盖所述基底基板的所述第一表面。

5.根据1到4所述的方法，其中形成所述外壳结构包含：压缩模制覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的材料。

6.根据1到5所述的方法，其中形成所述外壳结构包含：包覆模制覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的材料。

7.根据1到6所述的方法，其中所述基底基板包含半导体材料、玻璃材料、蓝宝石材料，或聚合物材料。

8.根据1到7所述的方法，其另外包含：由包括有源层、无源部件层和电源部件层的多个单独的部件层制作所述多层部件堆叠中的每个。

9.根据8所述的方法，其中对于所述多层部件堆叠中的每个：所述无源部件层电性物理联接到所述导电电路图案作为所述多层部件堆叠的第一层；所述有源层电性物理联接到所述无源部件层作为所述多层部件堆叠的第二层；并且所述电源部件层电性物理联接到所述有源层作为所述多层部件堆叠的第三层。

10.根据1到9所述的方法，其中制作所述生理特性传感器元件包含：直接在所述基底基板的所述第二表面上形成传感器元件图案。

11.根据10所述的方法，其另外包含：将每个生理特性传感器元件的至少一部分从所述基底基板的所述第二表面剥离。

12.根据1到11所述的方法，其另外包含：对于所述物理离散的传感器装置部件中的每个，组装具有传感器插入针、传感器插入机构、粘合贴片和产品包装的传感器装置产品。

13.根据12所述的方法，其另外包含：对每个传感器装置产品进行灭菌。

14.根据1到13所述的方法，其中制作所述生理传感器元件包含：开始制作所述生理传感器元件，然后将所述多层部件堆叠安装到所述导电电路图案；和在形成覆盖所述基底基板的所述第一表面的所述外壳结构之后，完成制作所述生理传感器元件，并且然后将所述多个传感器装置中的每个彼此分开。

15.一种制造生理特性传感器装置的方法，所述方法包含：组装用于多个生理特性传感器装置的多个多层部件堆叠，每个多层部件堆叠包含特征和部件以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；将所述多层部件堆叠安装到在基底基板的第一表面上形成的导电电路图案，所述导电电路图案电联接到位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，所述导电电路图案和所述导电插塞元件协作以形成多个管芯位置的单独的电路布局，其中所述安装步骤将每个多层部件堆叠电性物理联接到所述电路布局中的相应一个；在所述安装之后，将外壳结构附连到所述基底基板的所述第一表面以分别覆盖和包封所述多层部件堆叠中的每个；制作覆盖所述基底基板的第二表面的生理特性传感器元件，所述第二表面与所述基底基板的所述第一表面相对，每个生理特性传感器元件包含电联接到所述导电插塞元件的相应实例的传感器电极，并且每个生理特性传感器元件对应于所述管芯位置中的相应一个，其中所述制作产生集成在所述基底基板上并且由所述基底基板承载的多个传感器装置；和在所述制作之后，将所述多个传感器装置中的每个彼此分开，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

16.根据15所述的方法，其另外包含：由包括有源层、无源部件层和电源部件层的多个单独的部件层制作所述多层部件堆叠中的每个。

17.根据15或16所述的方法，其中制作所述生理特性传感器元件包括：在所述基底基板的所述第二表面上限定传感器元件图案。

18.根据17所述的方法，其另外包含：将每个生理特性传感器元件的至少一部分从所述基底基板的所述第二表面剥离。

19.一种制作葡萄糖传感器装置的方法，所述方法包含：提供包含位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件的基底基板，所述导电插塞元件布置在对应于所述葡萄糖传感器装置的管芯位置的图案中；形成用于所述葡萄糖传感器装置的导电电路图案，所述电路图案覆盖所述基底基板的第一表面，并且所述电路图案电联接到所述导电插塞元件；将多层部件堆叠安装到所述电路图案，使得所述多层部件堆叠电性物理联接到所述电路图案，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述葡萄糖传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；在所述安装之后，用外壳结构覆盖所述多层部件堆叠；制作覆盖所述基底基板的第二表面的葡萄糖传感器元件，所述第二表面与所述基底基板的所述第一表面相对，所述葡萄糖传感器元件包含电联接到所述导电插塞元件的相应实例的传感器电极，其中所述制作产生集成在所述基底基板上并且由所述基底基板承载的所述葡萄糖传感器装置；和在所述制作之后，将所述基底基板切割成分开的所述葡萄糖传感器装置。

20.根据19所述的方法，其另外包含：由包括有源层、无源部件层和电源部件层的多个单独的部件层制作所述多层部件堆叠。

以下另外几点也形成本申请的一部分：

21.一种生理特性传感器装置，其包含：具有外表面和与所述外表面相对的内表面的基底基板；覆盖所述基底基板的所述内表面形成的导电电路图案；位于所述基底基板的外表面上的生理特性传感器元件，所述生理特性传感器元件包含传感器电极；位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到所述传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到所述导电电路图案的第二末端；承载在所述基底基板上并且连接到所述导电电路图案的多层部件堆叠，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述生理特性传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；和外壳结构，其联接到所述基底基板以包封所述基底基板的所述内表面、所述导电电路图案和所述多层部件堆叠。

22.根据21所述的生理特性传感器装置，其中：所述外壳结构由第二基板形成；并且所述外壳结构包含多个侧壁和与所述侧壁集成形成的盖子。

23.根据21或22所述的生理特性传感器装置，其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的压缩模制材料形成。

24.根据21到23所述的生理特性传感器装置，其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的包覆模制材料形成。

25.根据21到24所述的生理特性传感器装置，其中所述生理特性传感器元件包含葡萄糖传感器元件。

26.根据21到25所述的生理特性传感器装置，其中所述基底基板包含半导体材料、玻璃材料、蓝宝石材料，或聚合物材料。

27.根据21到26所述的生理特性传感器装置，其中所述多层部件堆叠包含：有源层；无源部件层；和电源部件层。

28.根据27所述的生理特性传感器装置，其中：所述无源部件层电性物理联接到所述导电电路图案作为所述多层部件堆叠的第一层；所述有源层电性物理联接到所述无源部件层作为所述多层部件堆叠的第二层；并且所述电源部件层电性物理联接到所述有源层作为所述多层部件堆叠的第三层。

29.根据27或28所述的生理特性传感器装置，其中所述有源层包含系统芯片(SoC)装置。

30.根据27到29所述的生理特性传感器装置，其另外包含互连布置，以将所述有源层、所述无源部件层和所述电源部件层电性物理联接在一起。

31.根据27到30所述的生理特性传感器装置，其中所述电源部件层包含呈堆叠布置的多个固态电池元件。

32.一种生理特性传感器装置，其包含：具有外表面和与所述外表面相对的内表面的基底基板；覆盖所述基底基板的所述内表面形成的导电电路图案；位于所述基底基板的所述外表面上的葡萄糖传感器元件，所述葡萄糖传感器元件包含传感器电极；位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到所述传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到所述导电电路图案的第二末端；承载在所述基底基板上并且连接到所述导电电路图案的多层部件堆叠，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述葡萄糖传感器元件的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能，并且所述多层部件堆叠包括有源层、无源部件层和电源部件层；和外壳结构，其联接到所述基底基板以包封所述基底基板的所述内表面、所述导电电路图案和所述多层部件堆叠。

33.根据32所述的生理特性传感器装置，其中：所述外壳结构由第二基板形成；并且所述外壳结构包含多个侧壁和与所述侧壁集成形成的盖子。

34.根据32或33所述的生理特性传感器装置，其中：所述无源部件层电性物理联接到所述导电电路图案作为所述多层部件堆叠的第一层；所述有源层电性物理联接到所述无源部件层作为所述多层部件堆叠的第二层；并且所述电源部件层电性物理联接到所述有源层作为所述多层部件堆叠的第三层。

35.根据32到34所述的生理特性传感器装置，其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的压缩模制材料形成。

36.根据32到35所述的生理特性传感器装置，其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的包覆模制材料形成。

37.一种生理特性传感器装置，其包含：限定部件腔的外壳结构；具有外表面和与所述外表面相对的内表面的基板；位于所述基板的所述上的生理特性传感器元件，所述生理特性传感器元件包含传感器电极；安装在所述外壳结构中的多层部件堆叠，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述生理特性传感器元件的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能，并且所述多层部件堆叠包含有源层、无源部件层和电源部件层；和位于穿过所述基板形成的通孔中的导电插塞元件，每个导电插塞元件具有电联接到所述传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到所述多层部件堆叠的第二末端；其中所述基板将所述多层部件堆叠包封在所述外壳结构的部件腔内。

38.根据37所述的生理特性传感器装置，其另外包含覆盖所述基板的所述内表面形成的导电电路图案，其中每个导电插塞元件的所述第二末端电联接到所述导电电路图案。

39.根据37或38所述的生理特性传感器装置，其中所述生理特性传感器元件包含葡萄糖传感器元件。

40.根据37、38或39所述的生理特性传感器装置，其中所述多层部件堆叠包含：有源层；无源部件层；电源部件层；和将所述有源层、所述无源部件层和所述电源部件层电性物理联接在一起的互连布置。

尽管在前述详细描述中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解，存在大量变化。还应了解，本文中所描述的示例性实施例不旨在以任何方式限制所要求主题的范围、适用性或配置。实际上，前述详细描述将向所属领域的技术人员提供用于实施所描述的(一个或多个)实施例的方便的指南。应理解，可在不脱离权利要求书所限定的范围的情况下对元件的功能和布置作出各种改变，权利要求书所限定的范围包括在提交本专利申请时的已知等效物和可预见的等效物。

Claims (15)

1.一种生理特性传感器装置，其包含：

具有外表面和与所述外表面相对的内表面的基底基板(130、400、606、702、728)；

覆盖所述基底基板的所述内表面形成的导电电路图案(132、408)；

位于所述基底基板的所述外表面上的生理特性传感器元件(106、444、602、708、730、804、854)，所述生理特性传感器元件包含传感器电极；

位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件(150)，每个导电插塞元件具有电联接到所述传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到所述导电电路图案的第二末端；

承载在所述基底基板上并且连接到所述导电电路图案的多层部件堆叠，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述生理特性传感器装置的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能；和

外壳结构(142、432、706、722)，其联接到所述基底基板以包封所述基底基板的所述内表面、所述导电电路图案和所述多层部件堆叠。

2.根据权利要求1所述的生理特性传感器装置，其中：

所述外壳结构由第二基板形成；并且

所述外壳结构包含多个侧壁和与所述侧壁集成形成的盖子。

3.根据权利要求1或2所述的生理特性传感器装置，其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的压缩模制材料形成，或其中所述外壳结构由覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的包覆模制材料形成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的生理特性传感器装置，其中所述基底基板包含半导体材料、玻璃材料、蓝宝石材料，或聚合物材料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的生理特性传感器装置，其中所述多层部件堆叠包含：

有源层(136、424)；

无源部件层(134、422)；和

电源部件层(138、426)并且其中，任选地，

所述无源部件层电性物理联接到所述导电电路图案作为所述多层部件堆叠的第一层；

所述有源层电性物理联接到所述无源部件层作为所述多层部件堆叠的第二层；并且

所述电源部件层电性物理联接到所述有源层作为所述多层部件堆叠的第三层。

6.根据权利要求5所述的生理特性传感器装置，其中所述有源层包含系统芯片(SoC)装置。

7.根据权利要求5或6所述的生理特性传感器装置，其另外包含互连布置(140)，以将所述有源层、所述无源部件层和所述电源部件层电性物理联接在一起。

8.根据权利要求5、6或7所述的生理特性传感器装置，其中所述电源部件层包含呈堆叠布置的多个固态电池元件。

9.一种生理特性传感器装置，其包含：

限定部件腔的外壳结构(142、432、706、722)；

具有外表面和与所述外表面相对的内表面的基板(130、400、606、702、728)；

位于所述基板的所述外表面上的生理特性传感器元件(106、444、602、708、730、804、854)，所述生理特性传感器元件包含传感器电极；

安装在所述外壳结构中的多层部件堆叠，所述多层部件堆叠包含特征和部件以提供与所述生理特性传感器元件的操作相关联获得的传感器数据的处理和无线通信功能，并且所述多层部件堆叠包含有源层、无源部件层和电源部件层；和

位于穿过所述基板形成的通孔中的导电插塞元件(150)，每个导电插塞元件具有电联接到所述传感器电极中的一个的第一末端，并且具有电联接到所述多层部件堆叠的第二末端；

其中所述基板将所述多层部件堆叠包封在所述外壳结构的部件腔内。

10.一种制作生理特性传感器装置的方法，所述方法包含：

形成(304)覆盖基底基板的第一表面的导电电路图案，所述导电电路图案电联接到位于穿过所述基底基板形成的通孔中的导电插塞元件，所述导电电路图案包含多个管芯位置的单独的电路布局，并且所述导电插塞元件布置在所述多个管芯位置的图案中；

将多个多层部件堆叠安装(308)到所述导电电路图案，使得每个多层部件堆叠电性物理联接到所述单独的电路布局中的相应一个，每个多层部件堆叠包含特征和部件，以提供获得的传感器数据的处理和无线通信功能；

在所述安装之后，形成(310)覆盖所述基底基板的所述第一表面的外壳结构，以分别覆盖和包封所述多层部件堆叠中的每个；

制作(303、312)覆盖所述基底基板的第二表面的生理特性传感器元件，所述第二表面与所述基底基板的所述第一表面相对，每个生理特性传感器元件包含电联接到所述导电插塞元件的相应实例的传感器电极，并且每个生理特性传感器元件对应于所述管芯位置中的相应一个，其中所述制作产生集成在所述基底基板上并且由所述基底基板承载的多个传感器装置；和

在所述制作之后，将所述多个传感器装置中的每个彼此分开(314)，从而产生多个物理离散的传感器装置部件。

11.根据权利要求10所述的方法，其另外包含：

在所述基底基板中形成(302)多个通孔，所述通孔布置在所述多个管芯位置的图案中；和

用导电材料填充所述通孔以产生所述导电插塞元件。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其另外包含：

在第二基板中形成多个腔以产生所述外壳结构，其中所述腔在单独包封所述多层部件堆叠中的每个的布置中形成，所述方法任选地另外包含以下步骤：

将所述第二基板与在其中形成的所述腔附接，从而覆盖所述基底基板的所述第一表面。

13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其中形成所述外壳结构包含：

压缩模制覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的材料或包覆模制覆盖所述基底基板和所述多层部件堆叠的材料。

14.根据权利要求10、11、12或13所述的方法，其另外包含：

由包括有源层、无源部件层和电源部件层的多个单独的部件层制作所述多层部件堆叠中的每个，其中，任选地，对于所述多层部件堆叠中的每个：

所述无源部件层电性物理联接到所述导电电路图案作为所述多层部件堆叠的第一层；

所述有源层电性物理联接到所述无源部件层作为所述多层部件堆叠的第二层；并且

所述电源部件层电性物理联接到所述有源层作为所述多层部件堆叠的第三层。

15.根据权利要求10、11、12、13或14所述的方法，其中制作所述生理特性传感器元件包含：

直接在所述基底基板的所述第二表面上形成传感器元件图案，和任选地，从所述基底基板的所述第二表面剥离每个生理特性传感器元件的至少一部分。

Images