DE102004011667B4 - Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System und Verfahren zur Herstellung - Google Patents
Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System und Verfahren zur Herstellung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004011667B4 DE102004011667B4 DE200410011667 DE102004011667A DE102004011667B4 DE 102004011667 B4 DE102004011667 B4 DE 102004011667B4 DE 200410011667 DE200410011667 DE 200410011667 DE 102004011667 A DE102004011667 A DE 102004011667A DE 102004011667 B4 DE102004011667 B4 DE 102004011667B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- injection molding
- microfluidic system
- plastic
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C2045/14852—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles incorporating articles with a data carrier, e.g. chips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3493—Moulded interconnect devices, i.e. moulded articles provided with integrated circuit traces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/756—Microarticles, nanoarticles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Vorrichtung
mit einem Halbleiterchip (1), welcher in einem als Spritzgießbauteil
(7) ausgebildeten Gehäuse
aus Kunststoff angeordnet ist, und einem mikrofluidischen System
(2), welches in dem Spritzgießbauteil
(7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (1) klebemittelfrei
in dem Spritzgießbauteil
(7) gehalten wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System sowie ein Verfahren zur Herstellung.
- Die fortschreitende Entwicklung im Bereich von Mikrosystembauteilen hat dazu geführt, daß es möglich ist, Vorrichtungen herzustellen, die sowohl ein mikrofluidisches System als auch Elektronikkomponenten in einem Modul umfassen. Ein solches Modul ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 101 22 133 A1 bekannt. - In dem Dokument
DE 101 11 458 A1 ist ein Diagnosegerät beschrieben, bei dem ein Sensor-Chip in einem Modul aus einem Chipträger, einem Chip und elektrischen Kontakten zwischen Chip und Chipträger angeordnet ist. Das Modul mit dem Sensor-Chip kann in eine Chipkarte integriert sein, die auch mikrofluidische Komponenten und/oder Funktionen umfaßt. Der üblichen Chipkartentechnologie entsprechend wird der Chip, welcher zuvor auf Waferebene auf etwa 180 μm dünn geschliffen wurde, hierbei auf ein Trägerband, das aus vergoldetem, vorgestanztem Kupferband besteht und eventuell mit einem Kunststoff-Band verstärkt ist, geklebt. Nach einer Standard-Drahtbondung werden der Chip und die Drähte mit einem Polymer verkapselt. Eine kommerziell erhältliche Standard-Plastikkarte wird zur Aufnahme des Chip-Träger-Moduls an einer definierten Stelle auf Modulgröße ausgefräßt, so daß nach Ausstanzen des Moduls aus dem Trägerband, dieses in die Ausfräsung eingeklebt werden kann. - Bei einem mikrofluidischen System in Sinne der vorliegenden Anmeldung handelt es sich um ein System mit einer beliebigen Anordnung von wenigstens einem Mikrohohlraum, in den ein Fluid eingebracht werden kann. Das System kann auch eine Anordnung mit mehreren Hohlräumen umfassen, die beispielsweise als Mikrokanäle gebildet sind. Der wenigstens eine Hohlraum verfügt über eine Öffnung zum Einführen/Abführen des Fluids. Elektronikkomponenten sind vorgesehen, um beispielsweise Meßgrößen für physikalische Eigenschaften des Fluids in dem mikrofluidischen System zu erfassen und/oder Betriebsparameter für das Fluid in dem mikrofluidischen System einzustellen. Darüber hinaus können die Elektronikkomponenten Sende- und/oder Empfangsmittel zum Austausch elektronischer Daten mit externen Geräten aufweisen.
- An dem Modul sind üblicherweise Anschlüsse vorgesehen, um das Fluid in das mikrofluidische System einzukoppeln. Des weiteren muß bei der Herstellung des Moduls eine Verbindung zwischen den Elektronikkomponenten und dem mikrofluidischen System hergestellt werden, um die beiden Teile in das Modul zu integrieren. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Klebeverbindungen zu nutzen. Dieses hat jedoch den Nachteil, daß es schwierig ist, eine ausreichende Dichtheit zu erreichen. Darüber hinaus besteht das Problem, daß der verwendete Klebstoff bei Kontakt mit dem Fluid in dem mikrofluidischen System seine Konsi stenz verändern kann und aus diesem Grund die gewünschte Haftwirkung nicht mehr entfaltet, was ebenfalls zu Lecks führen kann.
- Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, bei der Herstellung von mikrofluidischen Systemen die Spritzgieß-Technologie für Kunststoffe zu verwenden. Auf diese Weise können Klebeverbindungen beim Herstellen des mikrofluidischen Systems zumindest teilweise vermieden werden. Um das Modul mit Elektronikkomponenten und mikrofluidischem System herzustellen, ist es jedoch weiterhin notwendig, die Elektronikkomponenten und das mikrofluidische System zur Modulherstellung dann mittels Klebstoff miteinander zu verbinden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System sowie ein Verfahren zur Herstellung anzugeben, bei denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind, insbesondere Haft- oder Klebeverbindungen vermieden sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 1 und ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch 13 gelöst.
- Die Erfindung umfaßt den Gedanken, eine Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System zu bilden, bei der der Halbleiterchip in einem als Spritzgießbauteil ausgebildeten Gehäuse aus Kunststoff angeordnet ist und das mikrofluidische System in dem Spritzgießbauteil gebildet ist. Auf diese Weise wird die als solche bekannte Spritzgieß-Technologie für Kunststoffe verwendet, um sowohl ein Gehäuse für den Halbleiterchip als auch das mikrofluidische System selbst zu bilden. Sowohl Halbleiterchip als auch mikrofluidisches System sind in das Spritzgießbauteil integriert. Es ist nicht länger notwendig, Klebe- oder Haftverbindungen vorzusehen, um Halbleiterchip und mikrofluidisches System oder Teile hiervon miteinander zu verbinden. Die Spritzgieß-Technologie ermöglicht es, das Gehäuse für den Halbleiterchip und das mikrofluidische System flexibel für verschiedene Anwendungen herzustellen. So kann in Abhängigkeit vom Anwendungsfall ein geeigneter Kunststoff ausgewählt werden, der insbesondere eine ausreichende Materialbeständigkeit gegenüber dem in das mikrofluidische System einzubringenden Fluid aufweist.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß an dem Spritzgießbauteil elektrische Leiterbahnen gebildet sind, die an Anschlüsse des Halbleiterchips angeschlossen sind. Zu diesem Zweck kann ein MID-fähiger Kunststoff genutzt werden (MID – „Moulded Interconnect Device"). Derartige Kunststoffe werden im Zusammenhang mit der Herstellung von Modulen verwendet, die eine dreidimensionale Anordnung von Schaltungsträgern umfassen. Im Unterschied zu dem bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen Halbleiterchip handelt es sich bei den Schaltungsträgern nicht um einen blanken Halbleiterchip, sondern um eine Leiterplattenanordnung mit Bauteilen, einschließlich integrierten Schaltungen, welche auch eingekapselte Halbleiterchips umfassen können.
- Vorteilhafte Materialeigenschaften des Spritzgießbauteils ergeben sich bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß das Spritzgießbauteil aus einem geschäumten Kunststoff ist. Bevorzugt ist der geschäumte Kunststoff ein mikrozellular geschäumter Kunststoff.
- Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß der Kunststoff biokompatibel ist. Dieses hat insbesondere die positive Wirkung, daß die Vorrichtung auch geeignet ist, in den Körper eines Lebewesens integriert zu werden.
- Zur Gewährleistung hoher Ansprüche hinsichtlich der Dichtheit des mikrofluidischen Systems kann bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß an dem Spritzgießbauteil mindestens ein Fluidanschluß zum Einführen/Abführen eines Fluids in das/aus dem mikrofluidische(n) System einstückig angeformt ist.
- Nachteilige Wirkungen eines eventuell hilfsweise verwendeten Klebe- oder Haftmittels werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch vermieden, daß der Halbleiterchip klebemittelfrei in einer Ausnehmung in dem Spritzgießbauteil gehalten wird. Auch wenn mit Hilfe des Spritzgießbauteils sowohl das Gehäuse für den Halbleiterchip als auch das mikrofluidische System gebildet sind, könnte vorgesehen sein, den Halbleiterchip in einer Ausnehmung des Gehäuses zur besseren Haftung einzukleben. Dieses kann allerdings vermieden werden, wenn der Halbleiterchip beispielsweise formschlüssig in die Ausnehmung des Spritzgießbauteils eingepaßt wird, wobei eine mit Hilfe des Spritzgießbauteils gebildete elastische Klemmwirkung vorgesehen sein kann.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß für Bereiche, in denen sich äußere Oberflächenabschnitte des Halbleiterchips und Oberflächenabschnitte des Spritzgießbauteils gegenüberliegen, zumindest in Teilbereichen zwischen den äußeren Oberflächenabschnitten des Halbleiterchips und den Oberflächenabschnitten des Spritzgießbauteils ein flächiger Kontakt gebildet ist. Dieser Kontakt entsteht insbesondere dann, wenn der Kunststoff bei der Herstellung des Spritzgießbauteils direkt auf die Oberfläche des Halbleiterchips aufgebracht wird, insbesondere beim Einspritzen. Der flächige Kontakt führt zur Aus bildung einer möglichst guten Haltewirkung zum Fixieren des Halbleiterchips an dem Gehäuse.
- Zur Erhöhung des Integrationsgrads der Vorrichtung kann bei Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen sein, daß der Halbleiterchip Aktormittel zum Einstellen eines Betriebsparameters für ein Fluid in dem mikrofluidischen System und/oder Sensormittel zum Erfassen einer Meßgröße für eine physikalische Eigenschaft eines Fluids in dem mikrofluidischen System umfaßt. Auf diese Weise ist eine direkte Einwirkung des elektrisch zu steuernden Halbleiterchips auf das mikrofluidische System möglich.
- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß der Halbleiterchip einen Regelkreis umfaßt, um die Aktormittel in Abhängigkeit von der Meßgröße einzustellen, die mit Hilfe der Sensormittel erfaßt wird. Hierdurch kann in Abhängigkeit vom Zustand des Fluids in dem mikrofluidischen System direkt auf das mikrofluidische System eingewirkt werden.
- Die Beeinflussung des mikrofluidischen Systems durch den Halbleiterchip wird bei einer Fortbildung der Erfindung dadurch erleichtert, daß mit dem Halbleiterchip ein Wandabschnitt eines Mikrokanals des mikrofluidischen Systems gebildet ist. Auf diese Weise wird beispielsweise das Erfassen der Meßgröße mit Hilfe der Sensormittel erleichtert, da ein direkter Kontakt zwischen dem Fluid in dem mikrofluidischen System und dem Halbleiterchip ausgebildet werden kann. In gleicher Weise erleichtert diese Ausführungsform auch das Wirken der Aktormittel zum Einstellen eines Betriebsparameters für das Fluid in dem mikrofluidischen System. Als Betriebsparameter können mit Hilfe der Aktormittel beispielsweise Temperatur, Druck oder ähnliche physikalische Größen eingestellt werden. Die Aktormittel können auch eine Mikropumpe zum Fördern des Fluids in dem mikrofluidischen System umfassen. Ähnlich physikalische Größen können mit Hilfe der Sensormittel erfaßt werden, zum Beispiel Druck, Temperatur, Fließgeschwindigkeit, chemische und/oder biologische Meßgrößen.
- Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung der Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in den abhängigen Unteransprüchen wei sen die in Verbindung mit den zugehörigen Verfahrensansprüchen genannten Vorteile entsprechend auf.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1A bis1F eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in einem Spritzgießbauteil; -
2 eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in einem Spritzgießbauteil im Querschnitt; -
3 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in einem Spritzgießbauteil im Querschnitt; -
4 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in einem Spritzgießbauteil im Querschnitt; und -
5 eine zusätzliche Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System in einem Spritzgießbauteil im Querschnitt. - Im Folgenden wird anhand der
1A bis1F ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip1 und einem mikrofluidischen System2 beschrieben. - Gemäß
1A ist ein Spritzgießwerkzeug3 vorgesehen, welches über eine Kombination mehrerer Formteile3a ,3b ,3c ,3d ,3e verfügt, mit denen ein Formhohlraum4 gebildet ist. Das Formteil3e wird auch als Kern bezeichnet. In dem Formhohlraum4 wird eine Formmasse5 aus einem Kunststoffmaterial über eine Einlaßöffnung6 eingespritzt (vgl.1B ). Bei dem Kunststoff kann es sich um ein beliebiges für die Spritzgieß-Technologie geeignetes Kunststoffmaterial handeln. Der Fachmann kann je nach Anwendungsfall einen Kunststoff aus den vielen verfügbaren Kunststoffmaterialien auswählen, die in Zusammenhang mit der Spritzgieß-Technologie bekannt sind. Bei einer besonderen Ausführungsform wird als Kunststoff ein MID-fähiger Kunststoff (MID – „Molded Interconnect Device") verwendet. Derartige Kunststoffe werden in Verbindung mit der Herstellung von Modulen genutzt, die eine dreidimensionale Anordnung von Schaltungsträgern umfassen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Eigenschaft des Kunststoffes von Bedeutung, daß auf den MID-fähigen Kunststoffen elektrische Leiterbahnen angeordnet werden können. Ausführungsformen unter Verwendung MID-fähiger Kunststoffe werden unten unter Bezugnahme auf die4 und5 beschrieben. - Gemäß
1C füllt die Formmasse5 den Hohlraum4 nach dem Einspritzen aus und wird anschließend ausgehärtet, so daß ein Spritzgießbauteil7 entsteht. Danach werden einige der Formteile3b –3e entfernt, und der Halbleiterchip1 wird in eine Ausnehmung8 eingesetzt. Auf diese Weise wird zwischen Oberflächenabschnitten des Halbleiterchips1 und des Spritzgießbauteils7 ein direkter Kontakt gebildet. Zur besseren Befestigung des Halbleiterchips1 in der Ausnehmung8 kann die Verwendung eines Haft-/Klebemittels bei der Ausführungsform nach den1A –1F vorgesehen sein. Unterhalb des Halbleiterchips1 ist ein Mikrokanal9 gebildet, der Teil des mikrofluidischen Systems2 ist. - Gemäß
1D sind auf dem Spritzgießbauteil7 weiterhin elektrische Leiterbahnen10a ,10b aufgebracht. Im Weiteren wird nun gemäß1D ein neues Werkzeugoberteil11 oberhalb des Halbeiterchips1 angeordnet. Über eine Öffnung12 wird erneut eine Kunststoffmasse eingespritzt, um den Halbleiterchip1 und die elektrischen Leiterbahnen10a ,10b zu überspritzen. Anschließend wird die Vorrichtung mit dem Halbleiterchip1 und dem mikrofluidischen System2 in dem Spritzgießbauteil7 entformt, was in1E dargestellt ist. - In den
2 bis5 sind Ausführungsformen für eine Vorrichtung mit dem Halbleiterchip1 und dem mikrofluidischen System2 in dem Spritzgießbauteil7 dargestellt, die mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens herstellbar sind. Bei dem Halbleiterchip1 kann es sich beispielsweise um einen Siliziumchip handeln. Grundsätzlich wird der Halbleiterchip1 als blanker Chip in dem Spritzgießbauteil7 eingebracht, das heißt ohne eine vorher aufgebrachte Ummantelung, wie sie für integrierte Schaltungen üblich ist. - Der Halbleiterchip
1 umfaßt bei der Ausführungsform nach2 Aktormittel20 und Sensormittel21 , die in2 schematisch dargestellt sind. Die Sensormittel21 dienen zum Erfassen von Meßgrößen für physikalische Eigenschaften eines Fluids, welches sich in dem mikrofluidischen System2 befindet. Meßgrößen können beispielsweise für den Druck, die Temperatur oder ähnliche physikalische Eigenschaften erfaßt werden. Mit Hilfe der Aktormittel20 können Betriebsparameter für das Fluid in dem mikrofluidischen System2 eingestellt werden, beispielsweise indem der Druck und/oder die Temperatur geregelt werden. Es ist vorgesehen, daß die Sensormittel21 und die Aktormittel20 miteinander verbunden sind, so daß sie als Teil eines Regelkreises22 gebildet sind. Auf diese Weise ist es ermöglicht, daß die Aktormittel20 in Reaktion auf die mit Hilfe der Sensormittel21 erfaßten Meßgrößen eingestellt werden. - Gemäß
2 sind weiterhin Sende-/Empfangsmittel23 gebildet, die dazu dienen, elektronische Daten mit externen Geräten (nicht dargestellt) über eine drahtlose oder eine drahtgebundene Datenleitung auszutauschen. In den Halbleiterchip1 können beliebige elektronische Komponenten und/oder Bauteilkomponenten, beispielsweise Mikropumpen, Mikroventile oder dergleichen, integriert sein. Grundsätzlich ist das gesamte Spektrum von integrierten Bauteilen nutzbar, die mit Hilfe geeigneter Halbleitertechnologien und/oder Technologien der Mikrosystemtechnik als Halbleiterchip herstellbar sind. - Bei der in
3 dargestellten Ausführungsform für die Vorrichtung mit Halbleiterchip1 und mikrofluidischem System2 umfaßt das mikrofluidische System2 mehrere Mikrokanalabschnitte30 ,31 . - Bei den Ausführungsformen gemäß den
4 und5 sind die Anordnungen des Halbleiterchips1 und des mikrofluidischen Systems2 ähnlich zu den2 bzw.3 . Es sind jedoch elektrische Leiterbahnen40 ,41 auf dem Spritzgießbauteil7 aufgebracht, die zu Anschlüssen des Halbleiterchips1 führen. Mit Hilfe der elektrischen Leiterbahnen40 ,41 können elektrische Signale in den Halbleiterchip1 eingekoppelt oder von diesem abgegriffen werden. Um die elektrischen Leiterbahnen40 ,41 auf dem Spritzgießbauteil7 ausbilden zu können, ist das Spritzgießbauteil7 in den Ausführungsformen nach den4 und5 bevorzugt aus einem MID-fähigen Kunststoff. - In Abweichung zu der Ausführungsform des Herstellungsverfahrens, wie es unter Bezugnahme auf die
1A –1F erläutert wurde, kann bei der Herstellung der Ausführungsformen in den2 bis5 vorgesehen sein, in einem einzigen Spritzgießvorgang sowohl das mikrofluidische System2 herzustellen als auch den Halbleiterchip1 einzugießen, so daß er im Spritzgießbauteil7 aufgenommen ist. Bei der Ausführungsform nach den1A –1F erfolgte dies mit Hilfe von zwei Spritzgieß-Schritten.
Claims (21)
- Vorrichtung mit einem Halbleiterchip (
1 ), welcher in einem als Spritzgießbauteil (7 ) ausgebildeten Gehäuse aus Kunststoff angeordnet ist, und einem mikrofluidischen System (2 ), welches in dem Spritzgießbauteil (7 ) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (1 ) klebemittelfrei in dem Spritzgießbauteil (7 ) gehalten wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spritzgießbauteil (
7 ) elektrische Leiterbahnen (10a ,10b ;40 ,41 ) gebildet sind, die an Anschlüsse des Halbleiterchips (1 ) angeschlossen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgießbauteil (
7 ) aus einem geschäumten Kunststoff ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff ein mikrozellular geschäumter Kunststoff ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein biokompatibler Kunststoff ist.
- Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spritzgießbauteil (
7 ) mindestens ein Fluidanschluß zum Einführen/Abführen eines Fluids in das/aus dem mikrofluidische(n) System (2 ) einstückig angeformt ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (
1 ) klebemittelfrei in einer Ausnehmung (8 ) in dem Spritzgießbauteil (7 ) gehalten wird. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Bereichen, in denen sich äußere Oberflächenabschnitte des Halbleiterchips (
1 ) und Oberflächenabschnitte des Spritzgießbauteils (7 ) gegenüberliegen, zumindest in Teilbereichen zwischen den äußeren Oberflächenabschnitten des Halbleiterchips (1 ) und den Oberflächenabschnitten des Spritzgießbauteils (7 ) ein flächiger Kontakt gebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (
1 ) Aktormittel (20 ) zum Einstellen eines Betriebsparameters für ein Fluid in dem mikrofluidischen System (2 ) umfaßt. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (
1 ) Sensormittel (21 ) zum Erfassen einer Meßgröße für eine physikalische Eigenschaft eines Fluids in dem mikrofluidischen System (2 ) umfaßt. - Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (
1 ) einen Regelkreis (22 ) umfaßt, um die Aktormittel (20 ) in Abhängigkeit von der Meßgröße einzustellen, die mit Hilfe der Sensormittel (21 ) erfaßt wird. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Halbleiterchip (
1 ) ein Wandabschnitt eines Mikrokanals (9 ) des mikrofluidischen Systems (2 ) gebildet ist. - Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einem Halbleiterchip (
1 ) und einem mikrofluidischen System (2 ), bei dem der Halbleiterchip (1 ) in einem als Spritzgießbauteil (7 ) ausgebildeten Gehäuse aus Kunststoff angeordnet wird und das mikrofluidische System (2 ) in dem Spritzgießbauteil (7 ) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (1 ) im Spritzgießbauteil (7 ) klebemittelfrei angeordnet wird. - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spritzgießbauteil (
7 ) elektrische Leiterbahnen (10a ,10b ;40 ,41 ) zum Ankoppeln an Anschlüsse des Halbleiterchips (1 ) gebildet werden. - Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zum Ausbilden des Spritzgießbauteils (
7 ) aufgeschäumt wird. - Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mikrozellular aufgeschäumt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein biokompatibler Kunststoff verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spritzgießbauteil (
7 ) mindestens ein Fluidanschluß zum Einführen/Abführen eines Fluids in das/aus dem mikrofluidische(n) System (2 ) einstückig angeformt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterchip (
1 ) klebemittelfrei in einer Ausnehmung (8 ) des Spritzgießbauteils (7 ) eingebracht und gehalten wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in Bereichen, in denen sich äußere Oberflächenabschnitte des Halbleiterchips (
1 ) und Oberflächenabschnitte des Spritzgießbauteils (7 ) gegenüberliegen, zumindest teilweise zwischen den äußeren Oberflächenabschnitten des Halbleiterchips (1 ) und den Oberflächenabschnitten des Spritzgießbauteils (7 ) ein flächiger Kontakt gebildet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Halbleiterchips (
1 ) ein Wandabschnitt eines Mikrokanals (9 ) des mikrofluidischen Systems (2 ) gebildet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410011667 DE102004011667B4 (de) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System und Verfahren zur Herstellung |
PCT/DE2005/000431 WO2005088710A1 (de) | 2004-03-10 | 2005-03-10 | Vorrichtung mit einem halbleiterchip und einem mikrofluidischen system und verfahren zur herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410011667 DE102004011667B4 (de) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System und Verfahren zur Herstellung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004011667A1 DE102004011667A1 (de) | 2005-11-17 |
DE102004011667B4 true DE102004011667B4 (de) | 2006-03-23 |
Family
ID=34966741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410011667 Expired - Fee Related DE102004011667B4 (de) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Vorrichtung mit einem Halbleiterchip und einem mikrofluidischen System und Verfahren zur Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004011667B4 (de) |
WO (1) | WO2005088710A1 (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007057903B4 (de) * | 2007-11-29 | 2010-07-08 | Continental Automotive Gmbh | Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls |
DE102007057902A1 (de) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Continental Automotive Gmbh | Sensormodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
US10016562B2 (en) | 2011-11-16 | 2018-07-10 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Medicament guiding assembly for a drug delivery device |
US9511191B2 (en) | 2011-11-16 | 2016-12-06 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Medicament guiding assembly for a drug delivery device |
NO20130600A1 (no) * | 2013-04-30 | 2014-10-31 | Sinvent As | Lab-on-a-chip-system og fremstillingsmåte for samme |
ES2768710T3 (es) * | 2015-03-27 | 2020-06-23 | Univ Wageningen | Método de fabricación de un dispositivo microfluídico |
EP3098847A1 (de) * | 2015-05-29 | 2016-11-30 | Alcatel Lucent | Vorrichtung mit einem mikrokanal zum transportieren eines fluids und verfahren zu dessen herstellung |
JP7021253B2 (ja) | 2017-04-21 | 2022-02-16 | ヒューレット-パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | チップ対チップの流体相互接続 |
US11278887B2 (en) | 2017-04-21 | 2022-03-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Microfluidic chip |
WO2018194651A1 (en) | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Hewlett-Packard Development Company, | Coplanar fluidic interconnect |
WO2018194648A1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Hewlett-Packard Development Company | Coplanar microfluidic manipulation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4031425A1 (de) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Olympus Optical Co | Fet-sensorvorrichtung vom flusszellenadaptiv-typ und herstellungsverfahren |
EP0750744B1 (de) * | 1994-03-12 | 1999-05-26 | KNOLL, Meinhard | Miniaturisierte durchflussmesskammer mit integrierten chemo- und/oder biosensorelementen |
DE10111458A1 (de) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Siemens Ag | Modul für eine Diagnoseeinrichtung, Applikator als Austauschteil der Diagnoseeinrichtung und zugehörige Diagnoseeinrichtung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6315953B1 (en) * | 1993-11-01 | 2001-11-13 | Nanogen, Inc. | Devices for molecular biological analysis and diagnostics including waveguides |
US6287850B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-09-11 | Affymetrix, Inc. | Bioarray chip reaction apparatus and its manufacture |
NL1003315C2 (nl) * | 1996-06-11 | 1997-12-17 | Europ Semiconductor Assembly E | Werkwijze voor het inkapselen van een geïntegreerde halfgeleiderschake- ling. |
US7390457B2 (en) * | 2002-10-31 | 2008-06-24 | Agilent Technologies, Inc. | Integrated microfluidic array device |
-
2004
- 2004-03-10 DE DE200410011667 patent/DE102004011667B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-03-10 WO PCT/DE2005/000431 patent/WO2005088710A1/de active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4031425A1 (de) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Olympus Optical Co | Fet-sensorvorrichtung vom flusszellenadaptiv-typ und herstellungsverfahren |
EP0750744B1 (de) * | 1994-03-12 | 1999-05-26 | KNOLL, Meinhard | Miniaturisierte durchflussmesskammer mit integrierten chemo- und/oder biosensorelementen |
DE10111458A1 (de) * | 2001-03-09 | 2002-09-19 | Siemens Ag | Modul für eine Diagnoseeinrichtung, Applikator als Austauschteil der Diagnoseeinrichtung und zugehörige Diagnoseeinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005088710A1 (de) | 2005-09-22 |
DE102004011667A1 (de) | 2005-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2005088710A1 (de) | Vorrichtung mit einem halbleiterchip und einem mikrofluidischen system und verfahren zur herstellung | |
DE102014114014B4 (de) | Drucksensor-Package mit integrierter Dichtung sowie Herstellungsverfahren dafür | |
WO2016078846A1 (de) | Elektrische schaltung und verfahren zum herstellen einer elektrischen schaltung | |
DE102010002990A1 (de) | Mikrofluidisches System für Analyse- und Diagnosezwecke sowie entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines mikrofluidischen Systems | |
WO2005104306A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines kunststoffumspritzten stanzgitters und kunststoffumspritztes stanzgitter | |
DE102014118769B4 (de) | Drucksensor-Modul mit einem Sensor-Chip und passiven Bauelementen innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses | |
EP0869452A1 (de) | Minichipkarte sowie Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP2819492B1 (de) | MID-Bauteil, Verfahren zur Herstellung | |
WO2013117772A1 (de) | Zweistufig gemoldeter sensor | |
DE102007054717B4 (de) | Transmitter und Verfahren zur Herstellung eines Transmitters | |
DE102017203361A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines formprodukts und formprodukt | |
DE102008050010B4 (de) | Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung | |
DE102016220032A1 (de) | Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, Kraftfahrzeug | |
DE102007041785A1 (de) | Halbleitervorrichtung und deren Herstellungsverfahren | |
EP1646854A1 (de) | Sensoreinrichtung | |
EP0655705A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ausweiskarten mit elektrischen Modulen | |
DE112013006062T5 (de) | Drucksensor und Verfahren zu dessen Fertigung | |
EP1785708B1 (de) | Drucksensor-Bauelement | |
DE102007057903B4 (de) | Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls | |
DE102010041121A1 (de) | Schaltungsträger sowie Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsträgers | |
DE102007057904A1 (de) | Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls | |
DE102018208491A1 (de) | Kontaktierungssystem für eine modular aufgebaute Batterie | |
DE102013201417A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines MID-Bauteils, MID-Bauteil | |
EP1479042B1 (de) | Datenträgerkarte | |
DE102016208782A1 (de) | Verfahren zum Ummanteln einer elektrischen Einheit und elektrisches Bauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |