JPH10132772A - 液体、気体または流体物質を感知する感知素子およびその製造方法 - Google Patents
液体、気体または流体物質を感知する感知素子およびその製造方法Info
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- JPH10132772A JPH10132772A JP9135625A JP13562597A JPH10132772A JP H10132772 A JPH10132772 A JP H10132772A JP 9135625 A JP9135625 A JP 9135625A JP 13562597 A JP13562597 A JP 13562597A JP H10132772 A JPH10132772 A JP H10132772A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、液体、気体等の流体物質を基体２
上に形成された感知層３により感知するとき感知される
物質がセンサのボンドワイヤと反応することのない、信
頼性があり、簡単で廉価な感知素子を得ることを目的と
する。 【解決手段】 センサ信号を導く信号線４は、基体２中
を通って基体に面する感知層の背部を基体２の背部また
は少なくとも１つの側面へ接続していることを特徴とす
る。信号線４は基体を貫通する線形形状の中空空間６を
設けて、そこに金属が充填されて信号線４が形成され
る。さらに、基体の側面を限定し感知層を越えて突出す
る保護装置９を設けて側面をほごすることが好ましい。
上に形成された感知層３により感知するとき感知される
物質がセンサのボンドワイヤと反応することのない、信
頼性があり、簡単で廉価な感知素子を得ることを目的と
する。 【解決手段】 センサ信号を導く信号線４は、基体２中
を通って基体に面する感知層の背部を基体２の背部また
は少なくとも１つの側面へ接続していることを特徴とす
る。信号線４は基体を貫通する線形形状の中空空間６を
設けて、そこに金属が充填されて信号線４が形成され
る。さらに、基体の側面を限定し感知層を越えて突出す
る保護装置９を設けて側面をほごすることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基体上に形成された
感知層により液体、気体または流体物質を感知する感知
素子と、このような感知素子の製造方法に関する。
感知層により液体、気体または流体物質を感知する感知
素子と、このような感知素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】感知層はこの層によって測定される物質
が測定可能な出力信号へ変換される層である。感知層は
錫酸化物のような適切な材料の連続層であるか、または
インターデジタルキャパシタ構造、電界効果トランジス
タのゲート領域、ホール（Hall）構造等を具備してい
る。
が測定可能な出力信号へ変換される層である。感知層は
錫酸化物のような適切な材料の連続層であるか、または
インターデジタルキャパシタ構造、電界効果トランジス
タのゲート領域、ホール（Hall）構造等を具備してい
る。
【０００３】このような感知素子およびこのような製造
方法は技術で知られている。感知素子へ電気的接触を行
うことは多くの困難な問題を含んでいる。感知層は外部
の電気接触部へ接続されなければならない。この接続は
通常ボンドワイヤにより行われる。このためボンドパッ
ドがセンサ表面から非常に短い距離に位置される。一般
的に、この結果として、測定プロセス期間にボンドパッ
ドとボンドワイヤが物質と接触する。これはかなりボン
ドの信頼性を低下させる。一方、ボンドが感知されるべ
き物質に接触しないように感知素子を設計すると技術的
に非常に複雑になる。さらに、ボンドワイヤが取付けら
れる地点では感知されりべき物質に対する感知層の応答
が阻止されるので、ボンドパッドは感知層の付加的な領
域を必要とする。
方法は技術で知られている。感知素子へ電気的接触を行
うことは多くの困難な問題を含んでいる。感知層は外部
の電気接触部へ接続されなければならない。この接続は
通常ボンドワイヤにより行われる。このためボンドパッ
ドがセンサ表面から非常に短い距離に位置される。一般
的に、この結果として、測定プロセス期間にボンドパッ
ドとボンドワイヤが物質と接触する。これはかなりボン
ドの信頼性を低下させる。一方、ボンドが感知されるべ
き物質に接触しないように感知素子を設計すると技術的
に非常に複雑になる。さらに、ボンドワイヤが取付けら
れる地点では感知されりべき物質に対する感知層の応答
が阻止されるので、ボンドパッドは感知層の付加的な領
域を必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】加熱が必要とされる感
知素子の場合、ボンドの信頼性は加熱により減少され
る。さらに感知素子の測定の正確度は、感知されるべき
物質の一部がセンサ表面と反応せずボンドワイヤと反応
する事実により悪化され、それによって著しく測定の正
確度が減少する。物質を感知素子へ供給するポンプ、バ
ルブ等の装置へ感知素子を接続することも複雑で高価で
ある。感知素子は特別なチップキャリア（鉛のフレー
ム）に取付けられなければならず、個々の感知素子は異
なった処理ステップで処理されなければならないため設
置技術が非常に複雑であるので、このような感知素子の
製造は高価である。
知素子の場合、ボンドの信頼性は加熱により減少され
る。さらに感知素子の測定の正確度は、感知されるべき
物質の一部がセンサ表面と反応せずボンドワイヤと反応
する事実により悪化され、それによって著しく測定の正
確度が減少する。物質を感知素子へ供給するポンプ、バ
ルブ等の装置へ感知素子を接続することも複雑で高価で
ある。感知素子は特別なチップキャリア（鉛のフレー
ム）に取付けられなければならず、個々の感知素子は異
なった処理ステップで処理されなければならないため設
置技術が非常に複雑であるので、このような感知素子の
製造は高価である。
【０００５】本発明の目的は、信頼性があり、簡単で廉
価な前述したようなタイプの感知素子を提供することで
ある。
価な前述したようなタイプの感知素子を提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は前述の種類の
感知素子を提供することにより達成される。本発明の感
知素子は、センサ信号を導く信号線装置は、基体中を通
って基体に面する感知層の背部を基体の背部または基体
の少なくとも１つの側面へ接続していることを特徴とす
る。ここでセンサ信号を誘導する信号線装置は基体が面
する感知層の背部を基体の背部または基体の少なくとも
１側面に接続する方法で基体に配置される。
感知素子を提供することにより達成される。本発明の感
知素子は、センサ信号を導く信号線装置は、基体中を通
って基体に面する感知層の背部を基体の背部または基体
の少なくとも１つの側面へ接続していることを特徴とす
る。ここでセンサ信号を誘導する信号線装置は基体が面
する感知層の背部を基体の背部または基体の少なくとも
１側面に接続する方法で基体に配置される。
【０００７】さらにこの目的は、本発明の製造方法によ
り達成される。本発明の製造方法ではセンサ信号を誘導
するための信号線装置は基体に面する感知層の背部を基
体の背部または基体の１側面に接続するような方法で基
体に形成される。
り達成される。本発明の製造方法ではセンサ信号を誘導
するための信号線装置は基体に面する感知層の背部を基
体の背部または基体の１側面に接続するような方法で基
体に形成される。
【０００８】本発明にしたがった信号線装置の構成は、
測定されるべき物質が供給される感知層の前面上のボン
ドパッドおよびボンドワイヤの形態である電気接触部の
必要性をなくす。その結果前述のボンドにより生じたよ
うな感知素子の測定の正確度の減少は起こり得ない。感
知層、したがって感知素子は付加的な空間がボンドパッ
ドの付着に必要とされないため小さく製造されることが
できる。これは特に高価な材料が基体に使用される場合
に価格の減少に大きく貢献し、空間が節約されるのでよ
り小さいセンサが多くの応用に所望される。熱源は基体
の別の地点に位置されてもよいので、信号線装置の信頼
性はセンサに与えられる熱に影響されない。基体の背部
または基体の側面に直接コンタクトが形成されるため、
付加的なチップキャリアが必要とされないのでこのよう
な感知素子の価格も減少される。また、信号線装置は基
体の内部で動作するので、基体と信号線装置の相互作用
は確実に防止される。
測定されるべき物質が供給される感知層の前面上のボン
ドパッドおよびボンドワイヤの形態である電気接触部の
必要性をなくす。その結果前述のボンドにより生じたよ
うな感知素子の測定の正確度の減少は起こり得ない。感
知層、したがって感知素子は付加的な空間がボンドパッ
ドの付着に必要とされないため小さく製造されることが
できる。これは特に高価な材料が基体に使用される場合
に価格の減少に大きく貢献し、空間が節約されるのでよ
り小さいセンサが多くの応用に所望される。熱源は基体
の別の地点に位置されてもよいので、信号線装置の信頼
性はセンサに与えられる熱に影響されない。基体の背部
または基体の側面に直接コンタクトが形成されるため、
付加的なチップキャリアが必要とされないのでこのよう
な感知素子の価格も減少される。また、信号線装置は基
体の内部で動作するので、基体と信号線装置の相互作用
は確実に防止される。
【０００９】感知素子の好ましい実施形態では、信号線
装置は感知層の背部から基体の背部または基体の１以上
の側面まで延在する信号線を受けるための線形状の中空
空間を有する。中空空間は金属で充填されている。これ
はセンサ表面と外部電気コンタクトとの間の簡単で信頼
性のある電気接続を提供する。
装置は感知層の背部から基体の背部または基体の１以上
の側面まで延在する信号線を受けるための線形状の中空
空間を有する。中空空間は金属で充填されている。これ
はセンサ表面と外部電気コンタクトとの間の簡単で信頼
性のある電気接続を提供する。
【００１０】感知素子はさらに接触ピンを直接中空空間
の金属中へ挿入することによって簡単にされ、例えばそ
の中空空間を介して感知素子が印刷回路版へ固定される
ことができる。中空空間が感知層の背部から基体の背部
まで延在するならば、その構造は特に簡単である。
の金属中へ挿入することによって簡単にされ、例えばそ
の中空空間を介して感知素子が印刷回路版へ固定される
ことができる。中空空間が感知層の背部から基体の背部
まで延在するならば、その構造は特に簡単である。
【００１１】本発明の別の好ましい実施形態では、基体
の側面を限定し感知層を越えて突出する保護装置が設け
られている。これは感知されるべき物質が拡散できる空
間を限定する、この物質はその基体の外部に位置するコ
ンタクトに到達しないようにされる。便宜的に、保護装
置は側面に位置し、基体に対して密封が行われている。
これは使用される物質全体が基体表面上に残ることを確
実にする。少量であっても基体の側面または背部、さら
に電気接触部へ到達しないようにされている。従って小
部分の物質が必要とされる。
の側面を限定し感知層を越えて突出する保護装置が設け
られている。これは感知されるべき物質が拡散できる空
間を限定する、この物質はその基体の外部に位置するコ
ンタクトに到達しないようにされる。便宜的に、保護装
置は側面に位置し、基体に対して密封が行われている。
これは使用される物質全体が基体表面上に残ることを確
実にする。少量であっても基体の側面または背部、さら
に電気接触部へ到達しないようにされている。従って小
部分の物質が必要とされる。
【００１２】本発明のさらに好ましい実施形態では、感
知層は基体の断面全体にわたって延在する。保護装置の
上端部には接続装置が設けられている。物質を感知層へ
選択的に供給することは特に簡単である。物質は損失が
生じることなく供給されることができる。接続装置は、
感知およびセンサ表面上の反応に対して使用されない物
質部分を排除する装置を含んでいる。
知層は基体の断面全体にわたって延在する。保護装置の
上端部には接続装置が設けられている。物質を感知層へ
選択的に供給することは特に簡単である。物質は損失が
生じることなく供給されることができる。接続装置は、
感知およびセンサ表面上の反応に対して使用されない物
質部分を排除する装置を含んでいる。
【００１３】本発明のさらに好ましい実施形態では、基
体は半導体基体である。別の実施形態では、基体はガラ
ス基体である。
体は半導体基体である。別の実施形態では、基体はガラ
ス基体である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明を本発明にしたがった感知
素子の断面図である添付図面を参照してより詳細に説明
する。感知素子１は前面に感知層３が付着された基体２
を具備している。感知層３は基体１の断面全体をカバー
する。基体２では、２つの信号線４が基体１に面する感
知層３の背部を基体２の背部５へ接続するような方法で
配置されている。信号線４は線形、ここでは円筒形で中
空の空間６中を導かれ、中空空間６が充填される金属で
作られている。接触ピン７は基体１の背部５から中空空
間６へ挿入され、永久的に中空空間６に含まれる金属と
接続される。基体２および感知層３は基体の側面に位置
する保護装置８により包囲され、好ましくは基体に対し
て密封される。保護層８は感知層３の表面を越えて突出
する。感知層３を越えて突出する保護装置８の部分９の
長さは測定されるべき物質に応じて選択される。重要な
ことは、測定されるべき物質が感知素子１の背部に到達
することを阻止することであり、感知素子１の背部には
電気コンタクト、ここでは接触ピン７が位置されてい
る。保護装置８の突出部９には接続装置が設けられ、こ
の接続装置に、例えばポンプ、バルブ等の測定されるべ
き物質を供給および／または排除する装置が接続される
ことができる。
素子の断面図である添付図面を参照してより詳細に説明
する。感知素子１は前面に感知層３が付着された基体２
を具備している。感知層３は基体１の断面全体をカバー
する。基体２では、２つの信号線４が基体１に面する感
知層３の背部を基体２の背部５へ接続するような方法で
配置されている。信号線４は線形、ここでは円筒形で中
空の空間６中を導かれ、中空空間６が充填される金属で
作られている。接触ピン７は基体１の背部５から中空空
間６へ挿入され、永久的に中空空間６に含まれる金属と
接続される。基体２および感知層３は基体の側面に位置
する保護装置８により包囲され、好ましくは基体に対し
て密封される。保護層８は感知層３の表面を越えて突出
する。感知層３を越えて突出する保護装置８の部分９の
長さは測定されるべき物質に応じて選択される。重要な
ことは、測定されるべき物質が感知素子１の背部に到達
することを阻止することであり、感知素子１の背部には
電気コンタクト、ここでは接触ピン７が位置されてい
る。保護装置８の突出部９には接続装置が設けられ、こ
の接続装置に、例えばポンプ、バルブ等の測定されるべ
き物質を供給および／または排除する装置が接続される
ことができる。
【００１５】本発明にしたがって感知素子を製造するた
め、感知層３は通常の方法で基体２上に付着されてい
る。非常に小さい感知素子の場合、特に半導体技術で
は、１つの本体内に複数の感知素子１を製造することが
慣例である。必要ならば本体の背部は薄くされ、さらに
適切なプロセスのステップが通常の技術を用いて行われ
る。次に、中空空間が感知素子１に形成され、適切な金
属で充填される。接触ピン７は例えば、はんだ付け、溶
接、接着剤結合等により信号線４へ接合されている。そ
して、感知素子１は相互に分離される。その後、保護装
置８は別々の感知素子の側面に設けられる。保護装置８
は例えば物質に対して密封を行うため基体２の側面上に
収縮適合される熱収縮可能なチューブが使用されてもよ
い。保護装置８は例えば金属の圧入により製造されても
よい。
め、感知層３は通常の方法で基体２上に付着されてい
る。非常に小さい感知素子の場合、特に半導体技術で
は、１つの本体内に複数の感知素子１を製造することが
慣例である。必要ならば本体の背部は薄くされ、さらに
適切なプロセスのステップが通常の技術を用いて行われ
る。次に、中空空間が感知素子１に形成され、適切な金
属で充填される。接触ピン７は例えば、はんだ付け、溶
接、接着剤結合等により信号線４へ接合されている。そ
して、感知素子１は相互に分離される。その後、保護装
置８は別々の感知素子の側面に設けられる。保護装置８
は例えば物質に対して密封を行うため基体２の側面上に
収縮適合される熱収縮可能なチューブが使用されてもよ
い。保護装置８は例えば金属の圧入により製造されても
よい。
【図１】本発明にしたがった感知素子の断面図。
Claims (10)
- 【請求項１】 液体、気体または流体物質を基体上に形
成された感知層により感知する感知素子において、 センサ信号を導く信号線装置は、基体中を通って基体に
面する感知層の背部を基体の背部または基体の少なくと
も１つの側面へ接続していることを特徴とする感知素
子。 - 【請求項２】 信号線装置は、感知層の背部から基体の
背部または基体の側面まで延在する信号線を受けるため
の線形形状の中空空間を具備していることを特徴とする
請求項１記載の感知素子。 - 【請求項３】 中空空間は金属で充填されていることを
特徴とする請求項１記載の感知素子。 - 【請求項４】 基体の側面を限定し感知層を越えて突出
する保護装置が設けられていることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項記載の感知素子。 - 【請求項５】 保護装置は基体の側面上に位置し、基体
に対して密封を行うことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項記載の感知素子。 - 【請求項６】 感知層は実質上基体の断面全体にわたっ
て延在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
１項記載の感知素子。 - 【請求項７】 保護装置の上端部には接続装置が設けら
れていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１
項記載の感知素子。 - 【請求項８】 基体は半導体基体であることを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれか１項記載の感知素子。 - 【請求項９】 基体はガラス基体であることを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれか１項記載の感知素子。 - 【請求項１０】 液体、気体または流体物質を感知する
感知素子の製造方法において、 感知層が基体上で形成され、センサ信号を導く信号線に
よって基体中を通って基体に面する感知層の背部を基体
の背部または基体の側面へ接続することを特徴とする感
知素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19621227A DE19621227C2 (de) | 1996-05-25 | 1996-05-25 | Sensorelement zum Nachweis von flüssigen, gasförmigen oder fluiden Substanzen |
| DE19621227.8 | 1996-05-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132772A true JPH10132772A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=7795391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9135625A Pending JPH10132772A (ja) | 1996-05-25 | 1997-05-26 | 液体、気体または流体物質を感知する感知素子およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0809100B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10132772A (ja) |
| DE (2) | DE19621227C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534841A (ja) * | 2007-08-01 | 2010-11-11 | テスト アーゲー | 材料、特に油又は脂肪の状態を計測するための装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199751A3 (de) * | 1998-06-30 | 2005-12-07 | Micronas GmbH | Chip-Anordnung |
| DE10156227C1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-05-28 | Schott Glas | pH-Einstabmeßkette mit einem Diaphragma-Verschluß |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4151503A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-24 | Ford Motor Company | Temperature compensated resistive exhaust gas sensor construction |
| JPH02269947A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃焼制御用センサ |
| DE4013593A1 (de) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Verfahren und sensor fuer amperometrische messprinzipien mit dickschicht-biosensoren |
| US5391272A (en) * | 1992-03-06 | 1995-02-21 | Andcare, Inc. | Electrochemical immunoassay methods |
| DE4230602C2 (de) * | 1992-09-12 | 1995-04-20 | Draegerwerk Ag | Elektrochemischer Sensor mit modularem Aufbau |
| US5284566A (en) * | 1993-01-04 | 1994-02-08 | Bacharach, Inc. | Electrochemical gas sensor with wraparound reference electrode |
| US5417100A (en) * | 1993-03-10 | 1995-05-23 | Hughes Aircraft Company | Reversible sensor for detecting solvent vapors |
| US5511428A (en) * | 1994-06-10 | 1996-04-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Backside contact of sensor microstructures |
| US5540086A (en) * | 1994-08-30 | 1996-07-30 | Kavlico Corporation | Oil deterioration sensor |
-
1996
- 1996-05-25 DE DE19621227A patent/DE19621227C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-29 DE DE59712078T patent/DE59712078D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-29 EP EP97107121A patent/EP0809100B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-26 JP JP9135625A patent/JPH10132772A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534841A (ja) * | 2007-08-01 | 2010-11-11 | テスト アーゲー | 材料、特に油又は脂肪の状態を計測するための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19621227A1 (de) | 1997-11-27 |
| EP0809100A1 (de) | 1997-11-26 |
| EP0809100B1 (de) | 2004-11-17 |
| DE19621227C2 (de) | 2003-02-20 |
| DE59712078D1 (de) | 2004-12-23 |
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