WO2023140754A1 - Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства - Google Patents

Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства Download PDF

Info

Publication number
WO2023140754A1
WO2023140754A1 PCT/RU2023/050004 RU2023050004W WO2023140754A1 WO 2023140754 A1 WO2023140754 A1 WO 2023140754A1 RU 2023050004 W RU2023050004 W RU 2023050004W WO 2023140754 A1 WO2023140754 A1 WO 2023140754A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
paste
console
glass
hole
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050004
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Алексей Андреевич ВАСИЛЬЕВ
Олег Владимирович КУЛЬ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "С-Компонент"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022101088A external-priority patent/RU2782961C1/ru
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "С-Компонент" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "С-Компонент"
Publication of WO2023140754A1 publication Critical patent/WO2023140754A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/02—Bearings or suspensions for moving parts

Definitions

  • the present invention relates to microelectronics and measuring technology, namely to a carrier module for a sensitive element of a microelectronic measuring device, which can be used to control the environment, measure gas concentrations, control the tightness of products containing various chemicals, and in other areas.
  • microelectromechanical systems In modern microelectronic measuring devices based on semiconductor, electrochemical and thermocatalytic principles of detection, microelectromechanical systems (MEMS) are used, containing carrier devices in the form of a membrane (film) or console to accommodate the sensitive element.
  • these carriers must be strong enough to withstand the operating stresses over the lifetime of the measuring device.
  • the dimensions and weight of the carrier must be optimal to improve the functional characteristics of the measuring device: reduce power consumption, increase speed and sensitivity.
  • film technologies are also used. Modern dielectric membranes and consoles make it possible to heat the sensing element to high temperatures, from 300 to 600 °C, with reduced power consumption compared to devices where the sensing element is placed on a massive substrate.
  • a microelectronic measuring device which has a thin dielectric membrane fixed on a rigid frame as a bearing, heat-insulating or elastic structural element.
  • the rigid frame is a ceramic plate with one or more holes.
  • the membrane is an aluminum oxide film fixed to the frame with an adhesive, which can be glass.
  • the manufacture of this microelectronic measuring device includes gluing a sheet to the surface of a ceramic plate oxidized aluminum and subsequent removal of metallic aluminum by chemical etching until an aluminum oxide film is obtained on the plate. Placing the sensing and heating elements on such a thin dielectric membrane provides a high-temperature operation of the measuring device while maintaining reduced power consumption.
  • the manufacturing method of the device is too laborious, and the resulting film will contain microdamages due to the features of the oxidation technology (fluctuations in the growth of the oxide film on the metal) and subsequent chemical etching. Subsequently, such microdamages can lead to the destruction of the membrane under the influence of environmental factors and operational loads (temperature differences, vibrations). Therefore, the disadvantages of this device include reduced reliability and limited service life.
  • a microelectromechanical system (MEMS) of a cantilever type (also called a cantilever) is known, including a polymer base and a cantilever beam protruding from it.
  • the cantilever beam is a multilayer structure containing a piezocrystalline layer located between the structural and insulating layers of inorganic material. A pair of electrical contacts connected to the piezocrystalline layer is formed in the insulating layer of the beam.
  • the manufacture of this system includes applying a temporary layer to the substrate, forming the structure of the cantilever beam on the temporary layer by sequentially applying layers of appropriate materials to it with the formation of electrical contacts in the insulating layer, forming a polymer base for the cantilever beam, and chemically etching the temporary layer to release the cantilever beam from the base.
  • the layer-by-layer formation of a cantilever beam on a temporary layer in this system ensures the relative simplicity and manufacturability of the device.
  • the cantilever beam is a sensitive element that bends under the influence of the inverse piezoelectric effect, and the choice of materials does not allow the use of such a system in high temperature conditions, for example, for measuring gas concentrations, where heating of the sensitive element is required. Accordingly, the disadvantages of this device include a limited scope. However, this device is the closest to the present invention technical solution.
  • the technical problem to be solved by the invention is to create a carrier module for the sensitive element of a microelectronic measuring device, manufactured in a simple and technological way, with increased reliability and the ability to operate the module in high temperature conditions.
  • the present invention proposes a carrier module for the sensitive element of a microelectronic measuring device.
  • This module contains a substrate and a thin cantilever formed as a single piece of glass-ceramic material.
  • one end of the console designed to accommodate the sensitive element, hangs freely above the hole in the substrate, and the other end is fixed on the substrate by fusing glass in the composition of the console material with the substrate material.
  • a thin cantilever made of glass-ceramic material in the described carrier module provides thermal isolation of the sensing element from other components and the body of the measuring device, enabling the device to operate in high-temperature conditions with the sensing element heated up to 600 °C.
  • a thin cantilever, freely hanging over a hole in the substrate is formed in the form of a single, complete element, that is, it consists of one continuous piece of material.
  • the module can be manufactured without chemical etching and cutting out the console from sheet material, including without laser cutting, therefore, it is free from accompanying microdamages.
  • the fixed end of the cantilever is secured to the substrate by fusing the glass in the cantilever material to the substrate material without the use of any additional binder or adhesive. Thanks to these features, the thin console and the entire proposed carrier module are distinguished by increased reliability and extended service life.
  • the coefficient of thermal expansion of the glass-ceramic material of the console differs from the coefficient of thermal expansion of the substrate material by no more than 20%.
  • the limited difference in the coefficients of thermal expansion of the materials of the console and the substrate eliminates the possibility of damage to the module elements due to uneven expansion when the substrate is heated to form and fix the console.
  • the console is a heat-insulating and/or elastic structural element of the microelectronic measuring device.
  • the carrier module in these embodiments can be successfully applied to various types of measurement devices.
  • the carrier module further comprises electrodes for picking up a signal from the sensing element during operation of the microelectronic measuring device, each of said electrodes being located on the substrate and on the console. Placing a part of each of the electrodes for picking up a signal from the sensing element on the substrate provides convenient and reliable contact with the electrodes when assembling the measuring device without the danger of damaging the console, simplifying the module manufacturing technology.
  • the carrier module includes a heating element located at the free-hanging end of the console.
  • the carrier module includes electrodes for energizing the heating element during operation of the microelectronic measuring device, with each of the energizing electrodes located on the substrate and on the console. Placing a part of each of the electrodes for supplying power to the heating element on the substrate provides convenient and reliable contact with the electrodes when assembling the measuring device without the risk of damage to the console, simplifying the module manufacturing technology.
  • the pickup electrodes and the power supply electrodes are located on the same side of the console, electrically isolated from each other, the carrier module further comprising an insulating element located between the heating element and the sensing element.
  • the carrier module further comprising an insulating element located between the heating element and the sensing element.
  • the carrier module contains a reinforcing element in the form of a portion of glass-containing material located on the substrate and on the console near its fixed end.
  • the reinforcing section increases the reliability of the module design and reduces the risk of damaging the console, as well as the electrodes and substrate during the assembly of the measuring device.
  • carrier module if required may contain several reinforcing elements located both on one side of the console, and on both sides.
  • a method for manufacturing a carrier module for a sensitive element of a microelectronic measuring device is also proposed, which is another object of the present invention.
  • the proposed method includes the following steps: a substrate with a hole is made, a hole in the substrate is filled with a solid material capable of changing the state of aggregation or turning into a powder state when heated, a paste of glass-ceramic material is applied to the surface of the substrate and over the solid material in the hole, the substrate with the applied paste is heated to a temperature above the melting point of glass in the composition of the paste to form a console in the form of a single element of glass-ceramic material with simultaneous fixing of the end of the console on substrate and transfer of the solid material in the hole to another state of aggregation or to a powdered state, and the material is removed from the hole in the substrate with the formation of the end of the console freely hanging over the hole to accommodate the sensitive element.
  • This method is designed to manufacture a carrier module for the sensing element of the microelectronic measuring device, which was described above, and provides all the above-mentioned advantages of the carrier module.
  • the described method does not include operations of chemical etching and mechanical cutting for the manufacture of a console from sheet material, therefore, it makes it possible to manufacture a carrier module without microdamages accompanying such operations.
  • a thin cantilever is made using additive technologies: the body of the cantilever is formed by applying a paste, for example, by screen printing, directly onto the substrate and over a hole filled with a solid material, which is pre-made in the substrate, after which, in one heating cycle of the substrate with the applied paste, the following is achieved: (1) fusion of the paste into a fully formed cantilever in the form of a solid element, (2) fixing the end of the cantilever to the substrate by fusing the glass in the cantilever material with the substrate material and (3) transfer of solid material in the hole to another state of aggregation or to a powder state.
  • the substrate material in the hole is in a liquid or gaseous state of aggregation or in a powdery state and can be easily removed to free the end of the console that hangs freely above the hole without the risk of damaging it.
  • the coefficient of thermal expansion of the solid material in the hole differs from the coefficient of thermal expansion of the substrate material by no more than 20%
  • the coefficient of thermal expansion of the glass-ceramic material of the console differs from the coefficient of thermal expansion of the substrate material by no more than 20%
  • the paste of the glass-ceramic material contains a binder capable of being eliminated from the composition of the glass-ceramic material upon heating. This composition of the paste ensures that the shape of the body of the console is retained until the paste melts when the substrate is heated.
  • material is removed from the hole in the substrate by gravity and/or by sonication.
  • the material in the hole is in a liquid or gaseous state of aggregation or in a powder state and can be easily removed from the hole by non-destructive methods: for example, by ultrasonic treatment and even simply by gravity. In other words, at least a portion of the material in such a state may spontaneously fall out of the hole after the substrate is heated.
  • the method comprises, prior to the step of applying a paste of glass-ceramic material, applying two separate first sections of conductive paste, each of which passes over the substrate and over the solid material in the hole, and then applying a section of resistive paste to the solid material in the hole and over each of said first sections of the conductive paste.
  • the stage of applying a paste from a glass-ceramic material comprises applying it to the surface of the substrate over the solid material in the hole and over the said first sections of the conductive paste and the section of the resistive paste
  • the stage of heating the substrate with applied paste further comprises forming a heating element from a section of resistive paste and electrodes for supplying power to the heating element from the first sections of conductive paste.
  • the paste to form the body of the console is applied after and over the pastes to form the heating element and the electrodes to energize it.
  • these elements are placed on the underside of a thin console.
  • the same additive technology is used, whereby the operations for the manufacture of new elements are simply and efficiently integrated into the technological process described above. Indeed, after applying all the necessary layers of paste to the substrate in one cycle of heating the substrate, both the previously described effects (1) - (3) and (4a) fusion of resistive and conductive paste sections with the formation of a heating element and electrodes for supplying power to the heating element on the underside of the console are achieved. Such formation of new elements on the console and the substrate does not complicate the claimed method of manufacturing the carrier module.
  • the method further comprises, prior to the step of heating the substrate with the applied paste, applying two separate second sections of the conductive paste on the substrate and over the paste of the glass-ceramic material, and the step of heating the substrate with the applied paste further comprises forming electrodes for picking up a signal from the sensing element from the second sections of the conductive paste.
  • This embodiment complements the previous embodiment with operations to form electrodes for picking up a signal from a sensing element on the upper side of the console.
  • both the previously described effects (1) - (4a) and (5a) fusion of the conductive paste sections with the formation of electrodes for picking up a signal from the sensitive element on the upper side of the console are achieved.
  • Such formation of new elements on the console and the substrate does not complicate the claimed method of manufacturing the carrier module.
  • the console serves as both a load-bearing and an insulating element. It should be noted that the indication of one of the sides of the console and the substrate as “upper”, and the other as “lower” is relative nature and is set by their location in space during the manufacture of the carrier module.
  • the method comprises, prior to the step of heating the substrate with applied paste, applying two separate first sections of conductive paste, each of which passes over the substrate and over the paste of glass-ceramic material, and then applying a section of resistive paste on the paste of glass-ceramic material and over each of said first sections of conductive paste, and the step of heating the substrate with applied paste further comprises forming a heating element from the section of resistive paste and electrodes for supplying power to the heater ny element from the first sections of the conductive paste.
  • This embodiment is an alternative to the embodiments described above: the pastes for forming the heating element and the corresponding electrodes are in this case applied after and over the paste for forming the body of the console, so that these elements are placed on the upper side of the thin console.
  • the technological operations and the achieved effects of this embodiment are similar to the cases described above: after applying the necessary layers of paste on the substrate in one heating cycle, effects (1) - (3) and (4b) are achieved - the fusion of sections of the resistive and conductive paste with the formation of a heating element and electrodes for supplying power to the heating element from the upper side of the console.
  • the method further comprises, prior to the step of heating the substrate with the applied paste, applying an area of insulating paste over the area of the resistive paste, and then applying two separate second areas of the conductive paste to the substrate, as well as over the glass-ceramic material paste and the area of the insulating paste, separately from the first areas of the conductive paste, and the step of heating the substrate with the applied paste further comprises forming an insulating element from the area of the insulating paste and an electrode ov for removing the signal from the sensitive element from the second sections of the conductive paste.
  • This embodiment complements the previous one by forming electrodes for picking up a signal from the sensing element on the upper side of the console. After applying all the above layers of paste to the substrate in one cycle of heating the substrate, both the previously described effects (1) - (4b) and (5a) fusion of the insulating paste section with the formation of an insulating element and the sections of the conductive paste - with the formation of electrodes for picking up a signal from the sensing element on the upper side of the console are achieved.
  • all functional elements of the measuring device are located on one, upper, side of the console. This option provides additional advantages compared to the implementation of the contours of the heating and sensing elements from different sides of the console.
  • the electrodes passing over each other from the upper and lower sides of the cantilever can electrically contact each other, causing a short circuit through the pores in the material of the thin cantilever.
  • the electrodes of the heating and sensing circuits are located on one side of the console, essentially in the same plane, separate from each other, and their short circuit is excluded.
  • a separate insulating element is used, formed from a section of insulating paste, which makes it possible to adjust its characteristics, in particular, to make the thickness of the insulating element greater than the thickness of the console.
  • the method further comprises, prior to the step of applying the glass-ceramic material paste, applying two separate second sections of the conductive paste to the substrate and over the solid material in the hole, the step of applying the glass-ceramic paste comprises applying it to the surface of the substrate, over the solid material in the hole and over the second sections of the conductive paste, and the step of heating the substrate with the applied paste further comprises forming electrodes for picking up a signal from the sensing element from the second current sections. conductive paste.
  • the contour of the sensing element is located on the underside of the thin console.
  • the technological operations and the achieved effects are similar to the cases described above: in one cycle of heating the substrate, effects (1) - (3) and (5b) are achieved - the fusion of sections of the conductive paste with the formation of electrodes for picking up a signal from the sensing element on the lower side of the console.
  • the method comprises the steps of: making a substrate with a hole, a hole in the substrate is filled with a solid material capable of changing the state of aggregation or turning into a powder state under a given impact, applying a paste of glass-ceramic material on the surface of the substrate and over the solid material in the hole, heating the substrate with the applied paste to a temperature above the melting point of glass in the paste to form a cantilever in the form of a solid element of glass-ceramic material with simultaneous fixing of the end of the cantilever on the substrate, applying the specified effect to the solid material in the hole for transferring it to another state of aggregation or to a powdered state, and removing the material from the hole in the substrate with the formation of the end of the console freely hanging over the hole to accommodate the sensitive element.
  • This variant of the method is also intended for the manufacture of a carrier module for the sensing element of the microelectronic measuring device, which was described above, and provides all the above-mentioned advantages of the carrier module.
  • the latter variant is not limited to the use of temperature effects to transfer the solid material in the hole in the substrate to another state of aggregation or to a powdered state.
  • the possibility is taken into account of selecting a solid material for temporarily filling a hole in the substrate, which can subsequently be transferred to another state of aggregation or to a powder state by means of a given action.
  • the hole over which the cantilever is formed remains filled with solid material, which provides additional support and eliminates the possibility of deformation of the thin cantilever during the paste fusing process.
  • a variant of the method for manufacturing the carrier module may be preferable, although it requires an additional operation to transfer the solid material in the hole to another state of aggregation or to a powder state through a given impact.
  • the specified exposure is electromagnetic radiation or the use of selective solvent.
  • ultraviolet irradiation or a water-based solvent may be used as the target exposure.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the carrier module for the sensing element of a microelectronic measuring device according to an embodiment of the invention with the contours of the heating element and the sensing element located on different sides of the thin console.
  • Fig.2 is a schematic representation of the carrier module for the sensing element of the microelectronic measuring device according to another embodiment of the invention with the heating element and sensing element circuits located on one side of the thin console.
  • FIG. 3 is a block diagram of a method for manufacturing a carrier module for a sensitive element of a microelectronic measuring device according to the invention.
  • FIG. 4 is a flowchart of an additional procedure in a method for manufacturing a carrier module for a sensing element of a microelectronic measuring device according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of another additional procedure in a method for manufacturing a carrier module for a sensing element of a microelectronic measuring device according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an additional procedure within a method for manufacturing a carrier module for a sensing element of a microelectronic measuring device according to another embodiment of the invention.
  • Fig.7 is a block diagram of another variant of the method for manufacturing a carrier module for a sensitive element of a microelectronic measuring device according to the invention.
  • Fig. 8 is a schematic representation of an apertured plate substrate for simultaneously manufacturing a plurality of carrier modules according to embodiments of the invention.
  • the invention is aimed at creating a carrier module for a sensitive element of a microelectronic measuring device, manufactured in a simple and technological way with increased reliability and the ability to operate the module in high-temperature conditions.
  • Figure 1 schematically shows the carrier module for the sensing element of a microelectronic measuring device according to an embodiment of the invention, with the contours of the heating element and the sensing element located on different sides of the thin console.
  • the carrier module 1 comprises a substrate 2 with an opening 3 over which a thin cantilever 4 is located.
  • the substrate 2 is made in the form of a plate, the surfaces of which form the upper side 2' and the lower side 2" of the substrate.
  • the indication of one of the sides of the substrate as “upper” and the other as “lower” is relative and is determined by their location in space during the manufacture of the carrier module 1, in this case, the spatial orientation of the substrate 2 shown in Fig.1. These relative names do not limit the spatial orientation of the substrate 2 and the entire module 1 in other ways than the illustrated example.
  • the substrate 2 may be made of any suitable material providing the strength and wear resistance required for the carrier module in the microelectronic measurement device of the desired type.
  • the substrate 2 may be made of silicon and its compounds or ceramics.
  • Hole 3 can be formed by removing a piece of material from substrate 2, for example by laser cutting, or made integral with substrate 2, for example by punching in raw ceramic, followed by firing of ceramic to produce substrate 2 with hole 3. FIG. not reaching the underside of the 2” backing.
  • the invention is not limited in relation to the shape of the hole 3, and close to the rectangular shape of the hole 3 in terms of figure 1 is only one of the possible options for implementation.
  • the substrate 2 may contain more than one opening 3.
  • the console 4 is formed in the form of a solid, finished element made of glass-ceramic material and has one end 4', designed to accommodate the sensitive element, freely hanging above the hole 3 in the substrate 2, and the other end 4" is fixed on the substrate 2 by fusing the glass in the composition of the console material with the substrate material.
  • the formation of a thin console 4 in the form of a solid, finished element means that the console consists of one continuous piece of glass-ceramic material without any disturbance.
  • Such formation of a thin console 4 in the form of a solid, finished element can be realized by fusing a portion of the paste of glass-ceramic material, for example, containing glass particles and a binder.
  • the fixed end 4” of the cantilever is attached to the substrate 2 directly by fusing the glass in the cantilever material with the substrate material without the use of any additional binder or adhesive.
  • the thin arm 4 and the entire carrier module 1 are characterized by increased reliability and a longer service life.
  • Such a console 4 can be used as a heat-insulating and/or elastic structural element of a microelectronic measuring device.
  • the coefficient of thermal expansion of the glass-ceramic material of the console 4 differs from the coefficient of thermal expansion of the material of the substrate 2 by no more than 20%, which eliminates the possibility of damage to the elements of the module 1 due to uneven expansion when the substrate 2 is heated to form and fix the console 4.
  • the carrier module 1 also contains electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element 6 at the freely hanging end 4' of the console during operation of the microelectronic measuring device.
  • the microelectronic measuring device contains at least a pair of electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element. Electrodes 5 for picking up a signal from a sensitive element are designed to pick up a signal perceived by a sensitive element 6 and transmit this signal through an electrical circuit, for example, to means for analyzing or processing these signals as part of a microelectronic measuring device.
  • the electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element are made in the form of thin conductive strips, one end located on the substrate 2, and the other on the console 4.
  • Such electrodes can be formed from plots of conductive paste applied to the substrate 2, for example by screen printing.
  • the conductive paste contains powdered metal, glass particles, and a binder. Platinum powder may be used as the powdered metal.
  • the invention is not limited in this regard, and the electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element can be made of other conductive materials and/or using other technologies.
  • gases such as carbon monoxide, propane, methane, ammonia, gasoline vapours, nitrogen oxides, and ozone
  • sensitive elements are used made of semiconductor oxides of tin, zinc, etc. with the addition of platinum group metals.
  • the sensing element 6 is placed on the free-hanging end 4' of a thin console 4 with contact with both electrodes 5 to pick up a signal from the sensing element.
  • the carrier module 1 contains a heating element 7 located at the free-hanging end 4' of the console, and electrodes 8 for supplying power to the heating element 7 during operation of the microelectronic measuring device.
  • the electrodes 8 for supplying power to the heating element are essentially the same as the electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element, which were described above.
  • Each of the pair of electrodes 8 for power supply is located on the substrate 2 and on the console 4 in contact with the heating element 7.
  • the heating element 7 is made from a portion of a resistive paste that can be applied to the substrate 2, for example by screen printing.
  • the resistive paste may contain platinum powder, filler, glass particles and a binder.
  • the heating element 7 made in this way makes it possible to heat the sensitive element 6 to high temperatures, in particular in the range from 300 to 600 °C.
  • the implementation of the heating element 7 may be made from other suitable materials and/or means, as well as using other technologies known in the art.
  • the electrodes 5 for picking up a signal from the sensitive element and the electrodes 8 for supplying power to the heating element can be located on one or different sides of the thin console 4.
  • Figure 1 shows an embodiment of the carrier module 1, in which the electrodes 5 for picking up the signal and the electrodes 8 for supplying power are located on different sides of the console 4: the electrodes 8 for supplying power together with the heating element 7 are located on the underside of the console 4 facing the bottom side 2 ′′ of the substrate, and the electrodes 5 for removing signal together with the sensing element 6 are located on the upper side of the console 4 facing the upper side 2' of the substrate.
  • the console 4 serves as both a carrier and an insulating element of the carrier module 1.
  • the electrodes 5 and 8 passing one above the other from the upper and lower sides of the console 4 can electrically contact each other, causing a short circuit through the pores in the material of the thin console 4.
  • the electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element 6 and the electrodes 8 for supplying power to the heating element 7 are located on one, upper, side of the console 4 electrically isolated from each other.
  • the carrier module 1 additionally contains an insulating element 9 located between the heating element 7 and the sensitive element 6.
  • a separate insulating element 9 can be formed from a section of insulating paste also by screen printing, which allows you to adjust its characteristics, in particular, to make the thickness of the insulating element 9 greater than the thickness of the console 4 to increase its insulating properties.
  • the implementation of the insulating element 9 can be made from other suitable materials and/or means, as well as using other technologies known in the art.
  • the implementation of the carrier module 1 may contain a reinforcing element in the form of a section of glass-containing material (not shown in the drawings) located on the substrate 2 and on the console 4 near its fixed end 4".
  • the amplifying element is located so as not to cover the ends of the electrodes 5 for signal pickup and the electrodes 8 for supplying power on the substrate 2, which makes it possible to easily and safely connect to them when assembling a microelectronic measuring device.
  • the reinforcing element can be made from a glass-containing paste containing glass particles and a binder, for example by screen printing.
  • the implementation of the reinforcing element can be made from other suitable materials and/or means, as well as using other technologies known in the art.
  • the reinforcing element increases the reliability of the design of the module 1 and reduces the risk of damage to the console 4, as well as the electrodes 5, 8 and the substrate 2 when assembling the microelectronic measuring device.
  • the carrier module 1 may contain more than one reinforcing element.
  • the reinforcing elements can be located both on one side of the console 4 and substrate 2, for example, on the upper side, and on both sides of the console 4 and substrate 2, for example, to protect the electrodes 5 and 8 located on different sides of the console 4 and substrate 2, as shown in Fig.1.
  • the carrier module for the sensing element of the microelectronic measuring device described above is manufactured by the method 100, the block diagram of which is shown in Fig.3.
  • a method 100 for manufacturing a carrier module for a sensing element of a microelectronic measuring device comprises the following steps.
  • a substrate with a hole is made, for example substrate 2 with aperture 3, as shown in figures 1 and 2.
  • substrate 2 is made in the form of a plate of any suitable material that provides the strength and wear resistance required for the carrier module in the microelectronic measuring device of the desired type.
  • the substrate 2 may be made of silicon and its compounds or ceramics.
  • Hole 3 can be formed by removing a fragment of the material of the substrate 2, for example by laser cutting, or made integral with the substrate 2, for example by stamping in green ceramics and then firing it.
  • the invention is not limited with respect to the shape of the opening 3, in addition, in some embodiments, the implementation of the opening 3 may be non-through, i. not reaching the underside of the substrate 2.
  • the substrate 2 may contain more than one hole 3.
  • the hole in the substrate is filled with a solid material capable of changing the state of aggregation or turning into a powder state upon heating.
  • a hole in the substrate can be filled with a solid material by the following steps. First, the hole is filled with a viscous pasty material containing solid particles of metal oxides and a binder.
  • a viscous pasty material containing solid particles of metal oxides and a binder.
  • solid metal oxide particles alumina particles can be used.
  • the binder is chosen to allow elimination, ie. removal of this substance from the filler material when heated.
  • Organic substances such as a solution of ethyl cellulose in terpineol can be used as a binder.
  • the substrate 2 with the hole 3 filled with such a viscous material is kept until self-curing (i.e., curing due to processes occurring in the viscous material spontaneously, without external influence, for example, due to polymerization) of the viscous material or heated until the viscous material is cured.
  • self-curing i.e., curing due to processes occurring in the viscous material spontaneously, without external influence, for example, due to polymerization
  • the choice of curing method depends on the type of binder and its properties. Thus, when using a solution of ethyl cellulose in terpineol as a binder, a viscous material becomes solid when heated and the terpineol evaporates.
  • substrate 2 with hole 3 filled with viscous material is heated to a temperature of 100°C and held for about 30 minutes, then heated to 150°C and held for another 30 minutes to completely cure the material in hole 3.
  • the invention is not limited to the above examples, and it will be understood by those skilled in the art that other filling options are possible.
  • additional processing of the substrate may be required, for example, grinding the part of the substrate with the hole to remove the hard material protruding from the hole beyond the substrate, to form a smooth upper surface of the substrate and solid material in the hole without breaks, depressions and protrusions.
  • additional processing of the substrate may be required, for example, grinding the part of the substrate with the hole to remove the hard material protruding from the hole beyond the substrate, to form a smooth upper surface of the substrate and solid material in the hole without breaks, depressions and protrusions.
  • processing is optional, since a smooth upper surface of the substrate and solid material in the hole can be achieved already at the stage of filling the hole.
  • step 103 of the method 100 of manufacturing the carrier module 1 comprises applying a paste of glass-ceramic material to the surface of the substrate 2 and over the solid material in the hole 3 to form the body of the future thin console 4.
  • the glass-ceramic material paste can contain glass particles and a binder, which allows forming a thin console 4 by heating and fusing the paste area into a single, finished element from a solid piece of glass-ceramic material without any disturbances.
  • the substrate 2 with the applied paste is heated to a temperature above the melting point of the glass in the paste to form the console 4 in the form of a solid element of glass-ceramic material while fixing the end 4” of the console on the substrate and transferring the solid material in the hole 3 to another state of aggregation or to a powdered state.
  • the last stage 105 includes the removal of material from the hole 3 in the substrate 2 with the formation of the end 4' of the console freely hanging above the hole, which serves to accommodate the sensitive element 6. Since, after heating of the substrate 2 at stage 104, the material in the hole is in a liquid or gaseous state of aggregation or in a powder state, it can be easily removed to release the end 4' of the console freely hanging above the hole without the risk of damaging it.
  • the described method 100 makes it possible to manufacture a carrier module 1 for the sensing element of a microelectronic measuring device according to the invention in a simple and efficient manner.
  • the method 100 does not include chemical etching and mechanical cutting operations for manufacturing the console 4 from sheet material, therefore, it makes it possible to manufacture the carrier module 1 without microdamages accompanying such operations.
  • a thin cantilever 4 is formed with using additive technologies by applying a paste, for example, by screen printing, directly on the substrate 2 and over a hole 3 pre-made in the substrate, filled with a solid material.
  • the coefficient of thermal expansion of the solid material in the hole 3 differs from the coefficient of thermal expansion of the material of the substrate 2 by no more than 20%
  • the coefficient of thermal expansion of the glass-ceramic material of the console 4 differs from the coefficient of thermal expansion of the material of the substrate 2 by no more than 20%
  • the glass-ceramic paste contains a binder configured to be eliminated from the glass-ceramic composition upon heating, and the material from the hole 3 in the substrate 2 is removed at step 105 by gravity and/or by ultrasonic treatment.
  • the specified composition of the paste ensures that the shape of the body of the console is retained until the paste fuses when the substrate is heated at step 104.
  • the possibility of cleaning hole 3 at step 105 by non-destructive methods, for example, by ultrasonic treatment or simply by gravity, is due to the presence of the material in the hole in a liquid or gaseous state of aggregation or in a powder state. At least part of the material in this state may spontaneously fall out of the hole 3 after the heating of the substrate 2 in step 104.
  • the method 100 may comprise an additional procedure A performed prior to the step 103 of applying the glass-ceramic paste and an additional procedure B performed prior to the step 104 heating the paste coated substrate as shown in FIG. Flowcharts of these procedures A and B are shown in Fig.4 and 5.
  • the method 100 contains to the stage 103 of the paste of glass -ceramic material stage 106 of the application of 2 two separate sections of the conductive paste, each of which passes along the substrate 2 and on top of the hard material in the hole 3, and the stage of applying the site of the resistive pasta to the solid material in the opening material in the opening material 3 and on top of each one and on top of each one and on top of each From the indicated first sections of conductive pasta.
  • the stage 103 of applying a paste of glass-ceramic material will include applying the paste to the surface of the substrate over the solid material in the hole and over the specified first sections of the conductive paste and the section of the resistive paste, and at the stage 104 of heating the substrate with the applied paste, simultaneously with the formation of the console 4, the heating element 7 will be formed from the section of the resistive paste and electrodes 8 for supplying power to the heating element 7 from the first sections of the current conductor drawing paste, as shown in Fig.1.
  • the paste to form the body of the console 4 (step 103) is applied after and over the pastes to form the heating element 7 and the electrodes 8 to energize it (steps 106 and 107).
  • these elements are placed on the underside of the thin console 4 facing the underside 2" of the substrate, which corresponds to the embodiment of the carrier module 1 shown in Fig.1.
  • the production of new elements is simply and efficiently integrated into the technological process of the method 100, requiring minimal additional steps.
  • the method 100 comprises, prior to the step 104 heating the paste applied substrate 2, the step 108 of applying two separate second portions of conductive paste to the substrate 2 and over the glass ceramic paste.
  • the step 104 of heating the substrate with the applied paste will comprise the formation of electrodes 5 for picking up a signal from the sensing element 6 from the second sections of the conductive paste on the upper side of the console 4 facing the upper side 2' of the substrate, as shown in Fig.1.
  • the electrodes 5 for picking up a signal from the sensitive element 6 and electrodes 8 for supplying power to the heating element 7 are located on one, upper, side of the console 4 electrically isolated from each other.
  • the method 100 comprises, prior to the step 104 heating the substrate with the applied paste, the step 109 of applying two separate first sections of conductive paste, each of which extends over the substrate 2 and over the glass-ceramic paste, and the step 110 of applying a section of resistive paste onto the paste of the glass-ceramic material and over each of said first sections of conductive paste.
  • steps 109 and 110 leads to the fact that in the subsequent step 104 of heating the substrate with applied paste on the upper side of the thin console 4, a heating element 7 will be formed from the resistive paste section, and electrodes 8 will be formed from the first sections of the conductive paste to supply power to the heating element, for example, as shown in Fig.2.
  • the method 100 further comprises the step of applying a patch of insulating paste over the resistive paste patch 111, and then a step 112 of applying two separate second patches of conductive paste to the substrate 2 and over the glass ceramic paste and the insulating paste patch, separate from the first patches of conductive paste.
  • steps 111 and 112 leads to the fact that at the next step 104 of heating the substrate with applied paste on the upper side of the thin console 4, an insulating element 9 will be formed from the insulating paste section, and electrodes 5 will be formed from the second sections of the conductive paste to pick up the signal from the sensitive element 6, for example, as shown in Fig.2.
  • step 111 may include applying multiple layers of paste (using multiple print cycles and/or a thicker stencil) to improve insulation and eliminate the possibility of a short circuit between the electrical circuits of the heating and sensing elements.
  • the method 100 comprises another variation of procedure A prior to step 103 of applying a paste of glass-ceramic material (not shown in the drawings).
  • procedure A comprises the step of applying two separate second portions of the conductive paste to the substrate 2 and over the solid material in the hole 3
  • the step 103 of applying the glass-ceramic paste comprises applying it to the surface of the substrate 2 over the solid material in the hole 3 and over the second portions of the conductive paste.
  • electrodes 5 will be formed from the second sections of the conductive paste to pick up a signal from the sensing element 6. Accordingly, this embodiment of the method 100 is applicable in the case of placing the sensing element 6 on the underside of the thin console 4.
  • Figure 7 shows a block diagram of another variant of the method of manufacturing the carrier module 1 for the sensing element of the microelectronic measuring device according to the invention.
  • method 200 comprises the following steps.
  • step 201 a substrate 2 with an opening 3 is produced, similar to step 101 of the method 100 in FIG.
  • step 202 hole 3 in the substrate is filled with a solid material capable of changing the state of aggregation or transition to a powder state under a given impact.
  • step 203 comprises applying a paste of glass-ceramic material to the surface of the substrate 2 and over the solid material in the hole 3, similar to step 103 in FIG.
  • Step 204 comprises heating the substrate 2 with applied paste to a temperature above the melting temperature of the glass in the paste to form the console 4 in the form of a single, finished element of glass-ceramic material while fixing the 4" end of the console on the substrate 2.
  • a specified action is applied to the solid material in hole 3 to transfer it to another state of aggregation or to a powder state, after which, at step 206, the material is removed from hole 3 in the substrate with the formation end 4' of the console freely hanging over the hole to accommodate the sensing element 6.
  • the method 200 is also intended for the manufacture of the carrier module 1 for the sensing element of the microelectronic measuring device, which was described above.
  • the method 200 is not limited to applying temperature effects to convert the solid material in the hole 3 in the substrate to another state of aggregation or to a powder state. This option takes into account the possibility of choosing a solid material for temporary filling of hole 3 in the substrate, which can be transferred to another state of aggregation or to a powder state by means of a given action.
  • the target exposure is electromagnetic exposure or the use of a selective solvent.
  • a selective solvent for example, depending on the composition of the solid material with which the hole 3 is filled, ultraviolet irradiation or a water-based solvent can be used as a predetermined effect.
  • the method 200 for manufacturing the carrier module differs from the previously described method 100 only by using a certain action to convert the solid material in the hole 3 in the substrate to another state of aggregation or to a powder state. Therefore, it should be understood that all additional embodiments of method 100 represented by procedures A and B, which have been described with reference to FIGS. 4, 5, and 6, are fully applicable to method 200.
  • steps 109-112 of procedure B in FIG. 6 may be performed prior to step 204 of heating the substrate with applied paste to form all the functional elements of the measuring device from one upper side of the cantilever.
  • Fig. 8 schematically shows in top view an embodiment of a substrate 2 with a plurality of holes 3 for simultaneously manufacturing a plurality of carrier modules 1 according to embodiments of the invention.
  • each hole 3 in the substrate 2 can be made elongated, for example rectangular, shape and divided into two parts for the manufacture of two carrier modules 1 with the location of the consoles 4 on opposite sides of the elongated hole 3, as shown in Fig.8.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства содержит подложку и тонкую консоль, сформированную в виде цельного элемента из стеклокерамического материала, одним концом свободновисящую над отверстием в подложке, а другим концом закрепленную на подложке посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки. Способы изготовления несущего модуля предусматривают заполнение отверстия в подложке твердым материалом с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние, нагрев подложки для формирования консоли в виде цельного элемента из стеклокерамического материала и перевод твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. Достигается упрощение изготовления, повышение надежности и расширение режимов работы модуля.

Description

НЕСУЩИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МИКРОЭЛЕКТРОННОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к микроэлектронике и измерительной технике, а именно к несущему модулю для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, которое может использоваться для контроля окружающей среды, измерения концентраций газов, контроля герметичности изделий, содержащих различные химические вещества, и в других областях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В современных микроэлектронных измерительных устройствах на основе полупроводниковых, электрохимических и термокаталитических принципов детектирования применяют микроэлектромеханические системы (МЭМС), содержащие несущие приспособления в виде мембраны (пленки) или консоли для размещения чувствительного элемента. С одной стороны, эти несущие приспособления должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать эксплуатационные нагрузки на протяжении срока службы измерительного устройства. С другой стороны, размеры и масса несущего приспособления должны быть оптимальными для повышения функциональных характеристик измерительного устройства: уменьшения энергопотребления, увеличения быстродействия и чувствительности. Для получения несущих мембран и консолей с необходимыми размерами и массой применяют в том числе пленочные технологии. Современные диэлектрические мембраны и консоли позволяют нагревать чувствительный элемент до высоких температур, от 300 до 600 °C, при сниженном энергопотреблении по сравнению с устройствами, где чувствительный элемент размещен на массивной подложке.
Из документа RU2002128660 (А, дата публикации 27.04.2004) известно микроэлектронное измерительное устройство, имеющее в качестве несущего, теплоизолирующего или упругого элемента конструкции тонкую диэлектрическую мембрану, закрепленную на жесткой рамке. Жесткая рамка представляет собой керамическую пластину с одним или несколькими отверстиями. Мембраной является пленка из оксида алюминия, закрепленная на рамке с помощью клея, в качестве которого может использоваться стекло. Изготовление данного микроэлектронного измерительного устройства включает в себя приклеивание к поверхности керамической пластины листа оксидированного алюминия и последующее удаление металлического алюминия химическим травлением до получения на пластине пленки оксида алюминия. Размещение чувствительного и нагревательного элементов на такой тонкой диэлектрической мембране обеспечивает высокотемпературный режим работы измерительного устройства при сохранении сниженного энергопотребления. Однако метод изготовления устройства является излишне трудоемким, а полученная пленка будет содержать микроповреждения, обусловленные особенностями технологии оксидирования (флуктуациями роста оксидной пленки на металле) и последующим химическим травлением. Впоследствии такие микроповреждения могут привести к разрушению мембраны под воздействием факторов окружающей среды и эксплуатационных нагрузок (перепада температур, вибраций). Поэтому к недостаткам данного устройства можно отнести сниженную надежность и ограниченный срок службы.
Из документа US20150203345 (А1, дата публикации 23.07.2015) известна микроэлектромеханическая система (МЭМС) консольного типа (также называемого кантилевером), включающая в себя полимерное основание и консольную балку, выступающую от него. Консольная балка представляет собой многослойную структуру, содержащую пьезокристаллический слой, расположенный между структурным и изолирующим слоями из неорганического материала. В изолирующем слое балки образована пара электрических контактов, соединенных с пьезокристаллическим слоем. Изготовление данной системы включает в себя нанесение временного слоя на подложку, формирование структуры консольной балки на временном слое путем последовательного нанесения на него слоев соответствующих материалов с формированием электрических контактов в изолирующем слое, формирование полимерного основания для консольной балки и химическое травление временного слоя для высвобождения консольной балки от основания. Послойное формирование консольной балки на временном слое в данной системе обеспечивает относительную простоту и технологичность изготовления устройства. Однако в этом случае консольная балка является чувствительным элементом, который изгибается под действием обратного пьезоэлектрического эффекта, и выбор материалов не позволяет использовать такую систему в высокотемпературных режимах, например, для измерения концентраций газов, где требуется нагрев чувствительного элемента. Соответственно, к недостаткам данного устройства можно отнести ограниченную область применения. Вместе с тем, указанное устройство является наиболее близким к настоящему изобретению техническим решением. Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, изготавливаемого простым и технологичным способом, с обеспечением повышенной надежности и возможности работы модуля в высокотемпературных режимах.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения поставленной проблемы в настоящем изобретении предложен несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства. Этот модуль содержит подложку и тонкую консоль, сформированную в виде цельного элемента из стеклокерамического материала. При этом один конец консоли, предназначенный для размещения чувствительного элемента, свободно висит над отверстием в подложке, а другой конец закреплен на подложке посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки.
Тонкая консоль из стеклокерамического материала в описанном несущем модуле обеспечивает термическую изоляцию чувствительного элемента от других компонентов и корпуса измерительного устройства, обеспечивая возможность работы устройства в высокотемпературных режимах с нагревом чувствительного элемента до 600 °C. При этом, тонкая консоль, свободновисящая над отверстием в подложке, сформирована в виде цельного, законченного элемента, то есть состоит из одного сплошного куска материала. Модуль может изготавливаться без химического травления и вырезания консоли из листового материала, в том числе без лазерной резки, поэтому лишен сопутствующих микроповреждений. Фиксированный конец консоли закреплен на подложке за счет сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки без применения дополнительного связующего материала или клея. Благодаря данным особенностям тонкая консоль и весь предложенный несущий модуль отличаются повышенной надежностью и увеличенным сроком службы.
В одном из вариантов осуществления изобретения коэффициент теплового расширения стеклокерамического материала консоли отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки не более чем на 20%. Ограниченное различие коэффициентов теплового расширения материалов консоли и подложки позволяет устранить возможность повреждения элементов модуля из-за неравномерного расширения при нагревании подложки для формирования и закрепления консоли. В дополнительных или альтернативных вариантах осуществления изобретения консоль представляет собой теплоизолирующий и/или упругий элемент конструкции микроэлектронного измерительного устройства. Несущий модуль в данных вариантах осуществления может с успехом применяться в измерительных устройствах различных типов.
Еще в одном варианте осуществления несущий модуль дополнительно содержит электроды для снятия сигнала с чувствительного элемента при работе микроэлектронного измерительного устройства, причем каждый из указанных электродов расположен на подложке и на консоли. Размещение части каждого из электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на подложке обеспечивает удобный и надежный контакт с электродами при сборке измерительного устройства без опасности повреждения консоли, упрощая технологию изготовления модуля.
В другом варианте осуществления несущий модуль содержит нагревательный элемент, расположенный на свободновисящем конце консоли. В дополнительном варианте осуществления несущий модуль содержит электроды для подачи питания на нагревательный элемент при работе микроэлектронного измерительного устройства, причем каждый из электродов для подачи питания расположен на подложке и на консоли. Размещение части каждого из электродов для подачи питания на нагревательный элемент на подложке обеспечивает удобный и надежный контакт с электродами при сборке измерительного устройства без опасности повреждения консоли, упрощая технологию изготовления модуля.
В следующем варианте осуществления электроды для снятия сигнала и электроды для подачи питания расположены на одной стороне консоли, электрически изолированно друг от друга, причем несущий модуль дополнительно содержит изоляционный элемент, расположенный между нагревательным элементом и чувствительным элементом. В этом варианте обеспечивается возможность размещения с достаточной изоляцией всех функциональных элементов, необходимых для работы микроэлектронного измерительного устройства, на одной стороне консоли, что упрощает технологию изготовления модуля.
Еще в одном варианте осуществления несущий модуль содержит усиливающий элемент в виде участка стеклосодержащего материала, расположенного на подложке и на консоли вблизи ее закрепленного конца. Усиливающий участок повышает надежность конструкции модуля и снижает опасность повреждения консоли, а также электродов и подложки при сборке измерительного устройства. При необходимости несущий модуль может содержать несколько усиливающих элементов, расположенных как на одной стороне консоли, так и с обеих ее сторон.
Для решения поставленной проблемы также предложен способ изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, который является другим объектом настоящего изобретения.
Предложенный способ содержит этапы, на которых: изготавливают подложку с отверстием, заполняют отверстие в подложке твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при нагреве, наносят пасту из стеклокерамического материала на поверхность подложки и поверх твердого материала в отверстии, нагревают подложку с нанесенной пастой до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли в виде цельного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца консоли на подложке и переводом твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние, и удаляют материал из отверстия в подложке с формированием свободновисящего над отверстием конца консоли для размещения чувствительного элемента.
Данный способ предназначен для изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, который был описан выше, и обеспечивает все вышеупомянутые преимущества несущего модуля. Описанный способ не включает в себя операций химического травления и механической резки для изготовления консоли из листового материала, поэтому позволяет изготовить несущий модуль без сопутствующих таким операциям микроповреждений. Действительно, в описанном способе тонкая консоль выполняется с помощью аддитивных технологий: тело консоли формируется нанесением пасты, например, способом трафаретной печати, непосредственно на подложку и поверх заранее выполненного в подложке отверстия, заполненного твердым материалом, после чего за один цикл нагревания подложки с нанесенной пастой достигается: (1) сплавление пасты в полностью сформированную консоль в виде в цельного элемента, (2) закрепление конца консоли на подложке посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки и (3) перевод твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. Таким образом, после завершения цикла нагревания подложки материал в отверстии находится в жидком либо газообразном агрегатном состоянии или в порошкообразном состоянии и может быть легко удален для освобождения свободновисящего над отверстием конца консоли без риска ее повреждения.
Все операции описанного способа отличаются простотой и технологичностью, и применение описанного способа делает доступным и экономически выгодным серийное производство несущих модулей согласно изобретению.
В разных вариантах осуществления способа коэффициент теплового расширения твердого материала в отверстии отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки не более чем на 20%, и коэффициент теплового расширения стеклокерамического материала консоли отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки не более чем на 20%. Как отмечалось выше, ограниченное различие коэффициентов теплового расширения используемых материалов позволяет устранить возможность повреждения элементов модуля из-за неравномерного расширения при нагревании подложки с нанесенной пастой.
В другом варианте осуществления способа паста из стеклокерамического материала содержит связующее вещество, выполненное с возможностью элиминации из состава стеклокерамического материала при нагреве. Такой состав пасты обеспечивает сохранение формы тела консоли до сплавления пасты при нагреве подложки.
Еще в одном варианте осуществления способа материал из отверстия в подложке удаляют под действием силы тяжести и/или посредством ультразвуковой обработки. Как отмечалось выше, после нагревания подложки материал в отверстии находится в жидком либо газообразном агрегатном состоянии или же в порошкообразном состоянии и может быть легко удален из отверстия неразрушающими способами: например, ультразвуковой обработкой и даже просто под действием силы тяжести. Другими словами, по меньшей мере часть материала в таком состоянии может самопроизвольно выпасть из отверстия после нагревания подложки.
В следующем варианте осуществления способ содержит, до этапа нанесения пасты из стеклокерамического материала, нанесение двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке и поверх твердого материала в отверстии, и далее нанесение участка резистивной пасты на твердый материал в отверстии и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты. При этом этап нанесения пасты из стеклокерамического материала содержит ее нанесение на поверхность подложки поверх твердого материала в отверстии и поверх указанных первых участков токопроводящей пасты и участка резистивной пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование нагревательного элемента из участка резистивной пасты и электродов для подачи питания на нагревательный элемент из первых участков токопроводящей пасты.
В данном варианте осуществления пасту для формирования тела консоли наносят после и поверх паст для формирования нагревательного элемента и электродов для подачи питания на него. Таким образом, эти элементы размещаются на нижней стороне тонкой консоли. При этом применяется та же аддитивная технология, за счет чего операции по изготовлению новых элементов просто и эффективно встраиваются в описанный выше технологический процесс. Действительно, после нанесения на подложку всех необходимых слоев пасты за один цикл нагревания подложки достигаются как описанные ранее эффекты (1) - (3), так и (4а) сплавление участков резистивной и токопроводящей пасты с формированием нагревательного элемента и электродов для подачи питания на нагревательный элемент на нижней стороне консоли. Такое формирование новых элементов на консоли и подложке не приводит к усложнению заявленного способа изготовления несущего модуля.
Еще в одном варианте осуществления способ дополнительно содержит, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку и поверх пасты из стеклокерамического материала, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
Этот вариант осуществления дополняет предыдущий вариант операциями по формированию электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на верхней стороне консоли. В этом случае после нанесения на подложку необходимых слоев пасты за один цикл нагревания подложки достигаются как описанные ранее эффекты (1) - (4а), так и (5а) сплавление участков токопроводящей пасты с формированием электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на верхней стороне консоли. Такое формирование новых элементов на консоли и подложке не приводит к усложнению заявленного способа изготовления несущего модуля. В результате с одной, «нижней», стороны консоли размещается контур нагревательного элемента, а с другой, «верхней», стороны консоли располагаются электроды для снятия сигнала с чувствительного элемента, в контакте с которыми может быть размещен чувствительный элемент. Консоль при этом служит как несущим, так и изолирующим элементом. Необходимо отметить, что указание одной из сторон консоли и подложки в качестве «верхней», а другой - в качестве «нижней» носит относительный характер и задается их расположением в пространстве при изготовлении несущего модуля.
В другом варианте осуществления способ содержит, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке и поверх пасты из стеклокерамического материала, и далее нанесение участка резистивной пасты на пасту из стеклокерамического материала и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование нагревательного элемента из участка резистивной пасты и электродов для подачи питания на нагревательный элемент из первых участков токопроводящей пасты.
Этот вариант осуществления альтернативен описанным выше вариантам: пасты для формирования нагревательного элемента и соответствующих электродов в этом случае наносят после и поверх пасты для формирования тела консоли, так что эти элементы размещаются на верхней стороне тонкой консоли. В остальном технологические операции и достигаемые эффекты этого варианта осуществления аналогичны описанным выше случаям: после нанесения на подложку необходимых слоев пасты за один цикл нагревания достигаются эффекты (1) - (3) и (4Ь) - сплавление участков резистивной и токопроводящей пасты с формированием нагревательного элемента и электродов для подачи питания на нагревательный элемент с верхней стороны консоли.
В следующем варианте осуществления способ дополнительно содержит, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение участка изоляционной пасты поверх участка резистивной пасты, и далее нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку, а также поверх пасты из стеклокерамического материала и участка изоляционной пасты, отдельно от первых участков токопроводящей пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование изоляционного элемента из участка изоляционной пасты и электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
Этот вариант осуществления дополняет предыдущий операциями по формированию электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на верхней стороне консоли. После нанесения на подложку всех перечисленных слоев пасты за один цикл нагревания подложки достигаются как описанные ранее эффекты (1) - (4Ь), так и (5а) сплавление участка изоляционной пасты с формированием изоляционного элемента и участков токопроводящей пасты - с формированием электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на верхней стороне консоли. В этом варианте осуществления все функциональные элементы измерительного устройства располагаются с одной, верхней, стороны консоли. Такой вариант обеспечивает дополнительные преимущества по сравнению с выполнением контуров нагревательного и чувствительного элементов с разных сторон консоли. Поскольку консоль в изобретении выполняется максимально тонкой, электроды, проходящие друг над другом с верхней и нижней сторон консоли, могут электрически контактировать друг с другом, вызывая короткое замыкание сквозь поры в материале тонкой консоли. В данном варианте осуществления электроды нагревательного и чувствительного контуров располагаются с одной стороны консоли, по существу, в одной плоскости, отдельно друг от друга, и их замыкание исключается. Кроме того, в этом случае для изоляции контура нагревательного элемента от контура чувствительного элемента используют отдельный изоляционный элемент, формируемый из участка изоляционной пасты, что позволяет регулировать его характеристики, в частности, сделать толщину изоляционного элемента больше толщины консоли.
Еще в одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно содержит, до этапа нанесения пасты из стеклокерамического материала, нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку и поверх твердого материала в отверстии, этап нанесения пасты из стеклокерамического материала содержит ее нанесение на поверхность подложки, поверх твердого материала в отверстии и поверх вторых участков токопроводящей пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
В этом варианте осуществления контур чувствительного элемента располагается на нижней стороне тонкой консоли. В остальном технологические операции и достигаемые эффекты аналогичны описанным выше случаям: за один цикл нагревания подложки достигаются эффекты (1) - (3) и (5Ь) - сплавление участков токопроводящей пасты с формированием электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента на нижней стороне консоли.
Наконец, решение поставленной проблемы достигается в другом варианте способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, который является еще одним объектом изобретения.
В данном варианте способ содержит этапы, на которых: изготавливают подложку с отверстием, заполняют отверстие в подложке твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при заданном воздействии, наносят пасту из стеклокерамического материала на поверхность подложки и поверх твердого материала в отверстии, нагревают подложку с нанесенной пастой до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли в виде цельного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца консоли на подложке, применяют к твердому материалу в отверстии заданное воздействие для перевода его в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние, и удаляют материал из отверстия в подложке с формированием свободновисящего над отверстием конца консоли для размещения чувствительного элемента.
Данный вариант способа также предназначен для изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, который был описан выше, и обеспечивает все вышеупомянутые преимущества несущего модуля.
В отличие от описанного первым варианта способа изготовления несущего модуля последний вариант не ограничен применением температурного воздействия для перевода твердого материала в отверстии в подложке в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. В данном случае учитывается возможность подобрать твердый материал для временного заполнения отверстия в подложке, который можно в последующем перевести в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние посредством заданного воздействия. Таким образом, во время нагревания подложки с пастой осуществляется только формирование консоли в виде цельного, законченного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца консоли на подложке. Во время нагревания отверстие, над которым формируется консоль, остается заполненным твердым материалом, что обеспечивает дополнительную поддержку и исключает возможность деформации тонкой консоли в процессе сплавления пасты. В определенных обстоятельствах такой вариант способа изготовления несущего модуля может быть предпочтительным, хотя и требует дополнительной операции по переводу твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние посредством заданного воздействия.
В одном из вариантов осуществления данного способа заданное воздействие представляет собой электромагнитное облучение или применение селективного растворителя. Например, в зависимости от состава твердого материала в качестве заданного воздействия могут использовать ультрафиолетовое облучение или растворитель на основе воды.
Каждый из описанных выше вариантов осуществления изобретения обеспечивает возможность достижения технического результата, заключающегося в создании несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, изготавливаемого простым и технологичным способом, с обеспечением повышенной надежности и возможности работы модуля в высокотемпературных режимах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность изобретения поясняется ниже на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на чертежи, содержащие следующие иллюстрации.
Фиг.1 - схематичное изображение несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно варианту осуществления изобретения с расположением контуров нагревательного элемента и чувствительного элемента с разных сторон тонкой консоли.
Фиг.2 - схематичное изображение несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно другому варианту осуществления изобретения с расположением контуров нагревательного элемента и чувствительного элемента с одной стороны тонкой консоли.
Фиг.З - блок-схема способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно изобретению.
Фиг.4 - блок-схема дополнительной процедуры в составе способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.5 - блок-схема другой дополнительной процедуры в составе способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг.6 - блок-схема дополнительной процедуры в составе способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно еще одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.7 - блок-схема другого варианта способа изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно изобретению. Фиг.8 - схематическое изображение подложки в виде пластины с отверстиями для одновременного изготовления множества несущих модулей согласно вариантам осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение направлено на создание несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, изготавливаемого простым и технологичным способом с обеспечением повышенной надежности и возможности работы модуля в высокотемпературных режимах.
На фиг.1 схематически показан несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно варианту осуществления изобретения с расположением контуров нагревательного элемента и чувствительного элемента с разных сторон тонкой консоли. В этом варианте осуществления несущей модуль 1 содержит подложку 2 с отверстием 3, над которым расположена тонкая консоль 4.
Подложка 2 выполнена в виде пластины, поверхности которой образуют верхнюю сторону 2’ и нижнюю сторону 2” подложки. Как отмечалось выше, указание одной из сторон подложки в качестве «верхней», а другой - в качестве «нижней» носит относительный характер и задается их расположением в пространстве при изготовлении несущего модуля 1, в данном случае - пространственной ориентацией подложки 2, изображенной на фиг.1. Данные относительные названия не ограничивают возможностей ориентации в пространстве подложки 2 и всего модуля 1 другими способами, отличными от проиллюстрированного примера. Подложка 2 может быть выполнена из любого подходящего материала, обеспечивающего прочность и износостойкость, требуемые для несущего модуля в микроэлектронном измерительном устройстве необходимого типа. Например, подложка 2 может быть выполнена из кремния и его соединений или из керамики.
Отверстие 3 может быть образовано посредством удаления фрагмента материала подложки 2, например с помощью лазерной резки, или же выполнено заодно с подложкой 2, например с помощью штамповки в сырой керамике с последующим обжигом керамики для изготовления подложки 2 с отверстием 3. На фиг.1 изображено сквозное отверстие 3, однако в других вариантах осуществления отверстие может быть несквозным, т.е. не доходящим до нижней стороны 2” подложки. Кроме того, изобретение не ограничено в отношении формы отверстия 3, и близкая к прямоугольной форма отверстия 3 в плане на фиг.1 является лишь одним из возможных вариантов осуществления. Наконец, необходимо понимать, что подложка 2 может содержать более одного отверстия 3.
Консоль 4 сформирована в виде цельного, законченного элемента из стеклокерамического материала и имеет один конец 4’, предназначенный для размещения чувствительного элемента, свободновисящий над отверстием 3 в подложке 2, и другой конец 4” - закрепленный на подложке 2 посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки. Формирование тонкой консоли 4 в виде цельного, законченного элемента означает, что консоль состоит из одного сплошного куска стеклокерамического материала без каких-либо нарушений. Такое формирование тонкой консоли 4 в виде цельного, законченного элемента может быть реализовано посредством сплавления участка пасты из стеклокерамического материала, например содержащего частицы стекла и связующее вещество. Фиксированный конец 4” консоли закреплен на подложке 2 непосредственно за счет сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки без применения дополнительного связующего материала или клея. Благодаря этому тонкая консоль 4 и весь несущий модуль 1 отличаются повышенной надежностью и увеличенным сроком службы. Такая консоль 4 может использоваться в качестве теплоизолирующего и/или упругого элемента конструкции микроэлектронного измерительного устройства.
Коэффициент теплового расширения стеклокерамического материала консоли 4 отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки 2 не более чем на 20%, что позволяет устранить возможность повреждения элементов модуля 1 из-за неравномерного расширения при нагревании подложки 2 для формирования и закрепления консоли 4.
Как показано на фиг.1, несущий модуль 1 также содержит электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6 на свободно висящем конце 4’ консоли при работе микроэлектронного измерительного устройства. Микроэлектронное измерительное устройство содержит, по меньшей мере, пару электродов 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента. Электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента предназначены для снятия сигнала, воспринимаемого чувствительным элементом 6, и передачи этого сигнала по электрической цепи, например, на средства анализа или обработки этих сигналов в составе микроэлектронного измерительного устройства. В частном случае, как показано на фиг.1 , электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента выполнены в виде тонких токопроводящих полос, одним концом расположенных на подложке 2, а другим - на консоли 4. Такие электроды могут быть сформированы из участков токопроводящей пасты, нанесенных на подложку 2, например посредством трафаретной печати. В одном из вариантов осуществления токопроводящая паста содержит порошкообразный металл, частицы стекла и связующее вещество. В качестве порошкообразного металла могут использовать порошок платины. Однако изобретение не ограничено в этом отношении, и электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента могут быть выполнены из других токопроводящих материалов и/или с помощью других технологий.
Чувствительный элемент 6 в зависимости от типа микроэлектронного измерительного устройства предназначен для восприятия воздействующих на него внешних факторов, таких как электромагнитное излучение, инфракрасное излучение, изменение состава газа и температуры. Соответственно, чувствительный элемент 6 изготавливают с использованием газочувствительных материалов, термочувствительных материалов и/или других подходящих материалов и средств, известных в данной области техники. Например, при создании устройств для измерения концентраций газов, таких как оксид углерода, пропан, метан, аммиак, пары бензина, оксиды азота, и озон, для каждого конкретного вида газа подбирают свой тип чувствительного элемента 6. Так, в устройствах для определения концентрации метана и водорода используют чувствительные элементы, изготовленные из полупроводниковых оксидов олова, цинка и др. с добавлением металлов платиновой группы.
Чувствительный элемент 6 размещают на свободновисящем конце 4’ тонкой консоли 4 с обеспечением контакта с обоими электродами 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента.
В микроэлектронных измерительных устройствах некоторых типов, в частности, в устройствах для измерения концентраций газов, необходимо обеспечивать и/или поддерживать рабочую температуру чувствительного элемента 6. Для этого несущий модуль 1 содержит нагревательный элемент 7, расположенный на свободновисящем конце 4’ консоли, и электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент 7 при работе микроэлектронного измерительного устройства. Конструктивно электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент, по существу, аналогичны электродам 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента, которые были описаны выше. Каждый из пары электродов 8 для подачи питания расположен на подложке 2 и на консоли 4 в контакте с нагревательным элементом 7.
Размещение части каждого из электродов 5 для снятия сигнала и электродов 8 для подачи питания на подложке 2 обеспечивает удобный и надежный контакт с электродами при сборке измерительного устройства без опасности повреждения тонкой консоли 4, упрощая технологию изготовления модуля 1.
В варианте осуществления нагревательный элемент 7 изготавливают из участка резистивной пасты, которая может быть нанесена на подложку 2, например посредством трафаретной печати. При этом резистивная паста может содержать порошок платины, наполнитель, частицы стекла и связующее вещество. Выполненный таким образом нагревательный элемент 7 обеспечивает возможность нагрева чувствительного элемента 6 до высоких температур, в частности, в диапазоне от 300 до 600 °C. В других вариантах осуществления нагревательный элемент 7 может изготавливаться из других подходящих материалов и/или средств, а также с помощью других технологий, известных в данной области техники.
В различных вариантах осуществления изобретения электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента и электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент могут располагаться с одной или разных сторон тонкой консоли 4. На фиг.1 показан вариант осуществления несущего модуля 1, в котором электроды 5 для снятия сигнала и электроды 8 для подачи питания расположены с разных сторон консоли 4: электроды 8 для подачи питания вместе с нагревательным элементом 7 расположены с нижней стороны консоли 4, обращенной к нижней стороне 2” подложки, а электроды 5 для снятия сигнала вместе с чувствительным элементом 6 расположены на верхней стороне консоли 4, обращенной к верхней стороне 2’ подложки. В этом случае консоль 4 служит как несущим, так и изолирующим элементом конструкции несущего модуля 1.
Однако в этом случае при уменьшении толщины консоли 4 ниже определенного порогового значения электроды 5 и 8, проходящие друг над другом с верхней и нижней сторон консоли 4, могут электрически контактировать друг с другом, вызывая короткое замыкание сквозь поры в материале тонкой консоли 4.
По этой причине в другом варианте осуществления изобретения, схематически изображенном на фиг.2, электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6 и электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент 7 расположены на одной, верхней, стороне консоли 4 электрически изолированно друг от друга. В этом случае несущий модуль 1 дополнительно содержит изоляционный элемент 9, расположенный между нагревательным элементом 7 и чувствительным элементом 6. Таким образом, обеспечивается возможность размещения с необходимой изоляцией всех функциональных элементов, необходимых для работы микроэлектронного измерительного устройства, на одной стороне консоли 4, что позволяет упростить технологию изготовления несущего модуля 1. Все остальные компоненты несущего модуля 1 с фиг.2, кроме изоляционного элемента 9, аналогичны соответствующим компонентам несущего модуля 1 с фиг.1 и обозначены идентичными ссылочными позициями.
Отдельный изоляционный элемент 9 может формироваться из участка изоляционной пасты также посредством трафаретной печати, что позволяет регулировать его характеристики, в частности, сделать толщину изоляционного элемента 9 больше толщины консоли 4 для увеличения его изоляционных свойств. В других вариантах осуществления изоляционный элемент 9 может изготавливаться из других подходящих материалов и/или средств, а также с помощью других технологий, известных в данной области техники.
В дополнительных вариантах осуществления несущий модуль 1 может содержать усиливающий элемент в виде участка стеклосодержащего материала (не показан на чертежах), расположенного на подложке 2 и на консоли 4 вблизи ее закрепленного конца 4”. Усиливающий элемент располагается так, чтобы не закрывать концы электродов 5 для снятия сигнала и электродов 8 для подачи питания на подложке 2, что обеспечивает возможность простого и безопасного подсоединения к ним при сборке микроэлектронного измерительного устройства. Усиливающий элемент может изготавливаться из стеклосодержащей пасты, содержащей частицы стекла и связующее вещество, например посредством трафаретной печати. В других вариантах осуществления усиливающий элемент может изготавливаться из других подходящих материалов и/или средств, а также с помощью других технологий, известных в данной области техники.
Усиливающий элемент повышает надежность конструкции модуля 1 и снижает опасность повреждения консоли 4, а также электродов 5, 8 и подложки 2 при сборке микроэлектронного измерительного устройства. В зависимости от условий применения и требований к измерительному устройству несущий модуль 1 может содержать более одного усиливающего элемента. При этом усиливающие элементы могут располагаться как с одной стороны консоли 4 и подложки 2, например с верхней стороны, так и с обеих сторон консоли 4 и подложки 2, например для защиты электродов 5 и 8, расположенных с разных сторон консоли 4 и подложки 2, как изображено на фиг.1.
Согласно другому аспекту изобретения описанный выше несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства изготавливают способом 100, блок-схема которого приведена на фиг.З.
В показанном варианте осуществления способ 100 изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства содержит следующие этапы. На первом этапе 101 изготавливают подложку с отверстием, например подложку 2 с отверстием 3, как изображено на фиг.1 и 2. Как описывалось ранее, подложка 2 выполняется в виде пластины из любого подходящего материала, обеспечивающего прочность и износостойкость, требуемые для несущего модуля в микроэлектронном измерительном устройстве необходимого типа. Например, подложка 2 может быть выполнена из кремния и его соединений или из керамики. Отверстие 3 может быть образовано посредством удаления фрагмента материала подложки 2, например с помощью лазерной резки, или же выполнено заодно с подложкой 2, например с помощью штамповки в сырой керамике с последующим ее обжигом. Изобретение не ограничено в отношении формы отверстия 3, кроме того, в некоторых вариантах осуществления отверстие 3 может быть несквозным, т.е. не доходящим до нижней стороны подложки 2. Наконец, подложка 2 может содержать более одного отверстия 3.
На следующем этапе 102 отверстие в подложке заполняют твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при нагреве.
В качестве примера отверстие в подложке могут заполнять твердым материалом с помощью следующих операций. Сначала отверстие заполняют вязким пастообразным материалом, содержащим твердые частицы оксидов металлов и связующее вещество. В качестве твердых частиц оксидов металлов могут использоваться частицы оксида алюминия. Связующее вещество выбирают, чтобы обеспечить возможность элиминации, т.е. удаления этого вещества из материала-заполнителя при нагреве. В качестве связующего могут быть использованы органические вещества, такие как раствор этилцеллюлозы в терпинеоле.
Далее подложку 2 с отверстием 3, заполненным таким вязким материалом, выдерживают до самоотверждения (т.е. отверждения за счет процессов, происходящих в вязком материале самопроизвольно, без внешнего воздействия, например вследствие полимеризации) вязкого материала или нагревают до отверждения вязкого материала. Выбор способа отверждения зависит от типа связующего вещества и его свойств. Так, при использовании в качестве связующего вещества раствора этилцеллюлозы в терпинеоле вязкий материал становится твёрдым при нагреве и испарении терпинеола. В одном из вариантов осуществления подложку 2 с заполненным вязким материалом отверстием 3 нагревают до температуры 100 °C и выдерживают около 30 минут, затем нагревают до 150 °C и выдерживают еще примерно 30 минут для полного отверждения материала в отверстии 3. Изобретение не ограничено приведенными выше примерами, и специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны другие варианты заполнения отверстие 3 в подложке 2 твердым материалом с требуемым свойством - изменением агрегатного состояния или переходом в порошкообразное состояние при нагреве.
После заполнения отверстия твердым материалом может потребоваться дополнительная обработка подложки, например шлифовка части подложки с отверстием для удаления твердого материала, выступающего из отверстия за пределы подложки, для образования ровной верхней поверхности подложки и твердого материала в отверстии без разрывов, углублений и выступов. Однако такая обработка является необязательной, поскольку ровную верхнюю поверхность подложки и твердого материала в отверстии можно обеспечить еще на этапе заполнения отверстия.
Далее этап 103 способа 100 изготовления несущего модуля 1 содержит нанесение пасты из стеклокерамического материала на поверхность подложки 2 и поверх твердого материала в отверстии 3 для формирования тела будущей тонкой консоли 4. Паста из стеклокерамического материала может содержать частицы стекла и связующее вещество, что позволяет сформировать тонкую консоль 4 с помощью нагревания и сплавления участка пасты в цельный, законченный элемент из сплошного куска стеклокерамического материала без каких-либо нарушений.
Соответственно, на следующем этапе 104 подложку 2 с нанесенной пастой нагревают до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли 4 в виде цельного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца 4” консоли на подложке и переводом твердого материала в отверстии 3 в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние.
Последний этап 105 содержит удаление материала из отверстия 3 в подложке 2 с формированием свободновисящего над отверстием конца 4’ консоли, служащего для размещения чувствительного элемента 6. Поскольку после завершения нагревания подложки 2 на этапе 104 материал в отверстии находится в жидком либо газообразном агрегатном состоянии или в порошкообразном состоянии, он может быть легко удален для освобождения свободновисящего над отверстием конца 4’ консоли без риска ее повреждения.
Описанный способ 100 позволяет изготовить несущий модуль 1 для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно изобретению простым и эффективным образом. Как можно видеть, способ 100 не включает в себя операций химического травления и механической резки для изготовления консоли 4 из листового материала, поэтому позволяет изготовить несущий модуль 1 без сопутствующих таким операциям микроповреждений. В описанном способе 100 тонкая консоль 4 формируется с помощью аддитивных технологий путем нанесения пасты, например способом трафаретной печати, непосредственно на подложку 2 и поверх заранее выполненного в подложке отверстия 3, заполненного твердым материалом. После этого за один цикл нагревания подложки с нанесенной пастой на этапе 104 достигается: (1) сплавление пасты в полностью сформированную консоль 4 в виде цельного, законченного элемента, (2) закрепление конца 4” консоли на подложке 2 посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки, и (3) перевод твердого материала в отверстии 3 в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. Все операции описанного способа 100 отличаются простотой и технологичностью, и применение способа 100 делает доступным и экономически выгодным серийное производство несущих модулей согласно изобретению.
Согласно вариантам осуществления способа 100 коэффициент теплового расширения твердого материала в отверстии 3 отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки 2 не более чем на 20%, и коэффициент теплового расширения стеклокерамического материала консоли 4 отличается от коэффициента теплового расширения материала подложки 2 не более чем на 20%. Как отмечалось выше, ограниченное различие коэффициентов теплового расширения используемых материалов позволяет устранить возможность повреждения элементов несущего модуля 1 из-за неравномерного расширения при нагревании подложки 2 с пастой на этапе 104.
В следующих вариантах осуществления способа 100 паста из стеклокерамического материала содержит связующее вещество, выполненное с возможностью элиминации из состава стеклокерамического материала при нагреве, а материал из отверстия 3 в подложке 2 удаляют на этапе 105 под действием силы тяжести и/или посредством ультразвуковой обработки. Указанный состав пасты обеспечивает сохранение формы тела консоли до сплавления пасты при нагреве подложки на этапе 104. А возможность очистки отверстия 3 на этапе 105 неразрушающими способами, например ультразвуковой обработкой или просто под действием силы тяжести, обусловлена нахождением материала в отверстии в жидком либо газообразном агрегатном состоянии или в порошкообразном состоянии. По крайней мере, часть материала в таком состоянии может самопроизвольно выпасть из отверстия 3 после нагревания подложки 2 на этапе 104.
В дополнительных вариантах осуществления способ 100 может содержать дополнительную процедуру А, выполняемую до этапа 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала, и дополнительную процедуру В, выполняемую до этапа 104 нагревания подложки с нанесенной пастой, как показано на фиг.З. Блок-схемы указанных процедур А и В приведены на фиг.4 и 5.
Как показано на фиг.4 со ссылкой на процедуру А, в одном из вариантов осуществления способ 100 содержит до этапа 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала этап 106 нанесения на подложку 2 двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке 2 и поверх твердого материала в отверстии 3, и этап 107 нанесения участка резистивной пасты на твердый материал в отверстии 3 и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты.
В случае выполнения описанной дополнительной процедуры А этап 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала будет содержать нанесение пасты на поверхность подложки поверх твердого материала в отверстии и поверх указанных первых участков токопроводящей пасты и участка резистивной пасты, а на этапе 104 нагревания подложки с нанесенной пастой одновременно с формированием консоли 4 будут сформированы нагревательный элемент 7 из участка резистивной пасты и электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент 7 из первых участков токопроводящей пасты, как изображено на фиг.1.
В данном варианте осуществления пасту для формирования тела консоли 4 (этап 103) наносят после и поверх паст для формирования нагревательного элемента 7 и электродов 8 для подачи питания на него (этапы 106 и 107). Таким образом, эти элементы размещаются на нижней стороне тонкой консоли 4, обращенной к нижней стороне 2” подложки, что соответствует варианту осуществления несущего модуля 1, изображенному на фиг.1. При этом изготовление новых элементов просто и эффективно встраивается в технологический процесс способа 100, требуя минимальных дополнительных действий.
Как показано на фиг.5 со ссылкой на процедуру В, еще в одном варианте осуществления способ 100 содержит до этапа 104 нагревания подложки 2 с нанесенной пастой этап 108 нанесения двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку 2 и поверх пасты из стеклокерамического материала.
В случае выполнения описанной процедуры В этап 104 нагревания подложки с нанесенной пастой будет содержать формирование электродов 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6 из вторых участков токопроводящей пасты на верхней стороне консоли 4, обращенной к верхней стороне 2’ подложки, как это изображено на фиг.1.
Однако, как отмечалось выше и изображено на фиг.2, в другом варианте осуществления несущего модуля 1 электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6 и электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент 7 расположены на одной, верхней, стороне консоли 4 электрически изолированно друг от друга.
Изготовление такого варианта несущего модуля 1 достигается с помощью другого варианта дополнительной процедуры В, выполняемой в способе 100 до этапа 104 нагревания подложки 2 с нанесенной пастой. Блок-схема этого варианта процедуры В показана на фиг.6. Отметим, что в этом случае дополнительная процедура А будет пустой, не содержащей каких-либо действий, то есть после этапа 102 способ 100 перейдет сразу к этапу 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала.
Как показано на фиг.6, в этом варианте осуществления способ 100 содержит до этапа 104 нагревания подложки с нанесенной пастой этап 109 нанесения двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке 2 и поверх пасты из стеклокерамического материала, и этап 110 нанесения участка резистивной пасты на пасту из стеклокерамического материала и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты.
Выполнение этапов 109 и 110 приводит к тому, что на последующем этапе 104 нагревания подложки с нанесенной пастой на верхней стороне тонкой консоли 4 из участка резистивной пасты будет сформирован нагревательный элемент 7, а из первых участков токопроводящей пасты будут сформированы электроды 8 для подачи питания на нагревательный элемент, например, как изображено на фиг.2.
Как далее показано на фиг.6, в этом варианте осуществления способ 100 дополнительно содержит этап 111 нанесения участка изоляционной пасты поверх участка резистивной пасты и далее этап 112 нанесения двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку 2, а также поверх пасты из стеклокерамического материала и участка изоляционной пасты, отдельно от первых участков токопроводящей пасты. Выполнение этапов 111 и 112 приводит к тому, что на последующем этапе 104 нагревания подложки с нанесенной пастой на верхней стороне тонкой консоли 4 из участка изоляционной пасты будет сформирован изоляционный элемент 9, а из вторых участков токопроводящей пасты будут сформированы электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6, например, как это изображено на фиг.2.
Соответственно, выполнение этапов 109-112 варианта процедуры В по фиг.6 в составе способа 100 по фиг.З позволит изготовить несущий модуль 1 в варианте осуществления, изображенном на фиг.2, где все функциональные элементы измерительного устройства располагаются с одной, верхней, стороны консоли. Как отмечалось выше, такой вариант обеспечивает дополнительные преимущества по сравнению с выполнением контуров нагревательного и чувствительного элементов с разных сторон консоли, как показано на фиг.1. В частности, нанесение участка изоляционной пасты на этапе 111 может содержать нанесение нескольких слоев пасты (с применением нескольких циклов печати и/или более «толстого» трафарета), что позволяет улучшить изоляцию и исключить возможность замыкания между электрическими контурами нагревательного и чувствительного элементов.
Еще в одном варианте осуществления способ 100 содержит другой вариант процедуры А, выполняемой до этапа 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала (не показан на чертежах). В этом варианте процедура А содержит этап нанесения двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку 2 и поверх твердого материала в отверстии 3, а этап 103 нанесения пасты из стеклокерамического материала содержит ее нанесение на поверхность подложки 2 поверх твердого материала в отверстии 3 и поверх вторых участков токопроводящей пасты. В этом случае на последующем этапе 104 нагревания подложки с нанесенной пастой на нижней стороне тонкой консоли 4 из вторых участков токопроводящей пасты будут сформированы электроды 5 для снятия сигнала с чувствительного элемента 6. Соответственно, этот вариант осуществления способа 100 применим в случае размещения чувствительного элемента 6 с нижней стороны тонкой консоли 4.
На фиг.7 изображена блок-схема другого варианта способа изготовления несущего модуля 1 для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства согласно изобретению. В данном варианте способ 200 содержит следующие этапы.
Сначала на этапе 201 изготавливают подложку 2 с отверстием 3 по аналогии с этапом 101 способа 100 на фиг.З. На этапе 202 отверстие 3 в подложке заполняют твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при заданном воздействии. Следующий этап 203 содержит нанесение пасты из стеклокерамического материала на поверхность подложки 2 и поверх твердого материала в отверстии 3 по аналогии с этапом 103 на фиг.З.
Этап 204 содержит нагрев подложки 2 с нанесенной пастой до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли 4 в виде цельного, законченного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца 4” консоли на подложке 2.
На этапе 205 к твердому материалу в отверстии 3 применяют заданное воздействие для перевода его в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние, после чего на этапе 206 удаляют материал из отверстия 3 в подложке с формированием свободновисящего над отверстием конца 4’ консоли для размещения чувствительного элемента 6.
Можно отметить, что способ 200 также предназначен для изготовления несущего модуля 1 для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, который был описан выше. Однако, в отличие от описанного первым способа 100 изготовления несущего модуля, способ 200 не ограничен применением температурного воздействия для перевода твердого материала в отверстии 3 в подложке в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. В данном варианте учитывается возможность подобрать твердый материал для временного заполнения отверстия 3 в подложке, который можно перевести в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние посредством заданного воздействия. Таким образом, во время нагревания подложки 2 с пастой на этапе 204 осуществляется только формирование консоли 4 в виде цельного, законченного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца 4” консоли на подложке 2. Тогда как отверстие 3, над которым формируется консоль, остается заполненным твердым материалом во время нагревания положки 2 на этапе 204, что обеспечивает дополнительную поддержку и исключает возможность деформации тонкой консоли 4 в процессе сплавления пасты. В определенных обстоятельствах такой вариант способа изготовления несущего модуля может быть предпочтительным, хотя и требует дополнительного этапа 205 по переводу твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние посредством применения заданного воздействия.
В вариантах осуществления способа 200 заданное воздействие представляет собой электромагнитное облучение или применение селективного растворителя. Например, в зависимости от состава твердого материала, которым заполняется отверстие 3, в качестве заданного воздействия могут использовать ультрафиолетовое облучение или растворитель на основе воды.
Как отмечалось выше, способ 200 изготовления несущего модуля отличается от описанного ранее способа 100 только применением определенного воздействия для перевода твердого материала в отверстии 3 в подложке в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние. Поэтому, необходимо понимать, что все дополнительные варианты осуществления способа 100, представленные процедурами А и В, которые были описаны со ссылками на фиг.4, 5 и 6, полностью применимы к способу 200. В частности, этапы 106 и 107 процедуры А на фиг.4 могут с равным успехом быть выполнены перед этапом 203 нанесения пасты из стеклокерамического материала для последующего формирования (на этапе 204) нагревательного элемента и электродов для подачи питания на нагревательный элемент, а этап 108 процедуры В на фиг.5 может быть выполнен перед этапом 204 нагрева подложки с нанесенной пастой, что приведет к формированию электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента. В другом варианте осуществления способа 200, этапы 109-112 процедуры В на фиг.6 могут быть выполнены перед этапом 204 нагрева подложки с нанесенной пастой для формирования всех функциональных элементов измерительного устройства с одной, верхней, стороны консоли.
На фиг.8 схематически на виде сверху показан вариант осуществления подложки 2 с множеством отверстий 3 для одновременного изготовления множества несущих модулей 1 согласно вариантам осуществления изобретения. При этом каждое отверстие 3 в подложке 2 может быть выполнено вытянутой, например прямоугольной, формы и разделено на две части для изготовления двух несущих модулей 1 с расположением консолей 4 на противоположных сторонах вытянутого отверстия 3, как показано на фиг.8. После формирования множества несущих модулей 1 требуемой конфигурации, например таких как показано на фиг.2, они могут быть отделены от подложки 2 с помощью лазерной или механической резки. Таким способом может быть налажено простое, эффективное и экономически выгодное серийное производство несущих модулей согласно изобретению.
Все описанные выше варианты осуществления изобретения обеспечивают возможность достижения технического результата, заключающегося в создании несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, изготавливаемого простым и технологичным способом, с обеспечением повышенной надежности и возможности работы модуля в высокотемпературных режимах.
Конкретные параметры, упомянутые в описании вариантов осуществления изобретения, такие как материалы, значение величин и технологии, следует трактовать в качестве неограничивающих примеров. После прочтения настоящего описания специалисты в данной области техники могут предложить различные изменения и корректировки упомянутых параметров, не изменяющих сущности заявленного изобретения, определяемой нижеследующей формулой изобретения.

Claims

25 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, содержащий подложку и тонкую консоль, сформированную в виде цельного элемента из стеклокерамического материала, одним концом, предназначенным для размещения чувствительного элемента, свободновисящую над отверстием в подложке, а другим концом закрепленную на подложке посредством сплавления стекла в составе материала консоли с материалом подложки.
2. Несущий модуль по п.1, дополнительно содержащий электроды для снятия сигнала с чувствительного элемента при работе микроэлектронного измерительного устройства, причем каждый из указанных электродов расположен на подложке и на консоли.
3. Несущий модуль по п.1, дополнительно содержащий нагревательный элемент, расположенный на свободновисящем конце консоли.
4. Несущий модуль по п.З, дополнительно содержащий электроды для подачи питания на нагревательный элемент при работе микроэлектронного измерительного устройства, причем каждый из электродов для подачи питания расположен на подложке и на консоли.
5. Несущий модуль по п.4, в котором электроды для снятия сигнала и электроды для подачи питания расположены на одной стороне консоли, электрически изолированно друг от друга, причем несущий модуль дополнительно содержит изоляционный элемент, расположенный между нагревательным элементом и чувствительным элементом.
6. Несущий модуль по п.1, дополнительно содержащий усиливающий элемент в виде участка стеклосодержащего материала, расположенного на подложке и на консоли, вблизи ее закрепленного конца.
7. Способ изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, содержащий этапы, на которых: изготавливают подложку с отверстием, заполняют отверстие в подложке твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при нагреве, наносят пасту из стеклокерамического материала на поверхность подложки и поверх твердого материала в отверстии, нагревают подложку с нанесенной пастой до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли в виде цельного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца консоли на подложке и переводом твердого материала в отверстии в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние, и удаляют материал из отверстия в подложке с формированием свободновисящего над отверстием конца консоли для размещения чувствительного элемента.
8. Способ по п.7, в котором паста из стеклокерамического материала содержит связующее вещество, выполненное с возможностью элиминации из состава стеклокерамического материала при нагреве.
9. Способ по и.7, дополнительно содержащий, до этапа нанесения пасты из стеклокерамического материала, нанесение двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке и поверх твердого материала в отверстии, и далее нанесение участка резистивной пасты на твердый материал в отверстии и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты, причем этап нанесения пасты из стеклокерамического материала содержит ее нанесение на поверхность подложки поверх твердого материала в отверстии и поверх указанных первых участков токопроводящей пасты и участка резистивной пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование нагревательного элемента из участка резистивной пасты и электродов для подачи питания на нагревательный элемент из первых участков токопроводящей пасты.
10. Способ по и.9, дополнительно содержащий, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку и поверх пасты из стеклокерамического материала, причем этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
11. Способ по п.7, дополнительно содержащий, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение двух раздельных первых участков токопроводящей пасты, каждый из которых проходит по подложке и поверх пасты из стеклокерамического материала, и далее нанесение участка резистивной пасты на пасту из стеклокерамического материала и поверх каждого из указанных первых участков токопроводящей пасты, причем этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование нагревательного элемента из участка резистивной пасты и электродов для подачи питания на нагревательный элемент из первых участков токопроводящей пасты.
12. Способ по п.11, дополнительно содержащий, до этапа нагревания подложки с нанесенной пастой, нанесение участка изоляционной пасты поверх участка резистивной пасты, и далее нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку, а также поверх пасты из стеклокерамического материала и участка изоляционной пасты, отдельно от первых участков токопроводящей пасты, причем этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование изоляционного элемента из участка изоляционной пасты и электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
13. Способ по п.7, дополнительно содержащий, до этапа нанесения пасты из стеклокерамического материала, нанесение двух раздельных вторых участков токопроводящей пасты на подложку и поверх твердого материала в отверстии, причем этап нанесения пасты из стеклокерамического материала содержит ее нанесение на поверхность подложки, поверх твердого материала в отверстии и поверх вторых участков токопроводящей пасты, а этап нагревания подложки с нанесенной пастой дополнительно содержит формирование электродов для снятия сигнала с чувствительного элемента из вторых участков токопроводящей пасты.
14. Способ изготовления несущего модуля для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства, содержащий этапы, на которых: изготавливают подложку с отверстием, заполняют отверстие в подложке твердым материалом, выполненным с возможностью изменения агрегатного состояния или перехода в порошкообразное состояние при заданном воздействии, наносят пасту из стеклокерамического материала на поверхность подложки и поверх твердого материала в отверстии, нагревают подложку с нанесенной пастой до температуры выше температуры плавления стекла в составе пасты для формирования консоли в виде цельного элемента из стеклокерамического материала с одновременным закреплением конца консоли на подложке, применяют к твердому материалу в отверстии заданное воздействие для перевода его в другое агрегатное состояние или в порошкообразное состояние, и 28 удаляют материал из отверстия в подложке с формированием свободновисящего над отверстием конца консоли для размещения чувствительного элемента.
15. Способ по и.14, в котором заданное воздействие представляет собой электромагнитное облучение или применение селективного растворителя.
PCT/RU2023/050004 2022-01-18 2023-01-17 Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства WO2023140754A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101088 2022-01-18
RU2022101088A RU2782961C1 (ru) 2022-01-18 Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства и способ его изготовления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023140754A1 true WO2023140754A1 (ru) 2023-07-27

Family

ID=87348637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050004 WO2023140754A1 (ru) 2022-01-18 2023-01-17 Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023140754A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6952530B2 (en) * 2003-12-19 2005-10-04 The Aerospace Corporation Integrated glass ceramic systems
US8673128B2 (en) * 2011-09-27 2014-03-18 Denso Corporation Gas sensor element, gas sensor, and production method thereof
US20140267443A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Electromechanical systems device with segmented electrodes
US20150203345A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-23 Indian Institute Of Technology, Bombay Polymer anchored microelectromechanical system (mems) cantilever and method of fabricating the same
US20200248059A1 (en) * 2017-09-22 2020-08-06 Intelli Particle Pty Ltd Electrothermic Compositions and Composites

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6952530B2 (en) * 2003-12-19 2005-10-04 The Aerospace Corporation Integrated glass ceramic systems
US8673128B2 (en) * 2011-09-27 2014-03-18 Denso Corporation Gas sensor element, gas sensor, and production method thereof
US20140267443A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Electromechanical systems device with segmented electrodes
US20150203345A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-23 Indian Institute Of Technology, Bombay Polymer anchored microelectromechanical system (mems) cantilever and method of fabricating the same
US20200248059A1 (en) * 2017-09-22 2020-08-06 Intelli Particle Pty Ltd Electrothermic Compositions and Composites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10289962A (ja) 電子回路装置の製造方法
JP2006322813A (ja) 電気化学センサアレイ及びその製造方法
US10837839B2 (en) Method for manufacturing a temperature sensor
KR101878343B1 (ko) 수소 가스 센서를 이용한 수소 가스 측정 방법
US20100054299A1 (en) Sensor device
EP1616172B1 (en) A thin semiconductor film gas sensor device
JP2011043377A (ja) 検査用接触構造体
JP2001510562A (ja) セラミックサブストレート上に少なくとも二つの接続接触フィールドを有する電気抵抗体およびその製造方法
CN113049861A (zh) 探针卡的制造方法及使用其制造的探针卡
RU2782961C1 (ru) Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства и способ его изготовления
WO2023140754A1 (ru) Несущий модуль для чувствительного элемента микроэлектронного измерительного устройства
EP1187321A2 (en) Piezoelectric device and method of manufacturing it
JP2007336320A (ja) 表面実装型圧電デバイスの製造方法
JP2011089859A (ja) 温度センサ
Kohler et al. Assembly and interconnection technology for high-temperature bulk acoustic wave resonators
Prajesh et al. Development and reliability analysis of micro gas sensor platform on glass substrate
JP2001135715A (ja) 測温素子および半導体製造装置用セラミック基材
JP4025497B2 (ja) ウエハ加熱装置
KR20220019227A (ko) 가스 센서
JP2007184289A (ja) ヒータ
JP5653329B2 (ja) 電子装置
JPH11251419A (ja) 基板保持用静電チャック及び基板保持方法
KR101720570B1 (ko) 가스센서 어레이 및 그 제조방법
JP6845061B2 (ja) 水晶デバイスの製造方法
JP2002134572A (ja) 半導体素子検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23743575

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE