張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，并且更特別地涉及集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在固體結(jié)構(gòu)中，特別是在例如橋梁、建筑物、隧道、鐵路、隔離墻、壩、堤防、管線以及都市運(yùn)輸線路的地下結(jié)構(gòu)等的承重結(jié)構(gòu)中，重要的是在很多點(diǎn)處監(jiān)測(cè)主要參數(shù)，如例如壓力、溫度和機(jī)械應(yīng)力。這樣的監(jiān)測(cè)周期性地或者連續(xù)地執(zhí)行，并且在初始階段以及結(jié)構(gòu)的生命周期期間都很有用。
[0003]出于這一目的，這一領(lǐng)域的方法包括能夠以低成本提供好的性能的基于電子傳感器的電子監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用。通常，這樣的設(shè)備應(yīng)用于待監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)的表面上、或者在已經(jīng)在結(jié)構(gòu)中以及從外部可訪問的凹部?jī)?nèi)部。
[0004]這樣的設(shè)備不能夠窮盡地檢測(cè)待監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)的參數(shù)，可能有用的是評(píng)估結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、其安全性、其老化、其對(duì)變化的大氣條件的反應(yīng)等。另外，這樣的設(shè)備通常僅能夠在結(jié)構(gòu)被構(gòu)造之后而不能在結(jié)構(gòu)被構(gòu)造的同時(shí)來應(yīng)用。因此，它們可能不能夠評(píng)估可能的初始或內(nèi)部缺陷。
[0005]Yamashita等人的美國(guó)專利第6，950，767號(hào)中公開了滿足這些要求的方法，該專利提供了整個(gè)被包含(即“被掩埋”)在待監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)由其制成的材料(例如鋼筋混凝土)內(nèi)的電子監(jiān)測(cè)設(shè)備。更具體地，掩埋在結(jié)構(gòu)中的設(shè)備是封裝在單個(gè)封裝件中、由不同部分組成、組裝在結(jié)構(gòu)上(諸如集成電路、傳感器、天線、電容器、電池、存儲(chǔ)器、控制單元)、并且由通過使用金屬連接做出的電連接而連接在一起的不同芯片制成的完整的系統(tǒng)。
[0006]Yamashita等人的美國(guó)專利第6，950，767號(hào)的系統(tǒng)還包括具有與電源相關(guān)的功能的子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)例如在其中通過電磁波從外部接收能量的情況下為整流器，或者是從用于在內(nèi)部生成電源的其自己的電池。可以觀察到，意在要在初始“嵌入”在建筑材料中(例如液態(tài)混凝土，其然后被固化)并且然后保持“掩埋”在立體結(jié)構(gòu)中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)受臨界條件，例如可以甚至為幾百個(gè)大氣壓的極其高的壓力。還存在由于例如水分滲入而產(chǎn)生的隨著時(shí)間出現(xiàn)的能夠破壞系統(tǒng)的大量其他磨損原因。
[0007]諸如Yamashita等人的美國(guó)專利第6，950，767號(hào)中公開的系統(tǒng)的潛在缺陷源于以下事實(shí):它們是復(fù)雜的系統(tǒng)，雖然它們被圍閉在封裝件中，并且它們因此在面對(duì)它們所工作的操作條件時(shí)被破壞。特別地，封裝件的各種部分之間的電氣互連可能容易損壞。通常，諸如混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)酷環(huán)境內(nèi)部的電氣互連由于例如機(jī)械應(yīng)力和腐蝕而不可靠并且具有短的生命周期。
[0008]另外，封裝件中設(shè)置有“窗口”以使得傳感器能夠檢測(cè)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，其可以是用于濕度的可能的滲透的弱點(diǎn)。另外，涂覆材料中的裂縫或瑕疵可能使得水和化學(xué)物質(zhì)能夠滲透到封裝件內(nèi)部并且引起短路。除了水，諸如可能為腐蝕性的酸等其他物質(zhì)也可能滲入。通常，雖然被設(shè)計(jì)用于所提及的用途，然而，如Yamashita等人的美國(guó)專利第6，950，767號(hào)的系統(tǒng)的可靠性由于這樣的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性(雖然已經(jīng)被小型化)而具有限制?？赡艿姆椒ㄊ钱a(chǎn)生完全嵌入在集成電路中的電子系統(tǒng)而沒有電氣交互，但是這可能需要一種高效的通過電磁波向IC供應(yīng)電力的方式，以減小由于半導(dǎo)體材料傳導(dǎo)性而產(chǎn)生的功率損耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本公開旨在提供一種完全嵌入在集成電路中的電子系統(tǒng)而沒有電氣交互，并且通過一種高效的通過電磁波向IC供應(yīng)電力的方式，以減小由于半導(dǎo)體材料傳導(dǎo)性而產(chǎn)生的功率損耗。
[0010]通常而言，一種張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備要附接到待測(cè)量對(duì)象。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括至少一個(gè)集成電路(1C)，至少一個(gè)IC包括半導(dǎo)體襯底以及在半導(dǎo)體襯底上的張應(yīng)力檢測(cè)電路，半導(dǎo)體襯底具有相對(duì)的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括耦合到第一附接區(qū)域并且從第一附接區(qū)域向外延伸以附接到待測(cè)量對(duì)象的第一附接板以及耦合到第二附接區(qū)域并且從第二附接區(qū)域向外延伸以附接到待測(cè)量對(duì)象的第二附接板。張應(yīng)力檢測(cè)電路可以被配置成檢測(cè)在第一附接板和第二附接板附接到待測(cè)量對(duì)象時(shí)施加在第一附接板和第二附接板上的張應(yīng)力。
[0011]在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)IC包括在半導(dǎo)體襯底的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域處延伸通過半導(dǎo)體襯底并且耦合到第一附接板和第二附接板的多個(gè)電傳導(dǎo)過孔。另外，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括在第一附接板與第二附接板之間延伸的第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還可以包括環(huán)繞至少一個(gè)IC以及第一附接板和第二附接板的封裝材料。
[0012]在其他實(shí)施例中，第一附接板和第二附接板以及相對(duì)的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域均可以包括被配置成限定其間的過盈耦合的互鎖特征。在另一實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括在半導(dǎo)體襯底的相對(duì)的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域處由半導(dǎo)體襯底承載的第一鍵合層以及不同于第一鍵合層的第二鍵合層，第二鍵合層由第一附接板和第二附接板承載并且與第一鍵合層鍵合。
[0013]另外，至少一個(gè)IC可以包括第一IC和第二1C。第一附接板和第二附接板均可以具有在其中的多個(gè)開口。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括由第一附接板和第二附接板中的至少一個(gè)附接板承載并且耦合到張應(yīng)力檢測(cè)電路的至少一個(gè)天線跡線。
[0014]另一方面涉及一種要附接到待測(cè)量對(duì)象的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括:至少一個(gè)集成電路1C，包括半導(dǎo)體襯底以及在半導(dǎo)體襯底上的張應(yīng)力檢測(cè)電路，半導(dǎo)體襯底具有相對(duì)的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域;第一附接板，耦合到第一附接區(qū)域并且從第一附接區(qū)域向外延伸以附接到待測(cè)量對(duì)象;第二附接板，耦合到第二附接區(qū)域并且從第二附接區(qū)域向外延伸以附接到待測(cè)量對(duì)象，第一附接板和第二附接板均具有在其中的多個(gè)開口；以及至少一個(gè)天線跡線，由第一附接板和第二附接板中的至少一個(gè)附接板承載并且耦合到張應(yīng)力檢測(cè)電路;張應(yīng)力檢測(cè)電路被配置成檢測(cè)在第一附接板和第二附接板附接到待測(cè)量對(duì)象時(shí)施加在第一附接板和第二附接板上的張應(yīng)力。
[0015]在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)IC包括在半導(dǎo)體襯底的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域處延伸通過半導(dǎo)體襯底并且耦合到第一附接板和第二附接板的多個(gè)電傳導(dǎo)過孔。
[0016]在一些實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括在第一附接板與第二附接板之間延伸的第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件。
[0017]在一些實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括環(huán)繞至少一個(gè)IC以及第一附接板和第二附接板的封裝材料。
[0018]在一些實(shí)施例中，第一附接板和第二附接板以及相對(duì)的第一附接區(qū)域和第二附接區(qū)域均包括被配置成限定其間的過盈耦合的互鎖特征。
[0019]另一方面涉及一種要附接到待測(cè)量對(duì)象的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備。張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備可以包括至少一個(gè)1C，至少一個(gè)IC包括半導(dǎo)體襯底以及在半導(dǎo)體襯底的檢測(cè)部分上的張應(yīng)力檢測(cè)電路。半導(dǎo)體襯底可以包括從檢測(cè)部分向外延伸并且要附接到待測(cè)量對(duì)象的第一附接板部分以及從檢測(cè)部分向外延伸并且要附接到待測(cè)量對(duì)象的第二附接板部分。張應(yīng)力檢測(cè)電路可以被配置成檢測(cè)在第一附接板部分和第二附接板部分附接到待測(cè)量對(duì)象時(shí)施加在第一附接板部分和第二附接板部分上的張應(yīng)力。
[0020]在一些實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括在第一附接板部分與第二附接板部分之間延伸的第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件。
[0021 ]在一些實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括環(huán)繞至少一個(gè)IC的封裝材料。
[0022]在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)IC包括第一IC和第二 1C。
[0023]在一些實(shí)施例中，第一附接板部分和第二附接板部分均具有在其中的多個(gè)開口。
[0024]在一些實(shí)施例中，張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備還包括由第一附接板部分和第二附接板部分中的至少一個(gè)附接板部分來承載并且耦合到張應(yīng)力檢測(cè)電路的至少一個(gè)天線跡線。
[0025]本公開所提供的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備提供了一種完全嵌入在集成電路中的電子系統(tǒng)而沒有電氣交互，并且通過高效的通過電磁波向IC供應(yīng)電力的方式，從而減小由于半導(dǎo)體材料傳導(dǎo)性而產(chǎn)生的功率損耗。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的俯視平面圖的示意圖；
[0027]圖2是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的俯視平面圖的示意圖；
[0028]圖3A是根據(jù)本公開的沿著線3-3的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的橫截面視圖的示意圖；
[0029]圖3B是圖3A的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的俯視平面圖的示意圖；
[0030]圖4A是根據(jù)本公開的沿著線4-4的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的橫截面視圖的示意圖；
[0031]圖4B是圖4A的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的俯視平面圖的示意圖；
[0032]圖5是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的橫截面視圖的示意圖；
[0033]圖6A是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的俯視平面圖的示意圖；
[0034]圖6B是在制造期間沿著線6-6的圖6A的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的橫截面視圖的示意圖；
[0035]圖6C是沿著線6-6的圖6A的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的橫截面視圖的示意圖；
[0036]圖7A是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的俯視平面圖的示意圖；
[0037]圖7B是沿著線7-7的圖7A的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的橫截面視圖的示意圖；
[0038]圖8是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的橫截面視圖的示意圖；
[0039]圖9是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的俯視平面圖的示意圖；
[0040]圖1OA是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的另一實(shí)施例的俯視平面圖的示意圖；
[0041]圖1OB是沿著線10-10的圖1OA的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)備的橫截面視圖的示意圖；
[0042]圖11A-11H以及12-13是根據(jù)本公開的張應(yīng)力測(cè)量設(shè)