專利名稱：用于制造集成的微流體系統(tǒng)的方法以及集成的微流體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造集成的微流體系統(tǒng)的方法，所述微流體系統(tǒng)包括至少一個微流體基片和至少一個與其相連接的在流體及電氣方面相接觸的電子基片尤其半導(dǎo)體芯片，其中所述流體的以及所述電氣的連接借助于倒裝過程用有待先后硬化的膠粘劑來建立。此外，本發(fā)明涉及一種集成的微流體系統(tǒng)及其使用。
背景技術(shù)：
微流體系統(tǒng)尤其在生物技術(shù)、分析的、制藥的及臨床的化學(xué)、環(huán)境分析學(xué)、食品化學(xué)中找到急速發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域。它們比如以小型化的分析系統(tǒng)所謂的μ TASCMiniaturizedTotal Analysis System)的形式并且作為芯片實驗室或者作為微型致動器來使用。為了擴展并且改進這樣的微流體系統(tǒng)的功能，已經(jīng)開發(fā)了與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元件之間的組合也就是所 謂的集成的微流體系統(tǒng)。在專利文件DE 101 22 133 B4中描述了一種集成的微型系統(tǒng)，該微型系統(tǒng)包括微流體的組件以及集成的電路芯片。所集成的電路芯片在此在使用倒裝連接比如焊劑凸點固定、鍍金固定或者通過有傳導(dǎo)能力的附著劑進行的固定來與微流體的組件相連接。在Paul Galambos 等人發(fā)表的論文 “Electrical and Fluidic Packaging ofSurface Micromachined Electro-Microfluidic Devices” 中說明了一種用于制造集成的微流體的封裝的雙階段的封裝過程，對于該雙階段的封裝過程來說能夠同時實現(xiàn)流體的和電氣的接觸。在此在第一步驟中，使集成的微流體的模塊(MIC, Microfluidic IntegratedCircuit (微流體集成電路))與電鍍-微流體的雙列直插封裝(EMDIP)進行電氣的和流體的連接。所述電氣的連接借助于引線鍵合或者倒裝連接來建立。所述流體的連接則通過兩個連接副中的微流體的開口的匹配精確的接合來實現(xiàn)。而后在第二步驟中將所述EMDIP連接到流體的電路板上，所述電路板具有用于所述EMDIP的電氣的接頭的插口以及用于與所述EMDIP的流體的入口相連接的流體的通道。為了在EMDIP與所述流體的電路板之間進行流體的密封，在此提出使用O形環(huán)密封件或者膠粘帶。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明，提出一種用于借助于倒裝連接來制造集成的微流體系統(tǒng)的方法，所述微流體系統(tǒng)至少包括微流體基片和電子基片尤其半導(dǎo)體芯片，其中所述微流體基片和所述電子基片在連接表面上分別具有至少一個微流體的連接元件以及至少一個電氣的連接元件，所述方法的特征在于，其包括以下步驟
A)將用于建立流體的接觸的流體密封的膠粘劑施加到所述微流體基片和/或電子基片的連接表面上，
B)將用于進行電氣連接的第二膠粘劑(6)施加到所述微流體基片和/或電子基片的連接表面上，其中所述第二膠粘劑不同于所述第一膠粘劑，
C)用限定的壓緊力將所述電子基片以其連接表面安放并且壓緊到所述微流體基片的連接表面上，其中相應(yīng)地所述流體的連接元件和電氣的連接元件為了進行流體的和電氣的接觸而以至少部分搭接的方式來布置并且
D)使所述第一及第二膠粘劑硬化，其中所述第二膠粘劑尤其在所述在步驟C)中所施加的壓緊力下首先硬化。換句話說，按本發(fā)明，可以有利地為同時的流體的連接和密封并且為了將電子基片尤其半導(dǎo)體芯片電氣功能性地連接到微流體基片上而使用常規(guī)的并且已建立的具有很少的匹配的倒裝安裝方法。所述同時的流體的和電氣的接觸在此在所提供的倒裝方法中通過雙階段的粘合過程來實現(xiàn)，其中所述用于電氣的接觸的膠粘劑首先硬化并且而后接下來所述用于流體方面密封的連接的膠粘劑硬化。
微流體基片按本發(fā)明具有至少一個微流體的連接元件比如薄膜或者通往微流體的結(jié)構(gòu)的入口。本發(fā)明的意義上的微流體的結(jié)構(gòu)比如可以是微流體的通道、腔室、滯留結(jié)構(gòu)、微混合器、微流體的泵、閥或者傳感器。按本發(fā)明，優(yōu)選所述微流體基片由聚合物的材料制成。此外，按本發(fā)明，所述微流體基片具有至少一個電氣的連接元件，該電氣的連接元件和所述微流體的連接元件一樣處于所述基片的相同的表面?zhèn)让嫔?。電氣的連接元件按本發(fā)明比如可以是所述微流體基片的表面上的金屬化結(jié)構(gòu)。所述金屬化結(jié)構(gòu)可以示范性地構(gòu)造為接觸墊或者印制導(dǎo)線。這樣的金屬化結(jié)構(gòu)可以以簡單的方式通過合適的并且所已建立的方法比如通過噴濺、熱沖壓、化學(xué)的或者電鍍的過程來施加。所述微流體基片也可以額外地具有集成的電氣的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)比如印制導(dǎo)線。按本發(fā)明所述微流體基片及電子基片的在制造完畢的集成的微流體系統(tǒng)中朝向彼此的并且至少部分地彼此相連接的表面稱為連接側(cè)面。按本發(fā)明有利地如此選擇所述微流體基片和電子基片的相應(yīng)的連接側(cè)面上的流體的與電氣的連接元件之間的間距，從而排除通過加入到制造完畢的集成的微流體系統(tǒng)中的流體引起的短路。按本發(fā)明的微流體基片尤其可以通過已知的已建立的微技術(shù)的方法來建立。比如可以使用板狀或者薄膜狀的基片。比如這可以是玻璃基片、硅基片、電路板基片或者優(yōu)選是聚合物基片、尤其是派熱克斯基片(Pyrexsubstrat)、特氟隆基片、聚苯乙烯基片、由環(huán)烯共聚物構(gòu)成的基片、聚脂基片或者PDMS (聚二甲基硅氧烷)基片或者是通過注塑或者深蝕刻或者沖壓尤其熱沖壓來結(jié)構(gòu)化的基片比如結(jié)構(gòu)化的玻璃基片、硅基片或者聚合物基片尤其是派熱克斯基片、特氟隆基片、聚苯乙烯基片、由環(huán)烯共聚物構(gòu)成的基片、聚脂基片或者PDMS基片。所述微流體基片也可以由多個彼此相接合的層構(gòu)成。所述電子基片按本發(fā)明優(yōu)選是半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片在同一側(cè)上具有至少一個流體的和一個電氣的連接元件。所述流體的連接元件尤其可以是薄膜、通道結(jié)構(gòu)或者閥。所述電氣的連接元件可以是對于所述倒裝安裝來說合適的凸點(Bump )。優(yōu)選按本發(fā)明，在所述電子基片的連接側(cè)面上將切斷的并且隨后所產(chǎn)生的引線鍵合線、所謂的特別優(yōu)選由金制成的釘頭凸點(Stud-Bump)用作電氣的連接元件。所述按本發(fā)明的電子基片可以示范性地是流量傳感器(Fluss-Sensor)，所述流量傳感器設(shè)有用作流體的連接元件的薄膜并且在同一個表面?zhèn)让嫔显O(shè)有用作電氣的連接元件的釘頭凸點。所述薄膜而后按本發(fā)明可以在制造完畢的集成的微流體系統(tǒng)中有利地在(與所述金釘頭凸點也例如與在微流體基片上作為電氣的連接元件的印制導(dǎo)線相接觸的)相同一側(cè)上被流體流過。本發(fā)明意義上的膠粘劑首先是有流動能力的粘合劑，所述粘合劑可以涂覆到所述微流體基片和/或所述電子基片的連接側(cè)面上。按本發(fā)明規(guī)定，所述膠粘劑在此如此彼此相協(xié)調(diào)，從而在所選擇的過程條件下尤其也在步驟C)中在所選擇的壓緊力下所述用于電氣的接觸的第二膠粘劑首先硬化并且隨后才進行所述用于進行流體密封的接觸的第一膠粘劑的硬化，或者相應(yīng)地以所提到的順序引起所述膠粘劑的硬化。可能的按本發(fā)明合適的由第一和第二膠粘劑構(gòu)成的膠粘劑系統(tǒng)是不同的光硬化或者說溫度硬化的粘合劑或者由所述粘合劑構(gòu)成的組合。因此比如所述第二膠粘劑可以首先進行熱硬化并且接下來所述流體密封的第一膠粘劑用紫外光來硬化。作為替代方案，所述第二膠粘劑可以是在熱方面快速起反應(yīng)的粘合劑，而作為所述流體密封的第一膠粘劑則選擇在熱方面緩慢硬化的粘合劑。同樣可以考慮以下替代方案，即所述第二膠粘劑通過兩種組分的反應(yīng)快速地比如在一個小時之內(nèi)硬化，而所述第一膠粘劑則比如借助于空氣濕度 在十二或者更多的小時數(shù)的時間間隔里硬化。利用所提出的按本發(fā)明的方法，可以以簡單的方式使電子基片比如半導(dǎo)體芯片(電子基片的電氣的觸點處于和其流體的接頭處于相同的一側(cè)上)接觸到具有同樣布置在同一側(cè)上的流體的連接元件和電氣的連接元件的微流體基片上。有利地尤其通過所述兩種按本發(fā)明的膠粘劑的雙階段的硬化來獲得所述兩種基片的可靠的電氣功能性的以及在流體方面密封的接觸。在所述按本發(fā)明的方法的一種設(shè)計方案的范圍內(nèi)，可以在步驟A)與B)中尤其同時將所述第一膠粘劑和所述第二膠粘劑優(yōu)選施加在所述微流體基片的連接表面上。因而不同的膠粘劑的施加可以有利地在一個過程步驟中來實施。在另一種實施方式中，可以在步驟A)和步驟B)中通過點膠工藝和/或壓印工藝和/或噴射工藝來施加所述膠粘劑。這些過程特別好地適合于不同的膠粘劑的涂覆。此外，這些涂覆方法提供很容易地使所述方法步驟A)和B)自動化的可能性。這對于以工業(yè)的標準進行的應(yīng)用情況以及集成的微流體系統(tǒng)的批量制造來說特別有利。特殊的優(yōu)點也從以下方法中獲得，即所述膠粘劑的涂覆可以借助于所提到的過程在和按本發(fā)明同樣可能的在步驟C)中自動化地將所述電子基片安放并且壓緊到所述微流體基片上這個過程相同的自動化的設(shè)備中進行。在另一種按本發(fā)明的方法變型方案的范圍內(nèi)，所述硬化過程在步驟D)中在直至最大150°C的溫度范圍內(nèi)比如在溫度彡120°C時來實施。換句話說，按本發(fā)明由此也提供一種用于同時在流體及電氣方面將電子基片比如硅芯片連接到微流體基片上的低溫方法。在此有利的是，也能夠使用微流體的聚合物基片比如由聚碳酸酯構(gòu)成的聚合物基片，所述聚合物基片對于較高的溫度來說會變形。按本發(fā)明，可以有利地選擇流體密封的第一膠粘劑，該第一膠粘劑在所選擇的過程條件下尤其在可能必要的溫度影響以及在步驟C)中所選擇的壓緊力下不會毛細化(kapillarisieren)。由此可以有利地防止流體的入口堵塞。在所述方法的另一種按本發(fā)明的設(shè)計方案的范圍內(nèi)可以使用第二膠粘劑，所述第二膠粘劑在步驟D)中在硬化時經(jīng)歷收縮。所述第二膠粘劑可以通過這種方式有利地有助于將所述電氣的連接元件比如半導(dǎo)體元件的凸點(Bump)拉到所述微流體基片的連接側(cè)面上的連接元件上并且就這樣建立并且/或者支持所述電氣的連接元件之間的電氣的接觸。由此可以保證可靠且持久的電氣的接觸。進一步優(yōu)選所述第二膠粘劑可以具有較低的優(yōu)選直至最大150°C的硬化溫度。比如所述第二膠粘劑可以具有< 120°C的硬化溫度。特別優(yōu)選將不導(dǎo)電的粘合劑用作所述第二膠粘劑。所述第一和第二膠粘劑比如可以是從由環(huán)氧樹脂、聚氨酯粘合劑、丙烯酸酯、硅酮和/或所提到的粘合劑的混合形式構(gòu)成的材料組中選出的粘合劑。按本發(fā)明，在此重要的是，所選出的第一粘合劑和第二粘合劑的硬化機制彼此如此有別，從而在按本發(fā)明的方法中首先進行或者可以引起所述用于進行電氣方面功能性的接觸的第二膠粘劑的硬化。在按本發(fā)明的方法的另一種實施變型方案中規(guī)定，在步驟C)中借助于所述微流體基片的連接表面上的視覺上的識別標記尤其電氣的連接元件將所述電子基片以其連接表面安放到所述微流體基片的連接表面上。所述電子基片的定向可以有利地在安 放到所述微流體基片上之前及過程中通過簡單的方式尤其也自動化地進行。麻煩的定向過程(對準過程)完全可以得到避免。此外，在自動化地實施所述步驟C)時，接合副也就是所述微流體基片和電子基片的接觸可以特別精確并且準確地進行。自動化處理在調(diào)節(jié)限定的壓緊力時同樣是有利的。此外，自動化處理以及重復(fù)精確的制造的可能性對于集成的微流體系統(tǒng)的工業(yè)上的批量制造來說是有利的。此外，從所述按本發(fā)明的方法中產(chǎn)生的集成的微流體系統(tǒng)可以設(shè)有蓋子、比如玻璃板或者聚合物板或者聚合物薄膜，尤其PDMS薄膜或者聚苯乙烯板或者派熱克斯板或者通過注塑或者深蝕刻或者吹塑成形或者沖壓尤其熱沖壓來結(jié)構(gòu)化的玻璃板或者聚合物薄膜或者聚合物板。由此可以有利地罩住所述電子基片并且防止其受到外部的影響。前面所描述的按本發(fā)明的方法變型方案必要時可以在彼此間的組合中實現(xiàn)。關(guān)于所述按本發(fā)明的方法的其它特征，為此明確參照結(jié)合按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)和按本發(fā)明的用途所作的解釋。此外，按本發(fā)明提出一種尤其根據(jù)所述按本發(fā)明的方法制造的集成的微流體系統(tǒng)，該集成的微流體系統(tǒng)至少包括微流體基片和電子組件，所述微流體基片和所述電子組件在相同的表面上分別具有至少一個流體的和至少一個電氣的連接元件，其中所述電子基片以其連接表面布置在所述微流體基片的連接表面上并且相應(yīng)地所述流體的和電氣的連接元件為了進行流體的和電氣的接觸而以至少部分搭接的方式來布置，其中所述流體的接觸和密封結(jié)構(gòu)包括第一膠粘劑并且所述電氣的接觸結(jié)構(gòu)包括與所述第一膠粘劑不同的第二膠粘劑。換句話說，所述微流體基片借助于倒裝連接用兩種彼此不同的尤其先后硬化的膠粘劑以流體密封和電氣功能性的方式來與所述電子基片接觸和連接。所述微流體基片及電子基片的相應(yīng)的連接表面上的流體的和電氣的連接元件有利地相應(yīng)地在彼此相距的情況下來布置，從而阻止通過加入到所述按本發(fā)明的微流體系統(tǒng)中的流體引起的短路。在所述按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)的另一種設(shè)計方案的范圍內(nèi)，所述微流體基片和/或電子基片的連接表面至少可以在所述流體的連接元件與所述電氣的連接元件之間具有至少一個用于所述膠粘劑的分離元件。
用于所述膠粘劑的分離元件，按本發(fā)明是指一種裝置，該裝置適合于將所述第一和第二膠粘劑彼此分開并且阻止所述兩種膠粘劑的混合和/或相互的影響。在一種優(yōu)選的設(shè)計方案的范圍內(nèi)，所述分離元件可以是間距保持元件，尤其可以是一個或者兩個障礙和/或至少一個用于接納相應(yīng)的膠粘劑的槽和/或所述連接表面的表面改動結(jié)構(gòu)。由此可以有利地避免所述膠粘劑的混合并且由此必要時可以避免所述膠粘劑的功能上的不好的影響。作為障礙，可以將一個或者多個比如構(gòu)造為隔板的形式的凸起布置在所述流體的與電氣的連接元件之間的相應(yīng)的表面上。圍繞著所述流體的連接元件布置的槽可以用作用于接納流體密封的膠粘劑的粘合劑溝。所述微流體基片和/或所述電子基片的連接表面的表面改動結(jié)構(gòu)比如可以如此構(gòu)成，使得其影響用膠粘劑對相應(yīng)的表面進行的潤濕情況并且將所述潤濕限制到限定的區(qū)域。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述電子基片可以有利地是尤其由硅制成的傳感器芯片或者致動器芯片。所述電子基片可以示范性地為流量傳感器。關(guān)于所述按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)的其它特征，為此明確參照結(jié)合所述按本發(fā)明的方法和按本發(fā)明的用途所作的解釋。此外，本發(fā)明涉及一種按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)的在醫(yī)療技術(shù)和/或微生物學(xué)中比如在醫(yī)學(xué)的分析學(xué)中尤其在集成的微流體的芯片實驗室系統(tǒng)中的用途。


下面在不局限于所示出的設(shè)計方案的情況下借助于實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細解釋。附圖示出如下
圖I是按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)的傾斜的俯視 圖2是在圖I中示出的集成的微流體系統(tǒng)的部分分解的視 圖3a到3c是所述按本發(fā)明的方法的示意 圖4a是在流體的與電氣的連接元件之間具有障礙的微流體基片的傾斜的俯視圖；并
且
圖4b是具有用于接納所述流體密封的第一膠粘劑的槽的微流體基片的傾斜的俯視圖。
具體實施例方式圖I示出了按本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)I的傾斜的俯視圖，該集成的微流體系統(tǒng)I包括微流體基片2和電子基片3，其中這些基片分別在相應(yīng)相同的表面也就是連接側(cè)面上具有至少一個流體的連接元件2a (參見圖2)、3a和至少一個電氣的連接元件2b、3b。所述電子基片3以其連接側(cè)面布置在所述微流體基片2的連接側(cè)面上并且與其相連接。所述流體的連接元件2a、3a和所述電氣的連接元件2b、3b為了進行流體的和電氣的接觸而以彼此搭接的方式來布置。所述微流體基片2在這種設(shè)計方案中具有微流體的入口作為微流體的連接元件2a以及印制導(dǎo)線作為電氣的連接元件2b。所述電子基片3優(yōu)選是半導(dǎo)體芯片比如流量傳感器，該電子基片比如具有薄膜作為微流體的連接元件3a并且具有金釘頭凸點作為電氣的連接元件3b。所述傳感器3的薄膜在本發(fā)明的集成的微流體系統(tǒng)I中被加入其中的流體從(與所述釘頭凸點3b也與所述印制導(dǎo)線2b相接觸的)相同一側(cè)流過。按本發(fā)明，所述流體密封的接觸結(jié)構(gòu)2a、3a包括第一膠粘劑5 (參見圖3a到3c)并且所述電氣功能上的接觸結(jié)構(gòu)2b、3b包括第二膠粘劑6 (參見圖3a到3c)，所述第二膠粘劑6按本發(fā)明不同于所述第一膠粘劑5。所述微流體基片2按本發(fā)明優(yōu)選是聚合物基片，該聚合物基片也可以由兩個或者更多個聚合物層7、8構(gòu)成。圖2示出了在圖I中示出的集成的微流體系統(tǒng)I的部分分解的視圖。所述微流體基片2在此在與電子基片3分開的情況下示出。所述優(yōu)選構(gòu)造為聚合物基片的微流體基片2具有通往微流體的通道4的微流體的入口 2a。此外，圖2表明，所述微流體基片2也可以由兩個或者更多個層7、8構(gòu)成。所述微流體基片2的連接側(cè)面擁有多根印制導(dǎo)線作為電氣的連接元件2b。所述電子基片3優(yōu)選是半導(dǎo)體芯片尤其優(yōu)選是傳感器芯片或者致動器芯片，該電子基片3可以有利地尤其借助于印制導(dǎo)線2b在視覺上(尤其為了與所述釘頭凸點3b之間的最佳的連接)以簡單的方式定向(對準)。這一點按本發(fā)明也可以有利地自動化地 進行，這尤其對批量制造來說也是重要的。所述定向的精度以及由此從中產(chǎn)生的電氣的連接的質(zhì)量以及最終所產(chǎn)生的集成的微流體系統(tǒng)I的質(zhì)量由此也可以得到改進。一方面如此選擇所述入口 2a的相對于印制導(dǎo)線2b的間距以及所述薄膜3a的相對于所述釘頭凸點3b的間距，使得其在安放并且接合所述基片2、3之后為了接觸的目的而彼此搭接并且另一方面排除通過流體引起的短路。圖3a到3c示出了所述按本發(fā)明的方法的示意圖。首先，按本發(fā)明在步驟A)和B)中將所述流體密封的第一膠粘劑5和所述第二膠粘劑6在合適的位置上比如涂覆到所述微流體基片2的連接側(cè)面上。對此特別合適的是點膠工藝、噴射工藝和/或壓印工藝，因為這些過程也允許同時涂覆不同的膠粘劑并且可以有利地實現(xiàn)自動化。圖3a示出了在圍繞著所述流體的入口 2a涂覆所述第一膠粘劑5之后并且在所述印制導(dǎo)線2b的朝向入口 2a的端部上涂覆所述第二膠粘劑6之后微流體基片2的傾斜的俯視圖。有利地選擇第一膠粘劑，該第一膠粘劑在所選擇的過程條件下尤其可能必要的溫度影響下不會毛細化。由此可以有利地防止所述流體的入口 2a堵塞。所述電子基片3可以有利地比如是流量傳感器，尤其可以借助于所述印制導(dǎo)線2b在視覺上以簡單的方式來定向(對準)并且在步驟C)中安放到所述微流體基片上。這保證了所述印制導(dǎo)線2b與釘頭凸點3b之間的最佳的連接。所述電子基片3的安裝在按本發(fā)明的方法中在步驟C)中額外地包括以下步驟，即用合適的力加入來擠壓這個電子基片3，使得所述釘頭凸點3b與所述印制導(dǎo)線2b進行電氣接觸。圖3b表明，在步驟D)中在用限定的并且合適的壓力進行擠壓的過程中第二膠粘劑6在用X表示的區(qū)域中首先硬化并且由此保證可靠的電氣的接觸。接著，如圖3C表明的一樣，在用Y表示的區(qū)域中所述用于流體的密封和接觸的第一膠粘劑5硬化。可能的膠粘劑系統(tǒng)是不同的光硬化或者說溫度硬化的粘合劑或者由其構(gòu)成的組合。因此比如所述第二膠粘劑6首先進行熱硬化并且接下來所述流體密封的第一膠粘劑5用紫外光來硬化。作為替代方案，所述第二膠粘劑6可以是在熱方面快速起反應(yīng)的粘合劑，而所述流體密封的第一膠粘劑則是相對于此在熱方面緩慢硬化的粘合劑。圖4a和圖4b分別示出具有用于所述膠粘劑的分離元件的微流體基片2的傾斜的俯視圖。在圖4a中示出的實施方式在所述流體的入口 2a與所述印制導(dǎo)線2b之間配備了間距保持元件9尤其障礙。所述障礙9以隔板的形式布置在所述流體的入口 2a與所述印制導(dǎo)線2b之間。在圖4b中，在一種作為替代方案的實施方式中所述微流體基片2具有圍繞著所述流體的連接元件2a布置的槽10，該槽用作用于接納所述流體密封的膠粘劑的粘合劑溝。通過這樣的間距保持元件9和/或粘合劑溝10，可以有利地避免所述膠粘劑5、6的混合并且由此必要時可以避免所述膠粘劑5、6的相互的功能上的妨礙。 總之，按本發(fā)明提供一種用于制造微流體系統(tǒng)的方法，在該微流體系統(tǒng)中具有很少的匹配的常規(guī)的倒裝安裝有利地用于，同時以流體密封以及電氣上功能性的方式將電子基片尤其半導(dǎo)體芯片連接到微流體基片上。所述同時的流體的和電氣的接觸在此在所提供的粘合-倒裝方法中尤其通過雙階段的粘合過程來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.用于借助于倒裝連接來制造集成的微流體系統(tǒng)(I)的方法，所述微流體系統(tǒng)至少包括微流體基片(2 )和電子基片(3 )尤其半導(dǎo)體芯片，其中所述微流體基片(2 )和所述電子基片(3)在連接表面上分別具有至少一個流體的連接元件(2a、3a)以及至少一個電氣的連接元件(2b、3b)，其特征在于，該方法包括以下步驟 A)將用于建立流體的接觸的流體密封的膠粘劑(5)施加到所述微流體基片(2)和/或電子基片(3)的連接表面上， B )將用于進行電氣連接的第二膠粘劑(6 )施加到所述微流體基片(2 )和/或電子基片(3)的連接表面上，其中所述第二膠粘劑(6)不同于所述第一膠粘劑(5)， C)用限定的壓緊力將所述電子基片(3)以其連接表面安放并且壓緊到所述微流體基片(2 )的連接表面上，其中相應(yīng)地所述流體的連接元件(2a、3a)和電氣的連接元件(2b、3b )為了進行流體的和電氣的接觸而以至少部分搭接的方式來布置，并且 D)使所述第一及第二膠粘劑(5、6)硬化，其中所述第二膠粘劑(6)尤其在所述在步驟C)中所施加的限定的壓緊力下首先硬化。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟A)與B)中同時將所述第一和第二膠粘劑(5、6)優(yōu)選施加到所述微流體基片(2)的連接表面上。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在步驟A)和步驟B)中通過點膠工藝和/或壓印工藝和/或噴射工藝來施加所述膠粘劑(5、6)。
4.按權(quán)利要求I到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述膠粘劑(5、6)的硬化在步驟D)中在直至最大150°C的溫度范圍內(nèi)來實施。
5.按權(quán)利要求I到4中任一項所述的方法，其特征在于，所述第二膠粘劑(6)在步驟D)中在硬化時經(jīng)歷收縮。
6.按權(quán)利要求I到5中任一項所述的方法，其特征在于，借助于所述微流體基片(2)的連接表面上的視覺上的識別標記尤其借助于所述微流體基片(2)的連接表面上的電氣的連接元件(2b )，在步驟C)中尤其自動化地將所述電子基片(3 )以其連接表面安放到所述微流體基片(2)的連接表面上。
7.集成的微流體系統(tǒng)(I)，尤其通過按權(quán)利要求I到6中任一項所述的方法來制造，至少包括微流體基片(2 )和電子基片(3 )尤其半導(dǎo)體芯片，其中所述微流體基片(2 )和所述電子基片(3)在相同的連接表面上分別具有至少一個流體的連接元件(2a、3a)和至少一個電氣的連接元件(2b、3b)，其特征在于，所述電子基片(3)以其連接表面布置在所述微流體基片(2 )的連接表面上并且相應(yīng)地所述流體的連接元件(2a、3a)和所述電氣的連接元件(2b、3b)為了進行流體的和電氣的接觸而以至少部分搭接的方式來布置，其中所述流體的接觸結(jié)構(gòu)和流體的密封結(jié)構(gòu)包括第一膠粘劑(5)并且所述電氣的接觸結(jié)構(gòu)包括與所述第一膠粘齊U(5)不同的第二膠粘劑(6)。
8.按權(quán)利要求7所述的集成的微流體系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述微流體基片(2)和/或電子基片(3)的連接表面至少在所述流體的連接元件(2a、3a)與所述電氣的連接元件(2b,3b)之間具有至少一個用于所述膠粘劑(5、6)的分離元件。
9.按權(quán)利要求8所述的集成的微流體系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述分離元件是間距保持元件(9)，尤其是一個或者多個障礙和/或至少一個用于接納相應(yīng)的膠粘劑(5、6)的槽(10)和/或所述連接表面的表面改動結(jié)構(gòu)。
10.按權(quán)利要求7到9中任一項所述的集成的微流體系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述電子基片(3)是尤其由硅制成的傳感器芯片或者致動器芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成的微流體系統(tǒng)的制造及所述集成的微流體系統(tǒng)本身。將電子基片尤其半導(dǎo)體芯片以倒裝布置與微流體基片連接起來。為此用第一膠粘劑來連接所述兩種基片的有待彼此連接的流體的連接元件并且用第二膠粘劑來連接所述兩種基片的電氣的觸點。所述膠粘劑得到硬化，其中所述第二膠粘劑首先硬化。
文檔編號B81C1/00GK102958827SQ201180033628
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者U.沙夫, J.霍夫曼, F.孫德梅爾, J.梅 申請人:羅伯特·博世有限公司