專利名稱：氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)有關(guān)，特別是關(guān)于一種氫離子敏場效應(yīng)管的封裝方法。
自從70年代氫離子敏場效應(yīng)管封裝技術(shù)被提出以來，經(jīng)過二十多年的研究，先后利用氫離子敏場效應(yīng)管被研制成功小型pH傳感器，各種離子敏傳感器，K+、Na+、Ca++、Cl-、F-等二十多種，還有青霉素酶、脲素酶、葡萄糖氧化酶等多種生物傳感器。但是由于它的結(jié)構(gòu)特點、工作環(huán)境惡劣、封裝困難，這類傳感器國內(nèi)外至今未形成產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)八十年代有許多單位開展這方面的研究，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個單位在堅持實用化的工作。
氫離子敏場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)原理如

圖1所示。這是一種硅基的半導(dǎo)體芯片作為化學(xué)傳感器。封裝成傳感器必須用密封膠12將硅片14四周電極引線包封起來，只露出20μm×400μm的柵區(qū)13，11為氫離子敏。這么精細(xì)的工作至盡仍停留在手工操作。在封裝中封裝膠與硅基的牢固接觸，密封膠與50μm-70μm硅鋁絲的膨脹系數(shù)的匹配，封裝的工藝是封裝質(zhì)量的關(guān)鍵。
場效應(yīng)管是在電解液中浸泡或在流動沖擊狀態(tài)下工作，因此場效應(yīng)管的封裝比一般器件有其特殊的難度。場效應(yīng)管的封裝是極其細(xì)微又復(fù)雜的關(guān)鍵工藝。敏感柵外露，其余部分要絕對密封。密封的好壞，直接影響器件的性能與壽命。封裝材料必須選擇低滲透性，高粘附性的材料。并且絕緣性能好，有良好的耐酸、耐堿、耐水性的封裝材料。還要求與外引線的膨脹系數(shù)相匹配。
本發(fā)明的主要目的即在提供一種氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法，其具有方法相對簡單，成本較抵，且封裝效果良好的優(yōu)點。
為達成前揭目的，依據(jù)本發(fā)明所提供的一種氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法，其特征在于，包括如下步驟a、采用基本成型模具，該模具是由薄樹脂印刷板制成；b、粘片，將切割后粘貼好的硅片置放在模具的相應(yīng)位置；c、烘烤，將粘貼好硅片的模具置入烘箱內(nèi)，在小于100度的溫度下進行烘烤；d、超聲壓焊；e、注膠封裝，將經(jīng)過烘烤的硅片在模具上進行注膠封裝；f、定型烘干。
其中所述的b、粘片，是先將硅片粘在一膠紙上。
為進一步說明本發(fā)明的方法特征，以下結(jié)合實施例配合圖示說明如下，其中圖1是氫離子敏場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明的方法流程圖；圖3是本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)圖；圖4是氫離子敏場效應(yīng)管封裝成傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的第一實施例，將氫離子敏場效應(yīng)管作成復(fù)合式傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖6是發(fā)明的第二實施例，將氫離子敏場效應(yīng)管作成陶瓷式傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是發(fā)明的第三實施例，將氫離子敏場效應(yīng)管作成筆式固態(tài)傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是發(fā)明的第四實施例，將氫離子敏場效應(yīng)管作成皮膚型傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
請參閱圖2所示，為本發(fā)明的方法流程圖。本發(fā)明一種氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法，其中包括步驟a、采用基板成型模具，該模具是由薄樹脂印刷板制成(如圖3)；步驟b、粘片，先將硅片粘在一膠紙上，再將切割后粘貼好的硅片置放在模具的相應(yīng)位置；步驟c、烘烤，將粘貼好硅片的模具置入烘箱內(nèi)在小于100度的溫度下進行烘烤；步驟d、超聲壓焊；步驟e、注膠封裝，將經(jīng)過烘烤的硅片在模具上進行注膠封裝；步驟f、定型烘干。
由以上步驟得到氫離子敏場效應(yīng)管封裝成的傳感器41(如圖4)。
實施例一請參閱圖5，將氫離子敏場效應(yīng)管作成復(fù)合式pH傳感器的結(jié)構(gòu)圖。其中氫離子敏場效應(yīng)管51和銀/氯化銀參比電極58用密封橡膠56封裝在醫(yī)用塑料管59內(nèi)，其中兩個氫離子敏場效應(yīng)管51是密封固定在醫(yī)用塑料管59端部和中部的小孔52處；而銀/氯化銀參比電極58是先裝在一塑料管57中，再密封在醫(yī)用塑料管59的中間，銀/氯化銀參比電極58的一端伸出于醫(yī)用塑料管59一端的端孔54，使參比電極58的頂端暴露，參比電極58用銀絲經(jīng)過電化學(xué)方法生長一層氯化銀膜，其中銀/氯化銀參比電極58的電極引線55和氫離子場效應(yīng)管51的電極引線伸出于醫(yī)用塑料管59的另一端。該復(fù)合式pH傳感器在醫(yī)學(xué)上可用于測量胃和食管。該復(fù)合式pH傳感器只是進口產(chǎn)品價格(500英鎊)的十分之一。
實施例二請參閱圖6，將氫離子敏場效應(yīng)管作成陶瓷管式固態(tài)pH傳感器的結(jié)構(gòu)圖。因氫離子敏場效應(yīng)管的工作環(huán)境是具有一定酸堿性的水溶液，故采用了獨特的耐酸、耐堿的陶瓷管結(jié)構(gòu)。首先將氫離子敏場效應(yīng)管61用密封膠固定在陶瓷管63一端的一側(cè)，其電極引線伸出于陶瓷管63的另一端，使氫離子敏場效應(yīng)管61暴露于外，在陶瓷管63內(nèi)氫離子敏場效應(yīng)管61的旁邊用水凝膠66固定一參比電極65，在參比電極65的周圍放置有透水纖維67。
實施例三請參閱圖7，筆式固態(tài)pH傳感器的結(jié)構(gòu)圖。將實施例二的陶瓷管式固態(tài)pH傳感器用密封膠固定在一筆桿71中，一筆帽78與筆桿71配合，在筆帽8內(nèi)有一海棉77。
實施例四請參閱圖8，皮膚型固態(tài)pH傳感器的結(jié)構(gòu)圖。其是用塑料或有機玻璃加工成紐扣狀的外殼81，將氫離子敏場效應(yīng)管82和銀/氯化銀合金型固態(tài)參比電極84嵌裝在圓型外殼81底面，電極引線83和參比電極引線86用密封膠85包封在外殼81的端部。
利用本發(fā)明所作的各種傳感器，可分別用于醫(yī)學(xué)的疾病治療、健康保健以及化妝品和洗滌用品的鑒定等。
權(quán)利要求
1．一種氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法，其特征在于，a、采用基本成型模具，該模具是由薄樹脂印刷板制成；b、粘片，將切割后粘貼好的硅片置放在模具的相應(yīng)位置；c、烘烤，將粘貼好硅片的模具置入烘箱內(nèi)，在小于100度的溫度下進行烘烤；d、超聲壓焊；e、注膠封裝，將經(jīng)過烘烤的硅片在模具上進行注膠封裝；f、定型烘干。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法，其特征在于，其中所述的粘片，是先將硅片粘在一膠紙上。
全文摘要
一種氫離子敏場效應(yīng)管封裝方法,包括如下步驟:a、采用基本成型模具,該模具是由薄樹脂印刷板制成;b、粘片,將切割后粘貼好的硅片置放在模具的相應(yīng)位置;c、烘烤,將粘貼好硅片的模具置入烘箱內(nèi),在小于100度的溫度下進行烘烤;d、超聲壓焊;e、注膠封裝,將經(jīng)過烘烤的硅片在模具上進行注膠封裝;f、定型烘干;本發(fā)明具有方法相對簡單,成本較低,且封裝效果良好的優(yōu)點。
文檔編號H01L21/50GK1298202SQ9912524
公開日2001年6月6日 申請日期1999年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者韓涇鴻, 張虹 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所