具有附接板的张应力测量设备及相关的方法技术

本公开涉及具有附接板的张应力测量设备及相关的方法。一种张应力测量设备要附接到待测量对象。张应力测量设备可以包括具有半导体衬底和张应力测量电路的IC，半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域。张应力测量设备可以包括耦合到第一附接区域并且向外延伸以附接到待测量对象的第一附接板以及耦合到第二附接区域并且向外延伸以附接到待测量对象的第二附接板。张应力检测电路可以被配置成检测在第一附接板和第二附接板附接到待测量对象时施加在第一附接板和第二附接板上的张应力。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电子设备领域，并且更特别地涉及集成电路及相关方法。
技术介绍
在固体结构中，特别是在例如桥梁、建筑物、隧道、铁路、隔离墙、坝、堤防、管线以及都市运输线路的地下结构等的承重结构中，重要的是在很多点处监测主要参数，如例如压力、温度和机械应力。这样的监测周期性地或者连续地执行，并且在初始阶段以及结构的生命周期期间都很有用。出于这一目的，这一领域的方法包括能够以低成本提供好的性能的基于电子传感器的电子监测设备的应用。通常，这样的设备应用于待监测的结构的表面上、或者在已经在结构中以及从外部可访问的凹部内部。这样的设备不能够穷尽地检测待监测结构内的参数，可能有用的是评估结构的质量、其安全性、其老化、其对变化的大气条件的反应等。另外，这样的设备通常仅能够在结构被构造之后而不能在结构被构造的同时来应用。因此，它们可能不能够评估可能的初始或内部缺陷。Yamashita等人的美国专利第6,950,767号中公开了满足这些要求的方法，该专利提供了整个被包含(即“被掩埋”)在待监测的结构由其制成的材料(例如钢筋混凝土)内的电子监测设备。更具体地，掩埋在结构中的设备是封装在单个封装件中、由不同部分组成、组装在结构上(诸如集成电路、传感器、天线、电容器、电池、存储器、控制单元)、并且由通过使用金属连接做出的电连接而连接在一起的不同芯片制成的完整的系统。Yamashita等人的美国专利第6,950,767号的系统还包括具有与电源相关的功能的子系统，该子系统例如在其中通过电磁波从外部接收能量的情况下为整流器，或者是从用于在内部生成电源的其自己的电池。可以观察到，意在要在初始“嵌入”在建筑材料中(例如液态混凝土，其然后被固化)并且然后保持“掩埋”在立体结构中的监测系统经受临界条件，例如可以甚至为几百个大气压的极其高的压力。还存在由于例如水分渗入而产生的随着时间出现的能够破坏系统的大量其他磨损原因。诸如Yamashita等人的美国专利第6,950,767号中公开的系统的潜在缺陷源于以下事实：它们是复杂的系统，虽然它们被围闭在封装件中，并且它们因此在面对它们所工作的操作条件时被破坏。特别地，封装件的各种部分之间的电气互连可能容易损坏。通常，诸如混凝土结构的严酷环境内部的电气互连由于例如机械应力和腐蚀而不可靠并且具有短的生命周期。另外，封装件中设置有“窗口”以使得传感器能够检测相关联的参数，其可以是用于湿度的可能的渗透的弱点。另外，涂覆材料中的裂缝或瑕疵可能使得水和化学物质能够渗透到封装件内部并且引起短路。除了水，诸如可能为腐蚀性的酸等其他物质也可能渗入。通常，虽然被设计用于所提及的用途，然而，如Yamashita等人的美国专利第6,950,767号的系统的可靠性由于这样的系统的结构的复杂性(虽然已经被小型化)而具有限制。可能的方法是产生完全嵌入在集成电路中的电子系统而没有电气交互，但是这可能需要一种高效的通过电磁波向IC供应电力的方式，以减小由于半导体材料传导性而产生的功率损耗。
技术实现思路
通常而言，一种张应力测量设备要附接到待测量对象。张应力测量设备可以包括至少一个集成电路(IC)，至少一个IC包括半导体衬底以及在半导体衬底上的张应力检测电路，半导体衬底具有相对的
第一附接区域和第二附接区域。张应力测量设备可以包括耦合到第一附接区域并且从第一附接区域向外延伸以附接到待测量对象的第一附接板以及耦合到第二附接区域并且从第二附接区域向外延伸以附接到待测量对象的第二附接板。张应力检测电路可以被配置成检测在第一附接板和第二附接板附接到待测量对象时施加在第一附接板和第二附接板上的张应力。在一些实施例中，至少一个IC包括在半导体衬底的第一附接区域和第二附接区域处延伸通过半导体衬底并且耦合到第一附接板和第二附接板的多个电传导过孔。另外，张应力测量设备可以包括在第一附接板与第二附接板之间延伸的第一弹性构件和第二弹性构件。张应力测量设备还可以包括环绕至少一个IC以及第一附接板和第二附接板的封装材料。在其他实施例中，第一附接板和第二附接板以及相对的第一附接区域和第二附接区域均可以包括被配置成限定其间的过盈耦合的互锁特征。在另一实施例中，张应力测量设备还包括在半导体衬底的相对的第一附接区域和第二附接区域处由半导体衬底承载的第一键合层以及不同于第一键合层的第二键合层，第二键合层由第一附接板和第二附接板承载并且与第一键合层键合。另外，至少一个IC可以包括第一IC和第二IC。第一附接板和第二附接板均可以具有在其中的多个开口。张应力测量设备可以包括由第一附接板和第二附接板中的至少一个附接板承载并且耦合到张应力检测电路的至少一个天线迹线。另一方面涉及一种制作要附接到待测量对象的张应力测量设备的方法。方法可以包括形成至少一个IC，至少一个IC包括半导体衬底以及在半导体衬底上的张应力检测电路，半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域。方法还可以包括：将第一附接板耦合到第一附接区域并且使第一附接板从第一附接区域向外延伸以附接到待测量对象；以及将第二附接板耦合到第二附接区域并且使第二附接板从第二附接区域向外延伸以附接到待测量对象。张应力检测电路用
于检测在第一附接板和第二附接板附接到待测量对象时施加在第一附接板和第二附接板上的张应力。另一方面涉及一种要附接到待测量对象的张应力测量设备。张应力测量设备可以包括至少一个IC，至少一个IC包括半导体衬底以及在半导体衬底的检测部分上的张应力检测电路。半导体衬底可以包括从检测部分向外延伸并且要附接到待测量对象的第一附接板部分以及从检测部分向外延伸并且要附接到待测量对象的第二附接板部分。张应力检测电路可以被配置成检测在第一附接板部分和第二附接板部分附接到待测量对象时施加在第一附接板部分和第二附接板部分上的张应力。另一方面涉及一种制作要附接到待测量对象的张应力测量设备的方法。方法可以包括：形成包括半导体衬底以及在半导体衬底的检测部分上的张应力检测电路的至少一个集成电路IC。半导体衬底可以包括从检测部分向外延伸并且要附接到待测量对象的第一附接板部分以及从检测部分向外延伸并且要附接到待测量对象的第二附接板部分。张应力检测电路可以检测在第一附接板部分和第二附接板部分附接到待测量对象时施加在第一附接板部分和第二附接板部分上的张应力。附图说明图1是根据本公开的张应力测量设备的俯视平面图的示意图；图2是根据本公开的张应力测量设备的另一实施例的俯视平面图的示意图；图3A是根据本公开的沿着线3-3的张应力测量设备的另一实施例的横截面视图的示意图；图3B是图3A的张应力测量设备的俯视平面图的示意图；图4A是根据本公开的沿着线4-4的张应力测量设备的另一实施例的横截面视图的示意图；图4B是图4A的张应力测量设备的俯视平面图的示意图；图5是根据本公开的张应力测量设备的另一实施例的横截面视图的示意图；图6A是根据本公开的张应力测量设备的另一实施例的俯视平面图的示意图；图6B是在制造期间沿着线6-6的图6A的张应力测量设备的横截面视图的示意图；图6C是沿着线6-6的图6A的张应力测量设备的横截面视图的示意图；图7A是根据本公开的张应力测量设备的另一实施例的俯视平面图的示意图；图7B是沿着线7-7的图7A的张应力测量设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种要附接到待测量对象的张应力测量设备，所述张应力测量设备包括：至少一个集成电路(IC)，包括半导体衬底以及在所述半导体衬底上的张应力检测电路，所述半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域；第一附接板，耦合到所述第一附接区域并且从所述第一附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；以及第二附接板，耦合到所述第二附接区域并且从所述第二附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；所述张应力检测电路被配置成检测在所述第一附接板和所述第二附接板附接到所述待测量对象时施加在所述第一附接板和所述第二附接板上的张应力。

【技术特征摘要】
2015.01.30 US 14/610,0681.一种要附接到待测量对象的张应力测量设备，所述张应力测量设备包括：至少一个集成电路(IC)，包括半导体衬底以及在所述半导体衬底上的张应力检测电路，所述半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域；第一附接板，耦合到所述第一附接区域并且从所述第一附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；以及第二附接板，耦合到所述第二附接区域并且从所述第二附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；所述张应力检测电路被配置成检测在所述第一附接板和所述第二附接板附接到所述待测量对象时施加在所述第一附接板和所述第二附接板上的张应力。2.根据权利要求1所述的张应力测量设备，其中所述至少一个IC包括在所述半导体衬底的所述第一附接区域和所述第二附接区域处延伸通过所述半导体衬底并且耦合到所述第一附接板和所述第二附接板的多个电传导过孔。3.根据权利要求1所述的张应力测量设备，还包括在所述第一附接板与所述第二附接板之间延伸的第一弹性构件和第二弹性构件。4.根据权利要求1所述的张应力测量设备，还包括环绕所述至少一个IC以及所述第一附接板和所述第二附接板的封装材料。5.根据权利要求1所述的张应力测量设备，其中所述第一附接板和所述第二附接板以及相对的所述第一附接区域和所述第二附接区域均包括被配置成限定其间的过盈耦合的互锁特征。6.根据权利要求1所述的张应力测量设备，还包括在所述半导体衬底的相对的所述第一附接区域和所述第二附接区域处由所述半导体衬底承载的第一键合层以及不同于所述第一键合层的第二键合层，所述第二键合层由所述第一附接板和所述第二附接板承载并且与所
\t述第一键合层键合。7.根据权利要求1所述的张应力测量设备，其中所述至少一个IC包括第一IC和第二IC。8.根据权利要求1所述的张应力测量设备，其中所述第一附接板和所述第二附接板均具有在其中的多个开口。9.根据权利要求1所述的张应力测量设备，还包括由所述第一附接板和所述第二附接板中的至少一个附接板承载并且耦合到所述张应力检测电路的至少一个天线迹线。10.一种要附接到待测量对象的张应力测量设备，所述张应力测量设备包括：至少一个集成电路(IC)，包括半导体衬底以及在所述半导体衬底上的张应力检测电路，所述半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域；第一附接板，耦合到所述第一附接区域并且从所述第一附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；第二附接板，耦合到所述第二附接区域并且从所述第二附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象，所述第一附接板和所述第二附接板均具有在其中的多个开口；以及至少一个天线迹线，由所述第一附接板和所述第二附接板中的至少一个附接板承载并且耦合到所述张应力检测电路；所述张应力检测电路被配置成检测在所述第一附接板和所述第二附接板附接到所述待测量对象时施加在所述第一附接板和所述第二附接板上的张应力。11.根据权利要求10所述的张应力测量设备，其中所述至少一个IC包括在所述半导体衬底的所述第一附接区域和所述第二附接区域处延伸通过所述半导体衬底并且耦合到所述第一附接板和所述第二附接板的多个电传导过孔。12.根据权利要求10所述的张应力测量设备，还包括在所述第一附接板与所述第二附接板之间延伸的第一弹性构件和第二弹性构件。13.根据权利要求10所述的张应力测量设备，还包括环绕所述至少一个IC以及所述第一附接板和所述第二附接板的封装材料。14.根据权利要求10所述的张应力测量设备，其中所述第一附接板和所述第二附接板以及相对的所述第一附接区域和所述第二附接区域均包括被配置成限定其间的过盈耦合的互锁特征。15.一种制作要附接到待测量对象的张应力测量设备的方法，所述方法包括：形成至少一个集成电路(IC)，所述至少一个IC包括半导体衬底以及在所述半导体衬底上的张应力检测电路，所述半导体衬底具有相对的第一附接区域和第二附接区域；将第一附接板耦合到所述第一附接区域并且使所述第一附接板从所述第一附接区域向外延伸以附接到所述待测量对象；以及将第二附接板耦合到所述第二附接区域并且使所述第二附接板从所述第二附接区域向外...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·帕加尼，B·穆拉里，F·G·齐格利奥利，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT