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异构芯片组装有助于优化医疗和可穿戴设备

将具有独特化学特性、光学特性或特殊要求的部件合并到生物技术设备中。

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异构集成(HI)对医疗、健康和可穿戴设备行业具有重要意义。在Promex,我们利用各种复杂的组装工艺来实现医疗和生物技术应用的HI。这篇文章将仔细研究与组装这些类设备相关的过程。

图1提供了我们方法的高级概述。如今,几乎每个项目都采用了一些经典的表面贴装技术(SMT)组装,将标准部件放在电路板、基板或柔性基板上。在我们工作的环境中,许多设备使用裸模;因此,有了HI,我们有能力从晶圆厂出来的晶圆开始,并对其进行进一步的加工-添加模具连接材料,细化,锯切等。我们将其引入到常规表面贴装以外的后续工艺中。此外,在包含HI的医疗和生物技术设备中,几乎总是有一些独特的专门部件,这些部件具有化学、光学特性或在组装过程中需要满足的某种专门要求。

图1:一般异质工艺流程。

表面贴装以外的工艺如图2所示。我们从晶圆厂出来的晶圆开始,我们对它们进行研磨和锯切,如果合适的话,我们可能会使用模具附着膜(DAF)。然后,我们从我们的SMT工艺中取出表面贴装组件,我们放置模具,固化附着材料,等离子清洗表面,创建和封装电线键合,并执行最终固化。如图所示,在整个流程中,有各种各样的材料和加工选择,以确保我们能够满足特定应用的特定要求。

图2:SMT组件上的常规模具。

最后,我们将讨论HI真正独特的专门处理。表1显示了一些特殊的组件,HI可能需要我们与传统的微电子和电子组件相结合。这些组件中的每一个通常都会带来一些独特的需求。看看如何修改流程以适应这些挑战,就会得到如图所示的解决方案。因此,每个需要HI的工作都需要仔细分析零件需求和可用能力,以确定最佳方法。

表1:针对特殊组件组装挑战的HI解决方案。

实际的例子

图3展示了我们在过去几十年中为医疗、生物技术和其他应用程序构建的一些HI设备。为了说明这些微小部件的规模,我们加入了一个直径约18毫米的一角硬币。左上方是射频组织标记物,用于靶向癌症,使用皮下注射针注射。该标记包含约15个部分,宽度小于1mm,直径小于1.3mm。右上方的设备是我们所说的九模堆栈。它由三个模具的三层组成,它们之间有间隔,然后“瀑布”线连接到基板上。这在技术上是一个HI设备的边缘,但它对我们来说是一个相当常见的组装。

图3:HI器件。

右下方的大型设备是微机电系统(MEMS)设备,该设备与专用集成电路(ASIC)连接,具有数千个焊锡头铜柱;ASIC依次与DAF一起安装到电路板上。左边接下来的三个设备被标记为“多通道光谱仪”,是由数十个部件组成的高度复杂的组件。在一种情况下,这些包括led,二向色滤光片,光学通道,以及在探测器的情况下,透镜,一系列其他二向色滤光片和光电探测器。所有这些设备都是一种仪器的一部分,当病原体出现时,该仪器会发出荧光,与所引入的化学物质相匹配。

左下角的设备是一个小电路板,包含一个定制的半导体设备,上面的化学物质容易受到DNA中发现的等位基因或基因变异的组合影响。当一种合适的化学组合与它相关联时,该设备就会发出电子指示。最后两个设备(中间,最左边)是用于内窥镜手术的立体相机的两个不同侧面。这些相机提供高清立体图像。一个光学链放在上面的版本上,然后我们把整个东西,在更高的层次上,整合成一个最终的子组件。

这些只是Promex可以帮助您开发的利用HI的项目中的一些类型,确保创建满足医疗、生物技术或可穿戴应用程序需求的紧凑型设备。



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