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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(54)【発明の名称】ダイの活性表面上の流体フローチャネル
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20230405BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20230405BHJP
B81C 1/00 20060101ALI20230405BHJP
B81B 1/00 20060101ALI20230405BHJP
H01L 21/56 20060101ALI20230405BHJP
【ＦＩ】
H01L21/60 311S
G01N37/00 101
B81C1/00
B81B1/00
H01L21/56 E
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021577120
(86)(22)【出願日】2021-02-19
(85)【翻訳文提出日】2021-12-24
(86)【国際出願番号】 US2021018730
(87)【国際公開番号】W WO2021173439
(87)【国際公開日】2021-09-02
(31)【優先権主張番号】62/982,352
(32)【優先日】2020-02-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500358711
【氏名又は名称】イルミナ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】エマディ，アルビン
(72)【発明者】
【氏名】リバル，アルナウド
(72)【発明者】
【氏名】アガー，アリ
(72)【発明者】
【氏名】ボゾルグ－グライェリ，タラ
【テーマコード（参考）】
3C081
5F044
5F061
【Ｆターム（参考）】
3C081AA17
3C081BA21
3C081BA22
3C081BA23
3C081BA30
3C081BA32
3C081CA02
3C081CA31
3C081CA32
3C081DA03
3C081DA27
3C081EA01
3C081EA27
3C081EA28
3C081EA29
5F044KK08
5F044KK16
5F044LL09
5F044QQ06
5F044RR18
5F044RR19
5F061AA01
5F061BA07
5F061CA05
5F061FA06
(57)【要約】
本明細書では、装置、センサシステムの様々な例、及び装置、センサシステムの態様を製造するための方法の例が提供される。本方法は、ダイを得ることを含み得る。ダイの表面上で１つ以上の電気接点にアクセスすることができる。本方法はまた、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を形成することを含み得る。本方法は、キャビティ内の第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させることによって流体ファンアウト領域を形成することを含み得る。本方法はまた、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することを含み得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板内のキャビティの一部にダイを配置することであって、１つ以上の電気接点が前記ダイの表面上でアクセス可能であり、前記基板が前記ダイの前記表面上の前記電気接点にアクセス可能な露出した電気接点を含み、前記配置することが、前記ダイの上面の第１のエッジに隣接する前記キャビティ内の第１の空間と、前記ダイの前記上面の第２のエッジに隣接する前記キャビティ内の第２の空間とを画定する、ダイを配置すること、前記ダイの下面と前記基板との間の前記キャビティ内にアンダーフィル層を形成すること、
前記第１の空間及び前記第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって前記流体ファンアウト領域を形成することであって、前記流体ファンアウト領域の表面は、前記ダイの前記上面と連続している、流体ファンアウト領域を形成すること、及び、
前記ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することであって、
前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分に蓋を取り付けて、前記活性表面と前記蓋との間に前記流体フローチャネルを形成することを含む、流体フローチャネルを形成すること、を含む方法。
【請求項2】
露出した前記電気接点を前記ダイの前記表面上の前記電気接点に結合することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記露出した電気接点及び前記ダイの前記表面上の前記電気接点が、ボンディングパッドを含み、前記露出した電気接点を含む前記ボンディングパッドが、それぞれ前記第１の空間又は前記第２の空間のうちの一方に方向付けて配置され、前記結合することが、前記露出した電気接点の各露出した電気接点を、前記ダイの前記表面上の前記電気接点の１つにワイヤボンディングして、ワイヤボンディング接続を形成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記流体フローチャネルを形成する前に、前記流体ファンアウト領域に前記硬化性材料を堆積させることにより、前記ワイヤボンディング接続を封入することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記ダイの前記活性表面上に前記流体フローチャネルを形成することが、前記封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように蓋を方向付けて配置することを更に含み、前記方向付けて配置することが、各上面を平らにする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記ダイは、シリコンウエハと、パッシベーションスタックと、前記シリコンウエハの一部及び前記パッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビアとを更に含み、前記パッシベーションスタックが前記シリコンウエハの一部の下面の下に配置され、前記１つ以上のシリコン貫通ビアのそれぞれの一部が前記パッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を通して露出され、露出された各部分が前記電気接点に結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記配置することが、前記露出した電気接点を前記電気接点に結合することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記露出した電気接点を前記ダイの前記表面上の前記電気接点に結合することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項9】
前記結合することが、前記電気接点をリフローすることであって、前記ダイの前記電気接点がピラーバンプを含む、前記電気接点をリフローすること、及び、異方性導電フィルムを利用して前記電気接点を前記露出した電気接点に結合すること、からなる群から選択される方法を利用することを含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項10】
前記硬化性材料がエポキシ及び接着剤からなる群から選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記流体ファンアウト領域を形成することが、前記硬化性材料を硬化させることを更に含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記硬化させることが、前記硬化性材料を紫外線に曝露すること、及び前記硬化性材料を熱エネルギーに曝露することからなる群から選択される方法を利用することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記ダイが、センサを含む、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。
【請求項14】
前記センサが、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記キャビティが、ダイキャビティ部分と、流体キャビティ部分と、トップレベル部分とを含み、前記ダイキャビティ部分と前記アンダーフィル層とが、組み合わさって、前記ダイと実質的に高さが等しく、前記流体キャビティ部分が、前記流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、前記トップレベル部分が、前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分の高さを含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記基板内のキャビティの前記一部に前記ダイを配置することが、前記基板の前記ダイキャビティ部分に前記ダイを配置することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分が、回路基板の部分を含み、前記トップレベル部分が、前記回路基板と前記蓋との間の界面を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記蓋が、流体用の入口及び流体用の出口を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記蓋を取り付けることが、前記回路基板と前記蓋との間に接着剤を塗布することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項20】
前記ダイが、シリコンウエハから分離されている、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記ダイの前記表面が、前記ダイの上面、活性表面を含む前記ダイの上面の一部、及び上面に平行な下面からなる群から選択される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項22】
ダイであって、１つ以上の電気接点が前記ダイの表面上でアクセス可能である、ダイと、キャビティを含む基板であって、前記ダイが、前記基板内の前記キャビティの一部に方向付けて配置され、前記基板が、前記ダイの前記表面上の前記電気接点に電気的に結合された露出した電気接点を含み、前記方向付けて配置することが、前記ダイの上面の第１のエッジに隣接する前記キャビティ内の第１の空間と、前記ダイの上面の第２のエッジに隣接する前記キャビティ内の第２の空間とを画定する、基板と、
前記第１の空間及び前記第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含む流体ファンアウト領域であって、前記流体ファンアウト領域の表面は前記ダイの前記上面と連続している、流体ファンアウト領域と、を含む装置。
【請求項23】
前記流体ファンアウト領域の前記表面及び前記ダイの前記上面によって画定される前記ダイの前記活性表面上の流体フローチャネルと、前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分に取り付けられた蓋とを更に含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項24】
前記ダイの下面と前記基板との間の前記キャビティ内にアンダーフィル層を更に含む、請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項25】
前記ダイが、シリコンウエハから分離されている、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項26】
前記露出した電気接点が、基板ボンディングパッドを含み、前記ダイの前記表面上の前記電気接点が、ダイボンディングパッドを含み、各ダイボンディングパッドが、ワイヤによって少なくとも１つの基板ボンディングパッドに結合されて、ワイヤボンディング接続を形成する、請求項２２～２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項27】
前記ワイヤボンディング接続が、第２の硬化材料の中に封入されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項28】
前記流体ファンアウト領域の前記表面及び前記ダイの前記上面によって画定される前記ダイの前記活性表面上の流体フローチャネルと、前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分に取り付けられた蓋とを更に含み、前記蓋が、前記封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように配置されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項29】
前記第１の硬化材料及び前記第２の硬化材料のそれぞれが、エポキシ及び接着剤からなる群から選択される、請求項２７又は２８に記載の装置。
【請求項30】
前記ダイは、シリコンウエハと、パッシベーションスタックと、前記シリコンウエハの一部及び前記パッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビアとを更に含み、前記パッシベーションスタックが前記シリコンウエハの前記一部の下面の下に配置され、前記１つ以上のシリコン貫通ビアのそれぞれの一部が前記パッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を通して露出され、露出された各部分が前記電気接点に結合されている、請求項２２～２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項31】
前記ダイの電気接点が、ピラーバンプを含む、請求項３０に記載の装置。
【請求項32】
前記ダイが、センサを含む、請求項２２～３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項33】
前記センサが、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項34】
前記ダイの前記下面と前記基板との間の前記キャビティ内にアンダーフィル層を更に含み、前記キャビティが、ダイキャビティ部分と、流体キャビティ部分と、トップレベル部分とを含み、前記ダイキャビティ部分及び前記アンダーフィル層が、組み合わさって、前記ダイと実質的に高さが等しく、前記流体キャビティ部分が、前記流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、前記トップレベル部分が、前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の前記部分の高さを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項35】
前記ダイが配置されている前記基板内の前記キャビティの前記部分が、前記ダイキャビティ部分を含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項36】
前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の前記部分が、回路基板の部分を含み、前記トップレベル部分が、前記回路基板と前記蓋との間の界面を含む、請求項３４又は３５に記載の装置。
【請求項37】
前記蓋が、流体用の入口及び流体用の出口を含む、請求項２３又は２８に記載の装置。
【請求項38】
前記流体フローチャネルが、前記活性表面から前記蓋まで約１００ｕｍである、請求項２３又は２８に記載の装置。
【請求項39】
前記回路基板が、プリント回路基板及びセラミック回路基板からなる群から選択される、請求項３６に記載の装置。
【請求項40】
前記表面は、前記ダイの上面、活性表面を含む前記ダイの前記上面の一部、及び前記上面に平行な下面からなる群から選択される、請求項２２～３９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項41】
センサと、キャリアのキャビティの基部にあるキャビティ表面上のダイの表面上でアクセス可能な１つ以上の電気接点とを含むダイをピックアンドプレースすることであって、前記キャリアが基板と前記キャビティを含み、前記基板が露出した電気接点を含み、前記配置することが、前記ダイの前記表面の第１のエッジに隣接する前記キャビティ内の第１の空間と、前記ダイの前記表面の第２のエッジに隣接する前記キャビティ内の第２の空間とを画定する、ダイをピックアンドプレースすること、前記ダイの１つ以上の電気接点のそれぞれを前記基板の前記露出した電気接点の少なくとも１つに接続すること、
前記第１の空間及び前記第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって前記流体ファンアウト領域を形成すること、及び、
前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分に蓋を取り付けて、前記センサの活性表面と前記蓋との間に流体フローチャネルを形成すること、を含む方法。
【請求項42】
前記キャビティ表面が、アンダーフィル層を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項43】
ダイと、キャビティを含む基板であって、前記ダイが前記基板内の前記キャビティの一部に方向付けて配置され、前記方向付けて配置することが、前記ダイの上面の第１のエッジに隣接する前記キャビティ内の第１の空間と、前記ダイの前記上面の第２のエッジに隣接する前記キャビティ内の第２の空間とを画定する、基板と、
前記第１の空間及び前記第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含む流体ファンアウト領域であって、前記流体ファンアウト領域の表面は前記ダイの前記上面と連続している、流体ファンアウト領域と、
前記流体ファンアウト領域の前記表面及び前記ダイの前記上面によって画定される前記ダイの活性表面上の流体フローチャネルと、前記流体ファンアウト領域に隣接する前記基板の部分に取り付けられた蓋と、を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
この出願は、「ダイの活性表面上の流体フローチャネル」と題され、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／９８２，３５２号に基づく優先権を主張する。
この出願は、「ダイの活性表面上の流体フローチャネル」と題され、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／９８２，３５２号に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【0002】
生物学的研究又は化学的研究における様々なプロトコルは、制御された反応を行うことを伴う。次いで、指定された反応を観察又は検出することができ、その後の分析は、反応に関与する化学物質の特性を同定又は明らかにするのを補助することができる。いくつかの多重アッセイでは、同定可能な標識（例えば、蛍光標識）を有する未知の分析物を、制御された条件下で、数千の既知のプローブに露出させることができる。各既知のプローブは、マイクロプレートの対応するウエルに入れることができる。既知のプローブとウエル内の未知の分析物との間で起こる任意の化学反応を観察することは、分析物の特性を同定又は明らかにするのを補助することができる。そのようなプロトコルの他の例としては、合成による配列決定（sequencing-by-synthesis、ＳＢＳ）又は環状アレイ配列決定などの、既知のＤＮＡ配列決定プロセスが挙げられる。
【0003】
いくつかの蛍光検出プロトコルでは、光学系を使用して、励起光を蛍光団、例えば、蛍光標識した分析物上に向け、また蛍光団を取り付けた分析物から放射され得る蛍光発光シグナル光を検出する。提案された他の検出システムでは、フローセル内の制御された反応は、固体光センサアレイ（例えば、相補型金属酸化膜半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）検出器）によって検出される。これらのシステムは、蛍光放射を検出するための大型の光学アセンブリを含まない。フローセル内の流体フローチャネルの形状は、様々な用途におけるその有用性を決定し得、例えば、複数の液体フローを利用するセンサシステムでは、ＳＢＳ又は環状アレイ配列決定が可能になり、それゆえ、特定の形状の流体フローチャネルがＳＢＳ又は環状アレイ配列決定に用いられる。
【発明の概要】
【0004】
したがって、フローセル製造メカニズムにとっては、フローセルの製造及び形成を個々のレベルで可能にすること、すなわち、ウエハ全体を用いて一度に複数のフローセルを形成するのではなく、各ダイを個別に製造し得るプロセスを用いて、個々のダイ上の流体フローチャネルの形成を制御することが有益であり得る。
【0005】
したがって、センサシステムで使用するデバイスを製造する方法を提供することによって、従来技術の欠点が克服され、本開示で後述するような利点が達成され得る。本方法の様々な例が以下で説明され、本方法は、以下に列挙する追加の例を含んで及び含まないで、任意の組み合わせで（これらの組み合わせが矛盾しない場合）、これらの欠点を克服する。当該方法は、基板内のキャビティの一部にダイを配置することであって、１つ以上の電気接点がダイの表面上でアクセス可能であり、基板がダイの表面上の電気接点にアクセス可能な露出した電気接点を含み、当該配置することが、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する、ダイを配置すること；ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を形成すること；第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって流体ファンアウト領域を形成することであって、流体ファンアウト領域の表面がダイの上面と連続している、流体ファンアウト領域を形成すること；及び、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することであって、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に蓋を取り付けて活性表面と蓋との間に流体フローチャネルを形成することを含む、流体フローチャネルを形成すること、を含む。
【0006】
いくつかの例では、当該方法は、また、露出した電気接点をダイの表面上の電気接点に結合することを含む。
【0007】
当該方法のいくつかの例では、露出した電気接点及びダイの表面上の電気接点は、ボンディングパッドを含み、露出した電気接点を含むボンディングパッドは、それぞれ第１の空間又は第２の空間のうちの一方に方向付けて配置され、当該結合することは、露出した電気接点の各露出した電気接点を、ダイの表面上の電気接点の１つにワイヤボンディングして、ワイヤボンディング接続を形成することを含む。
【0008】
いくつかの例では、当該方法はまた、流体フローチャネルを形成する前に、流体ファンアウト領域上に硬化性材料を堆積させることによってワイヤボンディング接続を封入することも含む。
【0009】
いくつかの例では、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することは、封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように蓋を方向付けて配置することを更に含み、方向付けて配置することにより各上面を平らにする。
【0010】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハの一部及びパッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビア（ＴＳＶ）を更に含み、パッシベーションスタックは、シリコンウエハの一部の下面の下に配置され、１つ以上のシリコン貫通ビアのそれぞれの一部は、パッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を介して露出され、露出された各部分は、電気接点に結合される。
【0011】
いくつかの例では、配置することは、露出した電気接点を電気接点に結合することを更に含む。
【0012】
いくつかの例では、当該方法は、露出した電気接点をダイの表面上の電気接点に結合することを更に含む。
【0013】
いくつかの例では、結合することは、電気接点をリフローすることであって、ダイの電気接点がピラーバンプを含む、電気接点をリフローすること、及び、異方性導電フィルムを利用して電気接点を露出した電気接点に結合すること、からなる群から選択される方法を利用することを含む。
【0014】
当該方法のいくつかの例では、硬化性材料は、エポキシ及び接着剤からなる群から選択される。
【0015】
当該方法のいくつかの例では、流体ファンアウト領域を形成することは、硬化性材料を硬化させることを更に含み、方法は、硬化性材料を硬化させることを更に含む。
【0016】
いくつかの例では、硬化させることは、硬化性材料を紫外線に曝露すること、及び硬化性材料を熱エネルギーに曝露することからなる群から選択される方法を利用することを含む。
【0017】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、センサを含む。
【0018】
当該方法のいくつかの例では、センサは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む。
【0019】
当該方法のいくつかの例では、キャビティは、ダイキャビティ部分、流体キャビティ部分、及びトップレベル部分を含み、ダイキャビティ部分及びアンダーフィル層は、組み合わさって、ダイと実質的に高さが等しく、流体キャビティ部分は、流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、トップレベル部分は、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分の高さを含む。
【0020】
いくつかの例では、基板内のキャビティの一部分にダイを配置することは、基板のダイキャビティ部分にダイを配置することを含む。
【0021】
当該方法のいくつかの例では、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分は、回路基板の部分を含み、トップレベル部分は、回路基板と蓋との間の界面を含む。
【0022】
当該方法のいくつかの例では、蓋は、流体用の入口及び流体用の出口を含む。
【0023】
いくつかの例では、蓋を取り付けることは、回路基板と蓋との間に接着剤を塗布することを含む。
【0024】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハから分離されている。
【0025】
当該方法のいくつかの例では、ダイの表面は、ダイの上面、活性表面を含むダイの上面の一部、及び上面に平行な下面からなる群から選択される。
【0026】
センサシステムで使用する装置を提供することによって、従来技術の欠点が克服され得、本開示で後述するような利点が達成され得る。当該装置の様々な例が以下で説明され、当該装置は、以下に列挙する追加の例を含んで及び含まないで、任意の組み合わせで（これらの組み合わせが矛盾しない場合）、これらの欠点を克服する。当該装置は、ダイであって、１つ以上の電気接点がダイの表面上でアクセス可能である、ダイと；キャビティを含む基板であって、ダイが基板内のキャビティの一部に方向付けて配置され、基板がダイの表面上の電気接点に電気的に結合された露出した電気接点を含み、当該方向付けて配置することが、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する、基板と；流体ファンアウト領域であって、第１の空間及び第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含み、流体ファンアウト領域の表面がダイの上面と連続している、流体ファンアウト領域と、を含む。
【0027】
当該装置のいくつかの例では、当該装置は、流体ファンアウト領域の表面及びダイの上面によって画定されるダイの活性表面上の流体フローチャネルと、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に取り付けられた蓋とを更に含む
【0028】
当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を更に含む。
【0029】
当該装置のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハから分離されている。
【0030】
当該装置のいくつかの例では、露出した電気接点は、基板ボンディングパッドを含み、ダイの表面上の電気接点は、ダイボンディングパッドを含み、各ダイボンディングパッドは、ワイヤによって少なくとも１つの基板ボンディングパッドに結合されて、ワイヤボンディング接続を形成する。
【0031】
当該装置のいくつかの例では、ワイヤボンディング接続は、第２の硬化材料の中に封入されている。
【0032】
当該装置のいくつかの例では、蓋は、封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように配置されている。
【0033】
いくつかの例では、ダイは、シリコンウエハと、パッシベーションスタックと、シリコンウエハの一部及びパッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビアとを更に含み、パッシベーションスタックがシリコンウエハの一部の下面の下に配置され、１つ以上のシリコン貫通電極のそれぞれの一部がパッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を通して露出され、露出された各部分が電気接点に結合されている。
【0034】
いくつかの例では、ダイの電気接点は、ピラーバンプを含む。
【0035】
いくつかの例では、硬化材料及び第２の硬化材料のそれぞれは、エポキシ及び接着剤からなる群から選択される。
【0036】
いくつかの例では、ダイは、センサを含む。
【0037】
いくつかの例では、センサは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む。
【0038】
当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を更に含み、キャビティは、ダイキャビティ部分と、流体キャビティ部分と、トップレベル部分とを含み、ダイキャビティ部分及びアンダーフィル層は、組み合わさって、ダイと実質的に高さが等しく、流体キャビティ部分は、流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、トップレベル部分は、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分の高さを含む。
【0039】
いくつかの例では、ダイが配置されている基板内のキャビティの一部部は、ダイキャビティ部分を含む。
【0040】
いくつかの例では、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分は、回路基板の部分を含み、トップレベル部分は、回路基板と蓋との間の界面を含む。
【0041】
いくつかの例では、蓋は、流体用の入口及び流体用の出口を含む。
【0042】
いくつかの例では、流体フローチャネルは、活性表面から蓋まで約１００ｕｍである。
【0043】
いくつかの例では、回路基板は、プリント回路基板及びセラミック回路基板からなる群から選択される。
【0044】
いくつかの例では、当該表面は、ダイの上面、活性表面を含むダイの上面の一部、及び上面に平行な下面からなる群から選択される。
【0045】
したがって、センサシステムで使用するデバイスを製造する方法を提供することによって、従来技術の欠点が克服され、本開示で後述するような利点が達成され得る。本方法の様々な例が以下で説明され、本方法は、以下に列挙する追加の例を含んで及び含まないで、任意の組み合わせで（これらの組み合わせが矛盾しない場合）、これらの欠点を克服する。当該方法は、センサと、キャリアのキャビティの基部にあるキャビティ表面上のダイの表面上でアクセス可能な１つ以上の電気接点とを含むダイをピックアンドプレースすることであって、キャリアが基板とキャビティとを含み、基板が露出した電気接点を含み、当該配置することが、ダイの表面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの表面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する、ダイをピックアンドプレースすること；ダイの１つ以上の電気接点のそれぞれを基板の露出した電気接点の少なくとも１つに接続すること；第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって流体ファンアウト領域を形成すること；及び、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に蓋を取り付けて、センサの活性表面と蓋との間に流体フローチャネルを形成すること、を含む。
【0046】
当該方法のいくつかの例では、ダイの電気接点は、ピラーバンプを含む。
【0047】
センサシステムで使用する装置を提供することによって、従来技術の欠点が克服され、本開示で後述するような利点が達成され得る。当該装置の様々な例が以下で説明され、当該装置は、以下に列挙する追加の例を含んで及び含まないで、任意の組み合わせで（これらの組み合わせが矛盾しない場合）、これらの欠点を克服する。当該装置は、キャビティを含む基板であって、ダイが基板内のキャビティの一部に方向付けて配置され、方向付けて配置することが、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する、基板と；第１の空間及び第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含む流体ファンアウト領域であって、流体ファンアウト領域の表面はダイの上面と連続している、流体ファンアウト領域と；流体ファンアウト領域の表面及びダイの上面と流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に取り付けられた蓋とによって画定されるダイの活性表面上の流体フローチャネルと、を含む。
【0048】
更なる特徴は、本明細書で説明する技術によって実現される。他の例及び態様は、本明細書で詳細に説明されており、特許請求される態様の一部と見なされる。本開示のこれらの及び他の目的、特徴、及び利点は、添付図面と併せてなされる本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【0049】
以下により詳細に考察される、前述の態様及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しないという条件で）発明の主題の一部であり、本明細書に開示される利点を達成することが企図されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0050】
１つ以上の態様は、本明細書の最後にある特許請求の範囲において例として具体的に指摘され、明確に特許請求される。前述の内容及び目的、特徴、及び１つ以上の態様の利点は、添付図面と併せてなされる以下の詳細な説明から明らかである。
【図1】センサが配置されるキャビティを備えた基板を含むフローセルの例である。
【図2】センサが配置されるキャビティを備えた基板を含むフローセルの例である。
【図3】センサが配置されるキャビティを備えた基板を含むフローセルの例である。
【図4】センサが配置されるキャビティを備えた基板を含むフローセルの例である。
【図18A】基板を含むキャリアが複数のシリコンＣＭＯＳセンサを別々に収容するためのキャビティを含む、フローセルの例の様々な図である。
【図18B】基板を含むキャリアが複数のシリコンＣＭＯＳセンサを別々に収容するためのキャビティを含む、フローセルの例の様々な図である。
【図18C】基板を含むキャリアが複数のシリコンＣＭＯＳセンサを別々に収容するためのキャビティを含む、フローセルの例の様々な図である。
【図19】サーマルビアの追加によって熱管理が実現されるフローセルの例である。
【図20A】基板へのスルーカットの追加又は基板内の追加のキャビティによって熱管理が実現されるフローセルの例である。
【図20B】基板へのスルーカットの追加又は基板内の追加のキャビティによって熱管理が実現されるフローセルの例である。
【発明を実施するための形態】
【0051】
別々の図にわたって同じ参照番号が同じ又は機能的に同様の要素を指し、本明細書に組み込まれて、その一部を形成する添付図面は、本実装形態を更に例示し、実装形態の詳細な説明と共に、本実装形態の原理を説明する役割を果たす。当業者によって理解されるように、添付図面は、理解を容易にするために提供され、本実装形態の特定の例の態様を例示する。実装形態は、図に表す例に限定されない。
【0052】
用語「接続する（connect）」、「接続された（connected）」、「接触する（contact）」、「結合された（coupled）」などは、様々な異なる配設及びアセンブリ技術を含むように、本明細書で広義に定義される。これらの配設及び技術としては、限定されないが、（１）一方の構成要素と別の構成要素とを、それらの間にいかなる介在構成要素も伴うことなく（すなわち、構成要素同士が、直接物理的に接触して）、直接接合すること、及び（２）一方の構成要素と別の構成要素とを、他方の構成要素に「接続された」又は「接触している」又は「結合されている」一方の構成要素が、（それらの間に１つ以上の追加の構成要素が存在するにもかかわらず）他方の構成要素と何らかの動作的な連通状態（例えば、電気的、流体的、物理的、光学的、など）にあることを条件として、それらの間に１つ以上の構成要素を伴って接合すること、が挙げられる。互いに直接物理的に接触しているいくつかの構成要素は、互いに電気的に接触及び／又は流体的に接触していてもよく又はしていなくてもよいことを理解されたい。更に、電気的に接続された、電気的に結合された、光学的に接続された、光学的に結合された、流体的に接続された、又は流体的に結合された２つの構成要素は、直接物理的に接触していてもよく又はしていなくてもよく、１つ以上の他の構成要素が、それらの間に配置されていてもよい。
【0053】
本明細書で使用される「含む（including）」及び「含む（comprising）」という用語は、同じことを意味する。
【0054】
特許請求の範囲を含む本開示全体にわたって使用され得る用語「実質的に」、「およそ」、「約」、「比較的」、又は他のそのような類似の用語は、処理における変動などに起因する、基準又はパラメータからの小さな変動を説明し、かつ考慮するために使用される。そのような小さな変動は、基準又はパラメータからのゼロ変動も含む。例えば、小さな変動は、±５％以下など、±２％以下など、±１％以下など、±０．５％以下など、±０．２％以下など、±０．１％以下など、±０．０５％以下などの、±１０％以下を指すことができる。本明細書で使用される場合、「実質的に」、「ほぼ」、「約」、「比較的」、又は他のそのような同様の用語はまた、変動がないこと、すなわち、±０％を指す場合がある。
【0055】
本明細書で使用する場合、「フローセル」は、反応構造の上に延びて、反応構造の複数の反応部位と連通しているフローチャネルをそれらの間に形成する蓋を有するデバイスを含むことができ、また、反応部位で、若しくは反応部位の近くで生じる指定された反応を検出する検出デバイスを含むことができる。フローセルは、電荷結合素子（Charge-Coupled Device、ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）（光）検出デバイスなどの、ソリッドステート光検出又は「撮像」デバイスを含み得る。１つの具体的な例として、フローセルは、バイオアッセイシステムに流体的及び／又は電気的に結合することができるカートリッジ（一体型ポンプを有する）に流体的かつ電気的に結合することができる。カートリッジ及び／又はバイオアッセイシステムは、所定のプロトコル（例えば、合成による配列決定）に従ってフローセルの反応部位に反応溶液を送達し、複数の撮像事象を実行することができる。例えば、カートリッジ及び／又はバイオアッセイシステムは、フローセルのフローチャネルを通して、それによって反応部位に沿って、１つ以上の反応溶液を導くことができる。反応溶液のうちの少なくとも１つは、同じ又は異なる蛍光標識を有する４種類のヌクレオチドを含んでもよい。いくつかの例では、ヌクレオチドは、反応部位の対応するオリゴヌクレオチドなどの、フローセルの反応部位に結合する。これらの例のカートリッジ及び／又はバイオアッセイシステムは、次いで、励起光源（例えば、発光ダイオード（light-emitting diode、ＬＥＤ）などの固体光源）を使用して、反応部位を照射する。いくつかの例では、励起光は、波長の範囲を含む所定の波長又は複数の波長を有する。入射励起光によって励起された蛍光標識は、フローセルの光センサによって検出され得る発光シグナル（例えば、励起光とは異なる、及び潜在的には互いに異なる、１つ又は複数の波長の光）を提供することができる。
【0056】
本明細書で説明するフローセルは、様々な生物学的又は化学的プロセスを実行する。より具体的には、本明細書で説明するフローセルは、指定された反応を示す事象、特性、品質、又は特徴を検出することが望ましい様々なプロセス及びシステムにおいて使用することができる。例えば、本明細書で説明するフローセルは、光検出デバイス、センサ（限定するものではないが、バイオセンサなど）、及びそれらの構成要素、並びにセンサ（バイオセンサなど）と共に動作するバイオアッセイシステムを含むこと、又はそれらと統合させることができる。
【0057】
フローセルは、個別に又は集合的に検出され得る複数の指定された反応を促進する。フローセルは、複数の指定された反応が並行して生じる多数のサイクルを実行する。例えば、フローセルを使用して、酵素的操作及び光又は画像検出／捕捉の反復サイクルを通して、ＤＮＡ特徴の高密度アレイを配列決定することができる。このように、フローセルは、試薬又は反応溶液中の他の反応成分をフローセルの反応部位に送達する１つ以上のマイクロ流体チャネルと流体連通することができる。反応部位は、均一又は繰り返しパターンなどの所定の方法で提供又は離間することができる。あるいは、反応部位は、ランダムに分配することができる。反応部位のそれぞれは、関連する反応部位からの光を検出する１つ以上の光ガイド及び１つ以上の光センサと関連付けることができる。一例では、光ガイドは、光の特定の波長をフィルタ処理するための１つ以上のフィルタを含む。光ガイドは、例えば、フィルタ材料が特定の波長（又は波長範囲）を吸収し、少なくとも１つの所定の波長（又は波長範囲）がそこを通過することを可能にするように、吸収フィルタ（例えば、有機吸収フィルタ）とすることができる。いくつかのフローセルでは、反応部位は、指定された反応を内部で少なくとも部分的に区画化することができる反応凹部又はチャンバ内に位置し得る。
【0058】
本明細書で使用するとき、「指定された反応」は、対象となる検体などの対象となる化学物質又は生物学的物質の化学的、電気的、物理的、又は光学的特性（又は品質）のうちの少なくとも１つの変化を含む。特定のフローセルでは、指定された反応は、例えば、対象となる検体への蛍光標識生体分子の組み込みなどの正の結合事象である。より一般的には、指定された反応は、化学変換、化学変化、又は化学的相互作用であってもよい。指定された反応はまた、電気特性の変化であってもよい。特定のフローセルでは、指定された反応は、蛍光標識された分子を検体に組み込むことを含む。検体はオリゴヌクレオチドであってもよく、蛍光標識分子はヌクレオチドであってもよい。励起光が標識ヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドに向けられ、蛍光団が検出可能な蛍光シグナルを発するときに、指定された反応が検出され得る。フローセルの別の例では、検出された蛍光は、化学発光又は生物発光の結果である。指定された反応はまた、例えば、ドナーフルオロフォアをアクセプタ蛍光団に近接させることによって蛍光（又はＦｏｒｓｔｅｒ）共鳴エネルギー移動（Fluorescence Resonance Energy Transfer、ＦＲＥＴ）を増加させるか、ドナーとアクセプタ蛍光団とを離すことによってＦＲＥＴを減少させるか、消光剤をフルオロフォアから離すことによって蛍光を増加させるか、又は消光剤及び蛍光団を共局在させることによって蛍光を減少させることができる。
【0059】
本明細書で使用するとき、「電気的に結合された」及び「光学的に結合された」は、電源、電極、基材の導電性部分、液滴、導電性トレース、ワイヤ、導波路、ナノ構造、他の回路セグメントなどの任意の組み合わせの間で、それぞれ電気エネルギー及び光波を伝送することを指す。電気的に結合された及び光学的に結合されたという用語は、直接接続又は間接接続に関して使用されてよく、流体媒介物、空隙などの様々な媒介物を通過することができる。
【0060】
本明細書で使用するとき、「反応溶液」、「反応成分」又は「反応物質」は、少なくとも１つの指定された反応を得るために使用され得る任意の物質を含む。例えば、潜在的な反応成分としては、例えば、試薬、酵素、試料、他の生体分子、及び緩衝液が挙げられる。反応成分は、溶液中で本明細書で開示するフローセル中の反応部位に送達することができる、及び／又は反応部位に固定化することができる。反応成分は、直接的又は間接的に、フローセルの反応部位に固定化された対象となる検体などの別の物質と相互作用することができる。
【0061】
本明細書で使用するとき、用語「反応部位」は、少なくとも１つの指定された反応が生じ得る局所的領域である。反応部位は、物質がその上に固定され得る反応構造又は基材の支持表面を含んでもよい。例えば、反応部位は、その上に反応成分、例えば、その上に核酸のコロニーを有する反応構造（フローセルのチャネル内に配置され得る）の表面を含んでもよい。いくつかのフローセルでは、コロニー中の核酸は、同じ配列を有し、例えば、一本鎖又は二本鎖テンプレートのクローンコピーである。しかしながら、いくつかのフローセルでは、反応部位は、例えば一本鎖又は二本鎖の形態で、単一の核酸分子のみを含むことができる。
【0062】
用語「ファンアウト」は、検出器を越えて水平距離に延びる、検出器と共にパッケージ化された領域を特徴付けるために本明細書で使用される。例えば、ＣＭＯＳセンサがフローセルの検出器として利用される場合、ファンアウトは、ＣＭＯＳセンサの水平境界の両側の追加の水平距離を指す。
【0063】
本明細書で使用される場合、「ピラーバンプ」という用語は、本明細書で例示及び説明される例において電気接点を説明するために使用される。「ピラーバンプ」という用語が使用される場合はいつでも、電気接点の様々な例が、本明細書に示される装置の様々な例においても使用され得る。ピラーバンプであり得る電気接点は、金属材料（例えば、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）又はそれらの組み合わせ）などの導電性材料を含み得るが、他の導電性材料が利用され得ることが理解される。
【0064】
理解を容易にするために図面を下で参照するが、図面は尺度通りに描かれておらず、同じ又は同様の構成要素を示すために、異なる図にわたって同じ参照番号が使用される。
【0065】
バイオセンサなどのセンサとしてフローセルで利用できる検出デバイス及び画像センサには、ＣＭＯＳ及びファンアウト領域を含む画像センサ又は検出器が含まれる。ＣＭＯＳの表面とファンアウト領域（両側）が活性表面を形成する。ＣＭＯＳ（例えば、図１のシリコンウエハ１３０）の活性表面の上には、フローセル１００の蓋の一方の面によって画成される（マイクロ）流体フローチャネルと、シリコンウエハの活性表面及びこのシリコンウエハのこの表面の両側のファンアウト領域の部分を含む連続した表面とがある。フローセルの製造において、この流体フローチャネルは、複数のプロセスからなる製造技術を含む、様々な複雑な成形プロセスの１つ以上を利用して、ＣＭＯＳ又は他のセンサ上に形成され、各プロセスが不整合をもたらしたり、もたらさなかったりし得る。更に、システムの製造及び／又は構築における様々な要因が、システムの有用性に影響を与える場合がある。例えば、蓋をセンサ表面に接着すると、ピクセル領域のカバレッジが不適切になり、このために使用可能な全体のピクセル数が減少する可能性がある。ＳＢＳに使用できない可能性のあるチャネル形状の別の例は、センシング領域（例えば、活性表面）全体に一様な流体の流れを可能にするように設計されていない、蓋とＣＭＯＳの間のチャネルである。流体フローチャネルが使用可能な形状に形成されていない場合、試薬は交換されないか（例えば、シングルポット試薬）、又は信頼できる結果をもたらす態様で交換することができない。したがって、フローセルのあらゆる製造プロセスは、より少ないプロセス及び／又はより複雑でない成形プロセスを含んでいながら、結果として生じるフローセルが、バイオセンサプロセス（限定するものではないが、ＳＢＳ又は環状アレイ配列決定など）で利用できる流体フローチャネルを含んでいることが望ましい。
【0066】
この目的のために、本明細書で論じられる例には、フローセルの形成又は製造において、操作されたキャビティベースの基板を含むことによって収率の向上をもたらす方法（及びその結果として生じる装置）が含まれる。本明細書で論じられる例では、キャビティベースの基板は、成形品及びダイを封入して、センサシステムを形成する。
【0067】
いくつかの例では、ファンアウト領域及びフローチャネルを含むセンサシステムは、キャビティベースの基板上に成形することによっても提供される。いくつかの例では、既存の方法において複雑な成形プロセスを利用することなく、配列決定に対する材料適合性を備えた流体フローチャネルが、個々のダイ（例えば、センサ）上に形成される。流体経路を作るために使用される材料が、配列決定試薬及び酵素と化学的及び生化学的に適合性がある場合、その材料は適合性がある。例えば、試薬の１つの酵素活性がフローチャネルの材料に接触することによって阻害されない場合、その材料は適合性がある。
【0068】
図１～図４は、本明細書で論じられる方法の例を用いて形成することができるセンサシステムの例を示す。これらのセンサシステムを形成する様々なプロセスが議論されているが、図１～図４は、結果として得られる装置のいくつかの例を説明するために提示されている。図１～図４は全て、センサシステムの例の断面図である。図１～図２は、いずれも、シリコンウエハ１３０（例えば、ＣＭＯＳ）からの熱伝達を可能にするための、シリコンウエハ１３０を通る１つ以上のＴＳＶ１２０を備えたフローセルの例を示す。図３～図４は、ＴＳＶが熱伝達に利用されない、本明細書に開示された方法の例の結果として形成されたセンサシステムの例を示す。
【0069】
図１は、本明細書に記載の特定の方法を用いて形成されたフローセル１００（本明細書では「センサシステム」とも呼ばれる）の例を提示する。図１では、フローセル１００の一部は、センサ構造１４２を基板１９７を含むキャリア１９６と接合することによって形成される。キャリアは少なくとも１つのキャビティ１０５を含み、キャビティの底部は基板１９７を含み、センサ構造１４２が配置されるのはキャビティ１０５内である。キャビティ１０５は、センサ構造キャビティ部分１０９（これは、ダイキャビティ部分として理解することもできる）を含み、いくつかの例では、流体フローチャネル部分１１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）を含む、本明細書で論じられる様々な部分を含むものと理解することができる。キャビティ１０５内のセンサ構造１４２の配置は、本明細書の様々な例で説明されている。
【0070】
図１の例に示されているように、フローセル１００のセンサ構造１４２部分は、光感知作業（例えば、ＤＮＡ配列決定）に利用されるシリコンウエハダイ１３０（例えば、ＣＭＯＳ）の活性（感光性）表面１１０を含む。化学コーティング（図示せず）がこの活性表面１１０に事前に適用されている場合がある。化学コーティング（図示せず）を含む、シリコンウエハダイ１３０の活性表面１１０の上には、フローセル１００の蓋１９０の一方の面によって画成される（マイクロ）流体フローチャネル１９２と、シリコンウエハダイ１３０の活性表面１１０及びシリコンウエハダイ１３０のこの表面の両側のファンアウト領域１８０の部分を含む連続した表面とがある。この例に示されているように、蓋１９０がキャリア１９６に取り付けられている。活性表面１１０及び／又は活性表面１１０に隣接するファンアウト領域１８０に対向するようにキャリア１９６に蓋をすることによって、フローセルをそのセンサシステムの用途に利用するときの面積損失を回避することができる。
【0071】
この例では、（マイクロ）流体フローチャネル１９２は、キャリア１９６の一部によって更に画定される。この例では、センサ構造１４２を収容するキャビティ１０５に隣接するキャリア１９６の壁１０３の垂直高さは、キャビティ１０５内に配置されたときのセンサ構造１４２の垂直高さを超えている。例えば、蓋１９０（例えば、ガラス又はさもなければ半透明の蓋）は、キャリア壁１０３に対して、各キャリア壁１０３の上面で、蓋１９０及びキャリア１９６に接着剤を塗布することによって取り付けられても取り付けられなくてもよい。シリコンウエハダイ１３０がデジタル画像センサとして利用される場合、デジタル画像センサの活性表面１１０は、光を感知するためのフォトサイト又はピクセルを含む。これらの例では、センサの機能の非限定的な例として、例えば、光感知（例えば、感知される波長の所定の範囲を有する）、１つ以上の物質（例えば、生物学的又は化学的物質）の存在の検出、及び何かの濃度（例えば、イオン濃度）の変化の検出が挙げられる。
【0072】
図１に示される例では、センサ構造１４２はまた、いくつかの例では、ＲＤＬであるメタライゼーション層である１つ以上の裏面メタライゼーション層層上の、少なくともパッシベーション層１４０までシリコンウエハダイ１３０を通る１つ以上のＴＳＶ１２０を含む。いくつかの例では、パッシベーション層１４０は、より高い温度（例えば、約１００Ｃ～１８０Ｃ）で堆積及び硬化されるポリアミド層である。ＴＳＶ１２０への接続、つまりシリコンウエハダイ１３０への接続は、パッシベーション層１４０内に領域１５０を開口することによって容易になる。理解を容易にするために、パッシベーション層１４０は、図１において別個の層として示されている。ただし、このパッシベーション層１４０は、シリコンウエハダイ１３０（及びセンサ構造１４２）の一部であり、シリコンウエハダイ１３０（及びセンサ構造１４２）をより単純化した方法で描写するために、その存在にもかかわらず、本明細書の全ての図において別個の層として描かれていない。これらの開口領域は、パッシベーション層１４０への電気的接続を行い、パッド１６０を形成するために利用される。しばしばピラーバンプ１７０又はピラーバンプと呼ばれる電気接点が、パッド１６０に接して形成される。ピラーバンプ１７０は、導電性材料を含む任意の適切な材料を含むことができる。例えば、ピラーバンプ１７０は、金属材料（例えば、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）又はそれらの組み合わせ）などの導電性材料を含み得るが、他の導電性材料が利用され得ることが理解される。一実装形態では、金属（例えば、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）又はそれらの組み合わせ）は、元素、合金、又は金属含有複合体であり得る。「銅ピラーバンプ」という用語が使用されているが、銅はピラーバンプの提示材料としてのみ使用されており、ピラーバンプは銅からなる、又は銅を含んでいる必要はないことに留意されたい。ピラーバンプ１７０への接続は、アンダーフィル層１７３を介して、キャリア１９６の基板１９７部分に埋め込まれた電気接続１７５に提供される。この例では、センサ構造１４２はまた、ファンアウト領域１８０を含み、これは、本明細書の例で説明されるように、限定するものではないが接着剤及び／又はエポキシなどの材料から形成することができ、この材料は、限定するものではないが紫外線曝露及び／又は熱曝露などの方法によって硬化させることができる。
【0073】
図１の例の基板１９７は、少なくとも１つのＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２（例えば、ポリアミド）を含み得る。開口部は、（電気的接続のために）ピラーバンプ１７０へのアクセスを提供するために、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２に形成される。この例では、基板１９７上で、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２上に堆積された別のパッシベーション層１８２（例えば、ポリアミド、エポキシ、はんだマスクなど）は、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２を保護し、信頼性を高め、電気的短絡を減少させ、場合によっては防ぎさえする。他のパッシベーション層の開口部は、電気接点１７５を介して、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２、アンダーフィル１７３の下のパッシベーション層１８２への電気的接続を可能にする。
【0074】
図２は、１つ以上のＴＳＶ２２０を備えたフローセルの例であるが、基板２９７を含むキャリア２９６は、図１に示される例とは異なる。というのも、センサ構造２４２がキャリア２９６のキャビティ２０５内にキャリア２９６とセンサ構造２４２との間のアンダーフィル層を伴って配置された場合に、キャリア２９６の壁２０３がセンサ構造２４２と同じ高さになる。したがって、図２のキャリア２９６内のキャビティ２０５は、（マイクロ）流体フローチャネル２９２のために、基板２９７及び水平限界の両方を提供しない。このキャビティ２０５は、センサ構造キャビティ部分２０９（これは、ダイキャビティ部分としても理解することもできる）を含むが、流体フローチャネル部分は含まない。図２に示されるように、この例では、（マイクロ）流体フローチャネル２９２は、この例ではキャリア２９６の壁２０３の上面の上に追加される構造である高構造２７７によって部分的に形成される。高構造２７７を用いた（マイクロ）流体フローチャネル２９２の形成は、本明細書でより詳細に説明される。
【0075】
図１、図２に示されるように、フローセル２００は、部分的には、センサ構造２４２を基板２９７を含むキャリア２９６と組み合わせることによって形成される。フローセル２００は、光感知作業（例えば、ＤＮＡ配列決定）に利用される、シリコンウエハダイ２３０（例えば、ＣＭＯＳ）の活性（感光性）表面２１０を含む。化学コーティング（図示せず）がこの活性表面２１０に事前に適用されている場合がある。シリコンウエハダイ２３０の活性表面２１０の上には、フローセル２００の蓋２９０（例えば、ガラス又はさもなければ半透明の蓋）の一方の面によって画成される前述の（マイクロ）流体フローチャネル２９２と、シリコンウエハダイ２３０の活性表面２１０及びシリコンウエハダイ２３０のこの表面の両側のファンアウト領域２８０の部分を含む連続した表面とがある。この例に示されるように、蓋２９０は、キャリア２９２の壁２０３の垂直高さが、キャビティ２０５内に配置されたときのセンサ構造２４２の垂直高さを超えるように延長する構造である高構造２７７に取り付けられる。センサ構造２４２と高構造２７７の高さの差である（シリコンウエハダイ２３０の活性表面２１０及びシリコンウエハダイ２３０のこの表面の両側のファンアウト領域２８０の部分から蓋２９０までにわたる）空間が（マイクロ）流体フローチャネル２９２を形成する。蓋２９０は、高構造２７７の上面に取り付けられている。この例及び図１では、活性表面２１０及び／又は活性表面２１０に隣接するファンアウト領域２８０に対向するように高構造２７７に蓋をすることによって、フローセルをそのセンサシステムの用途に利用するときの面積損失を回避することができる。
【0076】
図２に示される例では、センサ構造２４２は、いくつかの例では、ＲＤＬであるメタライゼーション層である１つ以上の裏面メタライゼーション層上の、少なくともパッシベーション層２４０までシリコンウエハダイ２３０を通る１つ以上のＴＳＶ２２０を含む。図１に示されるように、ＴＳＶ２２０への接続、つまりシリコンウエハダイ２３０への接続は、パッシベーション層２４０内に領域２５０を開口することによって容易になる。理解を容易にするために、パッシベーション層２４０は、図２において別個の層として示されている。ただし、このパッシベーション層２４０は、シリコンウエハダイ２３０（及びセンサ構造２４２）の一部であり、シリコンウエハダイ２３０（及びセンサ構造２４２）をより単純化した方法で描写するために、その存在にもかかわらず、本明細書の全ての図において別個の層として描かれていない。これらの開口領域は、パッシベーション層２４０への電気的接続を行い、パッド２６０を形成するために利用される。しばしばピラーバンプ２７０又はピラーバンプと呼ばれる電気接点が、パッド２６０に接して形成される。ピラーバンプ２７０への接続は、アンダーフィル層２７３を介して、基板２９７に埋め込まれた電気接続２７５に提供される。この例では、センサ構造２４２はまた、ファンアウト領域２８０を含み、これは、本明細書の例で説明されるように、限定するものではないが接着剤及び／又はエポキシなどの材料から形成することができ、この材料は、限定するものではないが紫外線曝露及び／又は熱曝露などの方法によって硬化させることができる。
【0077】
図２の例の基板２９７はまた、少なくとも１つのＲＤＬ又は他のパッシベーション層２８２（例えば、ポリアミド）を含み得る。開口部は、（電気的接続のために）ピラーバンプ２７０へのアクセスを提供するために、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層２８２に形成される。この例では、基板２９７上で、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層１８２上に堆積された別のパッシベーション層２８４（例えば、ポリアミド、エポキシ、はんだマスクなど）は、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層２８２を保護し、信頼性を高め、電気的短絡を減少させ、場合によっては防ぎさえする。他のパッシベーション層２８２の開口部２８６は、電気接点２７５を介して、ＲＤＬ又は他のパッシベーション層２８２、アンダーフィル２７３の下のパッシベーション層２８２への電気的接続を可能にする。
【0078】
図３～図４は、図１～図２と同様に、前述のごとく本明細書に開示される方法の例を用いて形成されたフローセルである。しかしながら、これらのフローセル３００、４００は、シリコンウエハ３３０、４２０（例えば、ＣＭＯＳ）からの熱伝達をもたらすＴＳＶなしで形成される。フローセル３００、４００のいずれにおいても、ワイヤボンド３３１、４３１は、シリコンウエハダイ３３０、４３０（例えば、センサ）を、基板３９６、４９６を含むキャリア３９７、４９７に電気的に接続するために形成されるが、キャリア３９７、４９７におけるこの接続の一部の配置は、各キャリア３９７、４９７の１つ以上のキャビティ及び／又はキャビティの一部の形状によって異なる。
【0079】
ここで図３に目を向けると、センサ構造３４２を収容するキャリア３９７内のキャビティ３０５の一部は、センサ構造がアンダーフィル層３７３の上に配置された場合に、センサ構造３４２と同じ垂直高さである。センサ構造３４２の両側のファンアウト領域３８０、及び、シリコンウエハダイ３３０の活性表面３１０及びシリコンウエハダイ３３０のこの表面の両側にあるファンアウト領域３８０の部分を含む連続した表面である上面を有するセンサ構造３４２それ自体は、キャビティ３０５のこの部分を占める。キャビティのこの部分は、センサ構造キャビティ部分３０９（これは、ダイキャビティ部分として理解することもできる）を含むと理解することができる。ファンアウト領域３８０の部分に取り付けられているのは、ボンドパッド３３７である。したがって、これらのボンドパッドは、シリコンウエハダイ３３０の上面に形成される。図１～図２のように、センサ構造３４２は、センサ構造３４２と基板３９７との間の転移層として機能するアンダーフィル３７３上のキャビティ３０５内に配置される。シリコンウエハダイ３３０（及びセンサ構造３４２）は、図３では別個の層として示されている、パッシベーション層３４０を含む。このパッシベーション層３４０は、シリコンウエハダイ３３０（及びセンサ構造３４２）をより単純化した方法で描写するために、その存在にもかかわらず、本明細書の全ての図において別個の層として描かれていない。
【0080】
図３に示される例では、センサ構造３４２は、キャリア３９６上の上面基板ボンドパッド３４１に電気的に接続されている。センサ構造３４２を収容するキャビティ３０５の部分の各側の少なくとも一方における各上面基板ボンドパッド３４１は、各側のファンアウト領域３８０に隣接して始まるキャリア３９６内のキャビティ３０５の部分に、センサ構造３４２の垂直高さの位置に存在するが、キャリア３９６内のキャビティ３０５の壁３０３に向かって水平に延在する。このフローセル３００を形成する方法及び他の例が議論されるときに更に示されるように、キャビティ３０５の各側の水平空間は、上面基板ボンドパッド３４１を収容するのに十分な大きさを有する。このフローセル３００では、ワイヤボンド３３１が形成されて、シリコンウエハダイ３３０（例えば、センサ）を、基板３９６を含むキャリア３９７に電気的に接続する。これらのワイヤボンド３３１は、シリコンウエハダイ３３０の上面上のボンドパッド３３７を上面基板ボンドパッド３４１に接続する。この例では、シリコンウエハダイ３３０の上面上のボンドパッド３３７は、電気ビア３４６に接続されている。いくつかの例（図示せず）には、これらの電気ビア３４６が含まれていない。図３には描かれていないが、いくつかのフローセルでは、例えば、これらの上面基板ボンドパッド３４１は、基板３９６の複数の金属層を通って延びる単一のビアを介して、又は代わりにいくつかのビアを介して、下部基板ボンドパッドに電気的に接続される。ワイヤボンドは、アルミニウム、銅、銀、金、又はそれらの任意の組み合わせなどの１つ以上の金属から構成され得る。ワイヤボンド内の金属は、元素形態、合金形態、又は複合形態であり得る。例えば、ワイヤボンディングは、例えば、共晶金属結合を形成することを含み得る。
【0081】
図３では、シリコンウエハダイ３３０の上面上のボンドパッド３３７を上面基板ボンドパッド３４１に接続するワイヤボンド３３１、ボンドパッド３３７、及び上面基板ボンドパッド３４１が封入される。接続を封入するために利用される材料は、ファンアウト領域３８０を形成するために利用されるものと同じフィラー材料であってもよく、そうでなくてもよい。接続の封入部は、ボンドパッド３３７が形成されるファンアウト領域３８０の部分の上に、キャビティ３０５の全体の水平境界を規定するキャリア３９６の壁３０３の垂直高さに近接する垂直高さまで拡張する。（マイクロ）流体フローチャネル３９２は、フローセル３００の蓋３９０の一方の面、（封入された接続３２８を含む部分を含まない）シリコンウエハダイ３３０の活性表面３１０を含む連続した表面の一部、及び接続の封入部３２８によって画成される。本明細書で論じられるように、マイクロ）流体フローチャネル３９２はまた、流体フローチャネル部分３１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）、及びキャビティ３０５のワイヤボンディング封入部分３２４によって部分的に画成される。キャリア３９６、及び封入部３２８の上面は、蓋３９０と界面を形成する。（マイクロ）流体フローチャネル３９２は、蓋３９０及び活性表面３１０によって水平方向に画成される。
【0082】
次に、図４に目を向けると、キャリア４９６は、図１のキャリアと同様に、単一のキャビティ４０５を含み、キャビティ４０５内に、センサ構造４４２が、センサ構造４４２の底面と基板４９７のキャビティ４０５の上面との間の界面を形成するアンダーフィル４７３と共に配置されている。図３のセンサ構造３４２のように、図４のセンサ構造は、シリコンウエハダイ４３０上にボンドパッド４３７を含む。図１～図３と同様に、このシリコンウエハダイ４３０は、キャビティ４０５に配置される前にウエハから分離される。本明細書で論じられるように、キャビティは２つの部分を含み、センサ構造４４２は、センサ構造キャビティ部分４０９（これは、ダイキャビティ部分として理解することもできる）に配置され、キャビティ４０５の流体フローチャネル部分は、（マイクロ）流体フローチャネル４９２の一部を画している。図３とは異なり、シリコンウエハダイ４３０上のボンドパッド４３７への上面基板ボンドパッド４４１は、センサ構造４４２が配置されるキャビティ４０５の外縁に近接して配置されている（センサ構造４４２は、キャビティ４０５内で相対的に中央に配置されている）。このフローセル４００では、シリコンウエハダイ４３０（例えば、センサ）を、基板４９６を含むキャリア４９７に電気的に接続するために、ワイヤボンド４３１が形成されている。これらのワイヤボンド４３１は、シリコンウエハダイ４３０の上面上のボンドパッド４３７を、キャビティ４０５の同じ部分（例えば、センサ構造キャビティ部分４０９）内の上面基板ボンドパッド４４１に接続する。ワイヤボンド４３１、ボンドパッド４３７、及び上面基板ボンドパッド４４１を含む接続は、封入され、センサ構造４４２の各側に、キャビティ４０５の側面を形成するキャリア４９６の壁４０３に至るフィラーの領域を形成する。接続４２８の封入部は、ボンドパッド４３７を封入するために、ほぼ壁４０３の垂直高さまで、センサ構造４４２の上に延在し、シリコンウエハダイ４３０の各側のファンアウト領域４８０の少なくとも一部を覆っている。（マイクロ）流体フローチャネル４９２は、フローセル４００の蓋４９０の一方の面、（封入化された接続を含む部分を含まない）シリコンウエハダイ４３０の活性表面４１０を含む連続した表面の一部、及び接続の封入部４２８によって画成される。キャリア４９６、及び封入部４２８の上面は、蓋４９０と界面を形成する。（マイクロ）流体フローチャネル４９２は、蓋４９０及び活性表面４１０によって水平方向に画成される。シリコンウエハダイ４３０（及びセンサ構造４４２）は、図３では別個の層として示されている、パッシベーション層３４０を含む。このパッシベーション層４４０は、シリコンウエハダイ４３０（及びセンサ構造４４２）をより単純化した方法で描写するために、その存在にもかかわらず、本明細書の全ての図において別個の層として描かれていない。
【0083】
図５は、部分的にはキャビティ４０５を備えたキャリア（キャリアは基板を含む）とダイを含むセンサ構造とを組み合わせることによって、フローセル（例えば、図１～図４に示されるフローセル）を形成する本明細書に開示されるいくつかの例の特定の態様を示すワークフロー５００である。図５に示されるように、例えば、本方法は、１つ以上の電気接点がダイの表面上でアクセス可能なダイ（すなわち、センサシステム１４２、２４２、３４２、４４２）を得ることを含み得る（５１０）。図１～図４に示されるように、ダイ上の電気接点は、限定するものではないが、ダイの上面、活性表面を含むダイの上面の一部、及び／又は上面に平行な下面などのダイの様々な部分に配置することができる。図５に示されるように、本方法はまた、基板を含むキャリア内のキャビティ４０５の一部にダイを配置することを含み得、基板は、ダイの表面上の電気接点にアクセス可能な露出した電気接点を含み、その結果、上記配置することによって、露出した電気接点をダイの表面上の電気接点に結合することが可能になり、上記配置することは、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間、及びダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間を画定する（５２０）。
【0084】
図１～図４に示されるように、アンダーフィル１７３、２７３、３７３、４７３は、センサ構造１４２、２４２、３４２、４４２と基板キャビティ１０５、２０５、３０５、４０５の底部との間に界面を形成することができ、したがって、図５の方法は、キャビティ内のダイの下面と基板との間にアンダーフィル層を形成することを含む（５３０）。この方法はまた、例えば、第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させてファンアウト領域を形成することによってファンアウト領域を形成することを含み、ファンアウト領域の表面は、ダイの上面と連続している（５４０）。上記のように、流体フローチャネルを形成することにより、フローセルを様々な目的に利用することが可能になり、この本方法は、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することを含み、キャリアのファンアウト領域に隣接する部分に蓋を取り付けて、活性表面と蓋との間に流体フローチャネルを形成することを含む（５５０）。
【0085】
【0086】
図６Ａ～図６Ｃを参照すると、図６Ａは、図１にも示されているキャリア１９６、６９６の上面図であり、基板６９７を含む。このキャリア６９６内のキャビティ６０５は、フローセル１００（図１）を形成する際に異なる目的に役立つ、異なる深さ（高さ）の異なるセクションを有する。キャビティ６０５の１つのセクションであるセンサ構造キャビティ部分６０９（これはダイキャビティ部分として理解することもできる）は、ほぼ、場合によっては厳密に、センサ構造の垂直高さである（この高さは、センサ構造をキャビティ内のアンダーフィル６０５上にピックアンドプレースした後の高さ＋／－標準公差であり、図示の例と互換性のある標準公差の例は、シータが約＋／－０．０７度で約＋／－３ｕｍである）。第２のセクションである流体フローチャネル部分６１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）は、センサ構造キャビティ部分６０９の上部を起点とし、フローセル１００（図１）の最終的な流体フローチャネル部分の高さを規定する深さを有する（例えば、約１００ｕｍ）。キャビティ６０５は、キャリア６９６の最も高い箇所を含む壁６０３によって境界が定められている。キャリア６９６は、例えば、壁６０３（例えば、図６Ｂ～図６Ｃ）の上面で蓋と界面を形成する。この界面を形成するために、本明細書で説明するように、界面を壁６０３の上面に適用することができる（例えば、図６Ｂ～図６Ｃ）。
【0087】
図６Ｂは、図６Ａのキャリア６９６の水平断面図である。この図は、センサ構造１４２（図１）の電気接点（例えば、ピラーバンプ１７０及びパッド１６０）を介してセンサ構造１４２（図１）が電気的に結合されるキャビティ６０５内の電気接点６７５、及び前述のアンダーフィル１７３（図１）を示している。この図では、センサ構造キャビティ部分６０９、流体フローチャネル部分６１１、及び壁６０３の高さの差がより明白である。電気接点６７５のいくつかの例も示されている。キャリア６９６が蓋１９０（例えば、図１）と界面を形成し得るのは、壁６０３の上面６１４である。
【0088】
図６Ｃは、キャリア６９６の垂直断面図である。この見通しの利く位置から見ると、センサ構造キャビティ部分６０９、流体フローチャネル部分６１１、及びキャビティ６０５全体の境界を定める壁６０３の相互間の垂直高さの差がより一目瞭然である。
【0089】
図７Ａ～図７Ｅは、図１のフローセル１００を形成するための方法の特定の態様を示す。図７Ａは、図６Ａのキャリア６９６の別の断面図である。（流体フローチャネル部分７１１全体にわたって、センサ構造キャビティ部分７０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）から壁７０３までの水平距離が異なるために）図６Ａのように視覚的に明白ではないが、図７Ａは、センサ構造キャビティ部分７０９、流体フローチャネル部分７１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）、及び壁７０３を含むキャリア７９６（キャリア６９６と同様）を示す。キャリア７９６は、基板を含み、限定するものではないがプリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又はセラミック回路基板などの材料から形成することができる。キャリア７９６の基板上の電気接点７７５は、それらがセンサ構造（図示せず）に電気的に結合され得るように露出されている。キャリア７９６は、信号をセンサ構造（図示せず）の底部（背面）からキャリア７２７の背面にルーティングするための内部電線（図示せず）を含む。したがって、キャリア７９６は、キャリア７２７の背面からセンサ構造（例えば、ＣＭＯＳ構造）への熱伝達を可能にする特徴（例えば、サーマルビア）を備える。
【0090】
図７Ｂを参照すると、本明細書に示されるように、ダイであるセンサ構造７４２は、１つ以上の電気接点（例えば、ＴＳＶ７２０、ピラーバンプ７７０、バンプされた裏側パッド）がキャリア７９６の基板７２７上の電気接点７７５に結合されるように、センサ構造キャビティ部分７０９にピックアンドプレースされる。この例では、ダイ又はセンサ構造７４２は分離されている。いくつかの例では、ダイ又はセンサ構造の特定の部分（複数可）がポリマー材料でコーティングされている。ポリマー材料は、例えば、ゲルベースの材料であり得、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－ｃｏ－アクリルアミド－ｃｏ－アクリロニトリル）（「ＰＡＺＡＭ」）などの、ポリアクリルアミドゲルコーティングなどであり得る。一例では、ダイ又はセンサ構造は、表面に少なくとも１つのナノウェルを含み、コーティングは、ナノウェルの底部及び／又は側壁部分に存在する。コーティングが適用された後、コーティングの少なくとも一部が研磨される。ダイ又はセンサ構造７４２は、キャリア７９６に組み付ける前又は後にコーティングすることができる。一例では、ダイ又はセンサ構造７４２は、キャリア７９６に組み付ける前にコーティングされる。センサ構造７４２がセンサ構造キャビティ部分７０９内にピックアンドプレースされると、（例えば、異方性導電フィルムを使用してピラーバンプ７７０をリフローし、ピラーバンプ７７０と電気接点７７５との間の接触を行うことによって）電気的接続が行われる。
【0091】
図７Ｃは、アンダーフィル７７３層の形成を示しており、これは、所与の量のアンダーフィル材料を分注することによって実現することができる。先に論じたように、本明細書の図示の例では、アンダーフィル７７３は、センサ構造７４２と基板７９７との間に界面を提供する。低粘度エポキシ材料は、可能なアンダーフィル材料の例である。図示の例で利用できる特定のアンダーフィル材料としては、Ｌｏｃｔｉｔｅ Ｅｃｃｏｂｏｎｄシリーズ（Ｈｅｎｋｅｌ）及び／又はＥＰ２９ＬＰＴＣＨＴ（ＭａｓｔｅｒＢｏｎｄ）が挙げられる。一例では、アンダーフィル材料は、約－６５°Ｆから約＋２５０°Ｆまで使用可能で、約７５°Ｆにおける粘度が約２００ｃｐｓの低粘度エポキシ材料である。アンダーフィルは、ダイの下に封入されているものやスタック全体の厚さにもよるが、約１０ｕｍから約５００ｕｍの結合後の厚さを可能にし得る。
【0092】
図７Ｄにおいて、ファンアウト領域７８０は、硬化性材料を堆積して、センサ構造キャビティ部分７０９の残りの部分（例えば、センサ構造７４２の両側の充填されていない空間）を埋めることによって形成される。キャリア７９６の一部分がセンサ構造キャビティ部分７０９の境界となるため、ファンアウト領域７８０を構成する硬化性材料は、成形構造なしで分注することができる。硬化性材料は、エポキシ及び／又は接着剤を含み得るが、これらに限定されない。この材料を硬化させる方法には、紫外線曝露及び／又は熱曝露のうちの１つ以上が含まれ得るが、これらに限定されない。得られるファンアウト領域７８０の高さが、センサ構造７４２の活性表面７１０と少なくとも同等になるように、硬化性材料が分注される。特定の実装形態では、ファンアウト領域７８０の上面は、センサ構造７４２の上面と実質的に同じ高さを有する。特定の実装形態では、ファンアウト領域７８０の上面は、センサ構造７４２の上面と同一平面上にある。ファンアウト領域７８０は、流体フローチャネル部分７１１内に延在しない。実装されると、ファンアウト領域７８０を形成する材料（例えば、エポキシ、接着剤）は、センサ構造７４２の活性表面７１０と基板７９７の表面との間を平坦化するか、その間に滑らかな移行部を形成して、流体が流れるための移行部を形成することができる。材料はまた、例えば、ギャップを覆い、接続角度で壁７０３（より深いキャビティの側壁）と接続することができる。
【0093】
図７Ｅは、キャリア７９６の流体フローチャネル部分７１１に流体フローチャネル７９２が形成された後のフローセル７００を示している。流体フローチャネル７９２は、ファンアウト領域７８０に隣接するキャリア７９６の部分に蓋７９０を取り付けて、活性表面７１０と蓋７９０の間に流体フローチャネルを形成することによって、ダイ（センサ構造７４２）の活性表面７１０上に形成される。例えば、接着剤は、キャリア７９０の各壁７０３の上面において、蓋７９０及びキャリア７９６に塗布される。接着剤は、キャリア７９０の各壁７０３の上面と蓋７９０との間に界面７９３を形成する。
【0094】
図８Ａは、図７Ａ～図７Ｅに示される方法を利用して形成されたフローセル８００の上面図である。これは、図７Ｅのフローセル７００の上面図として理解することもできる。この図で見られるように、センサ構造８４２は、半透明の蓋８９０を通して可視である。センサ構造８４２は、センサ構造キャビティ部分８０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）に配置される。流体フローチャネル部分８１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）及び界面８９３の壁８０３も示されている。図８Ａに示されるように、流体フローチャネル部分８１１は、異なる位置において、壁８０３によって境界が定められ、センサ構造８４２を収容するセンサ構造キャビティ部分８０９からの水平距離を変化させながら延びている。この例では、センサ構造キャビティ部分８０９の両側の形状は、三角形である。図８Ｂは、フローセル８００の水平断面図であり、その一部については、図７Ｅの議論で説明した。
【0095】
図８Ｃは、フローセル８００の垂直断面図である。この観点から、（マイクロ）流体フローチャネル８９２内の流体のための入口及び／又は出口を提供する流体孔８６７を蓋８９０内に見て取ることができる。キャリア８９６内のキャビティ８０５の形状及び向きは、（マイクロ）流体フローチャネル８９２の形状を変化させる。
【0096】
【0097】
最初に図９Ａを参照すると、同じく図２に示されているキャリア２９６（図２）、９９６の上面図であり、キャリアは基板９９７を含む。このキャリア９９６内のキャビティ９０５は、単一のセクションであるセンサ構造キャビティ部分９０９（これは、ダイキャビティ部分として理解することもできる）を有し、これは、ほぼ、場合によっては厳密に、センサ構造９４２の垂直高さである（この高さは、センサ構造９４２をキャビティ内のアンダーフィル９０５上にピックアンドプレースした後の高さ＋／－標準公差であり、例えば、標準公差は、約＋／－１ｕｍから約＋／－１０ｕｍの範囲であり得る）。キャビティ９０５は、その全てがセンサ構造キャビティ部分９０９であり、キャリア９９６の最も高い箇所である壁９０３（図９Ｂ～図９Ｃ）によって境界が定められている。蓋２９０（図２）とキャリア９９６との間に界面を作り出すために、壁９０３の上面に取り付けられた高構造（スペーサー）と蓋９９０との間に界面が形成される。
【0098】
図９Ｂは、図９Ａのキャリア９９６の水平断面図である。この図は、センサ構造２４２（図２）の電気接点（例えば、ピラーバンプ１７０及びパッド１６０）を介してセンサ構造２４２（図２）が電気的に結合されるキャビティ９０５内の電気接点９７５、及び前述のアンダーフィル２７３（図２）を示している。この例では、壁９０３の上面に取り付けられた高構造（スペーサー）は、蓋２９０（図２）と界面を形成して、（マイクロ）流体フローチャネル２９２（図２）を形成する。
【0099】
図１０Ａ～図１０Ｅは、図２のフローセル２００を形成するための方法の特定の態様を示している。図１０Ａは、図１０Ａのキャリア１０９６の別の断面図である。図１０Ａは、壁１００３によって画定されるキャビティ１００５を含むセンサ構造キャビティ部分１００９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）のみを備えたキャリア１０９６（キャリア９９６と同様）を示す。キャリア１０９６は、基板を含み、限定するものではないがプリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又はセラミック回路基板などの材料から形成することができる。キャリア１０９６の基板上の電気接点１０７５は、それらがセンサ構造（図示せず）に電気的に結合され得るように露出されている。キャリア１０９６は、信号をセンサ構造（図示せず）の底部（背面）からキャリア１０２７の背面にルーティングするための内部電線（図示せず）を含む。したがって、キャリア１０９６は、キャリア１０２７の背面からセンサ構造（例えば、ＣＭＯＳ構造）への熱伝達を可能にする特徴（例えば、サーマルビア）を備える。
【0100】
図１０Ｂを参照すると、本明細書に示されるように、ダイであるセンサ構造１０４２は、１つ以上の電気接点（例えば、ＴＳＶ１０２０、ピラーバンプ１０７０、バンプされた裏側パッド）がキャリア１０９６の基板上の電気接点１０７５に結合されるように、センサ構造キャビティ部分１００９にピックアンドプレースされる。この例では、ダイ又はセンサ構造１０４２は分離されている。いくつかの例では、ダイ又はセンサ構造の特定の部分（複数可）がポリマー材料でコーティングされている。ポリマー材料は、例えば、ゲルベースの材料であり得、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－ｃｏ－アクリルアミド－ｃｏ－アクリロニトリル）（「ＰＡＺＡＭ」）などの、ポリアクリルアミドゲルコーティングなどであり得る。一例では、ダイ又はセンサ構造は、表面に少なくとも１つのナノウェルを含み、コーティングは、ナノウェルの底部及び／又は側壁部分に存在する。コーティングが適用された後、コーティングの少なくとも一部が研磨される。ダイ又はセンサ構造１０４２は、キャリア１０９６に組み付ける前又は後にコーティングすることができる。一例では、ダイ又はセンサ構造１０４２は、キャリア１０９６に組み付ける前にコーティングされる。センサ構造１０４２がセンサ構造キャビティ部分１００９内にピックアンドプレースされると、（例えば、異方性導電フィルムを使用してピラーバンプ１０７０をリフローし、ピラーバンプ１０７０と電気接点１０７５との間の接触を行うことによって電気的接続が行われる。
【0101】
図１０Ｃは、アンダーフィル１０７３層の形成を示しており、これは、所与の量のアンダーフィル材料を分注することによって実現することができる。低粘度エポキシ材料は、可能なアンダーフィル材料の例である。図示の例で利用できる特定のアンダーフィル材料としては、Ｌｏｃｔｉｔｅ Ｅｃｃｏｂｏｎｄシリーズ（Ｈｅｎｋｅｌ）及び／又はＥＰ２９ＬＰＴＣＨＴ（ＭａｓｔｅｒＢｏｎｄ）が挙げられる。一例では、アンダーフィル材料は、約－６５°Ｆから約＋２５０°Ｆまで使用可能で、約７５°Ｆにおける粘度が約２００ｃｐｓの低粘度エポキシ材料である。アンダーフィルは、ダイの下に封入されているものやスタック全体の厚さにもよるが、約１０ｕｍから約５００ｕｍの結合後の厚さを可能にし得る。先に論じたように、本明細書の図示の例では、アンダーフィル１０７３は、センサ構造１０４２と基板１０９７との間に界面を提供する。
【0102】
図１０Ｄにおいて、ファンアウト領域１０８０は、硬化性材料を堆積して、センサ構造キャビティ部分１００９の残りの部分（例えば、キャビティ１００５内のセンサ構造１０４２の両側の充填されていない空間）を埋めることによって形成される。キャリア１０９６の一部（例えば、壁１００３）がセンサ構造キャビティ部分１００９の境界となるため、ファンアウト領域１０８０を構成する硬化性材料は、成形構造なしで分注することができる。硬化性材料は、エポキシ及び／又は接着剤を含み得るが、これらに限定されない。この材料を硬化させる方法には、紫外線曝露及び／又は熱曝露のうちの１つ以上が含まれ得るが、これらに限定されない。得られるファンアウト領域１０８０がキャリア１０９６の壁１００３とほぼ同じ高さになるように、硬化性材料が分注される。その結果、キャリア１０９６の壁１０１４の上面、ファンアウト領域１０８０、及びセンサ構造１０４２（例えば、ダイ）の活性表面１０１０を含む連続した表面が形成される。実装されると、ファンアウト領域１０８０を形成する材料（例えば、エポキシ、接着剤）は、センサ構造１０４２の活性表面１０１０と基板１０９７の表面との間を平坦化するか、その間に滑らかな移行部を形成して、流体が流れるための移行部を形成することができる。材料はまた、例えば、ギャップを覆い、接続角度で壁１００３（より深いキャビティの側壁）と接続することができる。
【0103】
図１０Ｅは、流体フローチャネル１０９２の形成後のフローセル１０００を示す。高構造１０７７（例えば、スペーサー）は、キャリア１０９６の壁１０１４の上面の一部に取り付けられている。スペーサーは、限定するものではないが、接着剤（例えば、両面接着剤）、エポキシ、固体充填剤を含むエポキシなどの様々な材料から構成され得る。例えば、スペーサーは、約１０－５０－１００－５００ｕｍの厚さの薄層であり得、両側に接着されている。
【0104】
流体フローチャネル１０９２は、蓋１０９０を高構造１０７７の上面に取り付けて活性表面１０１０と蓋１０９０との間に流体フローチャネル１０１１を形成することによって、ダイ（センサ構造１０４２）の活性表面１０１０上に形成される。例えば、接着剤は、蓋１０９０及び高構造１０７７の上面に塗布される。接着剤は、高構造１０７７の上面と蓋１０９０との間の界面を形成する。
【0105】
図１１Ａは、図１０Ａ～図１０Ｅに示される方法を利用して形成されたフローセル１１００の上面図である。これは、図１０Ｅのフローセル１０００の上面図として理解することもできる。この図で見られるように、センサ構造１１４２は、半透明の蓋１１９０を通して可視である。センサ構造１１４２は、センサ構造キャビティ部分１１０９（これは、ダイキャビティ部分として理解することもできる）に配置され、キャビティ１１０５は、ピックアンドプレースプロセスの前にキャリア１１９６に工作されている。このキャビティ１１０５には１つのセクションがあるので、センサ構造キャビティ部分１１０９はキャビティ１１０５である。流体フローチャネル１１９２は、高構造１１７７、活性表面１１１０、及び蓋１１９０によって画成されている。壁１１１４の上面に、高構造１１７７（スペーサー）が取り付けられている部分があるため、図１１Ａの（マイクロ）流体フローチャネル１１９２は、図８Ａの（マイクロ）流体フローチャネル８９２と形状が類似している。この形状により、これらの２つの例が同様の用途を共有することが可能となる。良好な流体工学（本明細書に記載の用途）及び流体交換を可能にする形状のいくつかの例としては、ダイヤモンド形状及びラグビーボール形状が挙げられるが、これらに限定されない。図１１Ｂは、フローセル１１００の水平断面図であり、その一部については、図１０Ｅの議論で説明した。
【0106】
図１１Ｃは、フローセル１１００の垂直断面図である。この観点から、（マイクロ）流体フローチャネル１１９２内の流体のための入口及び／又は出口を提供する流体孔１１６７を蓋１１９０内に見て取ることができる。キャリア１１９６内のキャビティ１１０５の形状及び向きは、（マイクロ）流体フローチャネル１１９２の形状を変化させる。
【0107】
図１２Ａ～図１４Ｃは、図３のフローセル３００の形成の様々な態様の例をより詳細に示している。以下で説明する方法で形成されたこれらのキャリアは、電気伝導性及び／又は熱伝導性を提供するためにＴＳＶを用いない。したがって、センサ構造のこの違いに対応するために、キャリアには特定の違いが存在する。
【0108】
図１２Ａは、図３にも示されているキャリア３９６、１２９６の上面図であり、キャリアは基板３９７を含む。図６Ａ～図６Ｃのキャビティのように、このキャリア１２９６内のキャビティ１２０５は、フローセル３００（図３）の形成において異なる目的に役立つ、異なる深さ（高さ）の異なるセクションを有する。ただし、電気的接続が異なるので、キャビティ１２０５の異なる部分の使用法も異なる。図１２Ａ～図１２Ｃを参照すると、様々な図が特定の態様をより明確に示している。キャビティ１２０５の１つのセクションであるセンサ構造キャビティ部分１２０９（これはダイキャビティ部分として理解することもできる）は、ほぼ、場合によっては厳密に、センサ構造の活性表面の垂直高さである（この高さは、センサ構造をキャビティ１２０５内にピックアンドプレースした後の高さ＋／－標準公差であり、標準公差は、材料とプロセスの使用にもよるが、この例では、標準公差は約＋／－１～１０ｕｍであり得る）。第２のセクションである流体フローチャネル部分１２１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）は、センサ構造キャビティ部分１２０９の上部を起点とし、フローセル１２００の最終的な流体フローチャネル部分の高さを規定する深さを有する（例えば、約１００ｕｍ）。第３のセクションであるワイヤボンディング封入部分１２２４は、キャリア１２９６の２つの側面にのみ配置されるので、図１２Ｂ及び図１２Ａにおいては見て取ることができるが、図１２Ｃにおいては見て取ることができない。この第３のセクションは、センサ構造キャビティ部分１２０９の上部を起点とする深さを有する。キャビティ１２０５は、キャリア１２９６の最も高い箇所である壁１２０３によって境界が定められている。この図示の例では、キャリア１２９６が蓋と界面を形成するのは、壁１２０３の上面である。ただし、蓋は封入された電気接続の一部とも界面を形成する。この界面を形成するために、本明細書で説明されるように、界面は、壁１２０３の上面１２１４、並びに電気接続の封入部の一部に適用され得る。
【0109】
図１２Ｂは、図１２Ａのキャリア１２９６の断面図である。この図は、キャビティ１２０５のワイヤボンディング封入部分１２２４に配置された電気接点である上面基板ボンドパッド１２４１を示している。センサ構造３４２（図３）は、これらの上面基板ボンドパッド１２４１に、センサ構造３４２（図３）の電気接点（例えば、ダイ（図３）上のボンドパッド３３７）からのワイヤボンド３３１（図３）を介して電気的に結合される。この図では、センサ構造キャビティ部分１２０９、ワイヤボンディング封入部分１２２４、及び壁１２０３の高さの差がより明白である。潜在的に熱性能を高めるために、サーマルビアをキャリア１２９６に統合することができる。
【0110】
図１２Ｃは、キャリア１２９６の垂直断面図である。この見通しの利く位置から見ると、センサ構造キャビティ部分１２０９、流体フローチャネル部分１２１１、及びキャビティ１２０５全体の境界を定める壁１２０３の相互間の垂直高さの差がより一目瞭然である。
【0111】
図１３Ａ～図１３Ｅは、図３のフローセル３００を形成するための方法の特定の態様を示している。図１３Ａは、図１２Ａのキャリア１２９６の別の断面図である。（ワイヤボンディング封入部分１２２４全体にわたって、センサ構造キャビティ部分１２０９から壁１２０３までの水平距離が異なるために）図１２Ａのように視覚的に明白ではないが、図１３Ａは、センサ構造キャビティ部分１３０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）、ワイヤボンディング封入部分１３２４、及び壁１３０３を含むキャリア１３９６（キャリア１２９６と同様）を示す。キャリア１３９６は、基板を含み、限定するものではないがプリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又はセラミック回路基板などの材料から形成することができる。基板上の電気接点は、キャリア１３９６上のワイヤボンディング封入部分１３２４の最も低い垂直高さ（ベース表面）に位置する上面基板ボンドパッド１３４１を含み、その結果、それらは、センサ構造（図示せず）に電気的に結合されることができる。ボンドパッド１３４１の底部からキャリア１３２７の背面に信号をルーティングする内部電線を含む基板１３９７の層間の接続（例えば、図示されていない層間のビア接続を有する基板／ＰＣＢの追加の金属層）は図示されていない。
【0112】
図１３Ｂを参照すると、本明細書に示されるように、ダイであるセンサ構造１３４２がセンサ構造キャビティ部分１３０９にピックアンドプレースされる。この例では、ダイ又はセンサ構造１３４２は分離されている。いくつかの例では、ダイ又はセンサ構造の特定の部分がポリマー材料でコーティングされている。ポリマー材料は、例えば、ゲルベースの材料であり得、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－ｃｏ－アクリルアミド－ｃｏ－アクリロニトリル）（「ＰＡＺＡＭ」）などの、ポリアクリルアミドゲルコーティングなどであり得る。一例では、ダイ又はセンサ構造は、表面に少なくとも１つのナノウェルを含み、コーティングは、ナノウェルの底部及び／又は側壁部分に存在する。コーティングが適用された後、コーティングの少なくとも一部が研磨される。ダイ又はセンサ構造１３４２は、キャリア１３９６に組み付ける前又は後にコーティングすることができる。一例では、ダイ又はセンサ構造１３４２は、キャリア１３９６に組み付ける前にコーティングされる。図１３Ｂはまた、アンダーフィル１３７３層の形成を示しており、これは、図７及び図１１で論じたように所与の量のアンダーフィル材料を分注することによって実現することができる。先に論じたように、本明細書の図示の例では、アンダーフィル１３７３は、センサ構造１３４２と基板１３９７との間に界面を提供する。
【0113】
図１３Ｃにおいて、ファンアウト領域１３８０は、硬化性材料を堆積して、センサ構造キャビティ部分１３０９の残りの部分（例えば、センサ構造１３４２の両側の充填されていない空間）を埋めることによって形成される。キャリア１３９６の一部がセンサ構造キャビティ部分１３０９の境界となるため、ファンアウト領域１３８０を構成する硬化性材料は、成形構造なしで分注することができる。硬化性材料は、エポキシ及び／又は接着剤を含み得るが、これらに限定されない。この材料を硬化させる方法には、紫外線曝露及び／又は熱曝露のうちの１つ以上が含まれ得るが、これらに限定されない。得られるファンアウト領域１３８０の高さが、センサ構造１３４２の活性表面１３１０と少なくとも同等になるように、硬化性材料が分注される。ファンアウト領域１３８０は、キャビティ１３０９のワイヤボンディング封入部分１３２４内に延在しない。
【0114】
図１３Ｄは、キャビティ１３０９のワイヤボンディング封入部分１３２４において、上面基板ボンドパッド１３４１をキャリア１３３７上のパッドにワイヤボンディングすることを示している。ワイヤボンドは、アルミニウム、銅、銀、金、又はそれらの任意の組み合わせなどの１つ以上の金属から構成され得る。ワイヤボンド内の金属は、元素形態、合金形態、又は複合形態であり得る。例えば、ワイヤボンディングは、例えば、共晶金属結合を形成することを含み得る。
【0115】
図１３Ｅは、ワイヤボンディングされた接続を封入すること（接続１３２８の封入部を形成すること）を示す。封入部１３２８に使用される材料（例えば、ファンアウト領域１３８０を形成するために使用されるのと同じ材料であり得る硬化性材料）が、センサ構造１３４２の活性表面１３１０上に流れないのを確実にするために、１つ以上のピンを利用してもよい。ワイヤボンド１３３１、（ダイ上の）ボンドパッド１３３７、及び（基板１３９７上の）上面基板ボンドパッド１３４１を含む接続を封入する際、キャビティのワイヤボンディング封入部分１３２４に硬化性材料が充填される。封入部１３２８（例えば、接着剤、エポキシ）の上面は、最初は平坦ではない場合があり、図１３Ｆに示されるように、ガラス蓋を配置する際に平坦にされてもよい。封入部１３２８も流体フローチャネルの境界となるので、封入部１３２８の側壁の形状は、フローセルの有用性に寄与することができる。例えば、封入部１３２８（例えば、接着剤／ダム）の壁は、真っ直ぐであってもよく、また、角度が付けられていても、又は湾曲していてもよい。
【0116】
図１３Ｆは、キャビティ１３０９の流体フローチャネル部分１３１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）に流体フローチャネル１３９２が形成された後の、ワイヤボンディング封入部分１３２４が側面にしかないために、接続が封入されたときに材料で満たされていないフローセル１３００を示す。流体フローチャネル１３９２は、ファンアウト領域１３８０及び／又は封入部１３２８の上面に隣接するキャリア１３９６の部分に蓋１３９０を取り付けて、活性表面１３１０と蓋１３９０との間に流体フローチャネルを形成することによって、ダイ（センサ構造１３４２）の活性表面１３１０上に形成される。例えば、接着剤は、キャリア１３９０の各壁１３０３の上面で、蓋１３９０及びキャリア１３９６に塗布される。接着剤は、キャリア１３９０の各壁１３０３の上面又は封入部１３２８の上面と、蓋１３９０との間に界面を形成する。
【0117】
図１４Ａは、図１３Ａ～図１３Ｆに示される方法を利用して形成されたフローセル１４００の上面図である。これは、図１３Ｆのフローセル１３００の上面図として理解することもできる。この図で見られるように、センサ構造１４４２は、半透明の蓋１４９０を通して可視である。センサ構造１４４２は、キャビティ１４０５のセンサ構造キャビティ部分１４０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）に配置される。キャビティ１４０５の流体フローチャネル部分１４１１（流体キャビティ部分としても理解することができる）も示されている。図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃの異なる部分に示されているように、流体フローチャネル部分１４１１は、２つの側では（ダイ上のボンドパッド１４３７を封入する）封入部１４２８によって境界を定められ、その他の側では壁１４０３によって境界を定められる形で、異なる位置で延在して、（マイクロ）流体フローチャネル１４９２を定義している。壁１４０３は、センサ構造１４４２を収容するセンサ構造キャビティ部分１４０９からの水平距離が異なっている。この例では、センサ構造キャビティ部分１４０９の両側の形状は、三角形である。図１４Ｂは、フローセル１４００の水平断面図であり、その一部については、図１３Ｆの議論で説明した。
【0118】
図１４Ｃは、フローセル１４００の垂直断面図である。この観点から、（マイクロ）流体フローチャネル１４９２内の流体のための入口及び／又は出口を提供する流体孔１４６７を蓋１４９０内に見て取ることができる。理解され得るように、（マイクロ）流体フローチャネル１４９２は、キャリア１４９６内のキャビティ１４０５の形状及び向きを用いて形状を変化させることができる。１４Ｃ及び１３Ｆの図を対比することから明らかなように、（マイクロ）流体フローチャネル１４９２は、封入部１４２８の一部によって２つの側面の境界が定められているが、流体フローチャネル部分１４１１の境界を定める壁１４０３によっても他の２つの側面の境界が定められている。
【0119】
図１５Ａ～図１７Ｃは、図４のフローセル４００の形成の様々な態様の例をより詳細に示している。以下で説明する方法で形成されたこれらのキャリアは、電気伝導性及び／又は熱伝導性を提供するためにＴＳＶを用いない。したがって、電気的接続構造のこの違いに対応するために、キャリアには特定の違いが存在する。
【0120】
図１５Ａは、図４にも示されているキャリア４９６、１５９６の上面図であり、キャリアは基板４９７を含む。図１５Ｂは、同じものの水平断面図であり、図１５Ｃは、同じものの垂直断面図である。基板１５９７を含むキャリア１５９６は、キャビティ１５０５を考慮に入れると、４つのレベルを有すると理解することができる。基板１５９７は、ＰＣＢ及び／又はセラミック回路基板から構成され得る。キャビティ１５０５の１つのセクションであるセンサ構造キャビティ部分１５０９（これはダイキャビティ部分として理解することもできる）は、ほぼ、場合によっては厳密に、センサ構造の活性表面の垂直高さである（この高さは、アンダーフィル層上のセンサ構造をキャビティ１５０５内にピックアンドプレースした後の高さ＋／－標準公差であり、標準公差の非限定的な例は、約＋／－１～１０ｕｍであり得る）。第２のセクションである流体フローチャネル部分１５１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）は、センサ構造キャビティ部分１５０９の上部を起点とし、フローセル４００（図４）の最終的な流体フローチャネル部分の高さを規定する深さを有する例えば、約１００ｕｍ）。キャビティ１５０５は、キャリア１５９６の最も高い箇所である壁１５０３によって境界が定められている。例えば、キャリア１５９６が蓋と界面を形成するのは、壁１５０３の上面である。ただし、蓋は封入された電気接続の一部とも界面を形成する。この界面を形成するために、本明細書で説明されるように、界面は、壁１５０３の上面並びに電気接続の封入部の一部に適用され得る。
【0121】
図１５Ｂは、図１５Ａのキャリア１５９６の水平断面図である。この図は、センサ構造キャビティ部分１５０９に配置された電気接点である上面基板ボンドパッド１５４１を示している。流体フローチャネル部分１５１１は、この見通しの利く位置からは見て取ることができない。センサ構造４４２（図４）は、これらの上面基板ボンドパッド１５４１に、センサ構造４４２（図４）の電気接点（例えば、ダイ（図４）上のボンドパッド４３７）からのワイヤボンド４３１（図４）を介して電気的に結合される。この図では、センサ構造キャビティ部分１５０９と壁１５０３の高さの差が見て取れる。潜在的に熱性能を高めるために、サーマルビアをキャリア１５９６に統合することができる。
【0122】
図１５Ｃは、キャリア１５９６の垂直断面図である。この見通しの利く位置から見ると、センサ構造キャビティ部分１５０９、流体フローチャネル部分１５１１、及びキャビティ１５０５全体の境界を定める壁１５０３の相互間の垂直高さの差がより一目瞭然である。
【0123】
図１６Ａ～図１６Ｅは、図４のフローセル４００を形成するための方法の特定の態様を示している。図１６Ａは、図１５Ａのキャリア１５９６の別の断面図である。（ワイヤボンディング封入部分１５２４全体にわたって、センサ構造キャビティ部分１５０９から壁１５０３までの水平距離が異なるために）図１５Ａのように視覚的に明白ではないが、図１６Ａは、センサ構造キャビティ部分１６０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）、流体フローチャネル部分１６１１（流体キャビティ部分として理解することもできる）、及び壁１６０３を含むキャリア１６９６（キャリア１５９６と同様）を示す。キャリア１６９６は、基板を含み、限定するものではないがプリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又はセラミック回路基板などの材料から形成することができる。基板上の電気接点は、キャリア１６９６上のセンサ構造キャビティ部分１６０９の最も低い垂直高さ（ベース表面）に位置する上面基板ボンドパッド１６４１を含み、その結果、それらは、センサ構造（図示せず）に電気的に結合することができ、センサ構造は、これらの上面基板ボンドパッド１６４１に対して、センサ構造キャビティ部分１６０９の中央に配置することができる。ボンドパッド１６４１の底部からキャリア１６２７の背面に信号をルーティングする内部電線を含む基板１６９７の層間の接続（例えば、図示されていない層間のビア接続を有する基板／ＰＣＢの追加の金属層）は図示されていない。
【0124】
図１６Ｂを参照すると、本明細書に示されるように、ダイであるセンサ構造１６４２がセンサ構造キャビティ部分１６０９にピックアンドプレースされる。この例では、ダイ又はセンサ構造１６４２は分離されている。いくつかの例では、ダイ又はセンサ構造の特定の部分がポリマー材料でコーティングされている。ポリマー材料は、例えば、ゲルベースの材料であり得、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－ｃｏ－アクリルアミド－ｃｏ－アクリロニトリル）（「ＰＡＺＡＭ」）などの、ポリアクリルアミドゲルコーティングなどであり得る。一例では、ダイ又はセンサ構造は、表面に少なくとも１つのナノウェルを含み、コーティングは、ナノウェルの底部及び／又は側壁部分に存在する。コーティングが適用された後、コーティングの少なくとも一部が研磨される。ダイ又はセンサ構造１６４２は、キャリア１６９６に組み付ける前又は後にコーティングすることができる。一例では、ダイ又はセンサ構造１６４２は、キャリア１６９６に組み付ける前にコーティングされる。図１６Ｂはまた、アンダーフィル１６７３層の形成を示しており、これは、図７及び図１１を参照して論じたように所与の量のアンダーフィル材料を分注することによって実現することができる。先に論じたように、本明細書の図示の例では、アンダーフィル１６７３は、センサ構造１６４２と基板１６９７との間に界面を提供する。
【0125】
図１６Ｃは、センサ構造キャビティ部分１６０９において、上面基板ボンドパッド１６４１をキャリア１６３７上のパッドにワイヤボンディングすることを示している。ワイヤボンドは、アルミニウム、銅、銀、金、又はそれらの任意の組み合わせなどの１つ以上の金属から構成され得る。ワイヤボンド内の金属は、元素形態、合金形態、又は複合形態であり得る。例えば、ワイヤボンディングは、例えば、共晶金属結合を形成することを含み得る。
【0126】
図１６Ｄにおいて、ファンアウト領域１６８０は、硬化性材料を堆積して、センサ構造キャビティ部分１６０９の残りの部分（例えば、センサ構造１６４２の両側の充填されていない空間）を埋め、接続の一部を封入することによって形成される。キャリア１６９６の一部がセンサ構造キャビティ部分１６０９の境界となるため、ファンアウト領域１６８０を構成する硬化性材料は、成形構造なしで分注することができる。硬化性材料は、エポキシ及び／又は接着剤を含み得るが、これらに限定されない。この材料を硬化させる方法には、紫外線曝露及び／又は熱曝露のうちの１つ以上が含まれ得るが、これらに限定されない。得られるファンアウト領域１６８０の高さが、センサ構造１６４２の活性表面１６１０と少なくとも同等になるように、硬化性材料が分注される。ファンアウト領域１６８０は、キャビティ１６０９の流体フローチャネル部分１６１１に延在しない。
【0127】
図１６Ｅは、ワイヤボンディングされた接続の残りを封入すること（接続１６２８の封入部を形成すること）を示す。封入部１６２８に使用される材料（例えば、ファンアウト領域１６８０を形成するために使用されるのと同じ材料であり得る硬化性材料）が、センサ構造１６４２の活性表面１６１０上に流れないのを確実にするために、１つ以上のピンを利用してもよい。封入部１６２８（例えば、接着剤、エポキシ）の上面は、最初は平坦ではない場合があり、図１６Ｆに示されるように、ガラス蓋を配置する際に平坦にされてもよい。封入部１６２８によっても流体フローチャネルの境界が定められるので、封止部１６２８の側壁の形状は、フローセルの有用性に寄与することができる。例えば、封入部１６２８（例えば、接着剤／ダム）の壁は、真っ直ぐであってもよく、また、角度が付けられていても、又は湾曲していてもよい。
【0128】
図１６Ｆは、キャビティ１６０９の流体フローチャネル部分１６１１に流体フローチャネル１６９２が形成された後の、接続が封入されたときに材料で充填されていないフローセル１６００を示している。流体フローチャネル１６９２は、ファンアウト領域１６８０及び／又は封入部１６２８の上面に隣接するキャリア１６９６の部分に蓋１６９０を取り付けて、活性表面１６１０と蓋１６９０の間に流体フローチャネルを形成することによって、ダイ（センサ構造１６４２）の活性表面１６１０上に形成される。例えば、接着剤は、キャリア１６９０の各壁１６０３の上面で、蓋１６９０及びキャリア１６９６に塗布される。接着剤は、キャリア１６９０の各壁１６０３の上面又は封入部１６２８の上面と、蓋１６９０との間に界面を形成する。
【0129】
図１７Ａは、図１６Ａ～図１６Ｆに示される方法を利用して形成されたフローセル１７００の上面図である。これは、図１６Ｆのフローセル１６００の上面図として理解することもできる。この図で見られるように、センサ構造１７４２は、半透明の蓋１７９０を通して可視である。センサ構造１７４２は、センサ構造キャビティ部分１７０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）に配置される。流体フローチャネル部分１７１１（流体キャビティ部分としても理解することができる）も示されている。図１７Ａに示されるように、流体フローチャネル部分１７１１は、異なる位置において、封入部１７２８によって境界が定められ、センサ構造１７４２を収容するセンサ構造キャビティ部分１７０９からの水平距離を変化させながら延びている。この例では、センサ構造キャビティ部分１７０９の両側の形状は、三角形である。図１７Ｂは、フローセル１７００の水平断面図であり、その一部については、図１６Ｅの議論で説明した。
【0130】
図１７Ｃは、フローセル１７００の垂直断面図である。この観点から、（マイクロ）流体フローチャネル１７９２内の流体のための入口及び／又は出口を提供する流体孔１７６７が蓋１７９０内に見て取れる。理解されるように、（マイクロ）流体フローチャネル１７９２は、キャリア１７９６内のキャビティ１７０５の形状及び向きに基づいて形状を変化させることができる。１７Ｂ及び１７Ｃの図を対比することから明らかなように、（マイクロ）流体フローチャネル１７９２は、封入部１７２８の一部によって２つの側面の境界が定められているが、流体フローチャネル部分１７１１の境界を定める壁１７０３によっても他の２つの側面の境界が定められている。
【0131】
これまでに示した例の多くは、単一のダイを含むことができるフローセルを示している。しかしながら、特定のフローセルは、それぞれが基板を含むキャリア内の別個のキャビティ及び／又はキャビティの一部に配置された複数のダイを含み得る。図１８Ａ～図１８Ｃは、複数のセンサ構造を有する例のいくつかの態様を示している。図１８Ａは、複数のキャビティ１８０５を備えたキャリア１８９６で形成されたフローセル１８００の上面図である。図１８Ｂは、フローセル１８００の水平断面図であり、図１８Ｃは、フローセル１８００の垂直断面図である。図示の例は２つのキャビティ１８０５を有するが、追加の例は３つ以上のキャビティ１８０５を有してもよく、有さなくてもよい。基板内に複数のキャビティがある例では、キャビティは、図１８Ａ～図１８Ｃに示されるように、同じ平面に沿っている。図１８Ａの上面図によれば、この特定の例における２つのキャビティ１８０５は、両方とも同じ平面に沿っている。図１８Ａの上面斜視図及び図１８Ｃの垂直断面図の両方に見られるように、２つのセンサ構造１８４２が、キャリア１８９６のキャビティ１８０５内に（例えば、ピックアンドプレース手順を使用して）配置されている。キャリア１８９６は、両方のセンサ構造１８４２を収容するセンサ構造キャビティ部分１８０９（ダイキャビティ部分として理解することもできる）、並びにセンサ構造１８４２を収容する各キャビティ部分１８０９に形成されたファンアウト領域１８８０を含む。キャリア１８９６はまた、流体フローチャネル部分１８１１を含む（これは、（マイクロ）流体フローチャネル１８９２が形成される流体キャビティ部分として理解することもできる）。図１８Ａ～図１８Ｃに示される例は、電気的特性のためにＴＳＶ１８２０を含むが、ボンドパッドを利用する例を、このタイプのキャビティを備えたキャリア１８９６に統合することもできる。更に、図１８Ａ～図１８Ｃでは、蓋１８９０は、キャビティの壁１８１４の上面との境界面に取り付けられているが、スペーサー内では、蓋とのこの境界面を形成することもできる。蓋１８９０は、流体孔１８６７を含む。
【0132】
前述のように、本明細書で説明及び図示されているフローセルは、シリコンウエハ（例えば、ＣＭＯＳ）からの熱伝達を可能にする。この態様は、熱管理のためのサーマルビア１９６４（例えば、銅製）の追加によって、具体的には、図１９に示すように、加熱要素１９６２を用いて、加熱のためにダイ（例えば、ＣＭＯＳ）に直接アクセスすることによって強化されてもよく又はされなくてもよい。また、図２０Ａ～図２０Ｂに示されるように、サーマルビア１９６４（図１９）なしでシリコンウエハからの熱伝達を可能にしてもよく又はしなくてもよく、その場合、構造を変化させることによって、フローセル２０００のセンサ構造２０４２内のシリコンウエハダイ２０３０の裏面２０６３との接触を可能にする。図２０Ａに示されるように、スルーカット２０４３は、加熱要素２０６２を、フローセル２０００のセンサ構造２０４２内のシリコンウエハダイ２０３０の裏面２０６３に結合するように実装される。図２０Ｂでは、キャリア２０９６は、サーマルビアキャビティ２０４７を含み、したがって、加熱要素２０６２は、サーマルビアキャビティ２０４７に挿入されることに基づいて、裏面２０６３に結合され得る。
【0133】
本明細書に記載の方法のいくつかの例では、当該方法は、基板内のキャビティの一部にダイを配置することを含み、ここでは、１つ以上の電気接点がダイの表面上でアクセス可能である。いくつかの例では、基板は、ダイの表面上の電気接点にアクセス可能な露出した電気接点を含む。当該配置することは、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを定義することを含み得る。当該方法はまた、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を形成することを含み得る。当該方法は、第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって流体ファンアウト領域を形成することを含み得、流体ファンアウト領域の表面は、ダイの上面と連続している。当該方法は、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することを含み得、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に蓋を取り付けて、活性表面と蓋との間に流体フローチャネルを形成することを含む。
【0134】
当該方法のいくつかの例では、当該配置することは、露出した電気接点を電気接点に結合することを更に含む。
【0135】
いくつかの例では、当該方法は、また、露出した電気接点をダイの表面上の電気接点に結合することも含む。
【0136】
当該方法のいくつかの例では、露出した電気接点及びダイの表面上の電気接点は、ボンディングパッドを含み、露出した電気接点を含むボンディングパッドは、それぞれ第１の空間又は第２の空間のうちの一方に方向付けて配置され、当該結合することは、露出した電気接点の各露出した電気接点を、ダイの表面上の電気接点の１つにワイヤボンディングして、ワイヤボンディング接続を形成することを含む。
【0137】
いくつかの例では、当該方法はまた、流体フローチャネルを形成する前に、流体ファンアウト領域上に硬化性材料を堆積させることによってワイヤボンディング接続を封入することも含む。
【0138】
いくつかの例では、ダイの活性表面上に流体フローチャネルを形成することは、封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように蓋を方向付けて配置することを更に含み、方向付けて配置することが、各上面を平らにする。
【0139】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハと、パッシベーションスタックと、シリコンウエハの一部及びパッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビアとを更に含み、パッシベーションスタックがシリコンウエハの一部の下面の下に配置され、１つ以上のシリコン貫通ビアのそれぞれの一部がパッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を通して露出され、露出された各部分が電気接点に結合されている。
【0140】
いくつかの例では、配置することは、露出した電気接点を電気接点に結合することを更に含む。
【0141】
いくつかの例では、当該方法は、露出した電気接点をダイの表面上の電気接点に結合することを更に含む。
【0142】
いくつかの例では、結合することは、電気接点をリフローすることであって、ダイの電気接点がピラーバンプを含む、電気接点をリフローすること、及び、異方性導電フィルムを利用して電気接点を露出した電気接点に結合すること、からなる群から選択される方法を利用することを含む。
【0143】
当該方法のいくつかの例では、硬化性材料は、エポキシ及び接着剤からなる群から選択される。
【0144】
当該方法のいくつかの例では、流体ファンアウト領域を形成することは、硬化性材料を硬化させることを更に含む。
【0145】
いくつかの例では、硬化させることは、硬化性材料を紫外線に曝露すること、及び硬化性材料を熱エネルギーに曝露することからなる群から選択される方法を利用することを含む。
【0146】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、センサを含む。
【0147】
当該方法のいくつかの例では、センサは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む。
【0148】
当該方法のいくつかの例では、キャビティは、ダイキャビティ部分、流体キャビティ部分、及びトップレベル部分を含み、ダイキャビティ部分及びアンダーフィル層は、組み合わさって、ダイと実質的に高さが等しく、流体キャビティ部分は、流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、トップレベル部分は、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分の高さを含む。
【0149】
いくつかの例では、基板内のキャビティの一部にダイを配置することは、基板のダイキャビティ部分にダイを配置することを含む。
【0150】
当該方法のいくつかの例では、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分は、回路基板の部分を含み、トップレベル部分は、回路基板と蓋との間の界面を含む。
【0151】
当該方法のいくつかの例では、蓋は、流体用の入口及び流体用の出口を含む。
【0152】
いくつかの例では、蓋を取り付けることは、回路基板と蓋との間に接着剤を塗布することを含む。
【0153】
当該方法のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハから分離されている。
【0154】
当該方法のいくつかの例では、ダイの表面は、ダイの上面、活性表面を含むダイの上面の一部、及び上面に平行な下面からなる群から選択される。
【0155】
当該明細書に記載の当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイを含み、１つ以上の電気接点がダイの表面上でアクセス可能である。当該装置はまた、キャビティを含む基板を含み得、ここで、ダイは、基板内のキャビティの一部に方向付けて配置され、基板は、ダイの表面上の電気接点に電気的に結合された露出した電気接点を含み、当該方向付けて配置することが、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間、及びダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間を画定する。当該装置はまた、第１の空間及び第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含む流体ファンアウト領域を含み得、流体ファンアウト領域の表面は、ダイの上面と連続している。
【0156】
当該装置のいくつかの例では、当該装置はまた、流体ファンアウト領域の表面及びダイの上面によって画定されるダイの活性表面上の流体フローチャネルと、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に取り付けられた蓋とを含み得る。
【0157】
当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を更に含む。
【0158】
当該装置のいくつかの例では、ダイは、シリコンウエハから分離されている。
【0159】
当該装置のいくつかの例では、露出した電気接点は、基板ボンディングパッドを含み、ダイの表面上の電気接点は、ダイボンディングパッドを含み、各ダイボンディングパッドが、ワイヤによって少なくとも１つの基板ボンディングパッドに結合されて、ワイヤボンディング接続を形成する。
【0160】
当該装置のいくつかの例では、ワイヤボンディング接続は、第２の硬化材料の中に封入されている。
【0161】
当該装置のいくつかの例では、蓋は、封入されたワイヤボンディング接続のそれぞれの上面と物理的に接触するように配置されている。
【0162】
いくつかの例では、ダイは、シリコンウエハと、パッシベーションスタックと、シリコンウエハの一部及びパッシベーションスタックを通って延在する１つ以上のシリコン貫通ビアとを更に含み、パッシベーションスタックがシリコンウエハの一部の下面の下に配置され、１つ以上のシリコン貫通ビアのそれぞれの一部がパッシベーションスタックの１つ以上の開口部のうちの１つの開口部を通して露出され、露出された各部分が電気接点に結合されている。
【0163】
いくつかの例では、硬化材料及び第２の硬化材料のそれぞれは、エポキシ及び接着剤からなる群から選択される。
【0164】
いくつかの例では、ダイは、センサを含む。
【0165】
いくつかの例では、センサは、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）検出デバイスを含む。
【0166】
当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイの下面と基板との間のキャビティ内にアンダーフィル層を更に含み、キャビティが、ダイキャビティ部分と、流体キャビティ部分と、トップレベル部分とを含み、ダイキャビティ部分及びアンダーフィル層が、組み合わさって、ダイと実質的に高さが等しく、流体キャビティ部分が、流体フローチャネルの高さを含む空間を含み、トップレベル部分が、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分の高さを含む。
【0167】
いくつかの例では、ダイが配置されている基板内のキャビティの部分は、ダイキャビティ部分を含む。
【0168】
いくつかの例では、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分は、回路基板の部分を含み、トップレベル部分は、回路基板と蓋との間の界面を含む。
【0169】
いくつかの例では、蓋は、流体用の入口及び流体用の出口を含む。
【0170】
いくつかの例では、流体フローチャネルは、活性表面から蓋まで約１００ｕｍである。
【0171】
いくつかの例では、回路基板は、プリント回路基板及びセラミック回路基板からなる群から選択される。
【0172】
いくつかの例では、当該表面は、ダイの上面、活性表面を含むダイの上面の一部、及び上面に平行な下面からなる群から選択される。
【0173】
本明細書に記載の方法のいくつかの例では、当該方法は、センサと、キャリアのキャビティの基部にあるキャビティ表面上のダイの表面上でアクセス可能な１つ以上の電気接点とを含むダイをピックアンドプレースすることであって、キャリアが基板とキャビティとを含み、基板が露出した電気接点を含み、当該配置することが、ダイの表面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの表面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する、ダイをピックアンドプレースすること、を含む。当該方法はまた、ダイの１つ以上の電気接点のそれぞれを基板の露出した電気接点の少なくとも１つに接続することを含み得る。当該方法は、第１の空間及び第２の空間に硬化性材料を堆積させて流体ファンアウト領域を形成することによって流体ファンアウト領域を形成することを含み得る。当該方法は、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に蓋を取り付けて、センサの活性表面と蓋との間に流体フローチャネルを形成することを含み得る。
【0174】
当該方法のいくつかの例では、キャビティ表面はアンダーフィル層を含む。
【0175】
本明細書に記載の当該装置のいくつかの例では、当該装置は、ダイと、キャビティを含む基板とを含む。いくつかの例では、ダイが基板内のキャビティの一部に方向付けて配置され、方向付けて配置することが、ダイの上面の第１のエッジに隣接するキャビティ内の第１の空間と、ダイの上面の第２のエッジに隣接するキャビティ内の第２の空間とを画定する。当該装置はまた、第１の空間及び第２の空間に堆積された第１の硬化材料を含む流体ファンアウト領域を含み得、流体ファンアウト領域の表面は、ダイの上面と連続している。当該装置はまた、流体ファンアウト領域の表面及びダイの上面によって画定されるダイの活性表面上の流体フローチャネルと、流体ファンアウト領域に隣接する基板の部分に取り付けられた蓋とを含み得る。
【0176】
図中のフローチャート及びブロック図は、本実装の様々な例によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、及び動作を例示する。これに関して、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、命令のモジュール、セグメント、又は部分を表し、これらは、指定された論理関数を実装するための１つ以上の実行可能命令を含む。いくつかの代替実装では、ブロックに示した機能は、図に示した順序とは異なる順序で生じ得る。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得るか、又はブロックは、あるときには、関与する機能に依存して、逆の順序で実行され得る。また、ブロック図及び／又はフローチャート図の各ブロック、並びにブロック図及び／又はフローチャート図のブロックの組み合わせが、特定の機能又は動作を実行する専用ハードウェアベースのシステムによって実装され得ること、又は専用ハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実行され得ることにも留意されたい。
【0177】
本明細書で使用する用語は、特定の例のみを説明することを目的としており、限定することを意図しない。本明細書で使用するとき、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途文脈が明確に指示しない限り、複数形も含むことを意図する。用語「備える（comprises）」及び／又は「備えている（comprising）」は、本明細書で使用するとき、述べられた特徴、整数、ステップ、プロセス、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、プロセス、動作、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を排除しないことが更に理解されるであろう。
【0178】
該当する場合、下の特許請求の範囲の機能要素に加えて全ての手段又はステップの対応する構造、材料、作用、及び同等物は、具体的に特許請求されている他の特許請求される要素と組み合わせて、機能を実行するための任意の構造、材料、又は作用を含むことを意図する。１つ以上の例の説明を、例示及び説明の目的で提示してきたが、網羅的であること、又は開示される形態に限定することを意図しない。数多くの修正及び変更が、当業者に明らかになるであろう。例は、様々な態様及び実際の応用を最良に説明するために、及び他の当業者が、想到される特定の使用に適するものとして様々な修正を伴う様々な例を理解することを可能にするために、選択及び説明された。
【0179】
前述の概念及び下でより詳細に議論する更なる概念（ただし、そのような概念は相互に矛盾しない）の全ての組み合わせは、少なくとも本明細書で説明する利点を達成するために、本明細書に開示する本発明の主題の一部であると想到されることが理解されるべきである。具体的には、本開示の最後に現れる特許請求の範囲の主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される主題の一部であると想到される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。
【0180】
この書面による説明は、例を使用して、主題を開示しており、また、任意のデバイス又はシステムを作製及び使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、あらゆる当業者が主題を実践することを可能にする。主題の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の例を含み得る。そのような他の例は、これらが特許請求の範囲内の文字通りの言葉とは異ならない構造要素を含む場合、又はこれらが、特許請求の範囲内の文字通りの言葉とのごくわずかな違いを有する等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図する。
【0181】
上の説明は、例示的であり、限定的ではないこと意図していることを理解されたい。例えば、上で説明した例（及び／又はその態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。加えて、特定の状況又は材料を、それらの範囲から逸脱することなく様々な例の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。本明細書で説明する材料の寸法及び種類は、様々な例のパラメータを定義することを意図しているが、それらは、決して限定するものではなく、単なる例として提供される。上の説明を検討すると、当業者には数多くの他の例が明らかになるであろう。したがって、様々な例の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる同等物の全範囲と共に決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、用語「含む（including）」及び「ここで（in which）」は、「備える（comprising）」及び「ここで（wherein）」といったそれぞれの用語の平易な英語の同等物として使用される。更に、以下の特許請求の範囲では、用語「第１（first）」、「第２（second）」、及び「第３（third）」などは、単にラベルとしてのみ使用され、それらの物体に数値要件を課すことを意図しない。本明細書の用語の形態「～に基づく（based on）」は、要素が部分的に基づく場合の関係性、並びに要素が完全に基づく場合の関係性を包含する。用語の形態「画定される（defined）」は、要素が部分的に画定される場合の関係性、並びに要素が完全に画定される場合の関係性を包含する。更に、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズプラスファンクション形式で書かれておらず、そのような特許請求の範囲の限定が、その後に更なる構造を伴わない機能の記述が続く熟語「～のための手段（means for）」を明示的に使用していない限り、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されることを意図しない。上で説明した全てのそのような目的又は利点が、必ずしも本発明の特定の実施例に従って達成され得るとは限らないことを理解されたい。したがって、例えば、当業者は、本明細書で説明するシステム及び技術が、本明細書で教示又は示唆され得る他の目的又は利点を必ずしも達成しなくとも、本明細書で教示する１つの利点又は一群の利点を達成又は最適化するような様式で、具現化又は実行することができることを認識するであろう。
【0182】
主題を、限定された数の例のみに関して詳細に説明したが、本主題は、そのような開示する例に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、主題は、これまで説明していないが主題の趣旨及び範囲に相応する、任意の数の変形、変更、置換、又は等価な配設を組み込むように修正することができる。追加的に、主題の様々な例を説明したが、本開示の態様は、説明した例のうちのいくつかのみを含み得ることを理解されたい。また、いくつかの例は、一定の数の要素を有するものとして説明しているが、本主題は、その一定の数よりも少ない、又は多い要素で実践することができることが理解されるであろう。したがって、主題は、上述の説明によって限定されるものと見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図16E】
【図16F】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【国際調査報告】