[实用新型]一种用于化学和离子传感器检测的射流端头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种环境传感仪器，具体的说是一种用于化学和离子传感器检测的射流端头。 

背景技术

通常人们需要对化学环境的成分进行检测，如调控化学或生物化学过程，检测空气或水的质量，或测量生物医学、农业或动物饲养学科的参数。 

鉴于化学环境的本质，任何理想的测量仪器必须具备以下特征：低成本、制作方法简单、电子化操作、一定程度的信号预处理和智能操作、体积小、较高的化学选择敏感度、含特定多成分信息、化学成分可逆或可综合反应、对温度不敏感、较低的电源供给要求。此外，测量仪器应该拥有良好的长期电化学稳定性，良好的柔韧性，以及良好的耐腐蚀性和化学侵蚀。该电气测量仪器，还应具有低电阻抗及良好的信号噪声比。就化学敏感仪器来说，还应对测量的化学现象具有能斯特响应。 

物质化学特性的检测、测量和监控的方法之一涉及电势的测量，其中电势取决于所测量的化学活性。1970年，荷兰科学家Bergveld曾提出，通过去除金属门的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）测量水溶液中氢气和钠离子的活性。Bergveld的《用作电气生理学工具的离子敏感场效应晶体管的开发、操作和应用》，《生物医学工程》第BME-19卷，第342-351页（1972年9月）。Bergveld还表示如果将无金属门的MOSFET放置于水溶液中，因为水合层的杂志和离子选择性，二氧化硅绝缘层将发生水合作用。Bergveld认为MOSFET绝缘层发生水合作用后，仪器即可用于离子活性测量，测量时需将仪器浸入相应的溶液，随后记录仪器的导电性变化。因此，Bergveld仪器通常被称为离子选择场效应电晶体(ISFET)。 

在集成电路制作过程中，因为集成电路尺寸极小，结构及其复杂，测试过程中集成电路的处理成为了主要问题，同时设计合适的测试仪器和方法也是面临的重大挑战。测试需对过程进行控制以确保集成电路制作过程操作恰当，并识别因任何原因未能达标的集成电路数。其实集成电路检测的关键组成是射流端头，其中含有ISFETs和CHEMFETs测量的检测液体。射流端头与检测的感应电路设备需密封接触，以防晶片上的相邻设备被检测液体污染。此外，鉴于需要处理的数量或检测液体较少，以及仪器的尺寸较小，操作过程中须及其小心，以避免仪器检测时造成气泡或液体污染。射流端头就是为测试各种晶圆材料上方的仪器而设计。这些材料包括氧化铝、高熔化塑料、玻璃、硅、二氧化硅和氮化硅。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种射流端头，能实现迅速密封接触并通过平面晶圆表面打破密封状态，进而促进位于平面晶圆材料上传感电路设备的迅捷检测；能在不同流量下与传感电器电路设施密封接触；能允许一种或多种测试液中存在一个或多个传感电子电路设备，且无明显的气泡滞留或测试液污染。 

本实用新型解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案：一种用于化学和离子传感器检测的射流端头，其主要构造有：框架、流体传感器、弹簧探针、晶片、定位表、放大器、滑动通道、钻孔，所述的流体传感器通过滑动通道固定于框架上，滑动通道含有多个弹簧探针，滑动通道含有管道，与流体传感器的进出口相连接，钻孔固定在框架的对准装置上； 

框架含有多个流体传感器以及相应的弹簧探针，流体传感器与晶片的表面紧密连接；晶片上的电路装置与流体传感器在水平、垂直方向对齐，定位表包含所有的晶片；数据处理装置连接的放大器与场效应晶体管连接。

上述的流体传感器的支撑结构为楔状，且带有圆角的外边缘；支撑结构的两侧所形成的锐角大于10度，圆形外边缘的半径为流体传感器最大内部宽度的0.25；流体传感器的顶部轮廓为凹形。 

上述的流体传感器其入口形状为近似于两条相交抛物线的小孔曲线。 

本发明具有的有益效果是：流体传感器的设计需满足了以下条件：即当向平面表面上的传感器施加垂直作用力时，力矢量主要为强制向量，从而最大限度地减少横向应力以最大限度地减少屈曲。设计流体传感器时，根据观察到的实际流体流量以及精度和准确度优化了所需的流体动力学，并且考虑到了流体高流量的因素。因为高流量时，泄露的风险也越高。 

本实用新型提供了一种具有支撑结构的流体传感器，具备足够的强度，以确保当流体传感器的开口孔介入电路时，被测试的传感电子电路设备无泄露现象。支撑结构采用了具有楔形形状和圆形的外边缘，且圆形外边缘与电路所在的平面晶片表面一致，以防漏密封。