省空间的封闭装置及其制造方法与流程

本申请是申请日为2012年08月27日，申请号为201280044109.4，发明名称为“省空间的封闭装置及其制造方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月25日提交的美国临时申请号61/527,482的权益。这一申请通过引用以其全文结合在此。

背景

本披露总体上涉及封闭装置，所述封闭装置包括但不局限于医疗装置，例如可植入的医疗装置，所述封闭装置具有用于封闭后来暴露或释放的物质或亚组分的封闭容器。具体地，本披露涉及改进的封闭装置及其制造方法，包括但不局限于省空间的装置组件连同用于制造微芯片封闭装置元件的改进方法。

典型的可植入的医疗装置，例如起搏器和植入型复律除颤器，是设计有两个或更多个含有控制电子元件、电源及其他装置特定部件的外壳部件或壳体。还可使用汇管来提供进出所述装置的电连接。所述外壳或汇管或馈通是设计为气密的，来防止在典型地不是生物相容的内部部件与体液之间的液体或气体交换。然而，应注意某些具有环氧树脂基汇管的植入物不能达到长期气密。可植入装置的设计和制造方法已经演化成为其目标是确保气密性。

microchips公司设计和制造了基于微芯片的可植入装置，所述微芯片包括含有生物传感器或药品的容器阵列。图1示出了一个用于在一个包括微芯片组件12的可植入的医疗装置10中组装部件可能的常规方法。微芯片组件12，也称为微芯片元件，包括微型容器，各微型容器含有一种用于体内控制递送的药品或一种用于体内控制暴露的传感器。微芯片组件12是被附接到馈通16上，所述馈通是被焊接到外壳14上。这类微芯片组件或元件是在例如乌兰德(uhland)等人的美国专利7,510,551以及桑蒂尼jr.(santinijr.)等人的美国专利7,604,628中被描述的。馈通16包含冶金钎焊在金属化表面上的导电引脚，所述金属化表面是在一个氧化铝盘上或穿过其中的。典型的引脚数超过100，并且在更复杂的设计中，会超过400。这类设计的后果是各引脚连接会是一个泄漏点。

此外，各馈通引脚与所述外壳内的一个电子部件是电连接的。一些设计利用了从引脚到电路的导线，而这个图示的设计是将馈通16直接附接到常规的塑料电路板18上。这些电连接需要测试来确保连续性。其结果是，引脚数影响了馈通的造价，并且在可植入装置中的馈通引脚数量增加时造价也会增加。因此，由于这一复杂设计要求、导致的制造以及所需要的验收测试，因此馈通是一种昂贵的部件。

基于将馈通或汇管附接到外壳部件上的常规植入装置设计的另外一个缺点是，得到的装置的总体积大于所希望的，因为是由许多个分件的部件组成了所述组件。

此外，使用射频将信息无线传递进出身体的基于电子的可植入装置需要一个天线。当将天线放在常规的金属外壳中时，射频电波会显著衰减，并且因此典型地将天线放在外壳的表面上，为这项应用还要利用现有的馈通或另一个馈通。

因此希望消除或减轻与可植入的医疗装置的常规设计相关联的任何一项或所有前述缺点。在一项特定的需求中，希望提供改进的外壳气密性(例如，更少的潜在泄漏路径)、简单的构造以及更小的整体装置体积。

在另一个方面，在制造基于微芯片的容器装置中，例如在桑蒂尼jr.(santinijr.)等人的美国专利7,604,628中所教授的，会希望使用更简单的并且更经济的精密制造方法可提供更大的容器体积。例如，可以有用地减少或消除使用drie(深反应离子蚀刻)工艺的需求，这项工艺用于形成将微型容器限定在微芯片元件中的壁。

概述

在第一方面，提供了一种封闭装置，所述封闭装置包括一个第一微芯片元件，所述第一微芯片元件包括一个封闭容器，所述封闭容器可被电启动打开，以及一个第一电子印刷电路板(pcb)，所述第一pcb包括一个生物相容的衬底。所述第一pcb可以具有一个第一侧，一个或多个电子部件是被固定在所述第一侧上的，以及一个相对的第二侧，至少一个微芯片元件是被固定在所述第二侧上的而与所述一个或多个电子部件进行电连接。所述装置可以进一步地包括一个第二电子印刷电路板(pcb)，所述第二pcb包括一个生物相容的衬底，以及一个将所述第一pcb与所述第二pcb固定在一起的外壳环。所述第二pcb可具有一个第一侧，一个或多个电子部件被固定在所述第一侧上，以及一个相对的第二侧，并且所述第一pcb的第一侧被定位是面向所述第二pcb的第一侧。在一个优选的实施例中，所述第一微芯片元件包括多个封闭容器。所述封闭容器可以是微型容器，并且在一个优选的实施例中，包含一种药品配制品或一个传感器元件。

在另一个方面，提供了一种微芯片装置元件，所述微芯片装置元件包括(i)一个硅衬底，所述硅衬底具有一个第一侧、一个相对的第二侧、以及至少一个在其中贯通延伸的开孔，其中所述第一侧包括一个导电的容器盖，所述容器盖可封闭至少一个开孔；(ii)一个主衬底，所述主衬底是由一种聚合物或玻璃或其他陶瓷材料形成的，其中所述主衬底具有至少一个容器，所述容器是被一个封闭端壁、一个开口端、以及至少一个在所述封闭端壁与所述开口端之间延伸的侧壁来限定的；以及(iii)被定位在至少一个容器内的容器内含物，其中所述硅衬底的第二侧是与所述主衬底气密结合的，这样使得所述容器的开口端与用于将容器内含物控制释放或暴露的至少一个开孔是处于流体联通的。在一个实施例中，所述硅衬底的第二侧具有至少一个形成在其上的环状结构，并且所述主衬底具有至少一个沟槽结构，其中所述至少一个环状结构以及所述至少一个沟槽一起形成了一种气密结合，例如通过压制冷焊。

在仍另一个方面，提供了一种用于制造微芯片装置元件的方法。在实施例中，这一方法包括(i)微细加工一个硅衬底，所述硅衬底具有一个第一侧、一个相对的第二侧、以及至少一个在其中贯通延伸的开孔，其中所述第一侧包括一个导电的容器盖，所述容器盖可封闭至少一个开孔；(ii)将一种聚合物或玻璃或其他陶瓷材料进行铸造或模造形成一个主衬底，所述主衬底具有至少一个容器，所述容器是由一个封闭端壁、一个开口端、以及至少一个在所述封闭端壁与所述开口端之间延伸的侧壁所限定的；(iii)在所述至少一个容器内提供容器内含物；以及(iv)将硅衬底结合到主衬底上，这样使得所述容器的开口端与所述至少一个开孔是处于流体联通的。

在仍另一个方面，提供了一种组装封闭装置的方法。在实施例中，所述方法包括(i)提供了一个第一微芯片元件，所述第一微芯片元件包括一个封闭容器，所述封闭容器可被电启动打开；(ii)将所述第一微芯片元件固定在第一电子印刷电路板(pcb)的第一侧上，所述第一pcb包括一个生物相容的衬底；并且(iii)将所述第一微芯片元件与被固定在所述第一pcb的一个第二侧上的一个或多个电子部件电连接。在一个实施例中，所述方法还可进一步地包括提供一个第二电子印刷电板(pcb)，所述第二pcb包括一个生物相容的衬底，其中所述第二pcb具有一个第一侧，一个或多个电子部件是固定在所述第一侧上的，以及一个相对的第二侧；并且将一个外壳环固定在所述第一pcb上，并固定在所述第二pcb上，所述第一pcb的第一侧被定位于朝向所述第二pcb的第一侧的。

本申请还涉及以下项目：

项目(1)：一种封闭装置，所述封闭装置包括：

一个第一微芯片元件，所述第一微芯片元件包括一个封闭容器，所述封闭容器可被电启动打开；以及

一个第一印刷电路板(pcb)，所述第一pcb包括一个生物相容的衬底，其中所述第一pcb具有一个第一侧，一个或多个电子部件被固定在所述第一侧上，以及一个相对的第二侧，至少一个微芯片元件被固定在所述第二侧上，所述第二侧与所述一个或多个电子部件处于电连接。

项目(2)：如项目(1)所述的封闭装置，其中所述第一pcb的生物相容的衬底是一种陶瓷。

项目(3)：如项目(2)：所述的封闭装置，其中所述陶瓷是氧化铝。

项目(4)：如项目(1)：所述的封闭装置，其中所述第一pcb包括至少一个通孔，所述通孔将所述一个或多个电子部件中的至少一个与所述第一微芯片元件电连接。

项目(5)：如项目(4)所述的封闭装置，其中所述至少一个通孔与在所述第一pcb的第二侧上的一个金属化导电表面处于电连接，并且所述金属化导电表面是线焊到所述第一微芯片元件上的。

项目(6)：如项目(1)至项目(5)中的任何一项所述的封闭装置，其中所述封闭容器是一种微型容器，所述微型容器包含一种药品配制品或一个传感器元件。

项目(7)：如项目(1)所述的封闭装置，所述封闭装置进一步包括：

一个第二电子印刷电路板(pcb)，所述第二pcb包括一个生物相容的衬底，其中所述第二pcb具有一个第一侧，一个或多个电子部件被固定在所述第一侧上，以及一个相对的第二侧；以及

一个外壳环，所述外壳环将所述第一pcb与所述第二pcb固定在一起，

其中所述第一pcb的第一侧被定位是朝向所述第二pcb的第一侧。

项目(8)：如项目(7)所述的封闭装置，其中所述第一和第二pcb的生物相容的衬底分别形成了所述第一和第二pcb的第二侧的外表面。

项目(9)：如项目(8)所述的封闭装置，其中所述外壳环是由一种生物相容的金属形成的，并且将所述第一和第二pcb的电子部件气密密封在所述外壳环之内。

项目(10)：如项目(9)所述的封闭装置，其中所述第一和第二pcb各自的生物相容的衬底是陶瓷。

项目(11)：如项目(10)所述的封闭装置，其中所述陶瓷是氧化铝。

项目(12)：如项目(7)所述的封闭装置，其中所述第二pcb的第二侧包括一个天线。

项目(13)：如项目(7)所述的封闭装置，其中所述第二pcb的第二侧包括一个第二微芯片元件，所述微芯片元件包括一个封闭容器，所述封闭容器可被电启动打开。

项目(14)：如项目(7)至项目(13)中的任何一项所述的封闭装置，其中所述第一微芯片元件的封闭容器是一种微型容器，所述微型容器包含一种药品配制品或一个传感器元件。

项目(15)：一种微芯片装置元件，所述微芯片装置元件包括：

一个硅衬底，所述硅衬底具有一个第一侧，一个相对的第二侧，以及至少一个在其中贯穿延伸的开孔，其中所述第一侧包括一个导电的容器盖，所述容器盖封闭了所述至少一个开孔；

一个主衬底，所述主衬底是由一种聚合物或玻璃或其他陶瓷材料形成的，其中所述主衬底具有至少一个容器，所述容器是由一个封闭端壁、一个开口端、以及至少一个在所述封闭端壁与所述开口端之间延伸的侧壁所限定的；以及

容器内含物，所述容器内含物被定位在所述至少一个容器内，

其中所述硅衬底的第二侧与所述主衬底是气密结合的，这样使得所述容器的开口端与用于容器内含物的控制释放或暴露的至少一个开孔是处于流体联通的。

项目(16)：如项目(15)所述的装置，其中所述主衬底包括一个金属涂层，所述金属涂层位于所述主衬底的聚合物、玻璃或其他陶瓷材料的至少一部分上。

项目(17)：如项目(16)所述的装置，其中所述金属涂层涂覆了所述至少一个容器的至少一个侧壁和/或封闭端壁。

项目(18)：如项目(15)所述的装置，其中所述硅衬底的第二侧包括形成在其上的至少一个环状结构。

项目(19)：如项目(18)所述的装置，其中所述至少一个环状结构包括金或另一种金属。

项目(20)：如项目(16)所述的装置，其中所述主衬底包括至少一个沟槽结构，所述至少一个环状结构以及所述至少一个沟槽结构一起形成了一种气密结合。

项目(21)：如项目(20)所述的装置，其中在和/或临近所述至少一个沟槽结构的主衬底的表面包括一个金属涂层。

项目(22)：如项目(21)所述的装置，其中所述金属涂层包括金。

项目(23)：一种用于制造微芯片装置元件的方法，所述方法包括：

精细加工一个硅衬底，所述硅衬底具有一个第一侧，一个相对的第二侧，以及至少一个在其中贯穿延伸的开孔，其中所述第一侧包括一个导电的容器盖，所述容器盖封闭了所述至少一个开孔；

将一种聚合物或玻璃或其他陶瓷材料进行铸造或模造形成一个主衬底，所述主衬底具有至少一个容器，所述容器是由一个封闭端壁、一个开口端、以及至少一个在所述封闭端壁与所述开口端之间延伸的侧壁所限定的；

在所述至少一个容器内提供容器内含物；以及

将所述硅衬底与所述主衬底结合，这样使得所述容器的开口端与所述至少一个开孔是处于流体联通的。

项目(24)：如项目(23)所述的方法，其中所述精细加工步骤进一步地包括在所述硅衬底的第二侧上形成至少一个环状结构。

项目(25)：如项目(24)所述的方法，其中所述主衬底包括至少一个沟槽结构，并且所述结合步骤包括将所述至少一个环状结构与所述至少一个沟槽结构一起进行压制冷焊。

项目(26)：一种用于组装封闭装置的方法，所述方法包括：

提供一个第一微芯片元件，所述第一微芯片元件包括一个封闭容器，所述封闭容器可被电启动打开；

将所述第一微芯片元件固定到一个第一电子印刷电路板(pcb)的一个第一侧上，所述第一pcb包括一个生物相容的衬底；以及

将所述第一微芯片元件与一个或多个被固定在所述第一pcb的一个第二侧上的电子部件进行电连接。

项目(27)：如项目(26)所述的方法，其中所述电连接步骤包括线焊。

项目(28)：如项目(26)所述的方法，其中所述第一pcb的生物相容的衬底是一种陶瓷。

项目(29)：如项目(28)所述的方法，其中所述陶瓷是氧化铝。

项目(30)：如项目(26)所述的方法，其中所述第一pcb包括至少一个通孔，所述通孔将所述一个或多个电子部件中的至少一个与所述第一微芯片元件电连接。

项目(31)：如项目(26)所述的方法，其中所述至少一个通孔与在所述第一pcb的第二侧上的一个金属化导电表面处于电连接，并且所述金属化导电表面是线焊到所述第一微芯片元件上的。

项目(32)：如项目(26)至项目(31)中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：

提供一个第二电子印刷电路板(pcb)，所述第二pcb包括一个生物相容的衬底，其中所述第二pcb具有一个第一侧，一个或多个电子部件被固定在所述第一侧上，以及一个相对的第二侧；以及

将一个外壳环固定在所述第一pcb上并且固定在所述第二pcb上，所述第一pcb的第一侧被定位是朝向所述第二pcb的第一侧。

项目(33)：如项目(32)所述的方法，其中所述封闭容器是一种微型容器，所述微型容器包含一种药品配制品或一个传感器元件。

附图简要说明

图1是一种现有技术的封闭装置的分解透视图，所述封闭装置包括一个微芯片组件。

图2a是一种组装的封闭装置的剖视图，所述封闭装置根据一个实施例包括一个微芯片组件。

图2b是如在图2a中所示的封闭装置的一部分的分解剖视图。

图3是一个分解透视图，包括如在图2a中所说明的封闭装置。

图4是根据一个实施例的一种封闭装置的一部分的近距剖视图。

图5a是根据一个实施例的微芯片元件组件的剖视图。

图5b是如在图5a中所示的微芯片元件组件的分解剖视图。

图6是一种组装的封闭装置的一部分的近距视图，所述封闭装置根据一个实施例包括一个微芯片组件。

详细说明

在其他优点中，在此所述的所述封闭装置及组件提供了显著改进的组装装置的空间效率。在具体实施例中，所述装置和方法有利地消除了对于昂贵和复杂的馈通的需要，提供了由于消去了馈通和金属外壳而更薄的植入物，通过消除了为数众多的馈通针和电连接而提供了改进的可靠性，通过减少了密封接口的数量而提供了改进的可靠性，简化了用以证实功能性的测试，并且提供了一种更简单的组件。这在其中封闭装置是旨在用于在人或动物受试者中长期植入的可植入的医疗装置的实施例中是特别重要的。

可以参考以下示例性实施例，进一步地理解在此提供的所述封闭装置，包括在图2a和2b中所说明的封闭装置110。所述装置包括第一微芯片元件112，所述微芯片元件包括一个封闭容器(未示出)，所述封闭容器可被电启动打开；第一电子印刷电路板(pcb)114；以及第二pcb116。第一pcb114包括一个生物相容的衬底，并且具有一个第一侧，一个或多个电子部件118是被固定在所述第一侧上，以及一个相对的第二侧，至少一个微芯片元件112是被固定在所述第二侧上而与所述一个或多个电子部件118进行电连接。第二pcb116包括一个生物相容的衬底，并且具有一个第一侧，一个或多个电子部件118是被固定在所述第一侧上的。第二pcb116的相对的第二侧任选地可以包括一个天线或一个或多个额外的微芯片元件(未说明)。

“电子印刷电路板”(pcb)指的是一种衬底，可机械支撑电子部件，并使用本领域已知的传导通路、线道、信号迹线将电子部件进行电连接。在一个优选的实施例中，pcb包括一个生物相容的气密性衬底材料。合适的这类材料包括陶瓷，例如氧化铝和氮化硅。已经成功设计并制造了多层氧化铝pcb。参见例如美国专利申请公开号2003/0034564。这些叠层可能是将导电层与氧化铝(al2o3，氧化铝)在低温共烧工艺中相结合的结果。氧化铝是指低温共烧陶瓷(ltcc)。这些生物相容的陶瓷还可起到气密屏障的作用，消除了对于传统的金属外壳元件的需要。

在此所用的术语“生物相容的”一般是指适用于长期植入人或动物受试者(例如患者)体内的构造材料。这类构造材料在可植入的医疗装置领域内是已知的。

如在此所用的，术语“气密密封”是指防止化学品(例如，水蒸气、水、氧、等)不合需要地进入所述装置(例如所述装置容器)的一个或多个隔室或从隔室中逸出，超过了所述装置的使用寿命。为了在此所述的目的，可以在速率小于1x10^-9atm*cc/sec下传输氦气(he)的材料/密封被称为气密。

第一和第二pcb114和116可通过外壳环120被固定在一起，所述外壳环是由一种生物相容的金属形成的，可将第一和第二pcb114和116电子部件118在外壳环120内气密密封。外壳环120可以由一种生物相容的金属或合金制造，例如钛或一种不锈钢。所述外壳环结构被配置成围绕在所述pcb的周围，并将所述pcb一起固定在一种所希望的构型中。希望的是，所述外壳环以及至少第一和第二pcb的朝向外部的表面是由一种生物相容的材料形成的。外壳环与所述pcb的界面，在一个优选的实施例中，形成了一种气密密封，而将在外壳环中的第一和第二pcb的电子部件以及在第一和第二pcb之间的电子部件隔离开。所述外壳环可被焊接到第一和第二pcb上。生物相容树脂122(例如，一种环氧树脂)可被放在第一微芯片元件112的一部分以及第一pcb114的上方。在实施例中，封闭装置110可以包括放置在其中的其他合适的电子或电气部件124。

在一个实施例中，所述封闭装置具有一个单一pcb，所述pcb包括一种生物相容的陶瓷材料。在这样的一个实施例中，pcb的位于微芯片元件远端的一侧可以被一种生物相容的环氧涂层或其他生物相容的涂覆材料所覆盖。这一涂层是覆盖所述电子部件的，包括但不局限于天线、电池(如果包括)等。这一涂层可以是多层的，并且它可包括一种气密材料，这样所述材料不会干扰任何电子部件的运行。

应理解，所述封闭装置可以包括任何合适数量的微芯片元件(例如，从1至6)，并且各微芯片元件可包括多个分离的容器(例如，从10至750个容器)。还预想每个装置具有更多的微芯片元件以及更少的或更多的容器。

在图3中说明了一种具有两个微芯片元件的封闭装置的实施例。装置200包括两个微芯片元件212，第一pcb214和第二pcb216。电子部件218是被固定在第一pcb214的第一侧上的，并且微芯片元件212是被固定在第一pcb214的相对的第二侧上的。电子部件218还被固定在第二pcb216的第一侧上。一个天线或多个微芯片元件可被固定在第二pcb226的相对的第二侧上。外壳环220是用来将第一pcb214与第二pcb216固定在一起，并且将电子部件218气密密封在第一和第二pcb与外壳环220之间的内部。在这一组件中，所述pcb的暴露侧，优选地包括一种生物相容的气密材料，在所述装置被收纳时折叠，消除了对额外的用于pcb以及内部电子元件的外壳的需求，以及大部分额外的用于pcb以及内部电子元件的外壳。如将在下面参考图4进行解释的，在第一和第二pcb214和216的第一侧上的电子部件218与微芯片元件212是处于电气(可操作)联通的。

电子部件118和124提供了用于所述封闭装置的多种功能中的任何功能。实例包括但不局限于控制器(例如微处理器)和电源(例如电池或电容器)，用于将所述容器电启动使其变为打开和/或与一个例如位于所述容器内的传感器处于联通中，或与与所述封闭装置远程设置的另一装置处于联通中。其他电子部件可包括，例如，遥测硬件、电容器、晶体管和二极管，连同用于启动容器盖的控制工具。所述控制工具包括输入源、微处理器、定时器、多路分用器(或多路转接器)。在一个实施例中，所述电子部件包括用于无线接收能量用于为随载储存电容充电的部件，这可进一步减少封闭装置随载的电子部件的空间需求。

微芯片元件112的封闭容器可以被配置成可以本领域已知的多种方式打开/启动。在一个实施例中，所述封闭容器被构成并配置成可被电启动打开，如在美国专利号7,510,551和美国专利号7,604,628中所描述的，将其通过引用结合在此。

在图4中对在一个pcb/电子部件与一个微芯片元件之间的电连接的一个实施例进行了说明。所述图示出了微芯片元件312的一部分，包括两个封闭容器344。各容器344具有一个由容器盖348封闭的开口。至少部分地是形成在衬底343上的容器344具有一个与所述开口相对的封闭端以及其间的侧壁。微芯片元件312是被固定在pcb314的第一侧上的，并且电子部件318是被固定在pcb314的相对侧上的。pcb314包括一个通孔330，可将电子部件318与微芯片元件312电连接。通孔330与在pcb314上的金属化的导电表面332a和332b是机械和电连接的，并且微芯片元件312是通过焊线334被连接到金属化的导电表面332a上的。将一种生物相容的涂层物质336施加到焊线上，用以固定和保护所述连接，并且典型地将覆盖pcb314的表面的一部分以及微芯片元件312的一部分，但是不覆盖容器盖348。涂层物质336可以是一种聚合物，例如一种环氧树脂或其他树脂。

在一个实施例中，所述容器盖被构成并配置成被电启动打开，如在美国专利号7,510,551和美国专利号7,604,628中所描述，将其通过引用结合在此。所述容器盖可由金属膜形成，可以包括一个单层或一个叠层结构。例如，所述容器盖可以包括金、铂、钛或它们组合。在其他实施例中，所述容器盖可被配置成可通过机械或电化学机构而被启动或打开。

微芯片元件的封闭容器可是以“微型容器”，一般是指容器具有的容量等于或小于500μl(例如，小于250μl、小于100μl、小于50μl、小于25μl、小于10μl，等)。在另一个实施例中，所述封闭容器是一种“大型容器”，一般是指容器具有的容量大于500μl(例如，大于600μl，大于750μl，大于900μl，大于1ml，等)、并且小于5ml(例如，小于4ml，小于3ml，小于2ml，小于1ml，等)。术语“容器”和“封闭容器”旨在涵盖微型容器和大型容器，除非明确指出是被限定为其中的一种抑或另一种。

在第二方面，提供了改进的微芯片元件及其制造方法。在一个优选的实施例中，所述微芯片装置元件包括一个相对薄的硅衬底，所述硅衬底是与一个由聚合物或玻璃或其他陶瓷材料形成的相对更厚的主衬底相结合的。有利地，通过将容器限定在主衬底中而不是在硅衬底中，可以使用除了反应性离子蚀刻(drie)以外的工艺形成所述容器。这很重要，不只是因为drie工艺很昂贵，而且是因为在常规工艺中，drie工艺是在容器盖膜沉积之后发生的，而将容器盖膜不必要地暴露在后续的工艺中，这样会对可以接受的(例如气密的)容器盖的产量产生负面影响。

此外，通过向硅衬底添加了正密封特征(例如金密封环)，这样会只在硅衬底上保持所有的高耐受微特征，这样反过来使得主衬底空出来，可以由其他可能更低耐受的制造工艺来制造。以此方式，所述容器可被制造得远远更深，并且由此增加了单位容器负载。在一个实施例中，所述主衬底是使用陶瓷或高分子材料由铸造或模造工艺制造的，允许容器的形成比常规容器更深，并且比准备使用drie具有更光滑的侧壁。这一铸造的或模制的衬底可以在形成于其中的密封沟槽中和周围镀金，用于与在硅衬底上的正密封特征结合。

在图5a和图5b中对所述微芯片元件的一个示例性实施例进行了说明。微芯片元件412包括结合在一起的主衬底440和硅衬底442。硅衬底442具有一个第一侧、一个相对的第二侧、以及在其中贯穿延伸的开孔446。示出各容器444具有三个开孔446。硅衬底442的第一侧包括容器盖448，封闭开孔，直到所述容器需要被打开。在一个优选的实施例中，容器盖448是导电的。例如，所述容器盖可以是以金属膜的形式。硅衬底、开孔和容器盖可使用本领域已知的精密加工技术来制造。例如，如在美国专利号7,604,628中所描述的光刻、蚀刻和沉积技术可被用于在多晶硅衬底上形成被金属容器盖封闭的开孔。

主衬底440包括在这一图示中的两个容器444。各容器是由一个封闭端壁、一个开口端、以及至少一个在所述封闭端壁与所述开口端之间延伸的侧壁所限定的。如上所述，主衬底444是由一种聚合物或玻璃或其他陶瓷材料通过任何合适的工艺形成的，所述工艺包括但不局限于本领域已知的模造、铸造、微加工、以及堆积或叠层技术。在一个实施例中，所述主衬底是由低温共烧陶瓷(ltcc)制造的。它可进一步地包括一个在全部或部分衬底上的涂覆层，例如提供或改进了气密性、生物相容性、结合、和/或容器内含物的相容性、稳定性、或释放取决于所述涂覆层的目的，它还可被涂在容器内部、容器外部或两者。可能的涂覆材料的实例包括生物相容的金属(例如金)、以及聚合物(例如聚对二甲苯)。

主衬底440和硅衬底442是使用任何合适的方法被结合在一起的，而将容器444气密密封。以此方式，容器444的开口端与用于控制容器内含物的释放或暴露的开孔446是处于流体联通的。在一个优选的实施例中，使用压制冷焊工艺将所述衬底一起气密密封，例如在美国专利号8,191,756中所描述，将其通过引用结合在此。如在图5a和5b中所示，硅衬底442的第二侧包括在其上形成的环状结构452，并且主衬底440的第一侧包括沟槽450。这些结合特征被压制在一起而围绕个体容器形成一个冷焊线，一种气密密封。所述环状结构452可以通过将金或另一种金属层沉积在硅衬底上而形成。所述沟槽450可被蚀刻在硅上，并且然后用与所述金属环相同材料的金属化层涂覆。还设想了这一实施例的多种变化，例如，在硅衬底和/或主衬底界面表面中/上提供其他正或负结合特征。

所述主衬底一般比硅衬底相对更厚，并且所有或至少大部分(大于50％)容器侧壁高度(或深度)是由主衬底限定的。在一个实施例中，所述硅衬底具有的厚度是在所述衬底的结合界面处的主衬底的厚度的5％与50％之间。

尽管未在图4或图5a中示出，但是容器344和444分别包括定位于其内的容器内含物。所述封闭容器可以被配置成储存基本上任何需要气密封闭并且随后在一个选定的时间释放或暴露的物质或装置部件。所述容器内含物可以是，例如，一种化学试剂、一种药品配制品、或其传感器或部件，例如一个电极。在一个实施例中，一个单一装置包括至少一个含有一个生物传感器的封闭容器、以及至少一个含有一种药品配制品的容器。在例如美国专利号7,510,551、美国专利号7,497,855、美国专利号7,604,628、美国专利号7,488,316以及pctwo2012/027137中描述了不同的容器内含物的实例。

在图6中对包括微芯片元件612的封闭装置600的一个示例性实施例进行了说明。封闭装置600包括陶瓷pcb614，所述pcb具有一个通孔630，将电子部件618与微芯片元件612电连接。电子部件618是被固定在陶瓷pcb614的第一侧上的，并且微芯片元件612是被固定在第一pcb614的相对的第二侧上的。通孔630与第一pcb614的第一侧上的金属化导电表面632是处于电连接的。微芯片元件612的电路635与金属化表面632是通过焊线634电连接的，并且环氧树脂633涂覆了焊线634。陶瓷pcb614的第二侧还包括一个金属化导电表面637，与电子部件618是电连接的。尽管在这一图示中未示出，封闭装置600可以包括多个pcb，连同多个通孔、电子部件以及焊线。

微芯片元件612包括主衬底640和硅衬底642。主衬底640和硅衬底642是通过在/临近环状结构与沟槽结构舌650/652的界面处进行压制冷焊而被结合在一起。容器644是被限定在主衬底640中的，所述开口端与被限定穿过硅衬底612的开孔646是处于流体联通的。导电的容器盖648密封地覆盖了开孔646和容器644。

这一封闭装置600可以进一步地包括一个第二陶瓷pcb以及一个金属外壳环，与如在图2a和图3中所示的组件相似。

对于本领域的普通技术人员，将明显地从前面所述的详细说明中得到在此所述的方法和装置的修改和变化。这类修改和变化确定是在所附的权利要求书的范围之内的。