壓器318進(jìn)行操作以從接收到的射頻輻射341 采集能量。射頻輻射341在天線312的引線上引起射頻電信號(hào)。整流器314連接到天線引 線并且將射頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成DC電壓。能量存儲(chǔ)裝置316 (例如，電容器）跨接在整流器314 的輸出上以過(guò)濾掉DC電壓的高頻成分。穩(wěn)壓器318接收過(guò)濾的DC電壓并且輸出數(shù)字供應(yīng) 電壓330來(lái)操作硬件邏輯324并輸出模擬供應(yīng)電壓332來(lái)操作電化學(xué)傳感器320。例如，模 擬供應(yīng)電壓可以是傳感器接口 321用來(lái)在傳感器電極322、323之間施加電壓以生成安培電 流的電壓。數(shù)字供應(yīng)電壓330可以是適用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字邏輯電路的電壓，例如約1. 2伏、約3 伏，等等。從外部讀取器340(或者另外的源，例如環(huán)境輻射等等）接收射頻輻射341使得 供應(yīng)電壓330、332被供應(yīng)到傳感器320和硬件邏輯324。在被供電時(shí)，傳感器320和硬件邏 輯324被配置為生成并測(cè)量安培電流并且傳達(dá)結(jié)果。
[0079] 傳感器結(jié)果可經(jīng)由反向散射輻射343被從天線312傳達(dá)回到外部讀取器340。硬 件邏輯324從電化學(xué)傳感器320接收輸出電流并且根據(jù)由傳感器320測(cè)量到的安培電流來(lái) 調(diào)制（325)天線312的阻抗。天線阻抗和/或天線阻抗的變化被外部讀取器340經(jīng)由反向 散射信號(hào)343檢測(cè)到。外部讀取器340可包括天線前端342和邏輯組件344來(lái)對(duì)反向散射 信號(hào)343指示的信息解碼并且向處理系統(tǒng)346提供數(shù)字輸入。外部讀取器340將反向散射 信號(hào)343與傳感器結(jié)果相關(guān)聯(lián)（例如，經(jīng)由處理系統(tǒng)346,根據(jù)將天線312的阻抗與來(lái)自傳 感器320的輸出相關(guān)聯(lián)的預(yù)編程的關(guān)系）。處理系統(tǒng)346隨后可將指示的傳感器結(jié)果（例 如，淚膜分析物濃度值）存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器和/或外部存儲(chǔ)器中（例如，通過(guò)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與外 部存儲(chǔ)器通信）。
[0080] 在一些實(shí)施例中，被示為分開的功能塊的特征中的一個(gè)或多個(gè)可被實(shí)現(xiàn)（"封裝"） 在單個(gè)芯片上。例如，可眼戴設(shè)備310可實(shí)現(xiàn)為整流器314、能量存儲(chǔ)裝置316、穩(wěn)壓器318、 傳感器接口 321和硬件邏輯324 -起封裝在單個(gè)芯片或控制器模塊中。這種控制器可具有 連接到環(huán)狀天線312和傳感器電極322、323的互連（"引線"）。這種控制器進(jìn)行操作來(lái)采 集在環(huán)狀天線312處接收到的能量，在電極322、323之間施加足以形成安培電流的電壓，測(cè) 量安培電流，并且經(jīng)由天線312指示測(cè)量到的電流（例如，通過(guò)反向散射輻射343)。
[0081] 圖4A是用于操作可眼戴設(shè)備中的安培傳感器以測(cè)量淚膜分析物濃度的過(guò)程400 的流程圖。在包括嵌入式電化學(xué)傳感器的可眼戴設(shè)備中的天線處接收射頻輻射（402)。 由于接收到的輻射而引起的電信號(hào)被整流和穩(wěn)壓以對(duì)電化學(xué)傳感器和關(guān)聯(lián)的控制器供電 (404)。例如，整流器和/或穩(wěn)壓器可連接到天線引線以輸出用于對(duì)電化學(xué)傳感器和/或控 制器供電的DC供應(yīng)電壓。足以引起工作電極處的電化學(xué)反應(yīng)的電壓被施加在電化學(xué)傳感 器上的工作電極與參比電極之間（406)。通過(guò)工作電極測(cè)量安培電流（408)。例如，恒電勢(shì) 器可在工作電極與參比電極之間施加電壓，同時(shí)通過(guò)工作電極測(cè)量所產(chǎn)生的安培電流。利 用天線無(wú)線地指示測(cè)量到的安培電流（410)。例如，可操縱反向散射輻射來(lái)通過(guò)調(diào)制天線阻 抗指示傳感器結(jié)果。
[0082] 圖4B是用于操作外部讀取器來(lái)詢問可眼戴設(shè)備中的安培傳感器以測(cè)量淚膜分析 物濃度的過(guò)程420的流程圖。射頻輻射被從外部讀取器發(fā)送到安裝在眼睛中的電化學(xué)傳感 器（422)。發(fā)送的輻射足以利用來(lái)自輻射的能量對(duì)電化學(xué)傳感器供電，供電時(shí)間長(zhǎng)到足以 執(zhí)行測(cè)量和傳達(dá)結(jié)果（422)。例如，用于對(duì)電化學(xué)傳感器供電的射頻輻射可類似于上文聯(lián) 系圖3描述的從外部讀取器340發(fā)送到可眼戴設(shè)備310的輻射341。外部讀取器隨后接收 指示電化學(xué)分析物傳感器進(jìn)行的測(cè)量的反向散射輻射（424)。例如，反向散射輻射可類似 于上文聯(lián)系圖3描述的從可眼戴設(shè)備310發(fā)送到外部讀取器340的反向散射信號(hào)343。隨 后使在外部讀取器處接收到的反向散射輻射與淚膜分析物濃度相關(guān)聯(lián)（426)。在一些情況 中，分析物濃度值可被存儲(chǔ)在外部讀取器存儲(chǔ)器中（例如，在處理系統(tǒng)346中）和/或存儲(chǔ) 在網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。
[0083] 例如，可通過(guò)調(diào)制反向散射天線的阻抗來(lái)將傳感器結(jié)果（例如，測(cè)量到的安培電 流）編碼在反向散射輻射中。外部讀取器可基于反向散射輻射中的頻率、幅度和/或相移 來(lái)檢測(cè)天線阻抗和/或天線阻抗的變化。隨后可通過(guò)將可眼戴設(shè)備內(nèi)采用的編碼例程取反 通過(guò)將阻抗值與傳感器結(jié)果相關(guān)聯(lián)來(lái)提取傳感器結(jié)果。從而，讀取器可將檢測(cè)到的天線阻 抗值映射到安培電流值。安培電流值與淚膜分析物濃度大致成比例，其靈敏度（例如，比例 因子）聯(lián)系安培電流和關(guān)聯(lián)的淚膜分析物濃度。該靈敏度值可部分根據(jù)例如由經(jīng)驗(yàn)得出的 校準(zhǔn)因子來(lái)確定。
[0084] IV.示例生物相容封裝結(jié)構(gòu)的組裝
[0085] 圖5A-5H圖示了將電子器件封裝在生物相容材料中的過(guò)程的階段。圖5A-5H中所 示的圖示大體是以截面圖形式示出的，用于圖示順序形成的層，這些層被形成來(lái)產(chǎn)生封裝 電子器件的生物相容結(jié)構(gòu)。這些層可通過(guò)諸如例如電鍍、光刻、淀積和/或蒸發(fā)制作過(guò)程等 等之類的微細(xì)加工和/或制造技術(shù)來(lái)形成。利用光阻材料和/或掩模根據(jù)圖案可形成各種 材料來(lái)按特定的布置將材料圖案化，以例如形成導(dǎo)線、電極、連接墊等等。此外，也可采用電 鍍技術(shù)來(lái)用金屬鍍層覆蓋電極的布置。例如，通過(guò)淀積和/或光刻過(guò)程形成的導(dǎo)電材料的 布置可被電鍍以金屬材料以產(chǎn)生具有期望厚度的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。然而，聯(lián)系圖5A-5H圖示和描 述的產(chǎn)生封裝電子器件結(jié)構(gòu)的各種層的尺寸一一包括相對(duì)厚度一一不是按比例圖示的。替 代地，僅為了說(shuō)明，圖5A-5H中的圖示意性地圖示了各種層的排序。
[0086] 圖5A圖示了被覆蓋以犧牲層510的工作基板502。工作基板502可以是用于組裝 封裝電子器件結(jié)構(gòu)的各層的平坦表面。例如，工作基板502可以是與半導(dǎo)體器件和/或微 電子器件的制作中使用的那些類似的晶片（例如，硅片）。工作基板502可以是布置成晶體 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料（例如，硅）。工作基板502 -般可以是適用于通過(guò)淀積、光刻等等來(lái)接 納材料層的基本上平坦的材料。例如，工作基板502可以是具有拋光的表面的硅片。犧牲 層510可以是粘著到工作基板502并且提供其上可形成封裝電子器件結(jié)構(gòu)的表面的材料。 如下文進(jìn)一步論述的，在封裝電子器件結(jié)構(gòu)的制造期間，犧牲層510保持在原位直到完全 形成封裝電子器件結(jié)構(gòu)為止，然后犧牲層510被用洗劑溶解和/或沖洗以將封裝電子器件 結(jié)構(gòu)從工作基板502釋放。犧牲層510從而在組裝期間將封裝電子器件結(jié)構(gòu)臨時(shí)附著到工 作基板502,但一旦組裝好就將完成的封裝電子器件結(jié)構(gòu)從工作基板釋放。
[0087] 在一些示例中，犧牲層510可以是正性或負(fù)性光阻材料或者非粘性涂層。犧牲層 510可包括例如硅烷（例如，SiH 4)、肥皂，等等。犧牲層510可被以基本上均一的厚度淀積 到工作基板上以使得犧牲層510的與工作基板502相反的表面形成用于形成封裝電子器件 結(jié)構(gòu)的平坦表面。
[0088] 圖5B圖示了在犧牲層510上形成的第一層生物相容材料520。例如，第一層生物 相容材料520可通過(guò)氣相淀積形成并且可具有約1到約20微米的厚度。一旦封裝電子器 件結(jié)構(gòu)被完全組裝并從工作基板502釋放，第一層生物相容材料520就形成該結(jié)構(gòu)的第一 外表面。
[0089] 生物相容性一般指的是材料或器件與生物宿主共存的能力。具體地，生物相容材 料一般是這樣的材料：其不會(huì)引起對(duì)生物宿主或材料導(dǎo)致有害效果的宿主反應(yīng)（例如免疫 反應(yīng)）。生物相容材料因此被用在可植入醫(yī)療設(shè)備和/或外科器械中，因?yàn)檫@種材料可位于 身體內(nèi)，而不會(huì)引起有毒或有害效果。生物相容材料也可用在被設(shè)計(jì)為接觸覆蓋眼睛的淚 膜的物體中，例如用在接觸鏡片材料中。生物相容材料可以是包括聚對(duì)二甲苯的聚合物材 料，例如派瑞林C型（例如，聚對(duì)二氯甲苯）。也可單獨(dú)或組合使用其它聚合物材料，以形成 生物相容材料層520,例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚二甲硅氧烷（PDMS)和其它硅彈 性體，等等。通過(guò)為第一層520選擇生物相容的材料，封裝電子器件結(jié)構(gòu)的外部能夠存在于 生物宿主內(nèi)。除了是生物相容的以外，第一層生物相容材料520還可以是電絕緣材料以將 封裝電子器件與周圍環(huán)境隔離（例如，與攜帶電流的粒子和/或液體隔離）。
[0090] 另外，要封裝的電子器件可被直接組裝在第一層生物相容材料520的與犧牲層 510相反的那側(cè)（即，在將第一層生物相容材料520形成于犧牲層510上之后暴露的生物相 容材料的那側(cè)）。從而，第一層生物相容材料520可以是用于形成電子器件的基板。生物相 容材料因此可以是這樣一種材料：其具有充分的結(jié)構(gòu)剛性以被用作用于通過(guò)諸如光刻等等 之類的微細(xì)加工過(guò)程組裝電子器件的基板。然而，在一些實(shí)施例中，額外的電子器件組裝基 板可介于第一層生物相容材料520與要封裝的電子器件之間。然而，通過(guò)使用生物相容材 料本身（例如，層520)作為電子器件組裝表面并從而避免在完全組裝的結(jié)構(gòu)中插入額外的 層，可以減小組裝的結(jié)構(gòu)的總厚度。
[0091] 圖5C圖示了在第一層生物相容材料520上圖案化以形成電子器件電路的導(dǎo)電材 料的布置。該導(dǎo)電材料可以是諸如鉑、銀、金、鈀、鈦、銅、鉻、鎳、鋁之類的金屬、其它金屬或 導(dǎo)電材料、這些的組合，等等。一些實(shí)施例對(duì)于電子器件電路中的至少一些可采用基本上透 明的導(dǎo)電材料（例如，諸如銦錫氧化物之類的材料）。導(dǎo)電材料被圖案化來(lái)為在生物相容材 料層520上產(chǎn)生的嵌入式電子器件的電路形成導(dǎo)線、電極、連接墊等等?？山?jīng)由光刻、淀積 和/或電鍍等等來(lái)將導(dǎo)電材料圖案化。圖案隨后可電連接到額外的電路組件，例如芯片，以 產(chǎn)生生物交互電子器件模塊。
[0092] 例如，與上文聯(lián)系圖3描述的示例電化學(xué)傳感器類似，可將金屬圖案化來(lái)為由采 集的射頻能量供電的電化學(xué)生物傳感器電路產(chǎn)生組件。在這種示例中，可將金屬圖案化來(lái) 形成傳感器電極530、芯片連接墊538、539、天線536和互連532、534。傳感器電極530可以 是用于電化學(xué)傳感器的電極，例如與上文聯(lián)系圖3論述的傳感器電極322、323類似。傳感器 電極530可例如包括由導(dǎo)電材料形成的參比電極和工作電極，所述導(dǎo)電材料例如是鈀、鉑、 鈦、銀、氯化銀、金、鋁、碳、這些的組合，等等。傳感器電極530可按各種外形系數(shù)來(lái)布置，例 如平行條、同心環(huán)，等等。工作電極530可以是微電極，并且可具有至少一個(gè)小于25微米的 尺寸。在一個(gè)示例中，可通過(guò)按期望的布置將光阻材料圖案化并隨后蒸發(fā)金屬以根據(jù)光阻 材料的圖案產(chǎn)生傳感器電極530來(lái)制作傳感器電極530。
[0093] 天線536可以是適用于接收被采集來(lái)向電子器件提供電力供應(yīng)的射頻輻射的環(huán) 狀天線。天線536可例如是適合于布置在可眼戴設(shè)備的周界周圍的具有約5毫米的半徑的 環(huán)，與上文聯(lián)系圖2和圖3圖示和描述的天線類似。在一些情況中，天線536和/或互連 532、534可由與在傳感器電極530中使用的金屬不同的金屬形成（例如，傳感器電極530可 由鉬形成，而天線536可由金形成）。傳感器電極530、互連532、534和天線536可被形成 為具有例如約5微米的厚度。
[0094] 互連532、534可以是通過(guò)光刻、蒸發(fā)和/或電鍍形成的導(dǎo)線，用來(lái)將傳感器電極 530連接到芯片連接墊539?；ミB532在傳感器電極530和（聯(lián)系圖示出和描述的）芯 片540內(nèi)的電組件之間提供低電阻電連接。另外，雖然互連532被示意性地示為單條導(dǎo)線， 但可以使用多個(gè)互連來(lái)將多個(gè)傳感器電極中的每一個(gè)連接到芯片540內(nèi)的電組件（例如， 功能類似于上文聯(lián)系圖3圖示和描述的傳感器接口模塊321的組件）。例如，工作電極和參 比電極可各自通過(guò)分離的導(dǎo)線連接到封裝在芯片540內(nèi)的恒電勢(shì)器。類似地，互連534提 供天線536與芯片連接墊538之間的低電阻電連接?；ミB534從而將能量采集和通信天線 連接到芯片540內(nèi)的電組件（例如，功能類似于聯(lián)系圖3圖示和描述的整流器模塊314和 通信邏輯324的組件）。在一些示例中，多個(gè)互連導(dǎo)線可將天線536的端子（例如，引線） 連接到芯片540中封裝的組件（例如，經(jīng)由各個(gè)芯片連接墊）。
[0095] 芯片連接墊538、539可通過(guò)與上文聯(lián)系互連532、534和天線536描述的那種類似 的過(guò)程來(lái)形成。也就是說(shuō)，可通過(guò)光刻過(guò)程將芯片連接墊538、539圖案化并且可通過(guò)蒸發(fā) 和/或電鍍施加金屬來(lái)形成芯片連接墊538、539。芯片連接墊538、539提供一安裝點(diǎn)來(lái)用 于將芯片540倒裝芯片式安裝到墊538、539。因此，芯片連接墊538、539可被圖案化來(lái)對(duì)應(yīng) 于芯片540的端子。從而，芯片連接墊的布置可依據(jù)封裝電子器件結(jié)構(gòu)中使用的（一個(gè)或 多個(gè)）芯片的封裝而變化。
[0096] 在一些示例中，被圖案化到第一層生物相容材料520上的金屬結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多 個(gè)可以是多層布置，該多層布置包括被直接圖案化在生物相容材料520上的種子層（或粘 著層）。這樣的種子層可用于粘著到生物相容材料和在種子層上圖案化的金屬結(jié)構(gòu)塊兩者。 例如，這樣的種子層可以是良好地粘著到生物相容材料的材料，并且也用作對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的 其余部分進(jìn)行電鍍的引導(dǎo)。
[0097] 圖圖示了安裝到連接墊538、539的芯片540。芯片5