微传感器封装的制作方法

文档序号:14185977阅读:213来源:国知局

本发明涉及微传感器封装,更特定地,涉及这样的微传感器封装,其包括:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上的感测芯片;罩,其覆盖感测芯片并且形成有用于向感测芯片供应气体的孔;以及覆盖孔的过滤器,其中感测芯片包括具有沿上下方向形成的多个第一孔隙的传感器平台和在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案的传感器电极。



背景技术:

在图1中示出能够感测气体量的气体传感器的常规微型封装,其将简要描述如下。

具有预定深度的芯片安装部分2在由绝缘材料制成的矩形框架1的中心部分处形成,并且传感器芯片4用环氧树脂3附连到芯片安装部分2的底表面。

在框架1内部形成多个电路线路5,并且在芯片安装部分2的内侧边缘处形成沿内周表面具有预定高度的梯状部分6。

在梯状部分6上形成从电路线路5的一端延伸的内端子5a,并且在框架1的底部边缘上形成从(电路线路5的)另一端延伸的外端子5b。

在传感器芯片4的上表面的中心部分处形成用于感测气体的感测膜16,并且在边缘处形成多个传感器端子11用于将由感测膜16检测的电阻改变传送到外部,并且传感器端子11和电路线路5的内端子5a分别通过银膏12而电连接。

盖13利用粘合剂14附连到框架1的上侧使得芯片安装部分2被覆盖,并且在该盖13中,采用形成多个气孔15的方式耦合使得气体可以被引入芯片安装部分2。

在如上文描述的那样配置的气体传感器的微型尺寸封装中,当气体通过盖13中的气孔15被引入到芯片安装部分2内部时,在传感器芯片4的上表面上形成的感测膜16的电阻值由于所引入的气体而改变,并且变化电阻值经由电路线路5传输到控制单元(未示出),由此测量气体量。

这样的气体传感器还提供有加热器,但传感器芯片4具有高热导率,使得存在当需要将温度升高到高温时需要高功率的问题。

(现有技术文献)

(专利文献)

[专利文献1]韩国专利号652571

[专利文献2]日本专利号5403695

[专利文献3]日本专利号5595230

[专利文献4]日本专利号5483443

[专利文献5]韩国专利出版号2015-0031709



技术实现要素:

1.技术问题

为解决上文描述的问题而设计的本发明的目标是提供具有低热导率的微传感器封装。

2.问题的解决方案

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上的感测芯片;罩,其覆盖感测芯片并且形成有用于向感测芯片供应气体的孔;和覆盖孔的过滤器,其中感测芯片包括:传感器平台,其具有沿上下方向形成的多个第一孔隙;和传感器电极,其在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案。

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上方的感测芯片;和罩,其覆盖感测芯片,其中感测芯片包括:传感器平台,其具有沿上下方向形成的多个第一孔隙;和传感器电极,其在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案,并且其中在罩中,用于向感测芯片供应气体的多个第二孔隙沿上下方向穿透地形成。

传感器平台可以是通过使由金属制成的基底材料阳极化并且然后去除该基底材料所获得的阳极化膜。

平台可以是阳极化多孔层,其中第一孔隙沿上下方向穿透。

衬底可以是pcb。

衬底可以由陶瓷材料形成。

在衬底中,可以沿上下方向形成多个第三孔隙。

罩可以由金属材料形成。

在过滤器中,可以沿上下方向穿透地形成多个第四孔隙,并且这些第四孔隙可以与孔相通。

第四孔隙可以通过阳极化而形成。

过滤器可以经受疏水处理。

过滤器可以安装在罩外部。

过滤器可以安装在罩内部。

过滤器可以被表面处理使得特定气体选择性经过。

第二孔隙可以通过阳极化而形成。

罩可以经受疏水处理。

罩可以被表面处理使得特定气体选择性经过。

传感器平台可以形成有电连接到传感器电极的电阻器阵列。

电阻器阵列可以在与形成传感器电极的表面相同的表面上形成。

提供电连接到传感器电极的电阻器,并且在衬底上可以形成电阻器阵列。

传感器电极和金属图案可以线接合。

第一孔隙可以沿上下方向穿透地形成,并且用于电连接传感器电极和金属图案的第一连接部分可以在第一孔隙的至少一部分内部形成。

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上的感测芯片,其中感测芯片包括传感器平台和在该传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案的感测电极,并且其中在衬底中沿上下方向穿透的形成多个第三孔隙,并且电连接到金属图案的第二连接部分可以在第三孔隙的至少一部分内部形成。

衬底可以是阳极化多孔层。

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上的感测芯片,其中该感测芯片包括:传感器平台,其中多个第一孔隙沿上下方向穿透的形成;在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案的感测电极;并且用于电连接金属图案和传感器电极的第一连接部分在第一孔隙的至少一部分内部形成。

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的特征在于并且包括:传感器平台,其中沿上下方向形成多个第一孔隙;感测芯片,其包括在传感器平台中形成的传感器电极;和覆盖传感器电极的罩,其中多个第一孔隙的至少一部分沿上下方向穿过,并且其中在被穿透的第一孔隙的内部,形成电连接到传感器电极的第一连接部分。

附图说明

图1是用于气体传感器的微型封装的竖直横截面图。

图2是根据本发明的第一示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图3是根据本发明的第一示范性实施例的感测芯片的平面图。

图4是图3中的部分‘a’的放大图。

图5是沿图3中的线b-b的横截面图。

图6是根据本发明的第二示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图7是根据本发明的第三示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图8是根据本发明的第四示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图9是根据本发明的第五示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图10是根据本发明的第六示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图11是根据本发明的第七示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图12是根据本发明的第八示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图13是根据本发明的第九示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图14是根据本发明的第十示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图15是根据本发明的第十一示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

图16是根据本发明的第十二示范性实施例的微传感器封装的横截面图。

具体实施方式

在下文,将参考附图如下详细描述本发明的优选示范性实施例。

为了供参考,对于将在下文描述并且与现有技术的那些相同的本发明的部件,单独的详细描述将被省略,相反将引用上文描述的现有技术。

当提到一个部件在另一部件的“顶部”上,这意指该部件可以直接在该另一部件顶部上或另一个不同的部件可以关联于它们之间。相比之下,如果提到一个部件“直接”在另一部件“顶部上”,则没有其他部件插于它们之间。

使用的术语仅仅指特定实施例并且不意在限制本发明。如本文使用的,单数形式也包括未明确指示相反意义的文本的复数形式。如在说明书中使用的“包括”的含义体现特定特性、区域、整数、步骤、操作、元件和/或部件,然而,它不排除存在或增加其他特定特性、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组。

“下”、“上”及类似物是表示相对空间的术语,并且它们可以用于较容易地描述图中图示的一个部件关于另一部件的关系。这些术语意在包括与图中规定的含义一起使用的设备的其他含义或操作。例如,如果图中的设备翻转,在另一部件的“下”侧的部件现在在该另一部件的“上”侧。从而,示范性术语“下”包括上和下方向中的全部。设备可以旋转90°,或可以以不同角度旋转,并且指示相对空间的术语也被相应地解释。

<实施例1>

如在图2至5中图示的,示范性实施例的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底3000,在其上形成金属图案3100;设置在衬底3000上方的感测芯片1000;罩2000,其覆盖感测芯片1000并且形成有用于向感测芯片1000供应气体的孔2100;和过滤器4000,其覆盖孔2100,其中感测芯片1000包括:传感器平台100,其具有沿上下方向形成的多个第一孔隙102;和传感器电极300,其在传感器平台100的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案3100。

上和下表面以平板的形状形成的衬底3000被水平设置。

衬底3000由绝缘材料形成。此外,衬底3000可以由具有低热导率的材料形成。

在衬底3000的上表面的两侧上形成金属图案3100以便彼此隔开。该金属图案3100沿左到右方向水平形成。在衬底3000的上表面上形成多个金属图案3100。在金属图案3100上,安装感测芯片1000。

衬底3000由pcb或陶瓷材料制成。

在衬底3000中沿上下方向在对应于金属图案3100的位置处穿透形成通孔3001。金属部分3200设置在通孔3001内部。金属部分3200填充于通孔3001中。

金属部分3200的上部分连接到金属图案3100。

金属部分3200形成以便在衬底3000的最下端下方伸出。

微传感器封装通过金属部分3200安装在pcb上。

感测芯片1000设置在衬底3000上方并且安装在衬底3000上。

感测芯片1000包括:感测平台100,其中沿上下方向形成多个第一孔隙102;和传感器电极300,其在传感器平台100的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案3100。

传感器平台100由形成有多个第一孔隙102(沿上下方向形成)的多孔材料形成,由此改善隔热性质。

当对由金属制成的基底材料进行阳极化过程时,形成具有多个孔隙(其上侧是开放的)的阳极化多孔层。孔隙以纳米尺寸形成。在这里,基底材料可以是铝(al)、钛(ti)、钨(w)、锌(zn)或类似物,但优选地它由轻量、易于处理、导热性优良且没有重金属污染的铝或铝合金材料制成。

此外,当去除在阳极化多孔层下面存在的阻挡层和基底材料时,在阳极化多孔层中形成的孔隙被垂直穿透。

在传感器平台100中形成的第一孔隙102通过使铝阳极化而形成。从而,传感器平台100包括阳极化多孔层。

另外,在传感器平台100中,从阳极化氧化铝(aao)去除铝和阻挡层,并且由此第一孔隙102沿上下方向穿透。

与之前的描述不同,传感器平台可以是通过在使由金属制成的基底材料阳极化后仅去除基底材料所获得的阳极化膜。即,传感器平台可以是这样的阳极化(氧化)膜,其包括在阳极化多孔层下面的阳极化多孔层和阻挡层。

传感器平台100可以由具有矩形平面形状的板形成。

传感器平台100包括在传感器平台100的中心处形成的第一支承110、与该第一支承110隔开的第二支承120以及连接第一支承110和第二支承120的桥接部。

第一支承110的形状一般是圆柱形,并且多个桥接部连接到其外周边。

在传感器平台100中,在第一支承110的附近(即,在第一支承110与第二支承120之间)形成多个气隙101。

气隙101沿上下方向穿透地形成。即,气隙101是从上表面穿透传感器平台100到下表面所形成的空间。

气隙101的最大宽度(左到右宽度)形成为比第一孔隙102和传感器布线或加热丝210(这稍后将描述)的最大宽度还宽。气隙101以弧形形状形成,并且形成它们中的四个。多个气隙101沿圆周方向隔开设置。

多个气隙101可以间断地形成。气隙101和桥接部围绕第一支承110的周边交替设置。因此,第一支承110和第二支承120由于在除桥接部以外的位置处的气隙101而彼此隔开。桥接部通过蚀刻第一支承110附近部分来间断形成气隙101而形成。从而,多个桥接部的一端连接到第一支承110并且另一端连接到第二支承120。第一支承110和第二支承120通过四个桥接部而在四个点处互相连接。

在传感器平台100的上表面上形成传感器电极300。

传感器电极300检测气体被吸附到感测材料600时电气特性的改变。

传感器电极300包括第一传感器电极300a和与该第一传感器电极300a隔开设置的第二传感器电极300b。第一传感器电极300a和第二传感器电极300b彼此隔开设置并且关于在平面上竖直设置的中心线对称地形成。

第一和第二传感器电极300a和300b中的每个包括在第一支承部分110上形成的传感器布线以及在桥接部和第二支承120上形成的传感器电极极板。

第一传感器电极300a包括在第一支承110的上表面上形成的第一传感器布线310a和连接到该第一传感器布线310a的第一传感器电极极板320a。

第二传感器电极300b包括在第一支承110的上表面上形成的第二传感器布线310b和连接到该第二传感器布线310b的第二传感器电极极板320b。

传感器布线包括第一传感器布线310a和第二传感器布线310b。传感器电极极板包括第一传感器电极极板320a和第二传感器电极极板320b。传感器布线的宽度形成为恒定的。传感器电极极板位于桥接部和第二支承120的上表面上并且形成为具有比第一传感器布线310a和第二传感器布线310b更大的宽度。第一和第二传感器电极300a和300b的传感器电极极板形成为在它们朝其末端部分行进时具有更宽的宽度。即,传感器电极极板形成为在它们朝第一传感器布线310a和第二传感器布线310b行进时具有更窄的宽度。

传感器电极300由包含pt、w、co、ni、au和cu中的任一个或至少一个的混合物形成。

在传感器平台100的上表面上形成加热器电极200。

位于加热器电极200和传感器电极300下面的第一孔隙102的上侧被加热器电极200和传感器电极300阻挡而其下侧开放。

加热器电极200包括:在第一支承110上形成以便比传感器电极极板更接近传感器线的加热丝210;以及连接到加热丝210并且在第二支承120和桥接部上形成的加热器电极极板。

加热丝210在第一支承110的上表面上形成并且通过从第一传感器布线310a和第二传感器布线310b外部环绕其至少一部分而形成。加热器电极极板包括第一加热器电极极板220a和第二加热器电极极板220b,它们连接到加热丝210的两端并且彼此隔开。

在平面图中,加热丝210形成为关于第一支承110的竖直中心线是对称的并且包括以弧形形状形成的多个弧形部分和连接这些弧形部分的多个连接部分。

如在图4中图示的,加热丝210通过反复连接多个弧形部分和连接部分而形成,这些弧形部分和连接部分包括:邻近气隙101并且以弧形形状形成的第一弧形部分211a;从第一弧形部分211a的一端朝第一支承110的内侧延伸的第一弯曲部分212a;在第一弯曲部分212a的末端处以弧形形状延伸并且与第一弧形部分211a隔开的第二弧形部分211b;从第二弧形部分211b的末端朝第一支承部分110的内侧延伸的第二弯曲部分212b;第三弧形部分211c…,等等。

加热丝210从第一弧形部分211a到第三弧形部分211c连接并且形成整体。

加热丝210的多个弧形部分中的每个以大致半圆形形状形成以便整体形成为圆形形状。这提高第一支承110和感测材料600的温度均匀性。

加热丝210的中心部分是这样的点,在该点处两个弧形部分彼此相遇,并且采用弧形形状的这两个弧形部分联接在一起来形成圆形形状,该圆形形状的一侧是开放的。并且在其内侧处形成分隔空间214。该分隔空间214从第一支承110和加热丝210的中心部分延伸直到第一支承部分110和加热丝210的最外侧。传感器布线设置在分隔空间214中。另外,第一加热器电极极板220a连接到第一弧形部分211a的另一端并且第二加热器电极极板220b连接到第三弧形部分211c的一端。

加热器电极200由包含pt、w、co、ni、au和cu中的任一个或至少一个的混合物形成。

同时,在加热丝210的两端(即,第一加热器电极极板220a和第二加热器电极极板220b)所连接的第一弧形部分211a和第三弧形部分211c的末端部分之间形成虚拟金属(dummymetal)500。虚拟金属500在第一支承110的上表面上形成。

虚拟金属500以弧形形状设置在加热器电极200的加热丝210与气隙101之间。虚拟金属500与相邻加热丝210隔开形成。

虚拟金属500在加热丝210的外侧上形成并且优选地是金属。虚拟金属500的材料可以与电极材料的材料相同,并且本文的电极材料可以是例如铂、铝或铜等的金属。

第一弧形部分211a和第三弧形部分211c与在其内侧的余下弧形部分相比形成为具有小的圆心角。在加热丝210的外周边中在第一弧形部分211a和第三弧形部分211c的末端部分之间形成空间510,并且虚拟金属500位于该空间510中。

加热丝210的外周边上的空间510与虚拟金属500的形成区域一样多地被部分填充。因此,当在平面上观看时,因为加热丝210的外周边和虚拟金属500形成大致圆形形状,第一支承110的温度均匀性得到提高,以低功率加热的加热丝210在第一支承110上的温度分布变得更均匀。

加热器电极极板包括分别连接到加热丝210的两端的第一和第二加热器电极极板220a和220b。这样,加热器电极极板以至少两个或以上形成。形成加热器电极极板以便在它朝外侧行进时具有更宽的宽度。即,加热器电极极板形成为在它朝加热丝210行进时具有更窄的宽度。加热器电极极板形成为具有比加热丝210更宽的宽度。

加热器电极极板和传感器电极极板关于第一支承110径向设置。加热器电极极板和传感器电极极板彼此隔开。

在加热器电极200和传感器电极300的上侧的一部分上形成用于防止褪色的保护层(未示出)。用于防止褪色的保护层可以由基于氧化物的材料形成。此外,用于防止褪色的保护层由氧化钽(taox)、氧化钛(tio2)、二氧化硅(sio2)和氧化铝(al2o3)中的至少一个形成。

加热丝210以及第一和第二传感器布线310a和310b被气隙101环绕。气隙101设置在加热丝210以及第一和第二传感器布线310a和310b周围。气隙101设置在加热丝210以及第一和第二传感器布线310a和310b的侧边处。

更具体地,气隙101在第一传感器电极300a的第一传感器电极极板320a与第一加热器电极极板220a之间以及在第一加热器电极极板220a与第二加热器电极极板220b之间以及在第二传感器电极300b的第二加热器电极极板220b与第二传感器电极极板320b之间以及在第二传感器电极300b的第二传感器电极极板320b与第一传感器电极300a的第一传感器电极极板320a之间。即,气隙101在除了支承加热器电极200和传感器电极300的部分的区域中形成。

由于气隙101,通常支承加热丝210和传感器布线的第一支承110、支承加热器电极极板和传感器电极极板的第二支承120以及桥接部在传感器平台100中形成。

第一支承110形成为具有比加热丝210和传感器布线更大的区域。

第一支承110形成有覆盖传感器布线的感测材料600和加热丝210。即,感测材料600在对应于第一支承110的位置处形成。感测材料600通过印刷而形成。这样,一旦通过印刷形成感测材料600,在形成感测材料600后在感测材料600的表面上留下类似于网状网络的迹线。

此外,电连接到传感器电极300的传感器电极极板的电阻器阵列400在传感器平台100上形成。

电阻器阵列400在传感器平台100的上表面上形成并且与传感器电极300在相同的平面上形成。

电阻器阵列400与加热器电极200隔开设置。

电阻器阵列400设置在第二支承120处。

在本示范性实施例中,气体感测部分(传感器电极和加热器电极)设置在传感器平台100的右侧处,并且电阻器阵列400设置在传感器平台100的左侧处。因此,气隙101设置在电阻器阵列400与第一支承110之间。

电阻器阵列400包括至少两个电阻器。

电阻器中的至少一个以片电阻器的形状或精细图案(线形)形成,使得电阻器阵列400的体积可以最小化。

更具体地,电阻器阵列400包括第一、第二、第三、第四和第五电阻器垫410a、410b、410c、410d和410e以及第一、第二和第三电阻器420a、420b和420c。

电阻器垫中的每个设置成彼此隔开。

第一电阻器垫410a连接到传感器电极300的第一传感器电极极板320a。与之前的描述不同,第一电阻器垫可以连接到传感器电极300的第二传感器电极极板。

连接到传感器电极300的电阻器阵列400的第一电阻器垫410a与传感器电极300的第一传感器电极极板320a或第二传感器电极极板320b一体式形成。因此,电阻器阵列400与传感器电极300一体式形成。与此不同,电阻器阵列和传感器电极可以单独形成。

第一电阻器垫410a经由至少一个电阻器连接到至少一个其他电阻器垫。

第一电阻器垫410a连接到第一电阻器420a的一侧并且第二电阻器垫410b连接到第一电阻器420a的另一侧。

第三电阻器垫410c连接到第二电阻器420b的一侧并且第四电阻器垫410d连接到第二电阻器420b的另一侧。

第五电阻器垫410e连接到第三电阻器420c的一侧并且第六电阻器垫410f连接到第三电阻器420c的另一侧。

在本示范性实施例中,电阻器阵列可以包括五个电阻器。电阻器阵列包括第一、第二、第三、第四和第五电阻器420a、420b、420c、420d和420e。

本示范性实施例中的电阻器中的每个在两侧上具有电阻垫。因此,电阻垫连接到第四和第五电阻器420d和420e(它们是余下的电阻器)的一侧和另一侧。

五个电阻器中的每个可以具有不同的电阻值,或五个电阻器中的至少两个具有不同的电阻值。

连接到传感器电极300的第一传感器电极极板320a的第一电阻器420a在五个电阻器之中可以具有最大值。第一、第二、第三、第四和第五电阻器420a、420b、420c、420d和420e作为片电阻器提供,并且电阻在线宽(前到后宽度)变得更薄时变得更大。

电阻器阵列400仅连接到传感器电极300的第一传感器电极极板320a并且传感器电极300串联连接到电阻器阵列400。

电阻器垫中的每个可以根据感测材料600的电阻通过线接合或类似方法选择性地连接到传感器电极300。

电阻器中的至少两个可以串联或并联连接。

在传感器电极极板或电阻器垫或加热器电极极板下面的第一孔隙102沿上下方向穿透地形成。设置在传感器电极极板或电阻器垫或加热器电极极板与金属图案3100之间的第一孔隙102沿上下方向穿透地形成。

即,形成第一孔隙102以便从表面(其中形成传感器电极极板或电阻器垫或加热器电极极板)穿透到相对表面中。

在传感器电极极板或电阻器垫或加热器电极极板下面的多个第一孔隙102内部,形成第一连接部分340用于使传感器电极300的加热器电极极板或加热器电极200的加热器电极极板电连接到在传感器电极300和加热器电极200的相对侧处设置的金属图案3100。即,第一连接部分340填充于第一孔隙102中。可以形成第一连接部分340的下部分以便比传感器平台100的下表面还低地伸出。

第一连接部分340充当用于连接设置在传感器电极300的相对侧上的金属或图案或电极的媒介。

连接意指直接连接或间接连接。与上文的描述不同,在传感器平台中,连接到第一连接部分的下部分的传感器接合部分可以进一步在底表面上形成,该底表面与形成传感器电极、加热器电极和电阻器所在的表面相对。传感器接合部分的上部分沿左到右方向水平形成以便连接到多个第一连接部分。金属图案可以连接到传感器接合部分的下部分。即,第一连接部分和金属图案可以通过传感器接合部分而间接连接。

第一连接部分340以具有几纳米直径的柱的形状形成。

在本示范性实施例中,因为电阻器阵列400在传感器电极300的第一传感器电极极板320a上一体式形成,第二传感器电极极板320b或五个电阻器垫410b、410c、410d和410e中的至少一个,以及第一和第二加热器电极极板220a和220b连接到第一连接部分340的上部分。

这样,第一连接部分340在第一孔隙102内部形成使得可以形成第一连接部分340而没有任何额外蚀刻操作并且其可以在没有线接合的情况下采用表面安装设备(smd)的形式安装。

与之前的描述不同,衬底还可以形成为包括阳极化多孔层(例如如之前描述的传感器平台100),其中沿上下方向形成多个第三孔隙。

衬底的第三孔隙可以沿上下方向穿透地形成。在该情况下,金属图案和微传感器封装安装到的pcb可以通过设置在第三孔隙内部的第二连接部分而电连接。第二连接部分填充于第三孔隙中,第二连接部分的上部分连接到金属图案,并且下部分连接到pcb,其中安装微传感器封装。此外,衬底接合部分可以沿左到右方向在衬底的下表面中形成以便设置在第二连接部分的下部分与安装微传感器封装的pcb之间。并且衬底接合部分连接到第二连接部分的下部分。

罩2000覆盖感测芯片1000,其包括传感器电极300,并且形成用于向感测芯片1000供应气体的孔2100。

罩2000由例如不锈钢(sus)等金属材料形成。

罩2000通过粘合剂或类似物安装在衬底3000的上表面上。罩2000的下端沿衬底3000的边缘附连。

在罩2000中,形成其中设置感测芯片1000和金属图案3100的腔。形成腔使得其下部分是开放的。罩2000环绕感测芯片1000和金属图案3100的顶部和侧边。

同时,罩2000由具有与衬底相同或相似的收缩率或膨胀率的材料形成,使得制造变得更容易并且即使罩2000和衬底3000收缩或膨胀也可以防止它们分离。

在罩2000中,沿上下方向穿透形成孔2100。孔2100与腔相通。

孔2100设置成对应于感测材料600的位置。

提供过滤器4000以便覆盖孔2100。

因此,气体在经过过滤器4000后供应给感测芯片1000。

过滤器4000以板的形状形成并且通过使用粘合剂或类似物附连到罩2000的上板的上表面来安装。因此,过滤器4000安装在罩2000外部。

过滤器4000可以由多孔材料形成。

此外,过滤器4000可以由阳极化铝多孔材料形成,其中多个第四孔隙通过阳极化过程沿上下方向穿透地形成。这些第四孔隙与孔2100相通。

过滤器4000的第四孔隙的内部经受疏水表面处理来防止水分渗入气体检测部分。

过滤器4000可以被表面处理使得特定气体选择性地经过或被阻挡。与此不同,过滤器4000可以具有不同的第四孔隙直径用于气体的选择性通过。即,根据待检测气体的类型,第四孔隙的直径可以是不同的。

在下文,将描述具有上文描述的配置的本示范性实施例的操作。

为了测量气体浓度,首先向加热器电极200的两个加热器电极极板施加恒定电功率来使感测材料600加热到恒定温度。

在加热的感测材料600中,腔内部已经过过滤器4000的气体被吸附或解吸。

因此,第一传感器布线310a与第二传感器布线310b之间的电导率改变,并且感测信号通过电阻器阵列400而放大来检测气体。

此外,为了进行更精确的测量,已经吸附到感测材料600的其他气体组分或水分由加热器电极200在高温加热以便从感测材料600强行去除,并且由此,感测材料600恢复到它的初始状态使得气体浓度得到测量。

<实施例2>

在描述根据本发明的第二示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图6中图示的,根据第二示范性实施例的微传感器封装的特征在于并且包括:衬底3000,在其上形成金属图案3100;设置在衬底3000上方的感测芯片1000;以及覆盖感测芯片1000的罩2000’,其中感测芯片1000包括:传感器平台,其具有沿上下方向形成的多个第一孔隙;以及在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案3100的传感器电极,并且其中在罩2000’中,沿上下方向穿透地形成用于向感测芯片1000供应气体的多个第二孔隙2001。

因为衬底3000和感测芯片1000与第一示范性实施例的那些相同,其详细描述将被省略。

罩2000’使用粘合剂或类似物安装在衬底3000的上表面上。罩2000’的下端沿衬底3000的边缘安装。

其中设置感测芯片1000和金属图案3100的腔在罩2000’中形成。形成腔使得其下部分是开放的。罩2000’环绕感测芯片1000和金属图案3100的顶部和侧边。

在罩2000’的一部分或全部中,沿上下方向形成多个第二孔隙2001用于向感测芯片1000供应气体。即,罩2000’提供有多孔层。第二孔隙2001与腔相通。第二孔隙2001具有纳米尺寸的直径。

这样,在罩2000’中形成第二孔隙2001,使得罩2000’也可以同时充当过滤器。

当第二孔隙2001仅在罩2000’的一部分中形成时,在罩2000’的顶板上形成多孔层。更具体地,多孔层设置成对应于感测材料的位置。

第二孔隙2001通过使铝阳极化而形成。

可以在罩2000’的第二孔隙2001内部进行疏水表面处理。

此外,罩2000’可以被表面处理使得特定气体选择性通过。罩2000’的第二孔隙2001的直径根据待检测的气体类型可以是不同的。

在感测芯片1000中,在传感器平台的上表面上形成电阻器阵列。该电阻器阵列与传感器电极一体式形成。电阻器阵列和金属图案3100通过填充在传感器平台的第一孔隙中的第一连接部分而连接。

<实施例3>

在描述根据本发明的第三示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一和第二示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图7中图示的,在根据第三示范性实施例的微传感器封装中,在感测芯片1000’中未形成第一连接部分,并且在衬底3000的上表面上形成的感测芯片1000’的传感器电极和金属图案3100通过线5000线接合。

与第一实施例中的一样,感测芯片1000’具有在传感器平台的上表面上形成的电阻器阵列400。该电阻器阵列400在传感器电极的第一传感器电极极板上一体式形成。

从而,连接到第一传感器电极极板的线5000的一端连接到电阻器阵列400的电阻垫并且另一端连接到金属图案3100。因此,第一传感器电极极板由通过电阻器阵列400的线5000连接到金属图案3100。

分别地,余下的线5000的一端连接到第二传感器电极极板以及第一和第二加热器电极极板,并且另一端连接到金属图案3100。

线5000设置在罩2000’内部。罩2000’还具有与第二示范性实施例中的一样的阳极化多孔层,并且同时充当过滤器。

<实施例4>

在描述根据本发明的第四示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二和第三示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图8中图示的,在根据第四实施例的微传感器封装中,电连接到感测芯片1000”的传感器电极的电阻器阵列400’在衬底3000’上形成。

电阻器阵列400’在衬底3000’的上表面上形成以便设置在感测芯片1000”外部。电阻器阵列400’可以与金属图案3100’一体式形成。

加热器电极极板连接到感测芯片1000”的第一连接部分的上部分,并且金属图案3100’连接到第一连接部分的下部分。

连接到传感器极板中的一个(第一传感器电极极板)的金属图案3100’连接到电阻器阵列400’的一侧。金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一侧。并且余下的金属图案3100’直接连接到金属部分3200。第一连接部分的下部分可以直接连接到电阻器阵列400’的一侧而不经过金属图案3100’。

电阻器阵列400’设置在罩2000’内部。

罩2000’还具有与第二示范性实施例中的一样的阳极化多孔层,并且同时充当过滤器。

<实施例5>

在描述根据本发明的第五示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三和第四示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图9中图示的,在根据第五示范性实施例的微传感器封装中,在感测芯片1000”’中未形成第一连接部分,并且在衬底3000’的上表面上形成的感测芯片1000”’的传感器电极和金属图案3100’通过线5000连接,并且在衬底3000’上形成电阻器阵列400’。

感测芯片1000”’的第二传感器电极极板和加热器电极极板通过线5000连接到金属图案3100’。金属部分3200连接到金属图案3100’。

第一传感器电极极板通过线5000连接到电阻器阵列400’的一侧。

金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一端。

这样,当在衬底3000’上形成电阻器400’时,传感器电极的一部分通过线5000和电阻器阵列400’连接到金属部分3200。传感器电极的余下部分和加热器电极通过线5000和金属图案3100’连接到金属部分3200。

线5000和电阻器阵列400’设置在罩2000’内部。

罩2000’还具有与第二示范性实施例中的一样的阳极化多孔层,并且同时充当过滤器。

<实施例6>

在描述根据本发明的第六示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四和第五示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图10中图示的,在根据第六示范性实施例的微传感器封装中,在感测芯片1000’中未形成第一连接部分,在衬底3000的上表面上形成的感测芯片1000’的传感器电极和金属图案3100通过线5000线接合。

与第一示范性实施例中的一样,感测芯片1000’具有在传感器平台的上表面上形成的电阻器阵列400。该电阻器阵列400在传感器电极的第一传感器电极极板上一体式形成。

从而,线5000的一端连接到电阻器阵列400的电阻器垫,并且另一端连接到金属图案3100。

线5000设置在罩2000内部。与第一示范性实施例中的一样,过滤器4000在罩2000上附连。

<实施例7>

在描述根据本发明的第七示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五和第六示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图11中图示的,在根据第七示范性实施例的微传感器封装中,电连接到感测芯片1000”的传感器电极的电阻器阵列400’在衬底3000’上形成。

电阻器阵列400’在衬底3000’的上表面上形成以便设置在感测芯片1000”外部。

传感器电极极板和加热器电极极板连接到感测芯片1000”的第一连接部分的上部分,并且金属图案3100’连接到第一连接部分的下部分。

连接到传感器电极极板中的一个的金属图案3100’连接到电阻器阵列400’的一侧。金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一侧。并且余下的金属图案3100’直接连接到金属部分3200。

电阻器阵列400’设置在罩2000内部。与第一示范性实施例中的一样,过滤器4000在罩2000上附连。

<实施例8>

在描述根据本发明的第八示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图12中图示的,在根据第八示范性实施例的微传感器封装中,在衬底3000’的上表面上形成的感测芯片1000”’的传感器电极和金属图案3100’经由线5000连接,并且在衬底3000’上形成电阻器阵列400’。

感测芯片1000”’的第二传感器电极极板和加热器电极极板通过线5000连接到金属图案3100’。金属部分3200连接到金属图案3100’。

第一传感器电极极板通过线5000连接到电阻器阵列400’的一侧。

金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一侧。

线5000和电阻器阵列400’设置在罩2000内部。与第一示范性实施例中的一样,过滤器4000在罩2000上附连。

<实施例9>

在描述根据本发明的第九示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图13中图示的,在根据第九示范性实施例的微传感器封装中,在罩2000内部形成过滤器4000’。

过滤器4000’附连到罩2000的上板的下表面。通过孔2100引入的气体在经过过滤器4000’后流入罩2000的腔。

过滤器4000’的材料可以与第一示范性实施例的过滤器的材料相同。

在感测芯片1000中,在传感器平台的上表面上形成电阻器阵列400。该电阻器阵列400在传感器电极上一体式形成。衬底3000的电阻器阵列400和金属图案3100通过填充在传感器平台的第一孔隙中的第一连接部分而连接。

<实施例10>

在描述根据本发明的第十示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图14中图示的,在根据第十示范性实施例的微传感器封装中,在衬底3000的上表面上形成的感测芯片1000’的传感器电极和金属图案3100通过线5000线接合。

与第一示范性实施例中的一样,感测芯片1000’具有在传感器平台的上表面上形成的电阻器阵列400。该电阻器阵列400在传感器电极的第一传感器电极极板上一体式形成。

从而,线5000的一端连接到电阻器阵列400的电阻垫,并且另一端连接到金属图案3100。

线5000设置在罩2000内部。过滤器4000’在罩2000上附连。

<实施例11>

在描述根据本发明的第十一示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九和第十示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图15中图示的,在根据第十一示范性实施例的微传感器封装中,电连接到感测芯片1000”的传感器电极的电阻器阵列400’在衬底3000’上形成。

传感器电极极板和加热器电极极板连接到感测芯片1000”的第一连接部分的上部分并且金属图案3100’连接到第一连接部分的下部分。

连接到传感器电极极板中的一个的金属图案3100’连接到电阻器阵列400’的一侧。并且金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一侧。并且余下的金属图案3100’直接连接到金属部分3200。

电阻器阵列400’设置在罩2000内部。过滤器4000’在罩2000的上板的下表面中附连。

<实施例12>

在描述根据本发明的第十二示范性实施例的微传感器封装中,相同符号将用于与根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十和第十一示范性实施例的微传感器封装的那些相同或相似的元件,并且详细描述和说明将被省略。

如在图16中图示的,在根据第十二示范性实施例的微传感器封装中,在衬底3000’的上表面上形成的感测芯片1000”的传感器电极和金属图案3100’通过线5000和电阻器阵列400’彼此连接。

感测芯片1000”’的第二传感器电极极板和加热器电极极板通过线5000连接到金属图案3100’。金属部分3200连接到金属图案3100’。

第一传感器电极极板通过线5000连接到电阻器阵列400’的一侧。

金属部分3200的上部分连接到电阻器阵列400’的另一侧。

线5000和电阻器阵列400’设置在罩2000内部。过滤器4000’在罩2000的上板的下表面中附连。

根据如上文描述的本发明的微传感器封装,可以获得下列效应。

(微传感器封装的)热导率可以通过包括以下而减少:衬底,在其上形成金属图案;设置在衬底上的感测芯片;罩,其覆盖感测芯片并且形成有用于向感测芯片供应气体的孔;和覆盖孔的过滤器,其中感测芯片包括:传感器平台,其具有沿上下方向形成的多个第一孔隙;和传感器电极,其在传感器平台的上部分或下部分上形成并且电连接到金属图案,使得它(微传感器封装)可以以低功率维持在高温。

用于向感测芯片供应气体的多个第二孔隙沿上下方向在罩中穿透地形成,使得存在不需要安装单独过滤器的优势。

衬底提供有pcb,使得微传感器封装可以以低成本制造。

沿上下方向在衬底中形成多个第三孔隙,使得热导率可以进一步减少。

过滤器被疏水处理使得防止水分渗入气体感测部分。

过滤器安装在罩外部使得过滤器可以容易安装在罩上。

采用特定气体选择性经过这一方式对过滤器表面处理,使得特定气体可以经过或被阻挡,从而提高测量精度。

电阻器阵列在与形成传感器电极的表面相同的表面上形成,使得电阻器阵列可以容易形成并且微传感器封装的体积可以减少。

第一孔隙沿上下方向穿透地形成,并且在第一孔隙内部,形成第一连接部分用于电连接传感器电极和金属图案,使其可以在没有线接合的情况下电连接。

在衬底中沿上下方向形成多个第三孔隙,并且电连接到金属图案的第二连接部分在第三孔隙内部形成,微传感器封装可以在没有线接合的情况下安装在印刷电路板上。

如上文描述的,尽管已参考优选示范性实施例描述本发明,本领域内技术人员可以对本发明做出各种改变和改动而不偏离在下文描述的权利要求中所写的本发明的实质和范围。

(符号描述)

1000:感测芯片100:传感器平台

101:气隙102:第一孔隙

110:第一支承120:第二支承

200:加热器电极210:加热丝

211a:第一弧形部分211b:第二弧形部分

211c:第三弧形部分212a:第一弯曲部分

212b:第二弯曲部分214:分隔空间

220a:第一加热器电极极板

220b:第二加热器电极极板

300:传感器电极

300a:第一传感器电极

300b:第二传感器电极

310a:第一传感器布线

310b:第二传感器布线

320a:第一传感器电极极板

320b:第二传感器电极极板

340:第一连接部分

400:电阻器阵列410a:第一电阻器垫

410b:第二电阻器垫410c:第三电阻器垫

410d:第四电阻器垫410e:第五电阻器垫

410f:第六电阻器垫420a:第一电阻器

420b:第二电阻器420c:第三电阻器

420d:第四电阻器420e:第五电阻器

500:虚拟金属510:空间

600:感测材料2000:罩

2100:孔3000:衬底

3001:通孔3100:金属图案

3200:金属部分4000:过滤器

5000:线

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