微传感器封装体的制作方法

本发明涉及一种微传感器封装体，尤其涉及一种在形成有传感器电极的基板，沿垂直方向贯通形成多个孔，在所述基板的下表面形成接合部，在处于所述传感器电极垫的下方的所述孔的内部形成将所述传感器电极垫与所述接合部电连接的连接部的微传感器封装体。

背景技术：

在图1中表示有可感测气体量的以往的气体传感器用超小型封装体，所述气体传感器用超小型封装体的简单说明如下。

在由绝缘性材料制成的四边板体状的主体部1的中央部，以特定厚度形成有芯片安装部2，在所述芯片安装部2的底面，通过环氧树脂3附着有传感器芯片4。

在所述主体部1的内部形成有多个电路线5，在所述芯片安装部2的内侧面边缘，沿内周面形成有特定高度的阶差部6。

在所述阶差部6形成有所述电路线5的一端部延伸而成的内侧端子5a，在所述主体部1的下表面边缘形成有另一端部延伸而成的外侧端子5b。

在所述传感器芯片4的上表面的中央部形成有感测气体的感测膜16，在边缘形成有将在感测膜16感测到的电阻变化传输到外部的多个传感器侧端子11，所述传感器侧端子11与所述电路线5的内侧端子5a分别通过银浆料12而实现电连接。

在所述主体部1的上侧，通过接着剂14以覆盖所述芯片安装部2的方式附着有盖13，在以此方式结合的盖13形成有多个气体孔15，以便气体可流入到芯片安装部2的内侧。

在以此方式构成的气体传感器用超小型封装体中，如果气体通过盖13的气体孔15流入到芯片安装部2的内侧，则因所流入的所述气体而形成在传感器芯片4的上表面的感测膜16的电阻值发生变化，以此方式发生变化的电阻值通过电路线5传输到控制部(未图示)而检测气体量。

然而，如上所述的以往的气体传感器用超小型封装体存在如下问题：因电连接端子的银浆料的高度而封装体的整体高度变高，从而在制作可装设到小型的电子机器的轻薄短小化的超小型封装体的方面有限。

另外，必须实施分别电连接各端子的连接作业，因此存在减少制造步骤数及因所述制造步骤数产生的制造成本有限的问题。

为了解决这种问题，在韩国注册专利公报第652571号中记载有在主体部形成芯片安装部及连通到芯片安装部的气体孔，在主体内部形成电路线的情况，但存在需在主体部的内部形成以直角连接在电路线的内侧端子而不易制造的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国注册专利公报第652571号

(专利文献2)日本注册专利公报第5403695号

(专利文献3)日本注册专利公报第5595230号

(专利文献4)日本注册专利公报第5483443号

技术实现要素：

[发明欲解决的课题]

本发明是为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种可提供轻薄短小的微传感器封装体，可不在内外部进行打线接合而装配到印刷基板(印刷电路板(printedcircuitboard，pcb))的微传感器封装体。

[解决课题的手段]

用以达成上述目的的本发明的微传感器封装体的特征在于包括感测芯片，所述感测芯片包括基板及形成在所述基板上的传感器电极，所述传感器电极包括传感器配线及连接到所述传感器配线的传感器电极垫，在所述基板沿垂直方向形成多个孔，在所述基板的下表面形成接合部，处于所述传感器电极垫的下方的所述孔以沿垂直方向贯通的方式形成，在处于所述传感器电极垫的下方的所述孔的内部形成将所述传感器电极垫与所述接合部电连接的连接部。

可在所述感测芯片的上部设置传感器盖，在所述传感器盖，以沿垂直方向贯通的方式形成空腔，所述传感器配线配置到所述空腔的内部。

所述微传感器封装体还可包括覆盖所述空腔的上部的阳极氧化铝(anodicaluminumoxide，aao)过滤器。

可对所述aao过滤器进行疏水性表面处理。

所述传感器盖可由陶瓷、塑胶、聚合物或氧化铝材料形成。

所述传感器盖可由收缩率或膨胀率与所述基板相同或相似的材料形成。

所述基板可由aao材料形成，所述传感器盖可由陶瓷材料形成。

可在所述基板形成多个所述传感器电极，在所述基板的上表面或下表面以配置到两个所述传感器电极之间的方式形成第一切断槽。

可在所述基板形成多个所述传感器电极，在所述传感器盖的上表面以配置到两个所述传感器电极之间的方式形成第二切断槽。

所述第二切断槽能够以越朝向所述感测芯片，则宽度越窄的方式形成。

所述传感器盖的厚度可形成为厚于所述基板的厚度。

[发明的效果]

根据如上所述的本发明的微传感器封装体，具有如下效果。

在形成有传感器电极的基板，以沿垂直方向贯通的方式形成多个孔，在所述基板的下表面形成接合部，在处于所述传感器电极垫的下方的所述孔的内部形成将所述传感器电极垫与所述接合部电连接的连接部，因此可提供轻薄短小的微传感器封装体，可不在内外部进行打线接合而装配到印刷基板(pcb)。

可在所述感测芯片的上部设置传感器盖，在所述传感器盖，以沿垂直方向贯通的方式形成空腔，所述传感器配线配置到所述空腔的内部，因此可有效地保护所述感测芯片。

所述微传感器封装体还可包括覆盖所述空腔的上部的aao过滤器而有效地阻止异物流入到感测气体的部分。

对所述aao过滤器进行疏水性表面处理而防止水分渗透到感测气体的部分。

所述传感器盖由塑胶或聚合物材料形成，因此耐久性较高且制作性优异。

所述传感器盖由收缩率或膨胀率与所述基板相同或相似的材料形成，因此更容易制造，即便所述传感器盖及所述基板收缩或膨胀，也防止分离。

所述基板由aao材料形成，所述传感器盖由陶瓷材料形成，因此可防止形成到感测芯片的加热器电极的热传递到除感测物质以外的部分，同时容易制造，即便所述传感器盖及所述基板收缩或膨胀，也防止分离。

在所述基板形成多个所述传感器电极，在所述基板的上表面或下表面以配置到两个所述传感器电极之间的方式形成第一切断槽、或在所述传感器盖的上表面以配置到两个所述传感器电极之间的方式形成第二切断槽，因此可仅通过简单的断裂过程切断单位封装体而无需繁琐地利用刀片进行切割，故而制造制程变简单。

所述第二切断槽以越朝向所述感测芯片，则宽度越窄的方式形成，因此可更有效地切断单位封装体。

所述传感器盖的厚度形成为厚于所述基板的厚度，因此在通过断裂过程切断所述传感器盖时，也可顺利地切断附着在所述传感器盖的所述感测芯片。

附图说明

图1是以往的气体传感器用超小型封装体的纵剖面图。

图2是本发明的优选实施例的微传感器封装体的剖面图。

图3是图2的微传感器封装体的感测芯片的俯视图。

图4是图3的a部分的放大图。

图5是图3的b-b部分的放大图。

图6是一次制造本发明的优选实施例的多个微传感器封装体时的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明的优选的一实施例进行说明。

作为参考，以下进行说明的本发明的构成中的与以往技术相同的构成参照如上所述的以往技术，不另作详细说明。

在记载为某个部分处于另一部分“上”的情况下，可为处于另一部分的正上方、或可在其等之间存在其他部分。作为对照，在记载为某个部分处于另一部分的“正上方”的情况下，不在其等之间介置其他部分。

此处所使用的专业术语仅用以记载特定实施例，并不意欲限定本发明。只要语句不表示与此处所使用的单数形态明显相反的含义，则所述单数形态也包括复数形态。说明书中所使用的“包括”的含义为将特定特性、区域、常数、步骤、动作、要素及/或成分具体化，而并非排除存在或附加其他特定特性、区域、常数、步骤、动作、要素、成分及/或族群。

“下方”、“上方”等表示相对性的空间的术语可用于更进一步容易地理解图中所示的一个部分相对于另一部分的关系。这些术语不仅包括图中所欲表达的含义，而且包括使用中的装置的其他含义或动作。例如，如果翻转图中的装置，则说明为处于另一部分的“下方”的某个部分将说明为处于另一部分的“上方”。因此，所谓“下方”的例示性术语包括上方向与下方向两者。装置可旋转90度或以其他角度旋转，表示相对性的空间的术语也据此来解释。

如图2至图6所示，本实施例的微传感器封装体的特征在于：包括感测芯片1000，所述感测芯片1000包括基板100及形成在所述基板100上的传感器电极300，所述传感器电极300包括传感器配线及连接到所述传感器配线的传感器电极垫，在所述基板100，沿垂直方向形成多个孔102，在所述基板100的下表面形成接合部330，处于所述传感器电极垫的下方的所述孔102以沿垂直方向贯通的方式形成，在处于所述传感器电极垫的下方的所述孔102的内部形成将所述传感器电极垫与所述接合部330电连接的连接部340。

感测芯片1000包括基板100及形成在基板100上的传感器电极300。

如果对金属材料的母材进行阳极氧化处理(anodizing)，则形成包括在表面具有多个穿通的孔(pore)的多孔层与存在于多孔层的下部的阻障层的阳极氧化被膜。此处的金属材料的母材可为铝(al)、钛(ti)、钨(w)、锌(zn)等，但优选为由轻量、容易加工、导热性优异且无重金属污染的担忧的铝或铝合金材料构成。

作为一例，通过对铝的表面进行阳极氧化处理而形成氧化铝被膜，所述氧化铝被膜包括在表面具有多个穿通的孔102的氧化铝多孔层、与存在于氧化铝多孔层的下部的阻障层。本发明的优选实施例中的基板100可将氧化铝被膜的阻障层全部去除而仅包括沿垂直方向贯通有孔102的氧化铝多孔层。与此不同，也可仅去除所述阻障层的一部分而仅沿垂直方向贯通形成有传感器电极垫的部分的孔。

从阳极氧化的铝(aao)中去除所述铝与所述阻障层而沿垂直方向贯通基板100的孔102。基板100由氧化铝多孔层形成，因此隔热性能提高。

孔102形成为纳米尺寸。

基板100可由平面形状为四边形的板材形成。

基板100包括形成在基板100的中心的第一支撑部110、与第一支撑部110相隔而形成在外侧的第二支撑部120及连接第一支撑部110与第二支撑部120的桥接部。

第一支撑部110整体呈圆筒形状，在其外周连接多个所述桥接部。

另外，在基板100的第一支撑部110的周边、即第一支撑部110与第二支撑部120之间形成多个气隙101。

气隙101是沿垂直方向贯通而形成。即，气隙101为从基板100的上表面贯通至下表面而形成的空间。

气隙101的最大宽度(宽度)形成为宽于孔102及以下叙述的所述传感器配线或发热配线210的最大宽度。气隙101形成为圆弧形状，且形成4个。多个气隙101沿圆周方向相隔地配置。

气隙101可不连续地形成多个。气隙101及所述桥接部围绕第一支撑部110的周边而交替地配置。因此，第一支撑部110与第二支撑部120在除所述桥接部以外的部分因气隙101而彼此隔开。通过对第一支撑部110的周边进行蚀刻而不连续地形成气隙101，由此形成这种桥接部。因此，多个所述桥接部的一端连接到第一支撑部110，另一端连接到第二支撑部120。第一支撑部110与第二支撑部120通过四个所述桥接部而在四个位置彼此连接。

传感器电极300形成到基板100的上表面。

这种传感器电极300感测气体附着在感测物质600时的电性能的变化。

传感器电极300包括第一传感器电极300a及与第一传感器电极300a相隔地配置的第二传感器电极300b。第一传感器电极300a与第二传感器电极300b相隔地配置，以在平面上垂直配置的中心线为基准而对称地形成。

第一传感器电极300a及第二传感器电极300b分别包括形成到第一支撑部110的所述传感器配线、与连接到所述传感器配线而形成到所述桥接部及第二支撑部120的传感器电极垫。

第一传感器电极300a包括形成到第一支撑部110的上表面的第一传感器配线310a及连接到第一传感器配线310a的第一传感器电极垫320a。

第二传感器电极300b包括形成到第一支撑部110的上表面的第二传感器配线310b及连接到第二传感器配线310b的第二传感器电极垫320b。

所述传感器配线包括第一传感器配线310a及第二传感器配线310b。所述传感器电极垫包括所述第一传感器电极垫320a及所述第二传感器电极垫320b。所述传感器配线以固定宽度形成。所述传感器电极垫位于所述桥接部及第二支撑部120的上表面，以具有宽于第一传感器配线310a及第二传感器配线310b的宽度的方式形成。第一传感器电极300a及第二传感器电极300b的所述传感器电极垫以越朝向端部则宽度越宽的方式形成。即，所述传感器电极垫以越朝向第一传感器配线310a及第二传感器配线310b则宽度越窄的方式形成。

传感器电极300由pt、w、co、ni、au及cu中的一种或包括其中至少一种的混合物形成。

加热器电极200形成到基板100的上表面。

位于加热器电极200及传感器电极300的下部的孔102因加热器电极200与传感器电极300而上部被堵塞，下部开放。

加热器电极200包括：发热配线210，以较所述传感器电极垫更靠近所述传感器配线的方式形成到第一支撑部110；以及所述加热器电极垫，连接到发热配线210而形成到第二支撑部120及所述桥接部。

发热配线210形成到第一支撑部110的上表面，在第一传感器配线310a及第二传感器配线310b的外侧包覆所述第一传感器配线及第二传感器配线的至少一部分而形成。并且，所述加热器电极垫包括分别连接到发热配线210的两端而彼此隔开的第一加热器电极垫220a及第二加热器电极垫220b。

俯视时，发热配线210以相对于第一支撑部110的垂直中心线对称的方式形成，包括形成为圆弧形状的多个弧部及连接弧部的多个连接部。

如图3所示，发热配线210以与第一弧部211a、第一连接部212a、第二弧部211b、第二连接部212b…第三弧部211c相同的方式反复连接多个弧部及连接部而形成，所述第一弧部与气隙101相邻而形成为圆弧形状，第一连接部从所述第一弧部211a的一端向第一支撑部110的内侧弯曲延伸，所述第二弧部从第一连接部212a的端部以圆弧形状延伸形成而向第一弧部211a的内侧相隔配置，所述第二连接部从第二弧部211b的端部向第一支撑部110的内侧延伸形成。

发热配线210从第一弧部211a连接至第三弧部211c而构成为一体。

发热配线210的多个弧部分别大致形成为半圆弧形状而整体构成圆形。因此，第一支撑部110及感测物质600的温度均匀性提高。

发热配线210的中心部是两侧的弧部彼此汇合的位置，两个圆弧形状的弧部结合而构成一侧开放的圆形。并且，在所述圆形的内侧形成间隔空间部214。间隔空间部214从第一支撑部110及发热配线210的中心部延伸至第一支撑部110及发热配线210的最左侧而形成。在间隔空间部214配置所述传感器配线。另外，在第一弧部211a的另一端部连接第一加热器电极垫220a，在第三弧部211c的一端部连接第二加热器电极垫220b。

加热器电极200由pt、w、co、ni、au及cu中的一种或包括其中至少一种的混合物形成。

另一方面，在发热配线210的两端、即在分别连接第一加热器电极垫220a及第二加热器电极垫220b的第一弧部211a与第三弧部211c的端部之间形成虚拟金属500。虚拟金属500形成到第一支撑部110的上表面。

虚拟金属500在加热器电极200的发热配线210与气隙101之间配置成圆弧形状。虚拟金属500与相邻的发热配线210相隔而形成。

虚拟金属500形成到发热配线210的外侧，优选为金属。虚拟金属500的材料可与电极材料相同，此处的电极材料可为铂、铝、铜等金属。

较第一弧部211a及第三弧部211c的内侧的剩余弧部的中心角更小地形成所述第一弧部及第三弧部的中心角。在发热配线210的外周中，在第一弧部211a与第三弧部211c的端部之间形成空间510，虚拟金属500位于所述空间510。

以虚拟金属500的形成面积局部地填充发热配线210的外周的空间510。因此，俯视时，发热配线210及虚拟金属500的外周实质上构成圆形，由此第一支撑部110的温度均匀性提高而以低功率升温的第一支撑部110上的发热配线210的温度分布变得更均匀。

所述加热器电极垫包括分别连接到发热配线210的两端的第一加热器电极垫220a及第二加热器电极垫220b。如上所述，形成至少2个以上的所述加热器电极垫。所述加热器电极垫以越朝向外侧则宽度越宽的方式形成。即，所述加热器电极垫以越朝向发热配线210则宽度越窄的方式形成。所述加热器电极垫以具有大于发热配线210的宽度的方式形成。

所述加热器电极垫与所述传感器电极垫以第一支撑部110为中心而配置成放射状。所述加热器电极垫与所述传感器电极垫的末端分别以靠近基板100的各角隅的方式配置而以彼此隔开的方式配置。

在加热器电极200及传感器电极300的上部的一部分形成防变色保护层(未图示)。所述防变色保护层可由氧化物类的材料形成。进而，所述防变色保护层由氧化钽(taox)、氧化钛(tio2)、氧化硅(sio2)及氧化铝(al2o3)中的至少一种形成。

发热配线210与第一传感器配线310a及第二传感器配线310b由气隙101包围。即，在发热配线210与第一传感器配线310a及第二传感器配线310b的周围配置气隙101。气隙101配置到发热配线210与第一传感器配线310a及第二传感器配线310b的侧部。

详细而言，气隙101配置到第一传感器电极300a的第一传感器电极垫320a与第一加热器电极垫220a之间、第一加热器电极垫220a与第二加热器电极垫220b之间、第二加热器电极垫220b与第二传感器电极300b的第二传感器电极垫320b之间及第二传感器电极300b的第二传感器电极垫320b与第一传感器电极300a的第一传感器电极垫320a之间。即，气隙101形成到除支撑加热器电极200及传感器电极300的部分以外的区域。

因气隙101而在基板100形成共同支撑发热配线210及所述传感器配线的第一支撑部110、支撑所述加热器电极垫与所述传感器电极垫的第二支撑部120及所述桥接部。

第一支撑部110以面积广于发热配线210及所述传感器配线的面积方式形成。

在第一支撑部110形成覆盖发热配线210及所述传感器配线的感测物质600。即，感测物质600形成到与第一支撑部110对应的位置。印刷形成感测物质600。如上所述，如果印刷形成感测物质600，则在形成感测物质600后，在感测物质600的表面残留网状形态的痕迹。

在基板100的下表面形成接合部330。即，接合部330在基板100中形成到形成有所述传感器电极垫或所述加热器电极垫的面的相反面。另外，接合部330配置到与所述传感器电极垫或所述加热器电极垫的位置对应的位置。

接合部330为装配印刷电路板(pcb)的部分。

处于所述传感器电极垫或所述加热器电极垫的下方的孔102沿垂直方向贯通而形成。配置到所述传感器电极垫或所述加热器电极垫与接合部330之间的孔102沿垂直方向贯通而形成。

即，孔102以从形成有所述传感器电极垫或所述加热器电极垫的面贯通至相反面的方式形成。

在处于所述传感器电极垫或所述加热器电极垫的下方的多个孔102的内部形成将所述传感器电极垫或所述加热器电极垫与接合部330电连接的连接部340。连接部340形成为具有数纳米的直径的柱形状。

如果将接合部330电连接到印刷电路板(pcb)，则可对加热器电极200供给电源，可感测传感器电极300的信号。

如上所述，在基板100的下表面形成装配到印刷电路板(pcb)的接合部330，在孔102的内部形成将接合部330与形成在基板100的上表面的所述传感器电极垫或所述加热器电极垫连接的连接部340，从而即便不另外进行蚀刻作业，也可形成连接部340，可不进行打线接合而以表面安装器件(surfacemountdevice，smd)形态装配到印刷电路板，因此微传感器封装体的装配作业变容易。另外，可将微传感器封装体轻薄短小化。

在感测芯片1000的上部设置覆盖感测芯片1000的传感器盖2000。传感器盖2000的下表面通过接合剂3000而接合到感测芯片1000的上部。

传感器盖2000由板材构成。

传感器盖2000由塑胶或聚合物材料形成，因此不对反应气体产生影响，耐久性较高且制作性优异。

进而，传感器盖2000由收缩率或膨胀率与基板100相同或相似的材料形成，因此制造变得更容易，即便传感器盖2000及基板100收缩或膨胀，也防止其分离。

例如，如上所述，基板100由aao(anodizedaluminumoxide)材料形成，传感器盖2000由陶瓷材料形成，因此可防止形成到感测芯片1000的加热器电极200的热传递到除感测物质600以外的部分，同时量产容易，即便所述传感器盖2000及所述基板100收缩或膨胀，也防止其分离。

在传感器盖2000，以沿垂直方向贯通的方式形成空腔2100。空腔2100以越朝向下方、即越朝向感测芯片1000则空腔2100的水平截面积越小的方式形成为锥形。因此，气体顺畅地供给到感测芯片1000。

所述传感器配线、发热配线210、第一支撑部110、气隙101及感测物质600配置到所述空腔2100的内部，因此气体可有效地传输到在感测芯片1000感测气体的部分。

即，传感器盖2000的内壁包围第一支撑部110的外围。

所述微传感器封装体还包括覆盖空腔2100的上部的aao过滤器4000，气体在通过aao过滤器4000后，供给到感测芯片1000。

在传感器盖2000的上部，能够以连通到空腔2100的方式形成安装aao过滤器4000的过滤器安装槽。因所述过滤器安装槽而aao过滤器4000的设置变得更容易。

aao过滤器4000通过接着剂等而接着到传感器盖2000的上部。在aao过滤器4000形成沿垂直方向贯通的多个纳米尺寸的孔。aao过滤器4000的所述孔连通到空腔2100。因此，可有效地阻止异物流入到感测气体的部分。

进而，对aao过滤器4000的孔的内部进行疏水性表面处理，从而防止水分渗透到感测气体的部分。

以下，对具有上述构成的本实施例的作用进行说明。

为了测定气体浓度，首先对加热器电极200的2个加热器电极垫220施加固定的电力而将感测物质600加热至固定的温度。

通过aao过滤器4000的空腔2100的内部的气体吸附到升温的感测物质600或从所述感测物质解吸。

因此，第一传感器配线310a与第二传感器配线310b之间的导电率发生变化而感测气体。

另外，为了实现更精确的测定，通过加热器电极200进行高温加热而强制性地去除已吸附在感测物质600的其他气体类或水分来将感测物质600恢复到初始状态，之后测定目标气体的浓度。

另一方面，为了一次制造多个微传感器封装体，可像图5所示一样在一个基板100形成多个传感器电极300及加热器电极200。

在基板100的上表面或下表面，以配置到两个传感器电极300之间的方式形成第一切断槽130。在本实施例中，基板100在设置传感器盖2000的面的相反面即下表面形成第一切断槽130。第一切断槽130沿垂直方向形成。

另外，在传感器盖2000的上表面，以配置到两个传感器电极300之间的方式形成第二切断槽2200。即，传感器盖2000在面向基板100的面的相反面，沿垂直方向形成第二切断槽2200。

第二切断槽2200以越朝向感测芯片1000则宽度越窄的方式形成为锥形。

可通过第一切断槽130及第二切断槽2200而仅以简单的断裂过程沿切断线d切断单位封装体，因此无需繁琐地利用刀片进行切割，从而制造制程变简单。

另外，传感器盖2000的厚度形成为厚于基板100的厚度，因此在通过断裂过程切断附着有基板100的传感器盖2000时，也可顺利地切断感测芯片1000的基板100。

如上所述，参照本发明的优选实施例进行了说明，但本技术领域的普通技术人员可在不脱离随附的权力要求书中所记载的本发明的思想及技术领域的范围内，对本发明进行各种修正或变形而实施。