微传感器封装及其制造方法与流程

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微传感器封装及其制造方法与流程

本发明涉及微传感器封装及其制造方法,更特别地,涉及这样的微传感器封装及其制造方法,其中传感器平台和罩通过粘合层而侧对侧表面接合。



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阶状部分6。

在阶状部分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这样的方式耦接使得气体可以引入芯片安装部分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变化,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,使得存在当温度需要上升到高温时需要高功率这一问题。

另外,因为盖13的下表面和框架1的上表面通过粘合剂14接合,因此存在测量精度因为贯穿盖13与框架1之间引入未过滤气体而下降这一问题。

(现有技术文件)

(专利文件)

[专利文献1]韩国专利no.652571

[专利文献2]日本专利no.5403695

[专利文献3]日本专利no.5595230

[专利文献4]日本专利no.5483443

[专利文献5]韩国专利公开no.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的是提供微传感器封装及其制造方法以防止未过滤气体被引入封装。

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:传感器平台;感测芯片,其包括形成在传感器平台中的传感器电极;罩,其覆盖传感器电极;和形成在传感器平台和罩的侧表面上的粘合层,用于使传感器平台和罩接合。

可以进一步包括电连接到感测芯片的衬底。

在衬底的上表面上还形成粘合层使得感测芯片和衬底可以接合在一起。

在传感器平台中,可以沿上下方向形成多个第一孔隙。

在罩中,可以沿上下方向形成用于向感测芯片供应气体的多个第二孔隙。

在罩中形成设置有传感器电极的至少一部分的腔,并且该腔沿上下方向穿透地形成,并且可以进一步包括覆盖腔的过滤器。

在过滤器中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腔相通。

在过滤器的侧表面上还形成粘合层使得过滤器可以与罩接合。

在传感器平台中,形成加热器电极,并且该加热器电极包括比传感器电极的传感器电极极板更靠近传感器布线设置的加热丝,并且在传感器平台中形成用于围绕加热丝的气隙,并且可以进一步包括设置在感测芯片下方且沿上下方向穿透地形成有多个第三孔隙的多孔层。

在传感器平台中,形成加热器电极,并且该加热器电极包括比传感器电极的传感器电极极板更靠近传感器布线设置的加热丝,并且在传感器平台中形成围绕加热丝的气隙,并且气隙的上侧是开放的,并且在气隙下方可以设置多个第一孔隙。

第一孔隙沿上下方向穿透地形成,并且电连接到传感器电极的第一连接部分可以形成在多个第一孔隙的至少一部分内部。

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;设置在传感器平台上方的传感器电极;设置在传感器平台上方并且覆盖传感器电极的罩;和形成在传感器平台和罩的侧表面上并且使传感器平台和罩接合在一起的粘合层。

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:感器平台;设置在传感器平台上方的传感器电极;设置在传感器平台上方并且覆盖传感器电极的罩;和形成在传感器平台和罩的外侧上并且使传感器平台和罩接合在一起的粘合层。

为了实现上文描述的目标,本发明的微传感器封装的制造方法的特征在于并且包括以下步骤:使形成有多个腔的罩堆叠在形成有多个传感器电极的传感器平台的上侧上;进行蚀刻以在罩和传感器平台中形成中空空间;以及将粘合剂注入中空空间,其中传感器电极的至少一部分设置在腔中,并且中空空间设置在两个传感器电极之间。

在堆叠步骤中,传感器平台可以堆叠在衬底的上部分上。

在传感器平台中,沿上下方向形成多个第一孔隙,并且这些第一孔隙可以通过使由金属制成的基底材料阳极化而形成。

在罩中,多个第二孔隙沿上下方向穿透地形成,并且这些第二孔隙可以通过使由金属制成的基底材料阳极化而形成。

腔沿上下方向穿透地形成,并且覆盖腔的过滤器可以堆叠在罩的上部分上。

在过滤器中,多个第四孔隙沿上下方向穿透地形成,并且这些第四孔隙可以通过使由金属制成的基底材料阳极化而形成。

在注入粘合剂的步骤中,粘合剂可以有意溢出。

并且可以进一步包括切割步骤用于在注入粘合剂的步骤后沿上下方向切割粘合剂。

在传感器平台中,形成加热器电极,并且该加热器电极包括比传感器电极的传感器电极极板更靠近传感器布线设置的加热丝,并且在传感器平台中形成用于围绕加热丝的气隙,并且在堆叠步骤中,可以堆叠沿上下方向形成有多个第三孔隙的多孔层。

在传感器平台中,形成加热器电极,并且该加热器电极包括比传感器电极的传感器电极极板更靠近传感器布线设置的加热丝,并且在传感器平台中形成用于围绕加热丝的气隙,并且气隙的上侧是开放的,并且在气隙下方可以设置多个第一孔隙。

附图说明

图1是用于气体传感器的微型封装的垂直横截面图。

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是图3中沿线b-b的横截面图。

图6是图示根据本发明的第一示范性实施例的微传感器封装的制造方法的一系列横截面图。

图7是根据本发明的第一示范性实施例在制造微传感器封装时的蚀刻步骤的平面图。

图8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9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10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11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12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。

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部件相同的本发明的部件,单独的详细描述将被省略,而将参考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于其间关联。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其间。

使用的术语仅仅涉及特定实施例并且不意在限制本发明。当在本文中使用时,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”等是表示相对空间的术语,并且它们可以用于较容易地描述一个部件关于图中图示的另一部件的关系。这些术语意在包括与图中预期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,则在原来另一部件的“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,并且也相应地解释指示相对空间的术语。

<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:传感器平台100;感测芯片1000,其包括形成在传感器平台100中的传感器电极300;罩2000,其覆盖传感器电极300;和形成在传感器100和罩2000的侧表面上的粘合层6000,用于使传感器平台100和罩2000接合。

感测芯片1000设置在衬底3000的上部分处。

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。从而,衬底3000电连接到感测芯片1000。

衬底3000由pcb或陶瓷材料制成。衬底3000由与设置在衬底3000的上部分上的传感器平台100和罩2000的材料不同的材料制成。

在衬底3000中沿上下方向在对应于金属图案3100的位置处穿透地形成通孔3001。金属部分3200设置在通孔3001内部。该金属部分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形成为在衬底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;和形成在传感器平台100的上部分或下部分上并且电连接到金属图案3100的传感器电极300。

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。

传感器平台100的左右和前后宽度形成为分别比衬底3000的左右和前后宽度短。

因此,衬底3000的外侧表面从传感器平台100的外侧表面向外进一步伸出。侧表面意指排除上表面和下表面的表面。

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,在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(氧化物)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的桥部分。

第一支承110的形状一般是圆柱形,并且多个桥部分连接到其外周边。

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是通过从上表面穿过传感器平台100到下表面所形成的空间。

气隙101的最大宽度(左右宽度)形成为比第一孔隙102和传感器布线或加热丝210的最大宽度宽,这稍后将会进行描述。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可以不连续地形成。气隙101和桥部分围绕第一支承110的周边交替设置。因此,第一支承110和第二支承120由于在除桥部分以外的部分处的气隙101而彼此隔开。桥部分通过蚀刻第一支承110附近来不连续地形成气隙101而形成。从而,多个桥部分的一端连接到第一支承110并且另一端连接到第二支持120。第一支承110和第二支承120通过四个桥部分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。从而,传感器电极300设置在传感器平台100上方。

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表面上垂直设置的中心线对称形成。

第一和第二传感器电极300a和300b中的每个包括形成在第一支承部分110上的传感器布线以及形成在桥部分和第二支承120上的传感器电极极板。

第一传感器电极300a包括形成在第一支承110的上表面上的第一传感器布线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包括形成在第一支承110的上表面上的第二传感器布线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部分和第二支承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随它们朝其末端部分行进而具有更宽宽度。即,传感器电极极板形成为随它们朝第一传感器布线310a和第二传感器布线310b行进而具有更窄宽度。

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阻挡并且其下侧开放。

加热器电极200包括:形成在第一支承110上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并且形成在第二支承120和桥部分上的加热器电极极板。

加热丝210形成在第一支承110的上表面上并且通过从第一传感器布线310a和第二传感器布线310b外侧围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。

加热丝210形成为关于第一支承110的垂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通过第三弧形部分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交会,并且呈弧形形状的两个弧形部分联接在一起来形成圆形形状,该圆形形状一侧是开放的。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哑元金属(dummymetal)500。哑元金属500在第一支承110的上表面上形成。

哑元金属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。哑元金属500与相邻加热丝210隔开形成。

哑元金属500形成在加热丝210的外侧上并且优选地是金属。哑元金属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诸如铂、铝或铜的金属。

第一弧形部分211a和第三弧形部分211c形成为与在其内侧的其余弧形部分相比具有小的圆心角。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,并且哑元金属500位于该空间510中。

加热丝210的外周边上的空间510与哑元金属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的外周边和哑元金属500形成大致圆形形状,所以第一支承110的温度均匀性得到提高,以低功率加热的第一支承110上的加热丝210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,加热器电极极板形成为至少两个或更多个。加热器电极极板形成为随它朝外侧行进而具有更宽宽度。即,加热器电极极板形成为随它朝加热丝210行进而具有更窄宽度。加热器电极极板形成为具有比加热丝210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变色的保护层(未示出)。用于防止变色的保护层可以由基于氧化物的材料形成。此外,用于防止变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围绕。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形成在第一传感器电极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形成在排除支承加热器电极200和传感器电极300的部分的区域中。

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以及桥部分形成在传感器平台100中。

第一支承110形成为具有比加热丝210和传感器布线大的区域。

第一支承110形成有加热丝210和覆盖传感器布线的感测材料600。即,感测材料600形成在对应于第一支承110的位置处。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,则在形成感测材料600后,类似于网状网络的迹线被留在感测材料600的表面上。

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形成在传感器平台100上。

电阻器阵列400形成在传感器平台100的上表面上并且在与传感器电极300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,而电阻器阵列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(sheetresistor)或精细图案(线形状)的形状形成,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一体地形成。因此,电阻器阵列400与传感器电极300一体地形成。与此不同,电阻器阵列和传感器电极单独地形成,但电阻器阵列可以安装或形成在传感器平台上。

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,并且电阻随线宽(前后宽度)变得更细而变得更大。

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连接到串联的电阻器阵列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(wirebonding)或类似方式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,第一孔隙102形成为从表面(其中形成传感器电极极板或电阻器垫或加热器电极极板的表面)穿透到相对表面。

在传感器电极极板或电阻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。第一连接部分340的下部分可以形成为比传感器平台100的下表面低地伸出。由于此,第一连接部分340与金属图案3100之间的连接可以变得更平滑。

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还形成在底表面上,该底表面与其上形成传感器电极、加热器电极和电阻器的表面相对。传感器接合部分的上部分沿左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。设置在孔隙内部的连接部分可以由导电金属材料形成。

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上一体地形成,所以五个电阻器垫410b、410c、410d和410e中的至少一个或第二传感器电极极板320b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,使得可以在没有任何额外蚀刻操作的情况下形成第一连接部分340,并且其可以在没有线接合的情况下采用表面安装器件(smd)的形式安装。

罩2000覆盖形成在感测芯片1000的上表面上的传感器电极300、加热器电极200和电阻器阵列400。

罩2000设置在感测芯片1000的传感器平台100的上部分处。

罩2000的左右和前后宽度形成为等于传感器平台100的左右和前后宽度或与之相似。即,罩2000的外部形状形成为对应于传感器平台100的外部形状。因此,罩2000的外侧表面在传感器平台100的外侧表面上连续形成。

在罩2000中,形成其中设置传感器电极300的至少一部分的腔。

腔沿上下方向穿透地形成。即,腔形成为使得上和下部分是开放的。

罩2000围绕传感器电极300、加热器电极200以及电阻器阵列400的侧部分。

罩2000以多孔板的形状形成,其中沿上下方向形成第二孔隙。此外,第二孔隙通过使铝阳极化而形成。在这样的罩2000中,通过蚀刻或类似方式来形成腔。这样,附连到传感器平台100的罩2000由与传感器平台100相同的材料形成,使得它可以在制造期间一次被蚀刻。

提供过滤器4000以便覆盖腔。

因此,气体在穿过过滤器4000后供应给感测芯片1000。

过滤器4000以板的形状形成并且设置在罩2000的上侧中。从而,过滤器4000安装在罩2000的外侧中。

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层形成,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。第四孔隙与腔相通。

过滤器4000的第四孔隙的内部经受疏水表面处理以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穿过或被阻挡。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穿过。即,根据待检测气体的类型,第四孔隙的直径可以是不同的。

在传感器平台100和罩2000以及过滤器4000的外侧上形成粘合层6000以便使传感器平台100和罩2000接合到过滤器4000。

即,粘合层6000形成在传感器平台100、罩2000和过滤器4000的外侧上。粘合层沿上下方向穿透地形成以便贯穿在传感器平台100与罩2000之间以及罩2000与过滤器4000之间。

即,粘合层6000使传感器平台100、罩2000和过滤器4000的外侧表面彼此连接性地接合。

粘合层6000围绕传感器平台100和罩2000以及过滤器4000的外侧表面以便防止外来物质或未过滤气体被引入贯穿传感器平台100和罩2000之间或罩2000与过滤器4000之间。

粘合层6000围绕传感器平台100、罩2000和过滤器4000的侧表面的至少一部分或整个圆周。

粘合层6000形成为也围绕金属图案3100的外侧表面。

另外,粘合层6000也形成在从衬底3000向外伸出的部分的上表面上来连接传感器平台100的外侧表面和衬底3000的上表面,由此使传感器平台100与衬底3000接合。

用于连接构件中的每个的粘合层6000一体地形成。

粘合层6000的外侧表面在衬底3000的外表面上连续形成。

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,腔内部已经穿过过滤器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被放大来检测气体。

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,使得气体浓度得以测量。

本示范性实施例的微传感器封装的制造方法的特征在于并且包括以下步骤:使形成有多个腔的罩2000堆叠在形成有多个传感器电极300和加热器电极200的传感器平台100的上侧上;进行蚀刻以在罩2000和传感器平台100中形成中空空间20;并且将粘合剂注入中空空间20,其中传感器电极300的至少一部分设置在腔中,并且中空空间20设置在两个传感器电极300之间。

在堆叠步骤中,形成有多个腔的罩2000堆叠在其上形成多个传感器电极300和加热器电极200以及电阻器阵列400的传感器平台100上。

罩2000堆叠成使得传感器电极300和加热器电极200的至少一部分设置在腔中。

传感器平台100堆叠在其上形成金属图案3100的衬底3000的上侧上。当它堆叠时,传感器电极300、加热器电极200和电阻器阵列400电连接到金属图案3100。

衬底3000提供有pcb。

另外,覆盖腔的过滤器4000堆叠在罩2000的上侧上。

即,呈平板形状的感测芯片1000堆叠在呈平板形状的衬底3000上,并且形成为沿上下方向穿透腔的呈平板形状的罩2000堆叠在感测芯片1000上,并且呈平板形状的过滤器4000堆叠在罩2000上。由于此,传感器电极300、加热器电极200和电阻器阵列400被设置在腔内部,该腔在垂直和水平方向上封闭。

传感器平台100、罩2000和过滤器4000由aao材料形成,其中多个孔隙通过使铝(金属材料)阳极化而沿上下方向形成。

过滤器4000的第四孔隙沿上下方向穿透地形成。

随后,通过在堆叠在衬底3000上的传感器平台100和罩2000以及过滤器4000上蚀刻而形成多个中空空间20。中空空间20沿上下方向形成。传感器平台100、罩2000和过滤器4000由aao材料形成并且在蚀刻期间沿上下方向被蚀刻。在蚀刻步骤中,衬底3000不被蚀刻。

中空空间20设置在两个(相邻)传感器电极300之间。

中空空间20设置在两个腔之间。

中空空间20形成为围绕腔的侧,如在图7中图示的。

中空空间20、20’和20”以字母‘g’或「」或正方形的形状形成,正方形边分离使得中空空间20的内侧和外侧在一个或两个或四个地方连接。

即,中空空间20、20’和20”形成为使得中空空间20的内侧和外侧在至少一个地方连接。

与此不同,与本示范性实施例中的一样,当提供具有与传感器平台100的材料不同的材料的衬底3000时,中空空间20可以形成为围绕腔的整个圆周。

这样,在形成中空空间20后,通过将粘合剂注入中空空间20来形成粘合层6000。

从而,粘合层6000在单位微传感器封装之间沿上下方向形成。

在注入步骤后,沿上下方向沿粘合剂切割粘合层6000和衬底3000。由于此,形成单位微传感器封装。

这样,因为沿粘合剂的线进行切分,脆性的传感器平台100、罩2000和过滤器4000的切分区被最小化或消除,使得在切分过程期间防止传感器平台100、罩2000和过滤器4000的破裂。

另外,即使在切分后,这样的粘合层6000也起到使衬底3000的上表面和传感器平台100、罩2000和过滤器4000的外侧表面连接性地组合的作用。

<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8中图示的,在根据第二示范性实施例的微传感器封装中,用于向感测芯片1000供应气体的多个第二孔隙沿上下方向在罩2000’中穿透地形成。

第二孔隙可以通过使由金属材料制成的基底材料阳极化而形成。

优选地,第二孔隙用aao形成。

这样的罩2000’还同时起到过滤器的作用。即,本示范性实施例的罩2000’与过滤器一体地形成。

在本示范性实施例的罩2000’中形成的腔通过蚀刻形成,使得仅腔的下部分是开放的。腔被提供有沿上下方向穿透的第二孔隙的多孔层阻挡。

感测芯片1000堆叠在衬底3000的上侧上并且罩2000’堆叠在感测芯片1000的传感器平台的上侧上。

粘合层6000形成在衬底3000的上表面上以及传感器平台和罩2000’的外侧表面上,由此使衬底3000、传感器平台和罩2000’彼此接合。

<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9中图示的,在根据第三示范性实施例的微传感器封装中,在罩2000’的上表面上也形成粘合层6000’。

本示范性实施例的罩2000’由aao材料形成,以便同时履行与第二示范性实施例中的一样的过滤器的作用,并且形成腔使得仅其下侧是开放的。

感测芯片1000堆叠在衬底3000的上侧上,并且罩2000’堆叠在感测芯片1000的传感器平台的上侧上。

在衬底3000的上表面上以及在传感器平台和罩2000’的外侧表面上以及在罩2000’的上表面的一部分上形成粘合层6000’使得接合强度可以进一步增强。粘合层6000’沿罩2000’的上表面的边缘形成。

粘合层6000’的上表面比设置在封装的最上端中的罩2000’的上表面向上伸出更远地形成。

这样的粘合层6000’通过在制造微传感器封装时在将粘合剂注入中空空间的步骤中使粘合剂溢出而形成。

<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10中图示的,在根据第四示范性实施例的微传感器封装中,单独提供罩2000和过滤器4000,并且在设置在该封装的最上端处的过滤器4000的上表面上还形成粘合层6000’。

感测芯片1000堆叠在衬底3000的上侧上,并且罩2000堆叠在感测芯片1000的传感器平台的上侧上,并且过滤器4000堆叠在罩2000的上侧上。

粘合层6000’形成在衬底3000的上表面上、传感器平台和罩2000以及过滤器4000的外侧表面上以及在过滤器4000的上表面的一部分上。

从而,衬底3000、传感器平台、罩2000和过滤器4000彼此接合。

<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11中图示的,在根据第五示范性实施例的微传感器封装中,进一步包括多孔层7000,其设置在感测芯片1000的传感器平台的下侧中并且沿上下方向形成有多个第三孔隙。

多孔层7000堆叠在衬底3000上,并且感测芯片1000堆叠在多孔层7000上,并且罩2000堆叠在传感器平台上,并且过滤器4000堆叠在罩2000的上侧上。

多孔层7000通过使由金属材料制成的基底材料阳极化而形成。

多孔层7000设置在传感器平台中形成的气隙的下侧中,以便阻挡气隙的下侧。由于此,防止通过气隙的下部分将外来物质引入感测芯片1000的感测材料。即,多孔层7000起到过滤器的作用。另外,由于该多孔层7000,可以减少热导率。

多孔层7000的多个第三孔隙的至少一部分沿上下方向穿透地形成,并且由此在沿上下方向穿透的第三孔隙内部形成第二连接部分。该第二连接部分电连接到感测芯片1000的第一连接部分以及衬底3000的金属图案。

粘合层6000形成在衬底3000的上表面上、在多孔层7000、传感器平台、罩2000和过滤器4000的外侧表面上。

从而,衬底3000、多孔层7000、传感器平台、罩2000和过滤器4000彼此接合。

与之前的描述不同,传感器平台和多孔层可以一体地形成而不是单独提供它们。在该情况下,传感器平台提供有沿上下方向形成的多个第一孔隙,并且在传感器平台中形成的气隙形成为不沿上下方向穿透,但采用其上部分开放而下部分封闭这一方式形成。此外,它采用在气隙下方设置多个第一孔隙这一方式形成。

<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12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的传感器平台下方设置多孔层7000,并且在该封装的最上端处设置的过滤器4000的上表面上还形成粘合层6000’。

多孔层7000堆叠在衬底3000的上侧上,并且感测芯片1000在堆叠多孔层7000的上侧上,并且罩2000堆叠在传感器平台的上侧上,并且过滤器4000堆叠在罩2000的上侧上。

粘合层6000’形成在衬底3000的上表面上、在多孔层7000、传感器平台、罩2000和过滤器4000的外侧表面上。

从而,衬底3000、多孔层7000、传感器平台、罩2000和过滤器4000彼此接合。

根据如上文描述的根据本发明的微传感器封装及其制造方法,可以获得下列效果。

通过传感器平台通过粘合层到(与)罩的侧对侧表面接合,防止向传感器电极供应未过滤气体。

通过进一步包括电连接到感测芯片的衬底,微传感器封装的耐久性可以进一步提高。

在衬底的上表面上还形成粘合层,并且由此感测芯片和衬底彼此接合,因此,衬底、传感器平台和罩通过单个过程接合在一起,这使制造过程进一步简化。

在传感器平台中,可以沿上下方向形成多个第一孔隙使得热导率可以减少。另外,因为在蚀刻期间对它垂直蚀刻而没有方向性,蚀刻可以容易进行。

用于向感测芯片供应气体的多个第二孔隙在罩中沿上下方向穿透地形成使得罩可以同时充当过滤器,由此进一步便于制造。

在过滤器的侧表面上还形成粘合层,并且由此过滤器和罩彼此接合,因此,传感器平台、罩和过滤器可以通过单个过程接合在一起,这使制造过程进一步简化。

在传感器平台中,形成加热器电极,并且该加热器电极包括比传感器电极的传感器电极极板更接近传感器布线设置的加热丝,并且在传感器平台中形成围绕加热丝的气隙,并且可以进一步包括设置在感测芯片下方且沿上下方向穿透地形成有多个第三孔隙的多孔层,或气隙的上侧是开放的,并且在气隙下方设置多个第一孔隙,使得可以防止通过气隙的下部分将外来物质引入,并且热导率可以减少。

第一孔隙沿上下方向穿透地形成,并且电连接传感器电极的第一连接部分在多个第一孔隙的至少一部分内部形成,使得微传感器封装可以紧凑形成。

粘合剂可以有意溢出使得粘合强度可以增强。

通过沿粘合剂沿上下方向切割,在切割过程中防止传感器平台、罩和过滤器破裂,即使在传感器、罩或过滤器由例如aao等脆性材料制成时也如此。

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精神和范围。

(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:分离空间

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:哑元金属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

6000:粘合层7000:多孔层

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