传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种传感器(2、2'、2")，其具有设置在功能体积(3)内的电子芯片(4、4'、4")和传感器芯片(5、5'、5")，所述功能体积最多4mm至5mm长、最多2mm至3mm宽并且最多0.5mm至0.8mm高，其解决如下任务，即，给出一种紧凑的传感器。

sensor

The invention relates to a sensor (2, 2', 2), which is provided in the function of the volume (3) electronic chip (4, 4', 4) and a sensor chip (5, 5', 5), the volume up to 4mm to 5mm, 2mm to 3mm wide and the most 0.5mm up to 0.8mm high, solve the following tasks, namely, given a compact sensor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器
本专利技术涉及一种传感器。
技术介绍
由DE102010044616A1已知一种用于滤芯的微系统。由DE102009040707A1已经已知过滤元件，其中，传感器配置给过滤介质。在已知的过滤元件中不利的是，传感器经常相对大地构成，以便检测和评估一个或多个物理的参量。这样的过滤元件的制造相对昂贵。此外，较大的传感器难以在过滤元件上装配。尤其是10-500Pa的范围中的非常小的压差的检测在现有技术中只以相对大的传感器可能实现并且要求许多结构空间。此外将这样相对大的传感器连接到过滤元件上相当困难并且昂贵。此外，这样的传感器的触点接通经常通过线缆进行。后者特别是不值得做，因为线缆的维护是烦琐的并且不被最终顾客接受。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，给出一种紧凑的传感器。按照本专利技术，前述任务利用权利要求1的特征解决。按照本专利技术首先认识到，存在用于检测10-500Pa的范围中的最小的压差的传感器的小型化的需求。在此认识到，小型化和优选无线的不可插接的能量供应能够实现，低成本地集成传感器。集成和优选无线的不可插接的能量和数据传输此外不要求附加的安装耗费。按照本专利技术具体来说认识到，具有这样小的功能体积的传感器可特别容易地装配。此外如果功能体积这样小地选择，可以节省材料。因此解决开头所述的任务。可以利用180nm工艺，以便在传感器芯片上设置电子装置和膜片。这允许传感器芯片和借此功能体积的紧凑的构造。在功能体积内可以设置多个电子芯片和/或多个传感器芯片。由此可检测多个物理的参量。电子芯片可以具有多个模拟的和/或数字的接口，利用所述接口可评估不同的传感器芯片。由此可以将唯一的电子芯片与不同的传感器或传感器芯片组合。借助电子芯片和/或传感器芯片，通过无线电接口、尤其是RFID接口，或通过触点的不可插接的连接的无线的能量和/或数据传输可能是可实现的或可进行的。由此耗费的线缆敷设不再需要。带有转换元件的传感器芯片和/或带有转换元件和传感器前端的传感器芯片可以整体上以180nmCMOS工艺制造，尤其是用于以5Pa的分辨率检测在10-500Pa的范围中的压差。由此压力精确并且有效率地可被测量。在这种背景下，转换元件可以作为硅膜片上的晶体管或电阻设计。由此给出非常可靠的布置结构。电子芯片和传感器芯片可以并排设置在电路板上。由此实现非常扁平的构造。电子芯片和传感器芯片可以通过接合线相互导电连接。电子芯片和传感器芯片可以这样非常紧密地并列放置。接合线的使用允许简单的制造，因为接合线在芯片的背离电路板的侧上安装。电子芯片和传感器芯片可以通过倒装芯片连接在使用触点接通小丘、即所谓的“突起”的情况下相互导电连接。该触点接通在如下情况合适，即，设置在硅基底上的电设备、即尤其是氧化层朝向电路板并且硅基体的纯的硅侧背离电路板。传感器芯片可以具有膜片和电子的设备。传感器芯片可以由硅基底制成，电子装置设置在所述硅基底上和/或中。传感器芯片可以这样非常紧凑地构造。甚至可设想，膜片只包括一个硅基底和至少一个或多个转换元件。转换元件优选是掺杂的区域。在该背景下，传感器芯片可以具有硅基底，膜片蚀刻到所述硅基底中，所述膜片除去转换元件没有电子设备和/或氧化层。所述转换元件优选作为n或p掺杂的区域在膜片上和/或在膜片中设计。通过膜片的蚀刻同样产生传感器芯片的紧凑的构造，因为内在地在硅基底中存在的材料用作为膜片。膜片因此作为硅膜片设计。具有大约10μm的厚度电子装置或氧化层可能被腐蚀掉直到达到硅基底，其中，在另一侧直至500μm的深度腐蚀到硅基底中，以便提供膜片。电子芯片和传感器芯片可以设置在电路板上，在所述电路板中构成通道，其中，所述通道是至如下体积的唯一的导流的入口，所述体积由电路板、传感器芯片和围绕传感器芯片的密封圈形成或密封地限定，其中，膜片的第一膜片面朝向所述体积。与第一膜片面相对置的第二膜片面朝向大气或其他与所述体积流体密封地分开的空间。由此传感器芯片可以测量压差，如果不同的压力作用到两个膜片面上的话。功能体积在该文献的词义中只通过电子芯片和传感器芯片分别沿x、y和z方向的延伸的和形成。接合线、触点接通小丘和/或密封圈的部分对功能体积没有贡献或不对其进行放大。尤其是接合线、触点接通小丘和密封圈的部分可以超过所述功能体积伸出。密封圈的设置在电子芯片和传感器芯片之间的部分在功能体积沿x、y或z方向的总延伸长度中保持不被考虑。决定性的只是电子芯片和传感器芯片本身在相应的方向上的尺寸。在图4中示例性地标绘延伸长度x和z的计算或检测。传感器芯片可以在该背景下具有5Pa的分辨率。传感器芯片可以具有处于1Pa至小于5Pa的范围中的分辨率。传感器芯片可以具有处于大于5Pa直至10Pa的范围中的分辨率。为了评估传感器数据，需要将传感器连接到仪器电子装置上。该连接通常通过线缆进行。附图说明在附图中示出图1示出传感器的示意视图，其中，传感器只具有两个芯片，即电子芯片和传感器芯片，所述两个芯片相互连接，并且确定功能体积；图2示出传感器芯片的示意视图以及图3示出电子芯片的示意视图；图4示出传感器芯片和电子芯片的示意视图，所述传感器芯片和电子芯片通过接合线相互连接，其中，在传感器芯片的硅基底上的氧化层或其他电子的设备背离电路板；图5示出传感器芯片和电子芯片的示意视图，所述传感器芯片和电子芯片通过触点接通小丘与电路板连接并且相互导电连接，其中，在传感器芯片的硅基底上的氧化层或其他电子的设备朝向电路板；以及图6示出传感器芯片从上面看的示意的透明视图，所述传感器芯片设置在电路板上，其中，多个触点接通小丘包围膜片地设置。具体实施方式图1示出，传感器2具有设置在功能体积3内的至少一个电子芯片4和至少一个传感器芯片5，所述功能体积最多4mm至5mm长、最多2mm至3mm宽并且最多0.5mm至0.8mm高。距离x为5mm，距离y为3mm并且距离z为0.8mm。电子芯片4具有多个模拟的和/或数字的接口，利用所述接口可评估不同的传感器芯片。借助电子芯片4和传感器芯片5进行无线的能量和/或数据传输。这可以通过无线电接口或通过触点的不可插接的连接进行。电子芯片4和传感器芯片5设置在电路板6上，所述电路板具有比功能体积3大的基面。传感器芯片5具有5Pa的分辨率。图2在示意视图中示出传感器芯片5。传感器芯片5能够实现在10-500Pa的范围中的压差的探测。传感器芯片5可以只由将压力变化转换成电的信号的转换元件10构成，或由转换元件10连同传感器前端11组成。带有转换元件10的传感器芯片5和/或带有转换元件10和传感器前端11的传感器芯片5整体上以180nm的CMOS工艺制造。传感器前端11可以具有电子装置或设计为电子装置。转换元件10可以设计为晶体管或设计为在硅膜片上的电阻。图3示出电子芯片4的示意视图。电子芯片4具有模拟的和/或数字的接口，以用于连接到其他的传感器12或其他的传感器芯片上。电子芯片4具有传感器前端13。电子芯片4具有用于信号处理部14的微控制器。电子芯片4具有存储器15。电子芯片4具有RFID前端16，以用于无接触的馈给和/或用于通过接触连接的馈给。图4借助另一个传感器2'示出：电子芯片4'和传感器芯片5'并排地在电路板6'上设置。电子芯片4'和传感器芯片5'通过接合线17相本文档来自技高网...

【技术保护点】
传感器(2、2'、2")，其具有设置在功能体积(3)内的电子芯片(4、4'、4")和传感器芯片(5、5'、5")，所述功能体积最多4mm至5mm长、最多2mm至3mm宽并且最多0.5mm至0.8mm高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 DE 102014011247.01.传感器(2、2'、2")，其具有设置在功能体积(3)内的电子芯片(4、4'、4")和传感器芯片(5、5'、5")，所述功能体积最多4mm至5mm长、最多2mm至3mm宽并且最多0.5mm至0.8mm高。2.按照权利要求1所述的传感器，其特征在于，在功能体积(3)内设置有多个电子芯片(4、4'、4")和/或多个传感器芯片(5、5'、5")。3.按照权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，电子芯片(4、4'、4")具有多个模拟的和/或数字的接口，利用所述接口可评估不同的传感器芯片。4.按照上述权利要求之一所述的传感器，其特征在于，借助电子芯片(4、4'、4")和/或传感器芯片(5、5'、5")进行通过无线电接口或通过触点的不可插接连接的无线的能量和/或数据传输。5.按照上述权利要求之一所述的传感器，其特征在于，带有转换元件(10、10'、10")的传感器芯片(5、5'、5")和/或带有转换元件(10)和传感器前端(11)的传感器芯片(5)整体上以180nm的CMOS工艺制造。6.按照上一权利要求所述的传感器，其特征在于，转换元件(10)构造为在硅膜片上的晶体管或电阻。7.按照上述权利要求之一所述的传感器，其特征在于，利用所述传感器芯片(5、5'、5")可测量在10-500Pa范围中的压差。8.按照上一权利要求所述的传感器，其特征在于，传感器芯片(5、5'、5")具有5Pa的分辨率。9.按照权利要求7所述的传感器，其特征在于，传感器芯片(5、5'、5")具有处于1Pa至小于5Pa范...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·凯撒，R·塔珀，S·海因茨，M·纽伯特，
申请(专利权)人：卡尔·弗罗伊登伯格公司，埃蒂克电子设计开姆尼茨有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE