传感器芯片及其制造方法、封装方法、及传感器芯体技术

本发明专利技术公开了一种传感器芯片及其制造方法、封装方法、及传感器芯体，涉及传感器技术领域。其中，所述传感器芯片的衬底的底面键合有绝缘层。本发明专利技术的传感器芯片由于在衬底的底面键合有一层绝缘层，因此，可以解决传感器芯片漏电的问题，另外，在将传感器芯片封装为传感器芯体时，无需额外增加陶瓷基板，可以直接将传感器芯片粘结在基座上，节省了粘结陶瓷基板的步骤，降低了封装难度，提高了传感器芯片封装的一致性和可靠性，并且降低了封装应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器
，尤其是一种传感器芯片、传感器芯片的制造方法、传感器芯片的封装方法、以及传感器芯体。
技术介绍
目前，微机电系统(MEMS)压力传感器有两种结构:衬底是玻璃的娃-玻结构和衬底是硅的硅-硅结构。随着应用需求的不断提高，常规的硅-玻结构的压力传感器已经满足不了应用要求，而硅-硅结构压力传感器凭借其高精度、高稳定性、高可靠性等特点，已经成为压力传感器发展的主流。娃-娃结构的压力传感器芯片在封装成压力传感器芯体时，由于其衬底是单晶石圭材料，很容易漏电，从而导致压力传感器芯体失效。虽然有些芯片在完成加工后，会通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方式在衬底上沉积一层氧化层，但是由于工艺条件的限制，所沉积的氧化层很薄，压力传感器芯体仍会存在漏电现象。现有技术中解决压力传感器芯体漏电的问题的方法是在压力传感器芯片和基座之间通过手工操作增加一层陶瓷基板，相当于在压力传感器芯片下再增加一个衬底。这样虽然解决了芯片漏电的问题，但是本专利技术的专利技术人发现这种方法至少具有以下缺点:一是多了一道粘片工艺，增加了封装的难度；二是手工增加陶瓷基板的方式会造成封装一致性、可靠性的下降；三是在粘结陶瓷基板时会引入很大的封装应力，降低了压力传感器芯片的性能。类似地，其他硅-硅结构的传感器芯片在封装时也会存在上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的其中一个技术问题是:提出一种传感器芯片、及其制造方法、封装方法和传感器芯体，以使得既能解决传感器芯片的漏电问题，又能降低在传感器芯片中引入的封装应力。根据本专利技术的一方面，提供一种传感器芯片，所述传感器芯片的衬底的底面键合有绝缘层。 在一个实施例中，所述绝缘层是通过阳极键合工艺与所述衬底键合在一起的。在一个实施例中，所述绝缘层与所述衬底键合的表面具有应力消除结构。在一个实施例中，所述应力消除结构为环形、方形、十字形、或X形的凹陷。在一个实施例中，所述衬底为硅衬底；或，所述绝缘层为玻璃层。在一个实施例中，所述传感器芯片为MEMS压力传感器芯片；所述MEMS压力传感器芯片包括:所述衬底，所述衬底的顶部具有空腔；在所述衬底上的敏感膜；在所述敏感膜中的敏感元件；在所述敏感膜和所述敏感元件上的钝化层。在一个实施例中，所述压力传感器芯片还包括:与所述敏感元件连接的金属引线。在一个实施例中，所述传感器芯片为温度传感器芯片、湿度传感器芯片、陀螺仪传感器芯片或麦克风传感器芯片。根据本专利技术的另一方面，提供一种传感器芯片，所述传感器芯片的衬底的底面具有绝缘层，所述绝缘层与衬底接触的表面具有应力消除结构。在一个实施例中，所述应力消除结构为环形、方形、十字形、或X形的凹陷。根据本专利技术的又一方面，提供一种传感器芯片的制造方法，包括:提供包括衬底的初始传感器芯片；在所述衬底的底面键合绝缘层，以形成传感器芯片。在一个实施例中，通过阳极键合工艺在所述衬底的底面键合绝缘层。在一个实施例中，所述绝缘层与所述衬底键合的表面具有应力消除结构。在一个实施例中，所述应力消除结构为环形、方形、十字形、X形的凹陷。在一个实施例中，所述衬底为硅衬底；或所述绝缘层为玻璃层。在一个实施例中，所述传感器芯片为MEMS压力传感器芯片；所述MEMS压力传感器芯片包括:所述衬底，所述衬底的顶部具有空腔；在所述衬底上的敏感膜；在所述敏感膜中的敏感元件；在所述敏感膜和所述敏感元件上的钝化层。在一个实施例中，所述MEMS压力传感器芯片还包括:与所述敏感元件连接的金属引线。在一个实施例中，所述传感器芯片为温度传感器芯片、湿度传感器芯片、陀螺仪传感器芯片或麦克风传感器芯片。根据本专利技术的再一方面，提供一种传感器芯体，包括:基座；传感器芯片，粘结在所述基座上；其中，所述传感器芯片是上述任意一个实施例所述的传感器芯片。在一个实施例中，所述传感器芯片通过点涂在所述基座上的凝胶粘结在所述基座上。在一个实施例中，所述凝胶包括四点，四点凝胶成2X2阵列分布；或所述凝胶包括五点，其中的四点凝胶成2X2阵列分布，另一点凝胶位于2X2的阵列的中心处；或所述凝胶包括六点，六点凝胶成2X3阵列分布；或所述凝胶为条状凝胶，包括一条或两条凝胶，位于传感器芯片的绝缘层的边缘处对应的基座上。根据本专利技术的还一方面，提供一种传感器芯片的封装方法，包括:提供上述任意一个实施例所述的传感器芯片；将所述传感器芯片粘结在基座上。在一个实施例中，通过在所述基座上点涂凝胶，以将所述传感器芯片粘结在基座上。在一个实施例中，所述凝胶包括四点，四点凝胶成2X2阵列分布；或所述凝胶包括五点，其中的四点凝胶成2X2阵列分布，另一点凝胶位于2X2的阵列的中心处；或所述凝胶包括六点，六点凝胶成2X3阵列分布；或所述凝胶为条状凝胶，包括一条或两条凝胶，位于传感器芯片的底面的边缘处对应的基座上。本专利技术实施例至少具有如下有益效果:一方面，传感器芯片由于在衬底的底面键合有一层绝缘层，因此，可以解决传感器芯片漏电的问题，另外，在将传感器芯片封装为传感器芯体时，无需额外增加陶瓷基板，可以直接将传感器芯片粘结在基座上，节省了粘结陶瓷基板的步骤，降低了封装难度，提高了传感器芯片封装的一致性和可靠性，并且降低了封装应力，保证了传感器的性能。另一方面，绝缘层上设置有应力消除结构，进一步减小了在传感器芯片中引入的应力；再一方面，通过低应力点胶法(例如四点、五点、六点或条状点胶法)将传感器芯片粘结在基座上，可以进一步减小在传感器芯片中引入的封装应力。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术的一个实施例的传感器芯片的结构示意图；图2是根据本专利技术的另一个实施例的传感器芯片的结构示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的传感器芯体的结构示意图；图4示出了现有技术中的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图5是根据本专利技术的一个实施例的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图6是根据本专利技术的另一个实施例的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图7是根据本专利技术的又一个实施例的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图8是根据本专利技术的再一个实施例的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图9是根据本专利技术的还一个实施例的传感器芯片与基座的粘结方法的示意图；图10是根据本专利技术的一个实施例的传感器芯片的制造方法的示意图；图11是根据本专利技术的一个实施例的传感器芯片的封装方法的示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器芯片，其特征在于，所述传感器芯片的衬底的底面键合有绝缘层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷宗平，
申请(专利权)人：龙微科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32