一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法，包括晶圆级传感器本体和电容检测单元；晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；盖设结构键合在衬底上，盖设结构和衬底之间形成有真空腔室；传感器件和电容检测单元均制作在真空腔室内的衬底上；引线焊盘制作在位于真空腔室外的衬底上；电容检测单元通过引线与引线焊盘连接。本发明专利技术通过在晶圆级传感器本体的真空腔室内设置电容检测单元，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中后，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电容检测单元的相对介电常数的变化，能够确定出晶圆级传感器本体的气密性，实现了对晶圆级传感器气密性的准确检测。

Device and method for detecting air tightness of wafer level sensor

The present invention relates to the field of sensor technology, especially relates to a wafer level sensor of gas tightness detection device and method, including a wafer level sensor body and capacitance detection unit; wafer level sensor body comprises a substrate, a sensor component and a cover structure and a wire bonding pad; cover structure bonded to the substrate, the vacuum chamber is formed between the cover structure and substrate; sensor and capacitance detection unit are fabricated in the vacuum chamber on the substrate; the bond pad is formed in the substrate in the vacuum chamber of the capacitance detection; unit through the wire and wire connecting pads. The capacitance detection unit is arranged in the vacuum chamber of wafer level sensor body, the wafer level sensor body placed in a vacuum chamber after the detection, according to changes in the relative dielectric constant capacitance detection unit under the condition of different pressure in the vacuum chamber detection, to determine the tightness of wafer level sensor body. To realize the accurate detection of wafer level hermetic sensor.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种晶圆级传感器气密性检测装置及方法。
技术介绍
随着加工技术的发展，传感器的封装逐渐从单个器件的逐个封装转变为晶圆级的批量封装。目前，加速度计传感器、陀螺仪传感器、红外传感器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)晶振等器件都已采用晶圆级气密封装技术。采用晶圆级封装方式，能够使传感器的整体尺寸得到大幅度缩小，从而成本也随之下降，但是，晶圆级传感器的气密性无法得到保证，因此，如何准确地对晶圆级传感器的气密性进行检测成为了现有技术中亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的晶圆级传感器气密性检测装置及方法。本专利技术实施例提供一种晶圆级传感器气密性检测装置，包括晶圆级传感器本体和电容检测单元；所述晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；所述盖设结构键合在所述衬底上，所述盖设结构和所述衬底之间形成有真空腔室；所述传感器件和所述电容检测单元均制作在所述真空腔室内的所述衬底上；所述引线焊盘制作在位于所述真空腔室外的所述衬底上；所述电容检测单元通过引线与所述引线焊盘连接；其中，在将所述晶圆级传感器本体放置于真空检测室之后，根据所述真空检测室处于不同气压的条件下所述电容检测单元的相对介电常数的变化，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。优选的，所述电容检测单元为平行板电容器。优选的，所述盖设结构包括盖帽和键合环，所述盖帽通过所述键合环键合在所述衬底上。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种晶圆级传感器气密性检测方法，应用于真空腔室内包含电容检测单元的晶圆级传感器本体中，所述方法包括：在控制放置有所述晶圆级传感器本体的真空检测室的气压处于第一气压的条件下，获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第一测量值，以及，在控制所述真空检测室的气压处于第二气压的条件下，获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第二测量值；根据所述第一测量值和所述第二测量值，判断所述电容检测单元的相对介电常数是否发生预设变化，生成判断结果；根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。优选的，所述控制所述真空检测室的气压处于第一气压，包括：控制所述真空检测室处于预设真空度。优选的，在获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第一测量值之后，所述方法还包括：向所述真空检测室内充入检测气体；所述控制所述真空检测室的气压处于第二气压，包括：控制所述真空检测室的气压处于预设气压值。优选的，所述获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第一测量值，包括：获得在向所述电容检测单元施加预设电压的条件下所述电容检测单元的第一电容值；所述获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第二测量值，包括：获得在向所述电容检测单元施加所述预设电压的条件下所述电容检测单元的第二电容值。优选的，所述根据所述第一测量值和所述第二测量值，判断所述电容检测单元的相对介电常数是否发生预设变化，包括：判断所述第一电容值与所述第二电容值之间差值的绝对值是否大于预设电容阈值。优选的，所述根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性，包括：当所述判断结果为所述第一电容值与所述第二电容值之间差值的绝对值大于所述预设电容阈值时，确定所述晶圆级传感器本体的气密性为漏气。优选的，所述电容检测单元为所述晶圆级传感器本体自身的电容结构，或，独立于所述晶圆级传感器本体的电容结构。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术通过在晶圆级传感器本体的真空腔室内设置电容检测单元，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中后，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电容检测单元的相对介电常数的变化，能够确定出晶圆级传感器本体的气密性，实现了对晶圆级传感器气密性的准确检测，检测方法方便、快捷。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例的一种晶圆级传感器气密性检测装置的俯视图；图2示出了本专利技术实施例的一种晶圆级传感器气密性检测装置的侧视图；图3示出了本专利技术实施例的一种晶圆级传感器气密性检测方法的流程图。其中，1为衬底，2为传感器件，3为盖设结构，31为盖帽，32为键合环，4为引线焊盘，5为电容检测单元。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供一种晶圆级传感器气密性检测装置，如图1和图2所示，所述装置包括晶圆级传感器本体和电容检测单元5。晶圆级传感器本体包括衬底1、传感器件2、盖设结构和引线焊盘4。传感器件2通过微细加工工艺制作在衬底1上，然后在真空环境下将盖设结构键合在衬底1，从而，盖设结构和衬底1之间形成有真空腔室。另外，电容检测单元5通过微细加工工艺制作在真空腔室内的衬底1上。引线焊盘4同样通过微细加工工艺制作在位于真空腔室外的衬底1上。具体的，利用刻蚀工艺将盖设结构的部分图形刻蚀掉，从而将引线焊盘4裸露于衬底1之上。电容检测单元5通过引线与引线焊盘4连接。其中，在将晶圆级传感器本体放置于真空检测室中，根据在真空检测室处于不同气压的条件下电容检测单元5的相对介电常数的变化，确定晶圆级传感器本体的气密性。若在不同气压下电容检测单元5的相对介电常数发生预设变化，则表明晶圆级传感器本体气密性差，存在漏气问题，若在不同气压下电容检测单元5的相对介电常数没有发生预设变化，则表明晶圆级传感器本体气密性好，不存在漏气问题。其中，优选的，真空检测室为密闭可抽真空检测室。由于电容检测单元5的电容值与相对介电常数成正比，电容检测单元5的相对介电常数发生变化将直接导致电容检测单元5的电容值发生变化，电容检测单元5的相对介电常数越大，则其电容值越大，反之，相对介电常数越小，则其电容值越小，因此，通过判断电容检测单元5的电容值是否发生变化能够间接判断电容检测单元5的相对介电常数是否发生变化。在本申请中，电容检测单元5可以选用任何能够测量得到电容值的电容元件，在一种优选的实施方式下，可以选用平行板电容器作为电容检测单元5，利用平行板电容器作为电容检测单元5，不仅方便获得电容检测单元5的电容值，而且得到的电容值准确。其中，平行板电容器包括两个电极极板，两个电极极板平行相对设置。另外，对于盖设结构而言，在一种具体实施方式中，盖设结构包括盖帽31和键合环32，盖帽31通过键合环32键合在衬底1上。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种晶圆级传感器气密性检测方法，应用于真空腔室内包含电容检测单元5的晶圆级传感器本体中。其中，电容检测单元5可以为独立于晶圆级传感器本体的电容结构，即，如前述晶圆级传感器气密性检测装置的实施例中的电容检测单元5，具体地，可以利用微细加工技术将电容检测单元5加工到晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，包括晶圆级传感器本体和电容检测单元；所述晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；所述盖设结构键合在所述衬底上，所述盖设结构和所述衬底之间形成有真空腔室；所述传感器件和所述电容检测单元均制作在所述真空腔室内的所述衬底上；所述引线焊盘制作在位于所述真空腔室外的所述衬底上；所述电容检测单元通过引线与所述引线焊盘连接；其中，在将所述晶圆级传感器本体放置于真空检测室之后，根据所述真空检测室处于不同气压的条件下所述电容检测单元的相对介电常数的变化，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，包括晶圆级传感器本体和电容检测单元；所述晶圆级传感器本体包括衬底、传感器件、盖设结构和引线焊盘；所述盖设结构键合在所述衬底上，所述盖设结构和所述衬底之间形成有真空腔室；所述传感器件和所述电容检测单元均制作在所述真空腔室内的所述衬底上；所述引线焊盘制作在位于所述真空腔室外的所述衬底上；所述电容检测单元通过引线与所述引线焊盘连接；其中，在将所述晶圆级传感器本体放置于真空检测室之后，根据所述真空检测室处于不同气压的条件下所述电容检测单元的相对介电常数的变化，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。2.如权利要求1所述的晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，所述电容检测单元为平行板电容器。3.如权利要求1所述的晶圆级传感器气密性检测装置，其特征在于，所述盖设结构包括盖帽和键合环，所述盖帽通过所述键合环键合在所述衬底上。4.一种晶圆级传感器气密性检测方法，其特征在于，应用于真空腔室内包含电容检测单元的晶圆级传感器本体中，所述方法包括：在控制放置有所述晶圆级传感器本体的真空检测室的气压处于第一气压的条件下，获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第一测量值，以及，在控制所述真空检测室的气压处于第二气压的条件下，获得用于确定所述电容检测单元的相对介电常数的第二测量值；根据所述第一测量值和所述第二测量值，判断所述电容检测单元的相对介电常数是否发生预设变化，生成判断结果；根据所述判断结果，确定所述晶圆级传感器本体的气密性。5.如权利要求4所述的晶圆级传感器气密性检测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦斌斌，孔延梅，云世昌，陈大鹏，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11