电容式传感器制造技术

本发明专利技术提供一种电容式传感器，电容式传感器包括：基板；半导体芯片，位于基板上；至少一条接合线，将半导体芯片的顶面电连接至基板的顶面；以及多个传感器电极，位于半导体芯片的顶面上。具体来说，相对于半导体芯片的顶面而言，传感器电极的高度可被设置成大于至少一条接合线的高度。电容式传感器可具有减小的寄生静电电容。

【技术实现步骤摘要】
电容式传感器相关申请的交叉参考本专利申请主张在2015年12月15日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2015-0179416号的优先权，且主张在2016年12月9日在美国智慧财产局提出申请的美国专利申请第15/374,549号的优先权，所述韩国专利申请与美国专利申请的全部内容并入本文供参考。
本专利技术概念的示例性实施例涉及传感器，且具体来说，涉及电容式传感器。
技术介绍
电容式传感器是一种与压力传感器相比，能够基于电容式耦合来感测相对轻的触觉(或操控)输入的感测装置。因此，电容式传感器被广泛用以实现便携式装置(例如，移动电话(mobilephone)或平板计算机(tablet))的使用者界面。因此，对能够以较高精度探测出静电电容的差异的电容式传感器的需求越来越大。图1A及图1B是说明某些传统的电容式传感器的剖视图。参照图1A，电容式传感器102可包括半导体芯片120及设置在半导体芯片120的顶面上的一或多个传感器电极140。传感器电极140可为不透明的电极或透明的电极。半导体芯片120可经由电连接至半导体芯片120的顶面的边缘区的一或多条接合线(bondingwire)125而电连接至电气装置110。接合线125可电连接至，举例来说，半导体芯片120的顶面的两个相对的边缘或所有边缘。电气装置110可为，举例来说，印制电路板。半导体芯片120可经由粘着层112而附接至电气装置(electricdevice)110。半导体芯片120可具有厚度T1。半导体芯片120可具有形成在其边缘区处且连接有接合线125的凹槽区115。凹槽区115可形成在，举例来说，半导体芯片120的相对的两个边缘处或所有边缘处。由于接合线125连接至凹槽区115，因此接合线125可不具有在半导体芯片120的上方突出的拱形。因此，传感器电极140可具有所允许的最小高度(以下，称为高度H)，且因此，可减小或最小化电容式传感器102的总厚度(即，T1+H)。举例来说，传感器电极140可具有圆形柱形状。电容式传感器102可被设置在厚度为T3的盖玻璃150的下方或之下。参照图1B，电容式传感器102可进一步包括覆盖半导体芯片120的顶面的模具层130。模具层130可被形成为填充盖玻璃150与半导体芯片120之间的间隙且填充凹槽区115。模具层130可被形成为具有能够完全覆盖传感器电极140的厚度。上述传统的电容式传感器遇到在半导体芯片120的一或多个边缘处形成凹槽区115的挑战且在半导体芯片120与传感器电极140之间经受相对大的寄生静电电容(parasiticelectrostaticcapacitance)。因此，在向接合线提供充足的间隙余量的同时，能够最小化或减小半导体芯片与传感器电极之间的寄生静电电容的电容式传感器得到了积极地研究。
技术实现思路
本专利技术概念的某些示例性实施例提供一种被配置成具有增大的静电电容的电容式传感器。本专利技术概念的某些示例性实施例提供一种被配置成具有减小的寄生静电电容的电容式传感器。在根据本专利技术概念的某些示例性实施例的电容式传感器中，传感器的电极的头可具有增大的区域。在根据本专利技术概念的某些示例性实施例的电容式传感器中，传感器电极可具有高的高宽比(aspectratio)，且因此，可减小或最小化传感器电极的头与半导体芯片之间的寄生静电电容。根据示例性实施例，一种电容式传感器包括：基板；半导体芯片，位于基板上；至少一条接合线，将半导体芯片的顶面电连接至基板的顶面；以及多个传感器电极，位于半导体芯片的顶面上。相对于半导体芯片的顶面而言，传感器电极的高度可大于至少一条接合线的高度。根据示例性实施例，一种电容式传感器包括：基板；半导体芯片，位于基板上；至少一条接合线，将半导体芯片电连接至基板；多个传感器电极，位于半导体芯片的顶面上；以及模具层，填充传感器电极之间的空间。相对于半导体芯片的顶面而言，传感器电极的高度及模具层的高度中的至少一者可比至少一条接合线的高度大出一余量。根据示例性实施例，一种电容式传感器包括：基板；半导体芯片，位于基板上；至少一条接合线，将半导体芯片的顶面电连接至基板的顶面；多个传感器电极，位于半导体芯片的顶面上；以及模具层，填充传感器电极之间的空间，相对于半导体芯片的顶面而言，传感器电极的高度及模具层的高度中的至少一者大于接合线的高度。传感器电极各自均可具有T形垂直横截面，T形垂直横截面包括：本体部，从半导体芯片的顶面沿垂直方向延伸；以及头部，在本体部的顶面处沿平行于半导体芯片的顶面的方向延伸。头部的最大水平横截面区域可实质上大于本体部的水平横截面区域。附图说明结合附图阅读以下简要说明将会更清楚地理解各示例性实施例。所述附图代表本文中所阐述的非限制性的示例性实施例。图1A是说明传统的电容式传感器的剖视图。图1B是说明另一传统的电容式传感器的剖视图。图2A是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的剖视图。图2B是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的剖视图。图2C是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的剖视图。图2D是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的剖视图。图3A是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极的立体图。图3B是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极阵列的平面图。图3C是示意性地说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的感测操作的立体图。图4A是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极的立体图。图4B是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极阵列的平面图。图4C是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极的立体图。图4D是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的电极的立体图。图5A至图5C是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的形成电容式传感器的电极的方法的剖视图。图6A至图6C是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的形成电容式传感器的电极的方法的剖视图。图7A至图7C是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的形成电容式传感器的电极的方法的剖视图。图8是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的包括至少一个电容式传感器的手机(cellularphone)的立体图。附图标记：80：第一掩模层85：第一开口85c：顶角90：第二掩模层95：第二开口101、102：电容式传感器110：电气装置112：粘着层115：凹槽区120：半导体芯片121：半导体基板122：接合焊盘123：保护层124：金属层125：接合线126：金属线130：模具层140：传感器电极142：本体(第一导电层)144、144’：头(第二导电层)144s、144s’：表面150：盖玻璃160：保护膜170：手指180：装饰层190：主页按钮1000：手机C：静电电容Cp1、Cp2：寄生静电电容H、L：高度P：节距T1、T2、T3、T4：厚度W1a：纵向长度W1b：横向长度W2：直径W3：直径具体实施方式以下，将参照附图进一步详细地解释某些示例性实施例。[电容式传感器的实例]图2A至图2D是说明根据本专利技术概念的示例性实施例的电容式传感器的剖视图。参照图2A，电容式传感器101可包括半导体芯片120及设置在半导体芯片1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式传感器，其特征在于，包括：基板；半导体芯片，位于所述基板上；至少一条接合线，将所述半导体芯片的顶面电连接至所述基板的顶面；以及多个传感器电极，位于所述半导体芯片的顶面上，相对于所述半导体芯片的顶面而言，所述多个传感器电极的高度大于所述至少一条接合线的高度。

【技术特征摘要】
2015.12.15 KR 10-2015-0179416;2016.12.09 US 15/3741.一种电容式传感器，其特征在于，包括：基板；半导体芯片，位于所述基板上；至少一条接合线，将所述半导体芯片的顶面电连接至所述基板的顶面；以及多个传感器电极，位于所述半导体芯片的顶面上，相对于所述半导体芯片的顶面而言，所述多个传感器电极的高度大于所述至少一条接合线的高度。2.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于，还包括：模具层，填充所述多个传感器电极之间的空间。3.根据权利要求2所述的电容式传感器，其特征在于，相对于所述半导体芯片的顶面而言，所述半导体芯片的顶面上的所述模具层的高度高于所述至少一条接合线的高度。4.根据权利要求3所述的电容式传感器，其特征在于，所述半导体芯片的顶面上的所述模具层的高度大于所述多个传感器电极的高度。5.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于，所述多个传感器电极各自均具有T形垂直横截面，所述T形垂直横截面包括：本体部，从所述半导体芯片的顶面沿垂直方向延伸；以及头部，在所述本体部的顶面处沿平行于所述半导体芯片的顶面的方向延伸，所述头部的水平横截面区域大于所述本体部的水平横截面区域。6.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于，所述本体部具有柱形结构且所述头部具有板形结构。7.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于，所述本体部的水平横截面区域具有圆形形状及多边形形状中的一者。8.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于，所述头部的水平横截面区域具有多边形板形状、及盘形状中的一者，所述多边形板形状是由三个或更多个直线段的有限链限界。9.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于，所述本体部具有圆柱形结构，所述圆柱形结构具有第一直径，所述头部的水平横截面区域具有四边形板形状，且所述四边形板形状的直线段中的一者的长度等于或小于所述多个传感器电极的高度且大于所述第一直径。10.根据权利要求6所述的电容式传感器，其特征在于，所述本体部具有圆柱形结构，所述圆柱形结构具有第一直径，所述头部具有盘形状，所述盘形状具有第二直径，且所述第二直径大于所述第一直径并等于或小于所述多个传感器电极的高度。11.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于，所述多个传感器电极各自均包括：本体部，从所述半导体芯片的顶面沿垂直方向延伸；以及头部，在所述本体部的顶面处沿平行于所述半导体芯片的顶面的方向延伸，且具有半球形结构。12.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于，所述头部具有上半球形状，且所述头部的水平横截面区域的直径沿远离所述本体部的方向逐渐减小或增大。13.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于，所述多个传感器电极被设置成网格，且所述多个传感器电极的高度等于所述多个传感器电极之间的节距。14.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于，还包括：至少一个接合焊盘，位于所述半导体芯片的顶面的边缘处且位于包括所述多个传感器电极的区域之外，其中所述至少一条接合线通过所述至少一个接合焊盘接触所述半导体芯片。15.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在浚，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR