压力传感器以及其制造方法技术

一种压力传感器包含一承载区域以及与承载区域空间上分离的一框体，其中压力传感器的一微机电系统元件制作于承载区域内。上述压力传感器以框体固定于封装基板后，封装基板或电路板的应力可被承载区域以及框体间的空间隔离，以避免微机电系统元件产生无法预期的形变。

Pressure sensor and its manufacturing method

A pressure sensor includes a bearing area and a frame separated from the bearing area. A microelectromechanical system element of the pressure sensor is made in the bearing area. The pressure sensor is mounted on the substrate after the frame is fixed, and the stress of the packaging substrate or circuit board can be isolated from the bearing area and the space between the frames, so as to avoid the unexpected deformation of the MEMS components.

【技术实现步骤摘要】
压力传感器以及其制造方法
本专利技术是有关一种压力传感器以及其制造方法，特别是一种以微机电系统装置所实现的压力传感器以及其制造方法。
技术介绍
自1970年代微机电系统(microelectricalmechanicalsystem，MEMS)装置概念成形起，微机电系统装置已从实验室的探索对象进步至成为高阶系统整合的对象，并已在大众消费性装置中有广泛的应用，展现了惊人且稳定的成长。微机电系统装置是借由感测或控制可动的微机电系统元件的运动物理量可实现微机电系统装置的各项功能。举例而言，以微机电系统装置所实现的压力传感器是利用一气密空腔与外部环境的压力差来驱动微机电系统元件(例如一薄膜)产生形变，以量测外部环境的压力变化。然而，在微机电系统装置的封装过程中或是将微机电系统装置粘着于电路板的过程中都可能使封装基板或电路板产生应力而翘曲。封装基板或电路板翘曲将导致薄膜产生无法预期的形变，使初始电容值偏离一预设值。有鉴于此，如何避免封装基板或电路板翘曲所导致的微机电系统元件的形变便是目前极需努力的目标。
技术实现思路
本专利技术提供一种压力传感器以及其制造方法，其是将基板分为一承载区域以及空间上分离的一框体，且微机电系统元件制作于承载区域内。依据此结构，本专利技术的压力传感器以框体固定于封装基板后，封装基板或电路板的应力可被承载区域以及框体间的空间隔离，以避免微机电系统元件产生无法预期的形变。本专利技术一实施例的压力传感器包含一第一基板以及一第二基板。第一基板包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层。电路层设置于第一基板的第二表面，并包含一第一电路、一第二电路以及多个第一导电接点。第一基板分成一承载区域、与承载区域空间上分离且围绕承载区域的一框体以及一连接臂，其连接承载区域以及框体。第一电路以及第二电路设置于承载区域内。第二基板包含一第三表面以及一相对的第四表面，且第二基板以第三表面朝向第一基板设置于第一基板的第二表面侧。第二基板与多个第一导电接点电性连接，且包含一微机电系统元件以及一参考元件。微机电系统元件设置于承载区域，与第一电路相对应，且与第一基板定义出一气密空腔。参考元件设置于承载区域且与第二电路相对应，其中参考元件与第二电路维持一固定间距。本专利技术另一实施例的压力传感器的制造方法包含：提供一第一基板，其包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层，其设置于第一基板的第二表面，并包含一第一电路、一第二电路以及多个第一导电接点；提供一第二基板，其包含一第三表面以及一相对的第四表面；形成一第一凹槽于电路层或第二基板的第三表面；将第二基板以第三表面朝向第一基板接合于第一基板的第二表面侧，以定义出一气密空腔；电性连接第一基板以及第二基板；图案化第二基板，以形成一微机电系统元件以及一参考元件，其中微机电系统元件与第一电路相对应，以及参考元件与第二电路相对应，且与第二电路维持一固定间距；以及图案化第一基板，以形成一承载区域、与承载区域空间上分离且围绕承载区域的一框体以及一连接臂，其连接承载区域以及框体，其中第一电路以及第二电路设置于承载区域。以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。【附图说明】图1a为一示意图，显示本专利技术第一实施例的压力传感器的俯视结构。图1b为一示意图，显示本专利技术第一实施例的压力传感器沿图1a所示的AA线的剖面结构。图2a为一示意图，显示本专利技术第二实施例的压力传感器的俯视结构。图2b为一示意图，显示本专利技术第二实施例的压力传感器沿图2a所示的AA线的剖面结构。图3为一示意图，显示本专利技术第三实施例的压力传感器的剖面结构。图4为一示意图，显示本专利技术第四实施例的压力传感器的剖面结构。图5为一示意图，显示本专利技术第五实施例的压力传感器的俯视结构。图6为一示意图，显示本专利技术第六实施例的压力传感器的俯视结构。图7a为一示意图，显示本专利技术第七实施例的压力传感器的局部俯视结构。图7b为一示意图，显示本专利技术第八实施例的压力传感器的局部俯视结构。图7c为一示意图，显示本专利技术第九实施例的压力传感器的局部俯视结构。图8a至图8i为一示意图，显示本专利技术第一实施例的压力传感器的制造方法。【符号说明】10第一基板101承载区域102框体103连接臂104柱脚10a第一表面10b第二表面11电路层111支撑元件11a第一电路11b第二电路11c、11d第一导电接点11e导电结构11f导电材料11g迹线12a第一凹槽12b、12c凹槽13第二凹槽14沟槽20第二基板21第三表面22第四表面23a、23b导电结构23c导电材料24微机电系统元件25参考元件26凹槽27a、27b沟槽30封装基板【具体实施方式】以下将详述本专利技术的各实施例，并配合图式作为例示。除了该多个详细说明之外，本专利技术亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本专利技术的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本专利技术有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本专利技术可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本专利技术形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。本专利技术的压力传感器是以一微机电系统装置加以实现。请参照图1a以及图1b，本专利技术的一实施例的压力传感器包含一第一基板10以及一第二基板20。第一基板10包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层11。于图1b所示的实施例中，电路层11是设置于第一基板11的第二表面(即上表面)。依据设计，电路层11包含至少一金属层，而曝露出来的金属层可作为一第一电路11a、一第二电路11b以及多个第一导电接点11c、11d。于一实施例中，第一基板10可为一互补式金氧半导体(CMOS)基板、玻璃基板等。第一基板10进一步分成一承载区域101、一框体102以及一连接臂103。微机电系统装置的主要结构制作于承载区域101内。举例而言，第一电路11a以及第二电路11b设置于承载区域101内。框体102与承载区域101空间上分离且围绕承载区域101设置。连接臂103则设置于承载区域101以及框体102之间，以连接承载区域101以及框体102。第二基板20包含一第三表面21以及一相对的第四表面22，且第二基板20以第三表面21朝向第一基板10设置于第一基板10的第二表面侧。举例而言，第一基板10与第二基板20的接合是以共晶键合(eutecticbonding)、熔接(fusionbond)、焊接以及粘合至少其中之一加以实现。第二基板20可经由导电结构23a、23b与多个第一导电接点11c、11d电性连接。第二基板20包含一微机电系统元件24以及一参考元件25。微机电系统元件24设置于承载区域101，且与第一基板10定义出一气密空腔。如此，微机电系统元件24即可随着外部压力变化而产生形变。微机电系统元件24并与第一电路11a相对应，以构成一感测电容。参考元件25亦设置于承载区域101内，且与第二电路11b相对应。参考元件25与第二电路11b之间维持一固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器，其特征在于，包含：一第一基板，其包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层，其设置于该第一基板的该第二表面，并包含一第一电路、一第二电路以及多个第一导电接点，其中该第一基板分成一承载区域、与该承载区域空间上分离且围绕该承载区域的一框体以及一连接臂，其连接该承载区域以及该框体，且该第一电路以及该第二电路设置于该承载区域；以及一第二基板，其包含一第三表面以及一相对的第四表面，且该第二基板以该第三表面朝向该第一基板设置于该第一基板的该第二表面侧，并与该多个第一导电接点电性连接，其中该第二基板包含：一微机电系统元件，其设置于该承载区域，与该第一电路相对应，且与该第一基板定义出一气密空腔；以及一参考元件，其设置于该承载区域且与该第二电路相对应，其中该参考元件与该第二电路维持一固定间距。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包含：一第一基板，其包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层，其设置于该第一基板的该第二表面，并包含一第一电路、一第二电路以及多个第一导电接点，其中该第一基板分成一承载区域、与该承载区域空间上分离且围绕该承载区域的一框体以及一连接臂，其连接该承载区域以及该框体，且该第一电路以及该第二电路设置于该承载区域；以及一第二基板，其包含一第三表面以及一相对的第四表面，且该第二基板以该第三表面朝向该第一基板设置于该第一基板的该第二表面侧，并与该多个第一导电接点电性连接，其中该第二基板包含：一微机电系统元件，其设置于该承载区域，与该第一电路相对应，且与该第一基板定义出一气密空腔；以及一参考元件，其设置于该承载区域且与该第二电路相对应，其中该参考元件与该第二电路维持一固定间距。2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，至少部分该第一导电接点设置于该框体，以作为与外部电性连接的导电接点。3.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该第二基板更包含多个第二导电接点，其设置于该框体于该第二基板的该第四表面的一投影区域内，并与该第一导电接点电性连接，以作为与外部电性连接的导电接点。4.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该连接臂为一个，且为直条状。5.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该连接臂为多个，且具有至少一转折部。6.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该参考元件以及该第二电路之间具有一支撑元件。7.如权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，该支撑元件为墙状、柱状、环状或弧状。8.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该第一电路设置于该气密空腔的一几何中心。9.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，该第二电路靠近该气密空腔的侧壁设置。10.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，更包含：一封装基板，其中该第一基板以该框体的该第一表面接合于该封装基板。11.如权利要求10所述的压力传感器，其特征在于，该第一基板的该承载区域以及该封装基板之间具有一间隙。12.一种压力传感器的制造方法，其特征在于，包含：提供一第一基板，其包含一第一表面、一相对的第二表面以及一电路层，其设置于该第一基板的该第二表面，并包含一第一电路、一第二电路以及多个第一导电接点；提供一第二基板，其包含一第三表面以及一相对的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾立天，
申请(专利权)人：苏州明皜传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32