平坦化的电容式传感器阵列制造技术

一种电容式传感器元件包括衬底，在所述衬底上布置有金属柱。所述金属柱包括面向所述衬底的第一端和背离所述衬底的第二端。封料布置在所述衬底上而覆盖所述金属柱的至少一个侧部并且延伸超过所述金属柱的所述第二端。金属插塞布置在被限定在所述封料内的空腔中。所述空腔被限定为在所述金属柱的所述第二端附近，并且所述金属插塞与所述金属柱的所述第二端接触。所述电容器元件还包括布置在所述封料上的介电层，使得所述介电层覆盖所述空腔。

Planarization capacitive sensor array

A capacitive sensor element includes a substrate, and a metal column is arranged on the substrate. The metal column comprises a first end facing the substrate and a second end deviating from the substrate. The sealing material is arranged on the substrate to cover at least one side of the metal column and extend beyond the second end of the metal column. The metal plug is disposed in a cavity confined to the seal. The cavity is confined near the second end of the metal column, and the metal plug contacts the second end of the metal column. The capacitor element also includes a dielectric layer disposed on the sealing material so that the dielectric layer covers the cavity.

【技术实现步骤摘要】
平坦化的电容式传感器阵列相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年2月28日提交的名称为“PLANARIZEDCAPACITIVESENSORARRAY(平坦化的电容式传感器阵列)”的美国临时申请序列号62/464,644的权益，所述美国临时申请通过引用以其全文结合在此。
技术介绍
电容式传感器阵列应用于诸如移动装置、人机接口装置等电子装置以及测试设备中。例如，电容式传感器阵列可以用于检测在电容式传感器阵列附近(例如，与其接触或在其附近)的物体。电容式传感器阵列通常以两种方式之一工作。一些电容式传感器检测在行电极与列电极之间的互电容变化，所述互电容变化可能受到物体(例如，手指或触笔)距行电极和列电极的接近度的影响。其他电容式传感器检测导电元件(例如，金属面板)的自电容变化，其中，物体距导电元件的接近度可能影响导电元件的寄生电容。基于自电容的电容式传感器阵列正在变得越来越重要，因为其能够更易于在小型电子装置(例如，医疗测试条或指纹检测器)中实现。附图说明参照所附附图描述了具体实施方式。说明书和附图中在不同情况下使用相同的参考号可以指示相似或相同的项目。以下具体实施方式和所附附图中公开了本公开的各个实施例或示例(“示例”)。所述附图不一定是按比例绘制的。一般而言，除非权利要求书中另有规定，否则所公开的过程的操作可以以任意顺序来执行。图1是图解的局部横截面侧视图，展示了根据本公开示例实现方式的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体。图2是图解的局部横截面侧视图，展示了根据本公开示例实现方式的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的电容式传感器元件。图3是图解顶视图，展示了根据本公开示例实现方式的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的平坦化电容式传感器阵列。图4是图解端视图，展示了根据本公开示例实现方式的包括传感器封装体(如图1至图3中的任何一个中所展示的传感器封装体)的电子装置。图5A是流程图，展示了用于制造包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的示例过程。图5B是流程图，展示了用于制造包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的示例过程的一部分。图5C是流程图，展示了用于制造包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的示例过程的一部分。图6A是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6B是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6C是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6D是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6E是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6F是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6G是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。图6H是图解的局部横截面侧视图，展示了根据图5A中示出的过程的包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体(如图1中所展示的传感器封装体)的制造。具体实施方式概述电子装置(例如，移动装置、人机接口装置或测试设备)经常包括电容式传感器阵列。例如，电子装置可以在输入系统(例如，触摸屏、触摸面板、触摸板等)、生物识别输入系统(例如，指纹检测器)、接近度传感器、成像装置(例如，扫描仪)、或流体分析器(例如，用于分析生物流体样本或其他流体样本)中采用电容式传感器阵列。示例移动装置包括但不限于智能电话、平板计算机、智能手表、数字相机、笔记本计算机、媒体播放器、便携式游戏装置等。示例人机接口装置包括但不限于触摸板、触摸屏、触摸面板、键盘、按钮、开关、指纹检测器及其组合。示例测试设备包括但不限于医疗测试条、微流体盒、扫描仪(例如，扫描床或扫描垫)、芯片上实验室(LOC)装置等等。经常期望电容式传感器阵列具有平坦的感测表面。例如，在医疗应用中，平坦的感测表面可以减轻来自之前测试的污染物的堆积，其中，流体或颗粒可能会以其他方式积存在电容式传感器元件之间。公开了一种包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体。还公开了一种用于制造包括平坦化电容式传感器阵列的传感器封装体的方法。示例实现方式图1至图4示出了可以用于电子装置101中的传感器封装体100的实施例。在实施例中，电子装置101是移动装置。例如，移动装置可以包括但不限于智能电话、平板计算机、智能手表、数字相机、笔记本计算机、媒体播放器、便携式游戏装置等。在另一个实施例中，电子装置101是人机接口装置。例如，人机接口装置可以包括但不限于触摸板、触摸屏、触摸面板、键盘、按钮、开关、指纹检测器或其组合。在又另一个实施例中，电子装置101包括测试设备。例如，测试设备可以包括医疗测试条、微流体盒、扫描仪(例如，扫描床或扫描垫)、芯片上实验室(LOC)装置等。本文中所描述的传感器封装体100包括平坦化电容式传感器阵列，所述平坦化电容式传感器阵列包括布置在衬底102(例如，硅晶片)上的一个或多个电容式传感器元件118。传感器封装体100可以包括任何规模的电容式传感器阵列(例如，任何数量的安排成阵列的电容式传感器元件118)。传感器封装体100包括布置在衬底102上的至少一个金属柱104。在实施例中，金属柱104由通过蚀刻衬底102上的一个或多个层而暴露的金属层(例如，铝层或铜层)形成。例如，金属层可以通过在衬底102上执行湿蚀刻工艺或干蚀刻工艺而暴露。在其他实施例中，可以通过将预制造的金属柱粘附到衬底102上、将金属柱104溅射到衬底102上、或执行附加的沉积工艺(例如，将金属柱1043D印刷到衬底102上)而将金属柱104布置在衬底102上。金属柱104具有面向衬底102的第一端103和背离衬底102的第二端105。多个金属柱104可以布置在衬底102上以形成多个电容式传感器元件118。例如，电容式传感器阵列可以包括单个电容式传感器元件118(例如，如图2中所示出的)、电容式传感器元件118的线性安排(例如，如图1中所示出的)、或电容式传感器元件118的N×M矩阵(例如，如图3中所示出的)，其中，N和M可以是相同实数(例如，N＝M)或不同实数(例如，N≠M)的任意组合。封料112布置在衬底102上。封料112覆盖金属柱104的至少一个侧部107，并且延伸超过金属柱104的第二端105。在一些实施例中，封料112覆盖金属柱104的所有侧部107。例如，封料112可以覆盖金属柱104的除了第一端103和第二端1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式传感器元件，包括：衬底；金属柱，所述金属柱布置在所述衬底上，所述金属柱具有面向所述衬底的第一端和背离所述衬底的第二端；封料，所述封料布置在所述衬底上，其中，所述封料覆盖所述金属柱的至少一个侧部并且延伸超过所述金属柱的所述第二端；金属插塞，所述金属插塞布置在被限定在所述封料内的空腔中，其中，所述空腔被限定为在所述金属柱的所述第二端附近，并且所述金属插塞与所述金属柱的所述第二端接触；以及介电层，所述介电层布置在所述封料上，其中，所述介电层覆盖所述空腔。

【技术特征摘要】
2017.02.28 US 62/464,644;2018.02.22 US 15/902,4531.一种电容式传感器元件，包括：衬底；金属柱，所述金属柱布置在所述衬底上，所述金属柱具有面向所述衬底的第一端和背离所述衬底的第二端；封料，所述封料布置在所述衬底上，其中，所述封料覆盖所述金属柱的至少一个侧部并且延伸超过所述金属柱的所述第二端；金属插塞，所述金属插塞布置在被限定在所述封料内的空腔中，其中，所述空腔被限定为在所述金属柱的所述第二端附近，并且所述金属插塞与所述金属柱的所述第二端接触；以及介电层，所述介电层布置在所述封料上，其中，所述介电层覆盖所述空腔。2.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述金属柱包括第一金属，并且所述金属插塞包括与所述第一金属不同的第二金属。3.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述封料包括面向所述衬底的第一表面和背离所述衬底的第二表面，其中，所述封料的所述第二表面被平坦化。4.如权利要求3所述的电容式传感器元件，其中，所述金属插塞包括与所述金属柱的所述第二端接触的第一端和背离所述金属柱的第二端，其中，所述金属插塞的所述第二端被平坦化。5.如权利要求4所述的电容式传感器元件，其中，所述金属插塞的所述第二端与所述封料的所述第二表面齐平。6.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述介电层被平坦化。7.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述封料包括氧化物层。8.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述介电层包括氮化物层。9.如权利要求1所述的电容式传感器元件，其中，所述金属插塞包括钨或铜中的至少一者。10.一种传感器封装体，包括：衬底；以及电容式传感器阵列，所述电容式传感器阵列包括：多个金属柱，所述多个金属柱布置在所述衬底上，其中，所述多个金属柱中的金属柱具有面向所述衬底的第一端和背离所述衬底的第二端；封料，所述封料布置在所述衬底上，其中，所述封料覆盖所述金属柱的至少一个侧部并且延伸超过所述金属柱的所述第二端；多个金属插塞，所述多个金属插塞布置在被限定在所述封料内的多个空腔中的相应空腔中，其中，所述多个空腔中的空腔被限定为在所述金属柱的所述第二端附近，并且所述多个金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·乌普力，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US