无线表面声波传感器的芯片级封装制造技术

一种传感器封装系统和方法包括塑料衬底，其被构造包括开口，用于接收和保持声波传感器。天线可被直接印制在所述塑料衬底上并电连接至所述声波传感器用于向所述声波传感器传输数据和从所述声波传感器接收数据。所述天线可为倒装晶片，安装到所述声波传感器，其可在例如表面声波（ＳＡＷ）传感器芯片上进行实施。这种ＳＡＷ传感器芯片可包括多个金属电极，它们与所述ＳＡＷ传感器芯片位于塑料衬底的同一表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及传感装置及其方法。本专利技术还涉及无线传感器。此 外，本专利技术还涉及压力传感应用中的表面声波传感器。
技术介绍
无线传感器在传感应用中使用广泛，包括例如汽车轮胎中的压力和 温度传感。通常，无线传感器被安装成与天线和接收单元相关联。近年 来，各种无线通信技术已经被大量开发，例如象移动通信单元(如蜂窝式电话)或基于所谓IEEE(电子和电气工程师)802.11标准的无线LAN (局域网)，且与此相应，与作为执行无线通信所必不可少的组件的天 线元件相关的各种技术也已被开发。作为天线元件，例如公知的是辐射电极、表面电极或其类似物形 成在柱状电介质上。这种类型的天线元件通常安装在装置主体的外部而 被使用。然而，在所述被设置在外部并被使用的这种类型的天线元件中， 存在装置难以小型化、需要高的机械强度以及部件数量增加的问题。传统无线传感器技术存在的问题是，难以将天线集成在运行频率低 于2.4GHz的无线传感器芯片上。需要用于进行芯片级封装的非常好的 技术以及在柔性衬底上构建的阻抗匹配电-各和天线。例如在无线轮胎压 力传感领域中，需要一种改进的无线传感器封装系统及方法。本文详细 地公开 一种能够满足这种持续需要的系统和方法。
技术实现思路
提供以下
技术实现思路
是为了便于理解公开的实施例所独有的一些创 新性特征但并不是完整的说明。通过将全部说明书、权利要求书、附图 和摘要作为 一个整体，可以对本专利技术的多个方面获取全面的理解。因此，本专利技术的一个方面是提供一种改进的无线传感装置，其包括 两个部件， 一个部件被结合到另一个上，以及相关联的天线。本专利技术的另一方面是提供一种改进的无线声波传感器。 本专利技术的又一方面是提供一种用于封装无线声波传感器和与之相关联的天线的系统。这种声波传感器可由两个元件构造而成，可通过各 种技术，如玻璃粉、塑料或直接结合将两元件结合在一起。上述方面、其它目的和优点可如这里描述的那样进行实现。这里描 述了一种传感器封装系统及方法，其通常包括塑料衬底，其被构造成包 括开口，用于接收和保持声波传感器。天线可被直接印制在所述塑料村 底上，并电连接至所述声波传感器，用于向声波传感器传输数据并从声 波传感器接收数据。所述天线可被倒装芯片安装到所述声波传感器上，其可按照表面声波(SAW)传感器芯片实现。这种SAW传感器可包括 位于石英晶片表面的多个金属电极。此外，这种SAW传感器还设置有 石英盖，且所述SAW石英芯片例如可使用玻璃粉技术彼此结合，从而 可获得完整的石英封装(AQP)构造，也被称作"零级封装，，。这种玻 璃粉技术可被应用于任一类型的石英SAW传感器封装中，其中低应力 坚固(robust)封装技术是理想的。根据应用的需要，例如可4吏用任一类型 的低应力石英-石英结合，如直接石英-石英结合、塑料结合等。可使用绝缘聚酰亚胺选择性地密封所述SAW传感器芯片的一个或 多个表面。传感膜片通常由SAW传感器芯片保持。所迷传感膜片可被 构造成包括凹陷区域。作为压力传输元件的凝胶体可位于该凹陷区域 内。所述塑料衬底可被构造成介电衬底，其为柔性的。所述声波传感器 通常包括石英盖，且形成在塑料衬底上的开口容纳该石英盖。天线通过 无掩模喷墨沉积被直接印制在所述塑料衬底上。此外，声波传感器可被 通过与声波传感器相关联的多个结合垫安装在天线上该多个结合垫定 位在与天线相关联的多个对应的结合垫上。因此，此处公开的所述传感器封装系统包括介电衬底和包括至少一 个石英元件的无线声波传感器。使用无掩模喷墨印刷，天线通常被附着 到位于介电衬底上的无线声波传感器上，由此提供传感器用于传感器数 据的无线传输和接收。印制在介电衬底上的所述天线优选地工作在大约 100KHz至2.4GHz的频率范围内。所述介电衬底包括孔，用于保持所述 无线声波传感器，其中所述孔被构造使得与无线声波传感器相关联的石 英盖可被容纳其中，以降低声波传感器的整体厚度。因此，此处公开的所述系统和方法涉及一种用于无线SAW传感器 芯片级封装的技术。用于构建在塑料衬底上的阻抗匹配电和天线的直 写技术可与倒装芯片技术结合，用于将天线芯片附着到无线SAW石英传感器芯片上。用于印制天线和匹配电路的金属层、通孔填充以及封装 无线传感器的最终塑料壳体都可使用无掩模喷墨印刷方法实现。该技术 可适合于应用在任一类型的天线位于传感器芯片外部的无线传感器。附图说明在附图的所有独立视图中，相同的附图标记表示相同或功能相似的 元件，附图^支结合进来并形成说明书的一部分，进一步说明实施例，与 详细描述一起用于解释此处公开的实施例。图1为可根据一优选实施例进行实施的玻璃烧结的整个石英封装表面声波传感器的侧-現图2为根据一优选实施例，印制在其中构造有开口的塑料衬底上的 天线的側视图3为可根据一优选实施例进行实施的无线声波传感器系统的侧视图4为一无掩模喷墨沉积印刷系统的透视图，其适合于根据一优选 实施例使用。具体实施例方式这些非限制性实施例中所讨论的特定值和构造可以被改变，且引用 这些特定值和构造只是为了说明至少一个实施例，并非要限制其范围。图1为可才艮据一优选实施例实施的表面声波传感器100的侧一见图。 图1中描述的表面声波传感器100可^^皮实施为基于石英的表面声波 (SAW)传感器芯片，且通常包括一个或多个SAW传感器104、 106、 108,它们被连接到SAW石英芯片110,并被SAW石英芯片110保持。 传感器100还包括膜片102,其由SAW石英芯片110保持。基准室114 可位于SAW石英芯片110和石英盖112之间。根据一优选实施例，使用玻璃粉技术可实现SAW石英芯片110和 石英盖112的气密密封，其中玻璃墙封闭了传感器的基准压力室。图l 中描述的玻璃粉隔离物122和124示意性地代表了玻璃粉的工艺，其使 得金属电极126和128定位在基准压力室114的外部，同时仍能保持压 力室的密封结构。金属电极126和128也被SAW石英芯片110支撑， 且分别通过玻璃粉隔离物122和124与石英盖112隔离开。金属-金属倒装芯片元件114、 116和118、 120分别连接到金属电极126和128。图2为根据一优选实施例，印制在其中构造有空隙或孔202的塑料 衬底206上的天线204、 205的侧^L图。请注意在图1-4中，相同的附图 标记通常表示相同或相似的部件或元件。孔202形成在塑料衬底206上， 以便容纳石英盖112。图2还描述了金属-金属表面安装元件114和120, 其经常被本领域技术人员称做所谓的"凸起"。现有的倒装芯片技术可 被用来在塑料衬底上实现将传感器垫连接到天线所必需的导电凸起。凸 起114和120可具有例如大约IOO微米的直径，且可由金属或导电聚合 物构造而成。天线204、 205也可由金属、导电塑料或它们的组合构造 而成，这取决于设计的考虑。图3为可根据一优选实施例实施的无线声波传感器系统300的侧视 图。系统300通常包括图3中描述的塑料村底206,且被聚酰亚胺层304 和聚酰亚胺306所包围。在塑料衬底206的部分之间还设置有一个或多 个聚酰亚胺通孔填充物308和309。图3中描述的天线元件310、 312和 314构成了图2中描述的天线205,而天线元件31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器封装系统，包括：　塑料衬底，其被构造为包括开口，用于接收和保持声波传感器；以及　天线，其被印制在所述塑料衬底上并电连接到所述声波传感器，用于向所述声波传感器传输数据和从所述声波传感器接收数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C科比亚努，B弗拉德，G杨，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[]