具有用于感测元件的晶片级芯片规模封装的方法和设备技术

本发明专利技术提出了制造传感器（１００）的方法。该方法包括：在晶片上沉积第一预定厚度的牺牲材料（３３０），该晶片具有安装于其上的至少一个感测元件，所述牺牲材料至少部分地沉积在所述至少一个感测元件上；在晶片上并且围绕着所沉积的牺牲材料形成第二预定厚度的密封层（３３２），该第二预定厚度小于所述第一预定厚度；和去除所述牺牲材料。还提出了按照前述方法制造传感器的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地来讲涉及芯片封装，更加具体地讲，涉及晶片级芯片规模封装。
技术介绍
传感器用在多种应用中并且可以被用来采集多种类型的数据中的任何一种。某些传感器用来确定例如参考压力和测得压力之间或者两个测得压力之间的压力差。典型地，这些压力传感器包括集成芯片，该集成芯片具有印刷于其上的电路和/或安装在其上的感测或其它组件。在某些传感器构造中，将芯片安放在硬壳内，该硬壳构成为用来保护感测组件并且消散芯片工作期间电路产生的热量。在其它一些传感器构造中，芯片还包括多条接合线(bond wire)，这些接合线用于将管芯(die)与电路板接合起来。接合线典型地从芯片伸出并且伸出到外壳之外。虽然前面提到的传感器构造一般来说在大多数应用中工作良好，但是在其它一些应用中它们可能表现出某些缺陷。例如，在医疗设备的情境下，用在可植入医疗设备中的组件最好极其微小，以便减小受植病人可能经受的不适。不过，带有外壳的常规传感器(比如前面介绍的那些传感器)可能具有相对较高的高度和/或较大的覆盖(footprint)几何尺寸，从而不必要地占用可能从可植入医疗设备中消除的空间。在另一个例子中，前面提到的芯片制造起来可能成本会比较高。结果，成本相对较低的组件可能无法加入传感器芯片技术，或者，如果芯片被加入，则组件的成本会增高。由此，希望具有与常规集成芯片封装相比相对较小的集成芯片封装。此外，希望具有制造起来相对简单并且成本低廉的集成组件的制作方法。而且，从随后的本专利技术的详细介绍和所附权利要求中，连同附图和本专利技术的这一
技术介绍
一起考虑，本专利技术的其它期望的特征和特点将会变得显而易见。附图说明在下文中将结合附图介绍本专利技术，其中相似的附图标记指代相似的元件，并且附图1是示例性传感器的横截面图；附图2是示出制造附图1中所示的传感器的示例性方法的流程图；附图3是附图2中示出的方法的步骤的图解说明；附图4是附图2中示出的方法的另一个步骤的图解说明；附图5是附图2中示出的方法的再另一个步骤的图解说明；和附图6是附图2中示出的方法的再另一个步骤的图解说明。具体实施例方式下面的本专利技术的详细说明从性质上来讲仅仅是示例性的，并且并非打算用来限制本专利技术或者本专利技术的应用和用途。而且，无意受到前述本专利技术的背景或者随后本专利技术的详细说明中给出的任何理论的约束。现在转到附图1，示出了示例性集成组件或传感器100的横截面图。传感器100包括衬底层102、电路104、感测元件106、互连件108和密封剂层110。衬底层102提供传感器组件与之耦合的底座。可以理解，衬底层102可以是常规上用于衬底的众多材料类型中的任何一种，包括例如硅、锗化硅、砷化镓、绝缘体上硅、绝缘玻璃、蓝宝石或者任何其它类型的适当材料。电路104安放在衬底层102的至少一部分上并且可以是针对各种不同的集成电路应用构成的，例如，是针对通信、运输、通用计算之类的应用构成的。例如，在示例性实施方式中，将电路104构成为用来传递压力数据。电路104可以以众多常规方式中的任何一种方式形成在衬底层102上，例如，丝网印刷和光刻。感测元件106构成为用来感测传感器100周围的环境特性。感测元件106可以是可以用来感测特定的环境特性的众多类型的装置中的任何一种。例如，在附图1中所示的实施方式中，感测元件106是薄的屋顶状薄膜，在该薄膜下方限定出空腔112，该空腔112响应于空腔112内的压力与环境压力之间的压力差而膨胀或收缩。为了处理所感测到的特性，感测元件106与电路104耦合。感测元件106可以以众多常规方式中的任何一种方式直接或间接耦合到电路104。感测元件106还可以与参考元件107耦合，参考元件107提供参考数据。参考元件107可以是众多适于提供参考数据的装置中的任何一种。在附图1中所示的实施方式中，参考元件107是屋顶状薄膜，该薄膜构成为用来提供参考压力。此外，所示的参考元件107设置成紧随感测元件106；不过，可以理解，参考元件107可以与传感器100的任何其它部分耦合。在附图1中的实施方式中，电路104构成为用来计算参考压力与感测的环境压力之间的差。互连件108使得电路104能够将感测元件106感测到的数据和/或感测元件106与参考元件107之间计算的差发送到其它未图示的外部组件。就此而言，互连件108是由适于传送和接收数据的众多材料中的任何一种构成的，例如，金属或多晶硅。互连件108至少部分地设置在穿过衬底层102形成的过孔120内。不过，互连件108可以位于传感器100的任何部分内。虽然示出的是单个互连件108和过孔120，但是可以理解，可以将不止一个互连件和过孔加入到传感器100内。互连件108具有第一端114和第二端116。第一端114与电路104耦合并且可以形成在互连件108的一端处，或如附图1中所示，可以是随后与互连件108耦合的单独形成的部件。在任何一种情况下，第一端114都是由能够进行电通信的导电材料构成的。第二端116伸出到传感器100之外并且提供传感器100与任何可以和传感器100耦合的外部组件(例如，电路板、模块外壳或基板)之间的接口。类似于第一端114，第二端116可以形成为互连件108的一部分，或者如附图1中所示，可以是单独形成的部件。在附图1中所示的实施方式中，第二端116是一片具有与互连件108耦合的平坦部分122和与平坦部分122耦合的导电部分124的导电材料。导电部分124从传感器100向外突出。为了防止可能在互连件108与电路104之间出现的交叉电连接，钝化层126覆盖在衬底层102和过孔120上。钝化层126可以由多种绝缘材料中的任何一种构成，例如，聚对二甲苯、二氧化硅、氮化硅之类的材料。采用密封剂层110来保护电路104不受化学、物理、热和/或任何其它类型的伤害。为此，密封剂层110由能够耐受传感器100可能处于其中的任何化学、物理或热环境的众多类型的密封材料中的任何一种构成。适当的材料包括但不局限于，塑料、刚性聚合物、聚酰亚胺之类的材料。为了使感测元件106能够接触环境，在其中设置了开口128。将开口128设置在感测元件106上方，使得感测元件106充分露出。按照另一种可选方案，将感测元件106设置在开口128内，如附图1中所示。此外，可以将开口128设置在参考元件107上方，或者可以将参考元件107设置在开口128内。在一种示例性实施方式中，将开口128的尺寸形成为使得密封剂层110不接触感测元件106。现在参照附图2-6讨论可以制造集成组件100的示例性方法。将首先一般性地描述总体工艺200。应当理解，下面的描述中的带括号的附图标记对应于附图2中所示的与流程块相关联的附图标记。首先，获得具有衬底层302、电路304、至少一个感测元件306和至少一个互连件308的晶片300(202)。然后，在各个感测元件306上沉积牺牲层330(204)。接着，将密封剂层332涂敷到晶片300上(206)。然后可以对晶片300进行切割(208)。最后，去除牺牲层330(210)。现在将在下面进一步详细介绍这些步骤。转到附图3，示出可以获得(202)的示例性晶片300的一部分。晶片部分300包括衬底层302、印刷或丝网印刷到衬底层上的电路304、与电路304耦合的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造传感器的方法，包括：　　　　在晶片上沉积第一预定厚度的牺牲材料，该晶片具有安装于其上的至少一个感测元件，所述牺牲材料至少部分地沉积在所述至少一个感测元件上；　　　　在晶片上、围绕着所沉积的牺牲材料形成第二预定厚度的密封层，该第二预定厚度小于所述第一预定厚度；和　　　　去除所述牺牲材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-20 11/039,6881.一种制造传感器的方法，包括在晶片上沉积第一预定厚度的牺牲材料，该晶片具有安装于其上的至少一个感测元件，所述牺牲材料至少部分地沉积在所述至少一个感测元件上；在晶片上、围绕着所沉积的牺牲材料形成第二预定厚度的密封层，该第二预定厚度小于所述第一预定厚度；和去除所述牺牲材料。2.按照权利要求1所述的方法，还包括在去除步骤之前对晶片进行切割以形成多个芯片的步骤。3.按照权利要求1所述的方法，还包括在沉积步骤之后固化所述晶片和所沉积的牺牲材料的步骤。4.按照权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤还包括沉积具有摇溶属性并且具有耐受至少大约140℃的温度的能力的材料。5.按照权利要求4所述的方法，其中沉积所述材料的步骤还包括沉积临时的、溶于水的热塑性粘接材料。6.按照权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤包括从针将牺牲材料分配到晶片上。7.按照权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤包括将掩模放置在晶片上，该掩模露出所述至少一个感测元件；在所述掩模上丝网印刷所述牺牲材料。8.按照权利要求1所述的方法，其中形成密封层的步骤包括使用液体成型技术来形成密封层。9.按照权利要求1所述的方法，其中所述去除步骤包括将溶剂涂敷到所述牺牲材料上。10.按照权利要求9所述的方法，其中所述去除步骤包括将高压去离子水喷涂到所述牺牲材料上。11.按照权利要求9所述的方法，其中所述去除步骤包括将光致抗蚀剂涂敷...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉G麦克都纳德，斯蒂芬R霍泊尔，阿尔温德S萨利安，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]