本发明专利技术涉及具有腔罩（１）和传感器芯片（３）的半导体传感器器件（２０）及其制造方法。腔罩（１）包括指向外界（６）的开口（５）。传感器芯片（３）的传感器区（４）被设置为朝向所述开口（５）。腔罩（１）的腔（２）中的传感器芯片（３）各面都埋植在弹性橡胶材料（７）中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括腔罩和传感器芯片的半导体传感器器件及其制造方法。本专利技术涉及包括腔罩和传感器芯片的半导体传感器器件及其制造方法。由专利申请DE 10 2004 019 428.9已知一种包括腔罩的半导体传感器器件。这种半导体传感器器件存在下面的问题，即由于利用低弹性模量的材料通过粘接将传感器芯片固定在腔罩中，以致使刚性腔罩的机械载荷例如热应变或振动载荷的扰动反应影响传感器芯片并部分地破坏了测量结果。通过使用软材料来保护腔罩中的这种传感器芯片不受环境影响，以使至少使具有半导体传感器芯片传感器区的上侧不受附加载荷的影响。传感器芯片的稳定性还取决于用来将传感器芯片固定在刚性腔罩底部的粘接剂质量波动，其结果是，特别在安装接合线时局部地发生传感器芯片的谐振振动。因此，不能排除半导体芯片制造所决定的先前破坏或者粘接质量降低的结果，这一点损坏了传感器芯片的稳定性。而且，由于传感器芯片的机械应力，所用材料之不同的热膨胀系数还造成了成品率的损失。本专利技术的技术问题在于一种包括腔罩和传感器芯片的半导体器件及其制造方法，从而一方面提高这种半导体传感器器件的生产中的成品率，另一方面增加这种半导体传感器器件在日常测量实践应用中的可靠性。借助独立权利要求的主题解决了该技术问题。从属权利要求给出了出本专利技术有利的改进方案。本专利技术提供一种包括腔罩的半导体传感器器件，其中将传感器芯片设置在罩的腔中。所述传感器芯片具有传感器区，该区优选对压力波动和/或温度波动起反应。为此目的，腔罩对周围环境有开口以允许环境参数对敏感的传感器区起作用。因此传感器区要朝向所述开口。传感器芯片本身其所有侧面都埋植在罩腔内的弹性橡胶混合物中。该半导体传感器器件具有下面优点，即把用弹性橡胶混合物完全包围中的传感器芯片在机械上与腔罩相分离。原则上，传感器芯片只悬吊在接合线上，这些接合线只有几微米厚用于向相应的腔罩外接触面传送测量信号。所述接合线埋植在弹性橡胶混合物的上部区域中。除了弹性橡胶混合物中此悬吊外，在腔罩中没有提供任何的机械支架或接触点。不过为了装配和传送的目的，在本专利技术一个优选实施例中能够以有利的方式将半导体芯片支撑在腔罩中，即将限位销通过腔罩底部区域插入。原则上，弹性橡胶混合物具有两个区域传感器芯片下的下部区域以及上部区域，在下区上，用其背面设置传感器芯片的半导体框，在上区中，将传感器芯片侧面和顶面以及传感区本身埋植在其中。只在生成阶段区分这两个区域以简化制造。在完成包括腔罩和腔罩中传感器芯片的半导体传感器器件后，特别是如果将相同的弹性橡胶材料用于下部区域和上部区域时将不再能够对这两个区域进行区分。只有当传感器芯片的下部区域和上部区域的弹性橡胶混合物具有不同的弹性常数或者具有不同的着色时，(这点不应在实际实施例中排除)才能察觉下部区域和上部区域之间的界面。在本专利技术的另一个优选实施例中，弹性橡胶混合物是光学透明的弹性体。所述光学透明的弹性体具有下面优点，即还可将半导体传感器芯片的光敏感性用于特定的测量目的。然而如果传感器芯片是光不敏感的，则可能采用包括光吸收颗粒例如碳黑颗粒的弹性橡胶混合物。还假定弹性橡胶混合物含有硅橡胶。已经证明这种硅橡胶值得作为半导体传感器器件刚性腔罩和传感器芯片之间的分离混合物。另外，最好将传感器芯片经如上所述的接合线以及经通过腔罩的直通支点电连接至半导体传感器器件的外部支点。在这种情况下，接线的优点是其直径仅为几微米，因此可以支持刚性腔罩、刚性直通支点以及外部支点与传感器芯片的机械分离。在本专利技术另一个优选实施例中，腔罩有底座，而底座上有通孔。所述通孔以这样一种方式设置，使得一方面可以机械支承传感器芯片以进行运送，另一方面借助通过腔罩底座上开口的相应销进行安装。而且，所述开口具有下面的优点，即在接合操作期间也就是在半导体器件的生成期间，可以借助所述开口以及借助接合中相应的支承和/或隔板在机械上支承传感器芯片，从而形成传感器芯片顶面的接合线和接触区之间的可靠接合连接。在本专利技术的另一个优选实施例中，腔罩至少有一个底部和在横向上限定腔的侧壁，其中隔板的可拆卸端部从底部伸出，其形成了对处在隔板端部的传感器芯片上接合线进行设置和安装的支点。通过腔底部中的通孔可在工艺上实现这种底部结构。在去除传感器芯片的接合点之后被释放开的弹性橡胶混合物中的传感器芯片与刚性腔罩在机械上分离，从而刚性腔罩不会损坏其测量值。在本专利技术另一个实施例中，隔板为通过底部伸进腔中的销。所述销的尺寸应使其可以准确支承受到接合所施加的最大载荷的传感器芯片区域。为将所述半导体芯片固定在所述隔板上，已经将弹性橡胶混合物的下部区加在底部上，从而借助弹性橡胶混合物在横向上保持该半导体芯片并由隔板从下面支承该半导体芯片。产生包括腔罩和含传感区之传感器芯片的半导体传感器的方法包括下面步骤，而所述传感器芯片设置在所述腔罩的腔中。第一步包括产生具有内部导电轨迹、外部支点和腔底部的腔罩，其中经直通支点或者经引导轨道将内部导电轨迹连至外部支点。在生成腔罩期间，腔底部和围绕腔底部的侧壁都由硬质塑料材料以压铸法生成。在压铸操作期间，将从腔底部凸出的隔板端部同时抛入腔底部中，其中隔板的设置和大小要适合于半导体芯片的面积范围，使得隔板的端部形成将接合线设置和安装在即将置于隔板端部的半导体芯片上的支点。在所述腔罩中，首先将腔的底部填充弹性橡胶混合物作为下部区，使得至少由弹性橡胶混合物将该隔板密封至其端部。然后将传感器芯片的背面压到隔板端部，借助弹性橡胶混合物固定传感器芯片。然后，将接合线接合至传感器芯片与隔板端部相对的顶面上的相应接触区，并将其安装在腔罩内部连线的相应触点上。然后应用弹性橡胶混合物的上部区将接合线和传感器芯片埋植于弹性橡胶混合物中，弹性橡胶混合物密封传感器芯片的侧面以及传感器芯片的传感器区。然后从底部取下隔板，形成在腔罩底部的通孔。该方法具有下面的优点，即隔板可以在机械上将传感器芯片支承得如生成方法所需要的一样长时间，例如在接合步骤，或者将传感器芯片运送和固定在其使用场所所需的时间。然后可以在任何时候取下如上面方法所述的隔板，以使传感器芯片与刚性腔罩彻底地在机械上分离，从而增加其传感器的灵敏度和可靠性。在生成半导体传感器器件方法的另一种优选实施中，为产生具有内部导电轨迹和外部触点的腔罩，首先产生具有多个罩位置的引线框。通过压铸技术以下面的方法产生具有罩位置上镶铸隔板的侧壁和底部，使得在压铸之前将隔板设置在压铸模中。该方法变体具有这样的优点，即随后不必通过罩底部制造孔洞来定位隔板，而是在单次喷射塑模过程中，将装配隔板所需要的外部触点和内部引线以及隔板都已经预先设置在压铸模中，从而在完成后者之后生成可以从引线框冲压出来的腔罩。在本专利技术另一个实施例中，引线框本身具有隔板，即将隔板固定地连接至引线框，从而可在压铸工序后和在将传感器芯片及其连接线定位到内部引线上后，借助引线框将隔板从所完成的半导体器件上取下。将隔板留下作为罩中传感器芯片支撑直到该半导体传感器芯片用在所使用的场所可能不适用于这种情况。但是，存在从引线框拆卸隔板后将传送隔板引入腔罩的可能。最好通过分配工艺(dispensing technology)用弹性橡胶混合物在腔罩的腔内底座上进行灌注来形成下区和上区。该技术具有下面的优点，即其将具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
半导体传感器器件，包括腔罩（１）和具有传感器区（４）的传感器芯片（３），所述传感器芯片设置在所述腔罩（１）的腔（２）中，其中腔罩（１）具有指向外界（６）的开口（５），朝向所述开口（５）的传感器区（４），而且腔罩（１）的腔（２）内的传感器芯片（３）的所有各面都被埋植在弹性橡胶混合物（７）中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-9-7 102004043663.01.半导体传感器器件，包括腔罩(1)和具有传感器区(4)的传感器芯片(3)，所述传感器芯片设置在所述腔罩(1)的腔(2)中，其中腔罩(1)具有指向外界(6)的开口(5)，朝向所述开口(5)的传感器区(4)，而且腔罩(1)的腔(2)内的传感器芯片(3)的所有各面都被埋植在弹性橡胶混合物(7)中。2.根据权利要求1的半导体传感器器件，其中弹性橡胶混合物(7)具有两个区域(8，9)，即位于传感器芯片(3)下方传感器芯片(3)的下侧面(10)被设置在其上的下部区域(8)，和有传感器区(4)的传感器芯片(3)的边侧面(11，12)和上侧面(13)被埋植在其中的上部区域(9)。3.根据权利要求1或2的半导体传感器器件，其中弹性橡胶混合物(7)具有光学透明的弹性体。4.根据前述权利要求中任一权利要求的半导体传感器器件，其中弹性橡胶混合物(7)具有硅橡胶。5.根据前述权利要求中任一权利要求的半导体传感器器件，其中传感器芯片(3)经接合线(14)和通过腔罩(1)的直通触点(15)电连接至半导体传感器器件(20)的外部触点(16)。6.根据前述权利要求中任一权利要求的半导体传感器器件，其中腔罩(1)具有底部(17)，底部上具有通孔(18)。7.根据权利要求1到6中任一权利要求的半导体传感器器件的腔罩，其中所述腔罩(1)具有限定所述腔(2)的至少一个底部(17)和侧壁(19)，其中隔板(22)的可拆卸端部(21)从底部(17)伸出，其形成了对在隔板(22)端部(21)的传感器芯片(3)上的接合线(14)进行设置和安装的支点。8.根据权利要求7的半导体传感器器件，其中所述隔板(22)是经过底部(17)伸进所述腔(2)的销。9.根据权利要求7或8的半导体传感器器件，其中由弹性橡胶混合物(7)密封从底部(17)凸出的隔板(22)的端部(21)。10.制造半导体传感器器件(20)的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：M鲍尔，A克斯勒，W肖伯，A海默里，J马哈勒，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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