用于传感器的封装及其制造方法技术

本文揭示了传感器组件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于传感器的封装及其制造方法


[0001]本揭示内容的实施方式大体涉及用于监测及控制例如气体的流率的传感器
。

技术介绍

[0002]各种制造系统
(
例如，用于半导体应用
)
可包括气体流动性质
(
例如，流率
、
温度
、
压力
、
及类似者
)
的测量
。
用于进行此种测量的传感器可能不与可在某些制造系统中使用的侵蚀性环境
(
例如，腐蚀性环境
、
具有高能等离子体的环境
、
具有真空的环境
、
具有高温及
/
或频繁温度循环的环境
、
及类似者
)
相容
。
使传感器及
/
或传感器封装具有不会不利地影响处理气体性质的特殊几何形状，同时亦与某些侵蚀性环境相容可能存在挑战
。
[0003]例如，在一些制造系统中，处理气体
(
例如，在半导体制造工艺期间使用的气体
)
及
/
或清洁气体
(
例如，用于清洁所制造装置及
/
或在制造电子装置时使用的腔室的气体
)
可具有包括高质量流率的精确输送目标以及精确地控制低流率的能力
。
常规的制造系统经常使用一或多个质量流量控制器
(MFC)
来测量及控制处理气体的质量流率
。
[0004]开发与侵蚀性制造环境
(
例如，耐腐蚀及
/
或材料污染
)
相容
、
维持真空密封
、
坚固
、
具有长操作寿命
、
可靠
、
及具有使对气体流动性质的不利影响最小化的几何形状的
MFC
及
/
或其他传感器将是有利的
。

技术实现思路

[0005]本揭示内容的某些实施方式涉及一种传感器组件，包括基板
、
外壳
、
及传感器装置
。
在某些实施方式中，基板包括外部区域
、
内部区域
、
及在外部区域与内部区域之间定位的中间区域
。
在某些实施方式中，基板进一步包括在至少内部区域上的电气接触垫
。
在某些实施方式中，外壳在外部区域处耦接到基板以提供气密密封
。
在某些实施方式中，传感器装置在内部区域处经由电气接触垫耦接到基板
。
[0006]在本揭示内容的另一方面中，传感器组件包括多层陶瓷基板，该多层陶瓷基板包括外部区域
、
内部区域
、
及在外部区域与内部区域之间定位的中间区域
。
多层陶瓷基板可进一步包括在多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，其中电气接触垫在整个多层陶瓷基板中从外部区域延伸到内部区域
。
在某些实施方式中，传感器组件进一步包括在中间区域处耦接到基板以形成气密密封的外壳
。
在某些实施方式中，传感器组件进一步包括在内部区域处经由电气接触垫耦接到基板的传感器装置
。
[0007]在本揭示内容的另一方面中，传感器组件包括具有第一端及与第一端相对的第二端的多层陶瓷基板
。
在某些实施方式中，多层陶瓷基板的第一端包括第一外部区域
、
内部区域
、
及在第一外部区域与内部区域之间定位的第一中间区域
。
在某些实施方式中，多层陶瓷基板的第二端包括第二外部区域及在第二外部区域与内部区域之间定位的第二中间区域
。
在某些实施方式中，多层陶瓷基板包括在多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，电气接触垫在整个多层陶瓷基板中从第一端延伸到第二端
。
在某些实施方式中，传感器组件进一步包括在第一中间区域处及在第二中间区域处耦接到多层陶瓷基板以形成气密密封的
外壳
。
在某些实施方式中，传感器组件进一步包括在内部区域处经由电气接触垫耦接到基板的传感器装置
。
在某些实施方式中，传感器组件进一步包括在传感器组件的至少一部分上沉积的保形涂层
。
[0008]本揭示内容的某些实施方式涉及一种制造传感器组件的方法
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法包括提供基板，该基板包括外部区域
、
内部区域
、
及在外部区域与内部区域之间定位的中间区域，其中基板进一步包括在至少内部区域上的电气接触垫
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在内部区域处将传感器装置耦接到基板
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在外部区域处将基板耦接到外壳以形成气密密封
。
[0009]在本揭示内容的另一方面中，制造传感器组件的方法包括提供多层陶瓷基板，该多层陶瓷基板包括外部区域
、
内部区域
、
及在外部区域与内部区域之间定位的中间区域，其中多层陶瓷基板包括在多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，并且其中电气接触垫在整个多层陶瓷基板中从外部区域延伸到内部区域
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在多层陶瓷基板的内部区域处将传感器装置耦接到电气接触垫
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括将与传感器装置耦接的多层陶瓷基板插入外壳中
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在中间区域处将多层陶瓷基板耦接到外壳，使得基板配置成悬臂位置以形成气密密封
。
[0010]在本揭示内容的另一方面中，制造传感器组件的方法包括提供多层陶瓷基板，该多层陶瓷基板包括第一端
、
与第一端相对的第二端
、
及在第一端与第二端之间的内部区域，其中第一端包括第一外部区域及在第一外部区域与内部区域之间定位的第一中间区域，其中第二端包括第二外部区域及在第二外部区域与内部区域之间定位的第二中间区域，并且其中多层陶瓷基板包括在多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，电气接触垫在整个多层陶瓷基板中从第一端延伸到第二端
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在多层陶瓷基板的内部区域处将传感器装置耦接到电气接触垫
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括将与传感器装置耦接的多层陶瓷基板插入外壳中
。
在某些实施方式中，制造传感器组件的方法进一步包括在第一中间区域处并且在第二中间区域处将多层陶瓷基板耦接到外壳，使得基板从外壳的一端延伸到外壳的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种传感器组件，包含：基板，包含外部区域
、
内部区域
、
及在所述外部区域与所述内部区域之间定位的中间区域，所述基板进一步包含至少在所述内部区域上的电气接触垫；外壳，在所述外部区域处耦接到所述基板以提供气密密封；以及传感器装置，在所述内部区域处经由所述电气接触垫耦接到所述基板
。2.
如权利要求1所述的传感器组件，进一步包含在所述传感器组件的至少一部分上沉积的保形涂层
。3.
如权利要求1所述的传感器组件，其中所述传感器装置包含耦接到支撑结构的自立式感测元件，并且其中将所述传感器装置固定到所述基板，使得所述支撑结构在相对于气体流动方向的垂直定向上
。4.
如权利要求1所述的传感器组件，其中所述传感器装置包含耦接到支撑结构的自立式感测元件，并且其中将所述传感器装置固定到所述基板，使得所述支撑结构在相对于气体流动方向的平行定向上
。5.
如权利要求1所述的传感器组件，其中所述外壳包含面向气体的表面及与所述面向气体的表面相对的相对表面，其中所述外壳具有穿过其形成的插槽，并且其中所述基板设置在所述插槽中，使得所述基板的所述内部区域从所述面向气体的表面延伸
。6.
如权利要求1所述的传感器组件，其中所述传感器装置经由第一密封件耦接到所述电气接触垫，其中所述基板在所述外部区域处经由第二密封件固定到所述外壳，并且其中
O
形环设置在所述基板与所述外壳之间
。7.
如权利要求6所述的传感器组件，其中所述基板是加工的蓝宝石，其中所述基板是圆角的，并且其中所述电气接触垫被金属化在所述内部区域上
。8.
如权利要求7所述的传感器组件，进一步包括在所述基板的整个所述外部区域和所述中间区域中延伸并到达所述基板的所述内部区域的至少一部分中的导体销，其中所述导体销经由第三密封件被固定到设置在所述内部区域上的所述电气接触垫
。9.
如权利要求8所述的传感器组件，其中所述第一密封件
、
所述第二密封件及所述第三密封件独立地包括
A1
合金
、Ag
合金
、Au
合金
、Ni
合金
、Si
合金
、Au
‑
Ni
合金
、Ni
‑
Pd
合金
、Ni
‑
Y
合金
、Ti
合金
、
或其组合，其中所述电气接触垫包含一或多种导电金属，并且所述导体销包含一或多种导电金属，并且其中所述外壳包含不锈钢
、
镍合金
、
镍铬钼合金
、
镍钴铁合金
、
或其组合
。10.
如权利要求6所述的传感器组件，其中所述基板是多层陶瓷，其中所述电气接触垫形成在所述多层陶瓷基板的层之间，并且其中所述电气接触垫在整个所述多层陶瓷基板中从所述外部区域延伸到所述内部
。11.
如权利要求
10
所述的传感器组件，其中所述第一密封件及所述第二密封件独立地包括
A1
合金
、Ag
合金
、Au
合金
、Ni
合金
、Si
合金
、Au
‑
Ni
合金
、Ni
‑
Pd
合金
、Ni
‑
Y
合金
、Ti
合金
、
或其组合，其中所述电气接触垫包含一或多种导电金属，并且其中所述外壳包含不锈钢
、
镍合金
、
镍铬钼合金
、
镍钴铁合金
、
或其组合
。12.
一种传感器组件，包含：
多层陶瓷基板，包含外部区域
、
内部区域
、
及在所述外部区域与所述内部区域之间定位的中间区域，所述多层陶瓷基板包含在所述多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，其中所述电气接触垫在整个所述多层陶瓷基板中从所述外部区域延伸到所述内部区域；外壳，在所述中间区域处耦接到所述基板以形成气密密封；以及传感器装置，在所述内部区域处经由所述电气接触垫耦接到所述基板
。13.
如权利要求
12
所述的传感器组件，进一步包含在所述传感器组件的至少一部分上沉积的保形涂层
。14.
如权利要求
12
所述的传感器组件，其中所述传感器装置包含耦接到支撑结构的自立式感测元件，并且其中将所述传感器装置固定到所述基板，使得所述支撑结构在相对于气体流动方向的平行定向上
。15.
如权利要求
12
所述的传感器组件，其中所述外壳包含面向气体的表面及与所述面向气体的表面相对的相对表面，其中所述外壳具有穿过其形成的插槽，并且其中所述基板以悬臂定向设置在所述插槽中，使得所述基板的所述内部区域从所述面向气体的表面延伸并且所述基板的所述外部区域从所述相对表面延伸到外部区域
。16.
如权利要求
15
所述的传感器组件，其中所述基板的所述中间区域包含第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中所述第一表面以平行的面对面配置固定到所述外壳的所述相对表面，并且其中
O
形环设置在所述基板与所述外壳之间
。17.
如权利要求
16
所述的传感器组件，其中所述传感器装置经由第一密封件耦接到所述电气接触垫，并且其中所述第一表面经由第二密封件固定到所述外壳的所述相对表面
。18.
如权利要求
17
所述的传感器组件，其中所述第一密封件及所述第二密封件独立地包括
Al
合金
、Ag
合金
、Au
合金
、Ni
合金
、Si
合金
、Au
‑
Ni
合金
、Ni
‑
Pd
合金
、Ni
‑
Y
合金
、Ti
合金
、
或其组合，其中所述电气接触垫包含一或多种导电金属，并且其中所述外壳包含不锈钢
、
镍合金
、
镍铬钼合金
、
镍钴铁合金
、
或其组合
。19.
如权利要求
16
所述的传感器组件，进一步包含固定到所述外壳的所述相对表面的凸缘，并且其中所述基板的所述中间区域的所述第一表面以平行的面对面配置固定到所述凸缘
。20.
如权利要求
19
所述的传感器组件，其中所述传感器装置经由第一密封件耦接到所述电气接触垫，其中所述凸缘利用焊接固定到所述外壳的所述相对表面，并且其中所述第一表面经由第二密封件固定到所述凸缘
。21.
如权利要求
20
所述的传感器组件，其中所述外壳具有第一热膨胀系数
(CTE1)
，其中所述基板具有第二热膨胀系数
(CTE2)
，并且其中所述凸缘具有第三热膨胀系数
(CTE3)
，并且其中
CTE3
在
CTE1
与
CTE2
之间
。22.
如权利要求
20
所述的传感器组件，进一步包含在所述凸缘与所述外壳的所述相对表面之间定位的托环，其中所述托环包含面向外壳的表面及与所述面向外壳的表面相对的面向凸缘的表面，并且其中所述凸缘经由第三密封件固定到所述托环的所述面向凸缘的表面
。23.
如权利要求
22
所述的传感器组件，其中所述第一密封件
、
所述第二密封件
、
及所述第三密封件独立地包括
Al
合金
、Ag
合金
、Au
合金
、Ni
合金
、Si
合金
、Au
‑
Ni
合金
、Ni
‑
Pd
合金
、
Ni
‑
Y
合金
、Ti
合金
、
或其组合，其中所述电气接触垫包含一或多种导电金属，并且其中所述外壳及所述凸缘独立地包含不锈钢
、
镍合金
、
镍铬钼合金
、
镍钴铁合金
、
或其组合，其中所述托环包含陶瓷
。24.
一种传感器组件，包括：多层陶瓷基板，包括第一端及与所述第一端相对的第二端，其中所述第一端包括第一外部区域
、
内部区域
、
及在所述第一外部区域与所述内部区域之间定位的第一中间区域，其中所述第二端包括第二外部区域及在所述第二外部区域与所述内部区域之间定位的第二中间区域，其中所述多层陶瓷基板包括在所述多层陶瓷基板的层之间形成的电气接触垫，所述电气接触垫在整个所述多层陶瓷基板中从所述第一端延伸到所述第二端；外壳，在所述第一中间区域处及在所述第二中间区域处耦接到所述多层陶瓷基板以形成气密密封；传感器装置，在所述内部区域处经由所述电气接触垫耦接到所述基板；及保形涂层，沉积在所述传感器组件的至少一部分上
。25.
如权利要求
24
所述的传感器组件，其中所述外壳包含面向气体的表面及与所述面向气体的表面相对的相对表面，其中所述外壳具有在第一端上穿过所述外壳形成的第一插槽及在相对的第二端上穿过所述外壳形成的第二插槽，其中所述基板的所述第一端穿过所述第一插槽设置并且所述基板的所述第二端穿过所述第二插槽设置，使得：所述基板的所述第一外部区域从所述第一端上的所述外壳的所述相对表面延伸到所述第一端上的外部区域，所述基板的所述第二外部区域从所述第二端上的所述外壳的所述相对表面延伸到所述第二端上的外部区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里坎特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：