制造具有应力消除层的传感器装置的方法制造方法及图纸

提供一种封装具有集成到半导体芯片（５）上的敏感结构（２）的传感器装置的方法。当模塑该装置制装时，模子的向内延伸部分（１１）保持对于传感器的通道开口。缓冲层（６）设置在向内延伸部分（１１）和敏感结构之间的芯片上。缓冲层（６）保护敏感结构（２）不受向内延伸部分（１１）的损害并且用作模塑壳体时的密封。缓冲层（６）还覆盖集成到芯片（５）上的电路（３）的半导体电子元件的至少一部分。通过覆盖这些元件，例如由封装与芯片的不同热膨胀系数引起的机械应力可被减小。

【技术实现步骤摘要】
狀领域本专利技术涉及一种用于制造具有緩冲层的传感器装置的方法。 背景絲WO2006/114005描述了 一种》1^^*有 ^半|^芯片上的敏感结构的传 感器装置的方法。该装置通过^it模塑法(transfer molding)进行封装。， 塑,过程中，模子的向内延伸部^#^于传感器的通道开口，緩沖层iM 在向内延伸部^^t感结构之间的芯片上。緩冲^M^敏感结构械向内延伸 部分破坏并踪铸塑壳体时充当密化
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提^种以下类型的方法，所^法进一步简化制 itit程舰得能够制造出精确的装置。该目的通ii^，JJNU的方法实现。相应地，緩冲层MM于芯片上的 电路的半导沐电子元件的至少4分，特别是非幾性和/或有源电子元件的至少半*电子元件是利用材料的^#^性的电子元件。特别地，这种元 件包括晶体管和《=^1管，以及^^T其它具有pn结或MIS或MOS结构的元件。非线性，，电子元件是在fmx作^Hf下显示出非线性电压-电$; 性的元 件，例如J^l管或帯隙电路，例如，辆电阻器或导线: ^作是非线性电子元件，狄因为在实际应用中^|门常工作*下具有线性特性。有源电子元件是对于输入信号显示出增益(尤其是功率增益)的元件， 例械大器或晶体管。这种非幾Ii^有源;Wt常主妙到芯片中的才;i^力的影响，即，例如在应变的情况下它们的电子挣I^tlt.通it^緩冲层至少部^tA它们，例如由壳#芯片的不同热膨胀系4^斤引起的这种应变可城小。因此，緩沖层具有两个功能。一方面，在铸塑壳体时，它作为对上ii^子 的突出部分的密封，并作为，使得不受模子的突出部分的影响。另一方面， 它作为集成电路的半IM^元件的至少^分(尤其是非线性和/或有源元件的至 少^分)与壳^t间的应力消除层。代#/捐单独的应力#^^1#^^^力#^^，本专利技术利用緩冲层 作为应力#^并且也作为模塑过程中的#^和密封，这简化了制造ii^呈，同 时使得能够制造出精确的装置。有利地，緩冲层可,狄于絲晶体管、^l管以A^i胃的带隙电路。帯隙 电路是取决于芯片中所用的半f^t料的带隙而产生电压的电路。这种电路的典型例子;ii^电压源柄显度传感器。 附图说明^^4权利要求和下面的说明中描述了^W益的实施例，其中说明书涉 及附图。其中图1示出了在传感器制itit程中的第一步(> ^口缓冲层之前)；图2示出了第二步(^^口緩冲^Jgr);图3示出了第三步(^冲层构造^ )，图4示出了第四步(在晶片切割并将芯片;^a到引^^Ji^)，图5示出了第五步(在铸塑之前)，图6示出了第六步(MJ^i子之后)，图7示出了絲电压;^器桐^^1传感器，以及图8为RC振荡器。下面，参照图1到6描述才M^本专利技术的制iiit程的实施例。 在第一步中，多^#感芯片被同时制^晶片l上。图1详细示出了# 芯片5。 ^N芯片可以是例如US6690569中描述的^1传感器。或其可以是具有敏感结构2和絲于其上的电子电路3的^r^y^型的传感器。敏感结构2可以是例如^下层电极的湿度传感器的聚^7膜，如US6690569所述。电 路3可以例如包^^^Uc器，^^Ult字转换器和数字处理电子电路。进一步，提供结合区4以将电路3连接到结合线。在下一步中，緩沖层6^i口到晶片l上。有利地，緩冲层6为^ft繊 剂，例如美国MicroChem公司的SU-8。 ^^itiy^剂絲为緩冲层6具有 容易对其进##7造的优势。为了至少部分^MM^感结构2的位置和结合区4的位置移,冲层6，如 图3所示，通itt^对緩冲层6进4沐l在切割晶片l前，可以^^亍^匕为 止的所有步骤。 ，将晶片1切割成芯片5，并且将多个芯片5以已知的方i(^于引 ^f匡7上，如图4所示。芯片5可以例如丰i^到引^f匡7。结合线8安絲结 合区4和引對匡7的引线7a之间。在下一步中，引錄f匡7^i^包含盖8和M9的才莫子中。模子P艮定出 将孚皮硬^##^真充的内部空间10。盖8具有延伸到内部空间lO的部分ll。定 位部分ll并确定其尺寸，4吏得当才莫子^^上时，它沿着^t感结构2的周围紧靠緩 冲层6，从而在敏感结构2上形成密封腔12。如图5所示，可以^^I箔片辅助模塑i^呈。在该过程中，膜14^tE^^子 8， 9面向内部空间10的HS3!l的至少-tp分上。膜14可以是例如厚度在50到 100戶之间的ETFE膜。这种膜的^it的例子是Nowofol, Siegsdorf (德国) 的Nowoflon ET6235J或日本Asahi Glass Co.的Fluon。该箔片4Mt^^^差， 减少模子的磨损并X^4^t过程4^使模子移除简化。翻以地，基底9可以由 ^fl箔片形成。合适的辦箔片例如为日本扭techi Chemicals的RM4100。在下一步中，将硬4W料引A^模子中以痴满内部空间10。^N料至少部分硬化以形i^A和/或包围芯片5的封絲壳体16后，将 模子8， 9移除，从而形成图6所示的实质上完成了的^i:,可以看到， 形成了连^t感结构2与^j:周边的itii开口 15,#^本专利技术，緩沖层6被形成为使得它M电路3的^^电子元件的至少^p分，以保护它们不受才;i^应力(例如应变)的影响。为了M塑及^的i^呈中提供狄的^^保护，并且为了i^i^莫塑过 程中损害敏感结构2， ^^层6具有下面的棒性是有利的-它的高^该足以防0^14在模塑^中接触敏感结构2。有利地，緩沖 层6的高度为至少10戶。7-它应该有足够弹性以^^莫塑雄中形成狄的密封并且能够适应外壳16 和电辭科芯片5之间的相对移动。特别地，它应该比絲的;^在半* 芯片上的^J^ (尤其是SiN和Si02)更有弹性。特别地，緩冲层6应该絲 小于10Gpa的杨氏模量，这明显小于SiN的杨氏模量(>150Gpa)和Si02的杨 ,量(>70Gpa)。有利地，緩冲层6为(或包括)树脂体系(例如环氧)，尤其;Ut可构造树 脂体系，使得它可以被简单地构造。已经发现，树脂体系与经常用于注模的半 科装置封装的材W调。可选糾，緩冲层6还可以是或^^'hH^(比如^^)， ^ti^胺。 如^冲层6不Aitit皿剂，可以例如在它的顶部iM单独的光致皿剂层， 然后可以对其进^^J造，以形成用于lt^^斤需位置^^緩冲层的掩膜。可选糾，緩冲层6也可以利用印刷^MUM^0，所述印刷^L^例:K織印刷或丝网印刷，尤其錄冲层6为^^m时，^A如此。正如所彬ij的，緩冲层6不仅倾于 塑过程中对部分11提供密封，它 还旨电路3的半导体电子元件的至少一^P分不^变影响。有利地，它被构 柳吏得其实质Jia^电路3的沐i^l&于以下的魏，即 ^力强烈影响半科电子元##性，然而同 时，緩冲层6不仅可用作模子的部分ll的接)l^面，而JLii作为应力消除层。更有利地，緩冲层6^X^下面的元件上a)晶体管和/或^l管；b雄拟电路，例: ^诚大器，相对于数字电路，模拟电路>^5^应变下 更容易紋絲性；c) 振荡器—尤其是其频率由絲的元^Ht性决定的振荡器，这例如是环形 振荡器和RC振荡器的情况，RC振荡器的一个例子示于图8中；d) 带隙电路，尤其^U^电压;^器和温度传感I！-iUt为M电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器装置的制造方法，所述传感器装置具有带集成敏感结构（２）和集成电路（３）的芯片（５），并且其中所述电路（３）包括半导体电子元件，尤其是非线性和／或有源电子元件，所述方法包括以下步骤：　将围绕所述敏感结构（２）的缓冲层（６）集成到所 述芯片（５）的表面上，　提供模子（８，９），所述模子（８，９）限定出内部空间（１０）并且具有延伸到所述内部空间（１０）内的部分（１１），　将所述芯片（５）放入所述模子（８，９）中，使得所述部分（１１）紧靠所述缓冲层（６），　将硬化材料 引入所述模子（８，９）中以在所述芯片（５）上铸造壳体（１０），在所述材料至少部分地硬化后，移除所述部分（１１），由此形成延伸到所述敏感结构（２）内的通道开口（１５），　其特征在于所述缓冲层（６）覆盖所述半导体电子元件的至少一部分，尤其是所 述非线性和／或有源电子元件的至少一部分。

【技术特征摘要】
EP 2008-8-11 08014276.31.一种传感器装置的制造方法，所述传感器装置具有带集成敏感结构(2)和集成电路(3)的芯片(5)，并且其中所述电路(3)包括半导体电子元件，尤其是非线性和/或有源电子元件，所述方法包括以下步骤将围绕所述敏感结构(2)的缓冲层(6)集成到所述芯片(5)的表面上，提供模子(8，9)，所述模子(8，9)限定出内部空间(10)并且具有延伸到所述内部空间(10)内的部分(11)，将所述芯片(5)放入所述模子(8，9)中，使得所述部分(11)紧靠所述缓冲层(6)，将硬化材料引入所述模子(8，9)中以在所述芯片(5)上铸造壳体(10)，在所述材料至少部分地硬化后，移除所述部分(11)，由此形成延伸到所述敏感结构(2)内的通道开口(15)，其特征在于所述缓冲层(6)覆盖所述半导体电子元件的至少一部分，尤其是所述非线性和/或有源电子元件的至少一部分。2. d^'澳求1所述的方法，其中所,沖层(6) M所述絲电路(3)的至少一个晶体管和/或^l管。3. 如前ii^U，J^求中的^^项所述的方法，其中所述ll^电路(3) ^fe模拟电路(3)，并且其中所ii^冲层(6) ;tA所，以电路(3)的至少,4. :^'漆求3所述的方法，其中所ii^沖层(6)至少^A所i^莫拟电路(3)的放大器。5. 如前ii^U，J^求中的^项所述的方法，其中所^沖层(6)^振荡器的至少-~^,6. 如前5^，洪求中的^-项所述的方法，其中所微沖层(6)絲至少一个带隙电路。7. 如前...

【专利技术属性】
技术研发人员：W亨齐克，F布雷姆，R胡梅尔，
申请(专利权)人：森斯瑞股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]