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基于减薄工艺的热式风速风向传感器制造技术

技术编号:6604023 阅读:253 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术提供了一种采用硅衬底减薄工艺技术实现的圆片级封装的热式风速风向传感器及其制备方法,该传感器芯片采用标准CMOS工艺制作加热元件和热传感测温元件;利用干法刻蚀工艺在加热元件和热传感测温元件之间制备50微米深的热隔离槽,减小他们之间的横向热传导效应;利用减薄工艺对传感芯片的硅衬底进行减薄直至厚度在80微米到100微米的范围内,降低芯片衬底的热传导和热容;利用陶瓷基板贴敷于减薄硅芯片背面对硅芯片进行保护并感应外界环境风速风向的变化。本实用新型专利技术提出的风速风向传感器在实现圆片级封装的同时,大大降低了硅衬底上的热传导损失和传感器芯片的热容,能够在较低功耗下获得较大的输出信号以及较快的响应时间。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种采用硅衬底减薄工艺技术实现的圆片级封装的热式风速风向传感器,采用标准CMOS集成电路工艺制备传感器芯片,尤其涉及一种低功耗的基于陶瓷封装的集成风速风向传感器。
技术介绍
在CMOS集成风速风向传感器的设计中,封装一直以来是阻碍其发展的技术瓶颈。 一方面其封装材料即要求具有良好的热传导性能,又要求对传感器具有保护作用,并且设计中还需要考虑到封装材料对传感器灵敏度、可靠性以及价格等方面的影响,这就限制了传感器自身封装设计的自由度。另一方面,热式流量传感器要求传感器的敏感部分暴露在测量环境中,同时又要求处理电路与环境隔离,以免影响处理电路的性能,两者对封装的要求产生了矛盾。以往报道的硅风速风向传感器大都将硅片的敏感表面直接暴露在自然环境中,以便能够感知外界风速变化。这样一来,硅片很容易受到各种污染,导致其性能的不稳定,甚至损坏。如果采用热导率较高的陶瓷基片,利用倒装焊封装或者导热胶贴附的方式对传感器硅芯片进行封装,就能够较好的避免上述的矛盾,但是封装后传感器产生的热量绝大部分以热传导的方式从硅基衬底耗散掉,仅有很小的一部分通过陶瓷与外界空气进行了热交换,大大降低输出敏感信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于减薄工艺的热式风速风向传感器,其特征在于,包括减薄硅芯片(21),所述减薄硅芯片(21)的背面通过导热胶(22)连接有陶瓷基板(23),在减薄硅芯片(21)的正面设有N阱(7),在N阱(7)上设有氧化层(11),在N阱(7)的中部设有4个扩散电阻加热元件(9)及4个热传感测温元件(15),4个热传感测温元件(15)为热电偶测温元件且分布于4个扩散电阻加热元件(9)的四周,在氧化层(11)的边缘区域设有电引出焊盘(14),4个扩散电阻加热元件(9)的电引出焊盘(18)及4个热传感测温元件(15)的电引出焊盘(13)分别通过金属引线与电引出焊盘(14)连接,在4个扩散电阻加热元件(9)...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:董自强黄庆安秦明
申请(专利权)人:东南大学
类型:实用新型
国别省市:84

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