集成压力传感器密封制造技术

本发明专利技术涉及集成压力传感器密封。本公开的一些实施例涉及用于压力感测元件的改进的封装组件。不是将压力感测元件以使它容易受到来自零星丝线、灰尘等的损坏的方式毫无遮掩地暴露于周围环境；本文公开的改进的封装组件包括盖，其帮助形成绕着压力感测元件的外壳。所述盖包括在其中布置有阻挡构件的流体流动通道。流体流动通道将压力感测元件安置为与外部环境流体连通以便可以进行压力测量，同时阻挡构件帮助保护压力感测元件免受外部环境(例如，在某种程度上的零星丝线和灰尘)影响。以这样的方式，本文公开的封装组件帮助促进比先前实施例更加精确且可靠的压力测量。

【技术实现步骤摘要】
集成压力传感器密封
技术介绍
压力传感器用在许多背景中，例如诸如汽车、工业、医疗、航空、以及消费类电子产品。例如，在汽车背景中，压力传感器用于测量进气歧管空气压力和真空，并且还可以用于气囊展开和其他应用中。常规压力传感器封装在集成电路(IC)封装中。然而，一些常规IC封装将它们的压力传感器毫无遮掩地暴露于周围环境(例如，毫无遮掩地暴露 于空气)以便传感器可以测量周围压力。然而，不幸的是，将压力传感器毫无遮掩地暴露于周围环境可能产生问题。例如，来自周围环境的零星丝线或灰尘可能与暴露的压力传感器物理接触并且从而导致不精确的压力测量或者甚至损坏压力传感器自身。因此，虽然常规压力传感器和它们相关的集成电路封装在某些方面是充分的，但是专利技术人已经设计了如本文提出的改进的压力传感器和相关封装。附图说明图I为在其上安装有压力感测元件的封装衬底的等距视图。图2为在其上布置有盖的封装衬底的等距视图。图3为在其上布置有盖的封装衬底的剖视图。图4-9每个示出根据一些实施例的盖的俯视图、仰视图以及剖视图。图10AU0B示出其中封装衬底包括与在装配在封装衬底上的盖中的相应凹部接合的突出部(tab)以便盖可以夹住和/或脱落封装衬底的实施例。图11示出根据一些实施例的以流程图格式的方法。具体实施例方式现在参考附图描述所要求保护的主题，其中相同参考标记贯穿全文用于表示相同元件。在下面描述中，为了解释，提出多个具体细节以便提供对所要求保护的主题的全面理解。然而，可能显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施所要求保护的主题。本公开的一些实施例涉及用于压力感测元件的改进的封装组件。不是将压力感测元件以使它容易受到来自零星丝线、灰尘等的损坏的方式毫无遮掩地暴露于周围环境；本文公开的改进的封装组件包括盖，所述盖帮助形成绕着压力感测元件的外壳。所述盖包括在其中布置有阻挡构件的流体流动通道。流体流动通道将压力感测元件安置为与外部环境流体连通以便可以进行压力测量，同时阻挡构件帮助保护压力感测元件免受外部环境(例如，在某种程度上的零星丝线和灰尘)影响。以这样的方式，本文公开的封装组件帮助促进比先前实施例更加精确且可靠的压力测量。将认识到，如本文使用的术语“流体”表示没有固定形状并且容易屈服于外部压力的任何物质。例如，典型的流体可以包括气体(例如，空气)和/或液体(例如，水)。结果，如本文公开的流体流动通道仅被构造为允许流体(例如，空气和/或水)行进穿过那里，通常但不是必须沿着两个方向。现在共同地参考图1-3描述根据一些实施例的装置100的一个实施例。如下面将更详细认识到的，图I示出在其上安装有压力感测元件104的封装衬底102。图2示出在其上布置有盖106以形成绕着压力感测元件104的封装外壳的封装衬底102，并且图3示出封装衬底102和在其上的盖106的剖视图。注意，盖106包括流体流动通道108，流体流动通道108包括在其内的阻挡构件110。该流体流动通道108将压力感测元件104安置成与外部环境流体连通，同时阻挡构件110帮助保护压力感测元件104免受外部环境(例如，在某种程度上的零星丝线和灰尘)影响。结果，这个配置允许压力感测元件104以可靠且精确的方式测量周围压力。现在下面更详细地描述这些部件。封装衬底102(其例如可以是陶瓷或塑料衬底)包括配置为与压力感测元件10 4接合的安装表面112。通常，安装表面112为至少大约平坦的并且具有与压力感测元件104的面积相应(或比其更大)的表面面积。封装衬底102还包括配置为接合盖106的接合表面114。接合表面114通常定位在从封装衬底基座118向上延伸的侧壁116上面。压力感测元件104安装到安装表面112。在示出的实施例中，压力感测元件104包括集成电路120(例如，包括压力敏感隔膜的微机电系统(MEMS))和引线框架或其他芯片载体122。通常，引线框架或其他芯片载体122例如通过使用环氧树脂、焊料、紧固件、或者一些其他粘接元件而粘附到安装表面112。集成电路120然后可以通过使用环氧树脂、焊料、紧固件、或者一些其他粘接元件而物理地粘附到引线框架或芯片载体122，并且可以通过使用引线粘接、焊接、或者一些其他电连接而电耦合到引线框架或芯片载体122。至少一个电触点可在封装外壳的外表面上得到并且配置为提供在压力感测元件104与外部电路(未示出)之间的电通信。在示出的实施例中，该至少一个电触点采用八个导电引脚124的形式,其每个延伸通过封装衬底侧壁116和/或基座118。丝焊(wirebond) 126将每个引脚124物理地且电气地耦合到在集成电路120上的相应接合焊盘。以这样的方式，电压和电流可以经由引脚124相对于外部环境传送到和传送自集成电路120(例如，传送到和传送自在IC上的MEMS压力传感器)，从而允许精确地测量压力。虽然图I示出其中电触点包括引脚和丝焊的示例，但是其他布置也是可能的。例如，除了别的以外，可以使用焊球触点、和/或具有球栅排列的倒装芯片封装。例如，也可以例如使用光耦合而不是在图I中示出的电耦合。盖106接合封装衬底102的接合表面114以形成绕着压力感测元件104的封装外壳。唇缘128可以帮助将盖106固定到衬底102。在许多实施例中，盖106完全由在被推压抵靠接合表面114时形成密封的柔性或“软”材料制成。例如，在一些实施例中，盖可以由弹性体制成。弹性体的示例包括各种橡胶(例如丁腈橡胶、硅酮橡胶、丁基橡胶、氟弹性体)、聚氨酯弹性体、高温聚烯烃、硅酮、以及热塑性弹性体。盖的软属性帮助形成在盖106与衬底102之间的良好密封，并且也帮助限制在它们之间的振动以帮助防止对组件的损坏。在其他实施例中，集成垫圈或甚至分离的垫圈(例如O形环)可以定位在盖106与接合表面114之间。然而，与简单包括软盖相比，分离的垫圈由于需要额外处理和/或装配步骤而使封装组件100的制造在某些方面更复杂。流体流动通道108设置在盖106中并且延伸穿过它。在图1-3的示例中，流体流动通道108包括细长通道130，其从盖106的外表面132线性地延伸到阻挡构件110的暴露表面134。从细长通道130，管道136a、136b沿着阻挡构件110的相对竖直表面横向且向下延伸。因为流体流动通道108 “急转弯(jog)”以便阻止在外部环境与压力感测元件104之间的直接(例如视线)路径，所以流体流动通道108提供某种保护免受可能能够损坏压力感测元件104的外部物体影响。为了提供免受周围环境影响的附加保护，凝胶或者聚合物膜区域138可以形成在压力感测元件104上。该凝胶或者膜区域138 (其包围压力感测元件104)提供附加的保护阻挡层，但仍然将压力从周围环境传递到压力感测元件104。在一些实施例中，该凝胶或膜可以包括任何下列材料但不限于这些材料全氟聚醚/硅酮(商品名称SIFEL)、氟弹性体、氟硅酮、或者聚对二甲苯。图4-9示出根据一些实施例的附加盖的描绘。注意，不 论什么流体流动通道几何形状用在这些实施例中，流体流动通道包括阻挡构件，其定位成阻止流体流动通道在外部环境与压力感测元件之间提供不受阻挡的路径(例如，线性路径)。这些仅是可以用于盖和流体流动通道的几何形状的一些示例，并且绝不是作为限制。在许多实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：包括在其上的安装表面的封装衬底；安装到所述安装表面的压力感测元件；盖，配置为与所述封装衬底接合以形成绕着压力感测元件的封装外壳；流体流动通道，设置在所述盖中并且配置为将所述压力感测元件安置成与所述封装外壳外部的环境达到环境接触，从而允许流体从外部环境进入和离开所述封装衬底；以及阻挡构件，布置在所述流体流动通道中并且配置为阻止在来自外部环境的物体与所述压力感测元件之间的直接物理接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·格罗斯，J·施特林，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：