用于制造气体传感器封装的方法_3

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体传感器封装的覆盖区域是矩形形状的情况下,每个标记被布置在该前侧的角落中。优选地,向所述角落中的一个施加单一标记以用于限定该气体传感器封装的取向。
[0035]在本申请中,模塑化合物或预模塑化合物应当至少包括任何塑料材料或干抗蚀剂,其可以任何形式被模塑,诸如注射成型、转模(transfer-molded)、或以其他方式模塑。
[0036]本气体传感器封装在其各实施例中不仅在其尺度上很小而且同时减小了可能影响测量的排气,确保了稳定/ “干净”的电源供应VDD,同时向加热器提供高电流而不影响该气体传感器芯片的电源供应。该敏感层的加热仅被局部施加,在该处可实现超过200°C的温度,有时甚至高得多。相反,在具有加热器和敏感层的膜之外,温度可不超过例如85°C以避免对处理传感器信号的影响。相应的处理电路优选地被布置在膜之外并且优选地向接触垫之一提供数字信号。本气体传感器封装优选地最终可以是安装到外部支撑上的SMD。在此工艺步骤中,气体传感器封装可被模具处的拾取器获取而不导致对该半导体芯片的损坏是有益的。
[0037]气体传感器封装的其它有利实施例列在从属权利要求中,以及以下描述中。
【附图说明】
[0038]本发明的实施例、方面和优点从以下对本发明的详细描述中将变得显而易见。。此类描述参照了附图,其中附图示出了:
[0039]图1在a)到c)中示出了根据本发明的方法的一实施例施加的制造步骤;
[0040]图2在a)到e)中示出了根据本发明的方法的一实施例施加的制造步骤;以及
[0041]图3在图a)中用立体图,在图b)中用俯视图,在图c)中用仰视图、而在图d)中用切面图示出根据本发明的一实施例的气体传感器封装。
[0042]附图的详细描述
[0043]图1在图a)到c)中解说了如根据本发明的一实施例的用于制造气体传感器封装的方法中施加的制造步骤。这些步骤是指制造稍后将被封装成气体传感器封装的适当半导体芯片。在图1a)中,提供包含半导体衬底37和在该晶片的前侧fs处布置在半导体37衬底上的层堆置38的晶片。如此该晶片可以是标准CMOS晶片,集成处理电路36以及例如接触垫35被制造到该晶片中。晶片中的竖直虚线指示切割沟槽,稍后将沿该切割沟槽将该晶片切割为多个半导体芯片。除了接合垫35和处理电路36之外,加热器34也在该晶片的前侧fs中制造,例如,嵌入在层堆叠38的各图案化金属层之一中。
[0044]在已经根据图1a)准备了晶片之后,凹陷32被制造到该晶片的背侧bs中,并且具体而言是在每个加热器34之下。在一个实施例中,可通过蚀刻到半导体衬底37中来制造凹陷32。通过这样做,每个未来半导体芯片包括膜39,该膜可以是从层堆叠38构建的并且可能是从半导体衬底37的薄部分构建的。膜39优选地提供热隔离。
[0045]根据图1c),晶片随后可被切割为个体半导体芯片3,每个半导体芯片3包括位于其前侧fs的膜39、以及沉积到膜39上或集成到膜39中的加热器34、处理电路36以及用于电接触半导体芯片3的接合垫35,所述处理电路和接合垫优选地均被布置在膜39之外。
[0046]图2在a)到h)中解说了根据本发明的一实施例在方法中应用的制造步骤。
[0047]根据图2a),向引线框4提供切口,在图2a)中示出了该切口。引线框通常是由导电材料制成的类似网格的结构。个体的互连引线可被从薄金属板蚀刻或冲压。假定,出于在其上制造一组气体传感器封装的目的,已经准备了如图2a)中所示的形状的引线框4。尽管在本示例中,引线框4仅包括用于在其上构建气体传感器封装的两个平台,然而应当理解,在真实制造中,引线框4可包含多得多的平台,例如用于在其上构建数十或数百个传感器封装。因此,引线框4促进对所有气体传感器封装共用的载体2,这些气体传感器封装被设计成用公共制造过程制造。
[0048]本引线框4包含例如水平支撑引线41和竖直支撑引线42。引线框4进一步包括管芯垫21,每个管芯垫21担当用于在其上安装半导体芯片的平台。每个管芯垫21通过支撑引线421连接至竖直支撑引线42,支撑引线421也可被称为管芯垫支撑。水平支撑引线41包含指状扩展部,所述扩展部的末端部分表示用于未来传感器芯片封装的接触垫22-27。那些末端部分由虚线指示,而这样的扩展部被称为支撑引线411。
[0049]在下一步骤,如图2b)中所示,半导体芯片3被安装在每个管芯垫21上。半导体芯片3可以是根据图1准备的半导体芯片。每个半导体芯片3可被放置在相应管芯垫21上,其背侧bs面向管芯垫21,以使得从半导体芯片3的凹陷部分和管芯垫21构建腔。在下一步骤中,通过如由接合线4指示的连线接合来将半导体芯片3电连接至接触垫22-27。
[0050]在根据图2c)的步骤中,模塑化合物I被施加到本结构顶部上,以使得模塑化合物I封装除开口 11之外的相应半导体芯片3,开口 11向半导体芯片3的一部分提供接近,该部分优选地是膜39。模塑化合物I提供机械稳定性并保护半导体芯片3。模塑化合物I优选地由绝缘材料制成,诸如包含诸如玻璃(具体而言是Si02)的填充物颗粒的环氧树脂。用于制造模塑化合物1,图2c)的设备被插入到模具中。随后例如由液体模塑化合物来填充该模具。此后,模塑化合物I可硬化为固体模塑化合物1,诸如在图2c)中所指代的。从此图中可以看出,该模塑化合物在载体2上延伸成除开口 31之外连续的模塑化合物。在如图2c”)中示出的不同实施例中,模塑化合物I被施加到每个未来气体传感器封装的个体块,所述块被彼此断开。为了制造这些模塑化合物块,模具具有与用于制造图2c)的模塑化合物不同的形状。
[0051]在图2d)中示出的步骤中,敏感材料通过每个开口被施加且被施加到半导体芯片3的相应部分上以形成敏感层31。敏感材料可以被非接触地分发到开口 11中,例如利用提供溶液或悬浮物形式的敏感材料的喷墨打印机的打印头。
[0052]在被施加到该半导体芯片3之后,该敏感材料例如可以利用热来退火。不是将每个气体传感器封装与本组件分开并向每个敏感层个体地施加热,构想了在所有气体传感器芯片仍旧驻留在公共载体2上时(例如,在将模塑化合物I和载体2切割为个体气体传感器封装之前)将所有气体传感器芯片的敏感层31退火。在一个实施例中,优选地利用集成在半导体芯片3中的加热器34局部加热敏感层31,因为可能出现其中模塑化合物I将不能承受的场景并存在对整个设备的外部加热。
[0053]当利用加热器34退火时,本设备尚未提供仅向加热器选择性施加热,因为向本引线框4施加电压或电流宁可终止于每个接触垫处。鉴于加热电流的高幅值和退火过程的长历时,期望仅向连接至加热器的那些接触垫施加加热电流。出于此原因,期望将所有接触垫22-27彼此电绝缘。为了这样做,优选地分开连接至接触垫22-27的供应引线411或接触垫22-27本身,这仅是定义问题。
[0054]为了出于上述目的而切断供应引线,优选地从该设备的背侧切断这些供应引线,本背侧在图2e)中示出。该结果可在根据图2e)的仰视图中看到。指示了锯开线9,将沿所述锯开线切断每个气体传感器封装的接触垫22-28的支撑引线411。代替如图2e)中所示的两个细锯开线9,可在两个气体传感器封装之间提供宽锯开线以在单一锯开步骤中分开被指派到两个不同管芯垫的接触垫。连接管芯垫21的支撑引脚421保持原样,即,其仅被横向切开。在切开步骤之后,可向接触垫26和支撑引脚42施加电流,其中所述支撑引脚经由管芯垫21连接至担当接地引脚的接触垫23。通过这样做,包括敏感材料的敏感层31可被退火。
[0055]在进一步的步骤中,公共载体2上的气体传感器封装可被校准和/或测试,例如通过从背侧向接触垫22-27施加电极。
[0056]在最终步骤中,可通过切割引线框4和模塑化合物I来将气体传感器封装彼此分离,所述切割优选地从背部并且在所述设备被贴附到切割胶带之后,其前侧用于保护开口。
[0057]图3解说了根据本发明的一实施例的个体气体传感器封装,其优选地是根据制造方法,并且具体而言是根据图2中解说的制造方法的一实施例制造的。图3a)用立体图、图3b)用俯视图、图3c)用仰视图、而图3d)用沿图3a)的线A_A’的切割图解说了气体传感器封装。
[0058]该气体传感器封装具有立方体的形状,该立方体由模塑化合物I定义并且具有前侧FS和与前侧FS相对的背侧BS。模塑化合物I中的开口 11提供了对气体传感器芯片3的敏感层31的通路。在前侧FS上的模塑化合物I的角落之一中,提供标记6,例如通过激光处理、喷墨打印等。该印记优选地用于指示气体传感器封装的方向,但是可转而或附加地也指示设备号、序列号、制造商等中的一个或多个。在侧壁SW中,接触垫22、23、24的前端暴露于模塑化合物I以及支撑引脚421的前端。
[0059]然而,在一不同实施例中,接触垫和/或管芯垫支撑211中的一个或多个可不以如图1中所示的气体传感器分组的底边终结,而是可以从该底边提升,诸如在图1的右侧的切口(cutout)中所示,其中管芯垫支撑211被布置在距该底边例如ΙΟΟμπι和200 μπι之间的距离处。
[0060]本示例的气体传感器封装具有优选地在0.7和0.8mm之间的高度h。开口 11是圆形的
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