[发明专利]用于制造传感器用的罩形晶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造传感器用的、尤其是机动车传感器用的罩形晶片的方法。本发明还涉及一种用于制造具有至少一个传感器的传感器堆栈、尤其是惯性传感器堆栈的方法。此外，本发明涉及一种罩形晶片、一种具有根据本发明的罩的传感器，以及一种具有根据本发明的传感器的衬底装置。

背景技术

用于测量加速度和/或偏航率的传感器、特别是微机电传感器(MEMS传感器)、尤其是电容式惯性传感器通常与IC芯片一起封装在塑料壳体中，该IC芯片分析和预处理传感器原始信号。在将传感器安装到塑料壳体中之前，为敏感的传感器结构设置一个罩。该罩是必须的，以便保护活动的传感器结构免受后续过程、尤其是胶合(Vergelung)的影响，并且以便能够调节期望的内压和由此能够调节传感器的振动品质。

为此，在分离出多个(电容式惯性)传感器之前，借助封接玻璃连接装置使所谓的罩形晶片键合到电的传感器晶片上。这形成所谓的传感器堆栈，该传感器堆栈包括传感器晶片和固定在该传感器晶片上的罩形晶片，由此构成多个相互固定地连接的传感器。在此，围绕罩形晶片的空穴的框架形式的封接玻璃通过丝网印刷方法施加。通过该封接玻璃(玻璃焊料)在空穴的区域中保证了罩形晶片与传感器晶片之间的密封的锁紧。

这些空穴具有以下任务：在封接玻璃受挤压时，罩形晶片与传感器晶片之间的包围的体积的相对变化保持得很小并且用作稍后的分离出的传感器的压力或真空容器。至相应的传感器的电接头(键合垫)的通路位于该框架外部并且在罩形晶片中已经以适当的方式留空并且由此是可接近的。为此见例如DE 19700734A1。

在传感器堆栈被分离之后，单个的传感器可以被粘接到塑料壳体中。传感器与IC芯片的电连接以及壳体的电接头与IC芯片的键合垫的电连接通过键合线实现。接着该键合线被胶合并且该塑料壳体被封闭。由此形成的传感器元件只有现在才准备好被焊接到电路板上。这样的方法在具有混合构造(具有传感器和IC芯片的双芯片解决方案)的传感器中是强制性的，因为(电容式)传感器与分析处理电子装置之间的易受干扰的、高欧姆的电连接必须被定义地构造、机械地固定和保护。

US 7275424B2公开一种传感器堆栈的制造方法以及一种传感器堆栈或者一种封装的传感器的制造方法以及一种传感器。在此，在罩形晶片中设置空穴并且在空穴之外设置电绝缘的通孔。接着该罩形晶片通过与传感器晶片的封接玻璃连接被继续加工成一个传感器堆栈，其中，该封接玻璃借助丝网印刷方法施加在罩形晶片上并且接着在罩形晶片与传感器晶片之间形成封接玻璃连接。随后通过掺杂的有机硅材料或者通过化学镀镍这样地填充该传感器堆栈的通孔，从而得到与位于传感器堆栈内部的铝触点的电触点接触。随后用聚合物填充位于罩形晶片与传感器晶片之间的中间空间，为传感器堆栈的罩形晶片的外侧设置电绝缘层并且接着在外部的绝缘层上设置传感器堆栈的外部电触点接触部。为此，该绝缘层在与内部铝触点的内部电触点接触部的区域中被蚀刻暴露并且被填充金属，该金属延伸直至绝缘层的外侧，从而形成连接片。在相应的连接片上放置焊盘，以便能够将传感器焊接到电路板上。

此处的问题在于，只有将传感器晶片与罩形晶片连接之后才能使传感器堆栈的通孔式电触点接触部定向。如果通孔的填充过程没有成功，则整个传感器堆栈或其至少一部分必须废弃。此外，在该方法中不能制造具有通孔式触点接触部的单独的罩形晶片，因此这样的方法也不允许向供应商转移。此外，通过电镀方法填充通孔是不可行的，因此在选择用于通孔式触点接触部以及用于通孔式触点接触部的填充方法的材料时受到限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种经改进的用于制造罩形晶片和/或传感器堆栈的方法。此外，本发明的目的是提供一种经改进的罩形晶片、一种经改进的传感器以及根据本发明的传感器在衬底上的一种布置。在此，根据本发明应当可行的是，没有附加壳体但是耐受环境影响的传感器被直接设置在衬底上。在此，传感器堆栈的罩形晶片应当可以完全单独地制造。此外，罩形晶片的通孔式电触点接触部应当可通过电镀方法制造。此外，根据本发明应当减少传感器制造过程中的废品。

本发明的目的通过一种根据权利要求1的用于制造罩形晶片、尤其是封接玻璃罩形晶片的方法和一种根据权利要求6的用于制造传感器堆栈、尤其是惯性传感器堆栈的方法实现。此外，本发明的目的通过一种根据权利要求8的罩形晶片、尤其是封接玻璃罩形晶片，一种根据权利要求12的传感器、尤其是微机电传感器和一种根据权利要求14的、衬底(尤其是电路板)和根据本发明的传感器的装置来实现。