[发明专利]微机械传感器设备及相应的制造方法

说明书

本发明涉及一种微机械传感器设备和一种相应的制造方法。所述微机械传感器设备构型为具有：具有正侧(VS)和背侧(RS)的传感器衬底(2)；设置在正侧(VS)上的传感器区域(1)，所述传感器区域能够与周围环境介质接触；施加在正侧(VS)上的用于覆盖传感器区域(1)的封盖装置(4)。在封盖装置(4)和/或在传感器衬底(2)中形成有用于将周围环境介质传递到传感器区域(1)上的一个或多个毛细管(3)，其中，在毛细管(3)的内壁(I)上至少局部地设有疏液层(5)。

技术领域

本发明涉及一种微机械传感器设备和一种相应的制造方法。

背景技术

尽管也可以使用任意的微机械构件，基于具有压力传感器的微机械构件来对本发明和基于本发明的问题进行阐述。

DE 10 2014 214 532 B3公开一种具有微机械构件和帽结构的构件，该帽结构具有介质连接开口。帽结构具有带有膜片区域的传感器区域，该膜片区域例如是压力传感器的组成部分，该压力传感器能够通过介质连接开口来施加压力。

WO 2006/020093 A2公开一种具有电活性聚合物的微流体控制阀，该电活性聚合物能够通过电极来施加电压，以打开和关闭流体通道。

微机械周围环境传感器(例如气体传感器、压力传感器、麦克风等)需要到要测量的介质的通道。与用于测量磁场、加速度、旋转速率等的可以包装在封闭的壳体中的微机械传感器不同，周围环境传感器的壳体必须始终具有到周围环境的开口。如果该通道未设有液密的、但可透气的膜片，则液体也可以通过该通道到达传感器，所述液体可能影响传感器的功能性——或者在最坏的情况下损坏传感器。

在消费电子领域、尤其在可穿戴设备(例如多功能手表)中需要水密型传感器，因此使用所述水密型传感器的设备也是水密的。在此，水既不应能够通过传感器区域渗入到设备中，传感器区域本身也不应因渗入水而损坏。除了水密性以外，必要时针对其他介质(例如饮料或油)的密封性也是期望的。保护传感器不受液体接触影响的要求也尤其适用于在机动车领域中的使用。

微机械周围环境传感器通常构建在所谓的基于盖的壳体中。这意味着，将芯片通过粘合等施加在衬底(例如引线框架或电路板)上，所述芯片具有带有传感器膜片的传感器和以ASIC形式的分析处理电子部件。通过引线键合或敷镀贯孔(Durchkontaktierung)建立彼此的接通部和/或与衬底的接通部。接着，将帽结构或盖结构粘合到衬底上，以便保护周围环境传感器或ASIC免受损坏。在帽结构中通常有一开口，使得可以检测周围环境传感器的传感器区域的周围环境参量(例如气压、H₂浓度、空气湿度等)。

在这种结构方案中，通常没有确保保护免于水渗入到传感器区域中，从而不能够在必须具有水密性的智能手机或可穿戴设备等中安装这种类型的周围环境传感器。

水密型压力传感器借助带有烟道的特定盖形状实现，但是需要许多安装空间。必须昂贵地引入围绕烟道布置的密封件。这种类型的传感器覆盖有凝胶，由此尤其偏移或灵敏度可能随着温度变化或使用寿命而变化。此外，在这种传感器中，衬底通过烟道机械地与壳体连接，由此外部的压力影响(例如处理、温度等)可以直接作用在传感器上。

发明内容

本发明提出根据本发明的微机械传感器设备和根据本发明的相应的制造方法。

优选的扩展方案在下面示出。

本发明的优点

本发明能够实现一种小型化且水密的传感器封装(Sensorpackage)。为了制造而采用用于封装(Verpacken)的晶片级工艺，并且将所需的密封结构以疏水性涂层形式直接集成在传感器封装中。