本发明专利技术涉及侧通气压力传感器装置。半导体传感器装置具有被安装到衬底的压力感测管芯和至少另一个管芯，以及互连了所述压力感测管芯和所述至少另一个管芯的电互连。所述压力感测管芯的有源区域被一种压敏凝胶材料覆盖，并且具有腔的盖子被安装到所述压力感测管芯，以便所述压力感测管芯被放置在所述腔内。所述盖子具有将所述压力感测管芯的覆盖凝胶的有源区域暴露在所述传感器装置之外的周围大气压的侧通气孔。位于所述衬底的上表面上的模填料封装了所述至少另一个管芯和所述盖子的至少一部分。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及侧通气压力传感器装置。半导体传感器装置具有被安装到衬底的压力感测管芯和至少另一个管芯，以及互连了所述压力感测管芯和所述至少另一个管芯的电互连。所述压力感测管芯的有源区域被一种压敏凝胶材料覆盖，并且具有腔的盖子被安装到所述压力感测管芯，以便所述压力感测管芯被放置在所述腔内。所述盖子具有将所述压力感测管芯的覆盖凝胶的有源区域暴露在所述传感器装置之外的周围大气压的侧通气孔。位于所述衬底的上表面上的模填料封装了所述至少另一个管芯和所述盖子的至少一部分。【专利说明】侧通气压力传感器装置
本专利技术通常涉及半导体传感器装置，更具体地说，涉及具有侧通气孔的压力传感器装置。
技术介绍
诸如压力传感器的半导体传感器装置是众所周知的。这种装置使用了半导体压力传感器管芯来感测周围大气压。这些管芯在封装期间易受机械损伤并且在使用时易受环境损伤，因此它们必须小心地进行封装。此外，压力传感器管芯，诸如压电电阻换能器(PRT)和参数化布局单元(P-单元)不允许全封装，因为这会妨碍其功能。 图1 (A)示出了具有金属盖子104的传统封装半导体传感器装置100的截面侧视图。图1(B)示出了部分装配的传感器装置100的顶视立体图，以及图1(C)示出了盖子104的顶视立体图。 如图1所示，压力传感器管芯(P-单元)106、加速度感测管芯(G-单元)108和主控制单元管芯(MCU) 110被安装在引线框标识112上，通过接合线(未示出)被电连接到引线框引线118，并覆盖有压敏凝胶材料114，其中该压敏凝胶材料114能够使周围大气的压力到达P-单元106的正面的压敏有源区域，同时保护所有管芯106、108、110以及接合线在封装期间免受机械损伤并且在使用时免受环境损伤(例如，污染和/或腐蚀)。整个管芯/衬底装配被装入模填料102并被盖子104覆盖，其中该盖子104具有通气孔116，通气孔116将凝胶覆盖的P-单元106暴露在传感器装置100之外的周围大气压。 传感器装置100的一个问题是由于使用了预模制引线框、金属盖子104和大容量压敏凝胶114而造成的高生产成本。因此，具有一种更加经济的方式来封装半导体传感器装置中的管芯将是有利的。 【专利附图】【附图说明】 本专利技术的实施例通过举例的方式说明并且没有被附图所限制，在附图中类似的参考符号表示相同的元素。附图中的元素为了简便以及清晰而被图示，并且不一定按比例绘制。例如，为清晰起见，层和区域的厚度可以被夸大。 图1示出了具有金属盖子的传统封装半导体传感器装置； 图2示出了根据本专利技术的一个实施例的封装半导体传感器装置的截面侧视图； 图3示出了图示装配图2的传感器装置的多个实例的示例性方法的步骤的截面侧视图； 图4示出了根据本专利技术的另一个实施例的封装半导体传感器装置的截面侧视图；以及 图5图示了用于装配图4的传感器装置的多个实例的放置顶模、底模以及盖子的示例性步骤。 【具体实施方式】 本专利技术的详细说明性实施例在本专利技术被公开。然而，为了描述本专利技术的示例实施例，本专利技术公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的。本专利技术的实施例可体现在多种替代形式，并且不应被解释为仅限于本专利技术所陈述的实施例。而且，本专利技术所使用的术语仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本专利技术的示例实施例。 正如本专利技术所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还应了解，术语“包含”、“具有”、“包括”指定了所陈述特征、步骤或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤或组件。还应注意，在一些替代实现中，提到的功能/动作可能与附图中说明的顺序不同而发生。例如，连续示出的两个附图实际上可基本上同时执行，或者有时可能以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能/行为。 本专利技术的一个实施例是半导体传感器装置，包括(i)衬底，(ii)安装在所述衬底上的压力感测管芯和至少一个其他管芯，(iii)电互连，所述电互连在所述压力感测管芯和所述至少一个其他管芯之间，(iv)压敏凝胶材料，所述压敏凝胶材料覆盖了所述压力感测管芯的有源区域，(iv)具有形成于其中的腔的盖子，所述盖子被安装到所述压力感测管芯之上，以及(V)在所述衬底的上表面上的模填料，所述模填料封装了所述至少一个其他管芯和所述盖子的至少一部分。所述压力感测管芯被放置在所述腔内，以及所述盖子具有形成于其上并且将所述压力感测管芯的覆盖凝胶的有源区域暴露在所述传感器装置之外的周围大气压的侧通气孔。 本专利技术的另一个实施例是一种装配半导体传感器装置的方法。压力感测管芯和至少一个其他管芯被安装在衬底上。所述压力感测管芯和所述至少一个其他管芯被电互连。用压敏凝胶材料覆盖所述压力感测管芯的有源区域。具有形成于其中的腔的盖子和形成于其上的侧通气竖管被安装到所述压力感测管芯之上，以便所述压力感测管芯被放置在所述腔内。用在所述衬底的上表面上的模填料封装所述至少一个其他管芯和所述盖子的至少一部分。执行切割所述衬底和所述模填料，以便所述侧通气竖管的至少一部分从所述盖子分离，从而在所述盖子中形成了通气开口，所述通气开口将所述压力感测管芯的覆盖凝胶的有源区域暴露在所述传感器装置之外的周围大气压。 图2示出了根据本专利技术的实施例的封装半导体传感器装置200的截面侧视图。传感器装置200的示例性配置形成了盘栅阵列(LGA)类型表面安装封装。注意，替代实施例不限于LGA封装，但可实施其他封装类型，诸如(不限于)球栅阵列(BGA)类型封装以及可以在单一衬底上被装配为传感器装置的二维阵列的其他封装类型。 传感器装置200包括压力传感器管芯202和安装在(例如，物理附接和电耦合于)预形成衬底206的微控制单元管芯(MCU) 204，以及安装在MCU204上的加速度感测管芯208。压力传感器管芯(又称P-单元)202被设计成感测周围大气压，而加速度感测管芯(又称为G-单元)208被设计成取决于特定实现来感测一个、两个或所有三个轴的重力或加速度。MCU 204例如控制了由P-单元202和G-208单元生成的信号的操作以及处理。注意，在一些实施例中，MCU 204可以实现了 MCU的功能以及一个或多个其他传感器的功能，诸如加速度感测G-单元的功能，其中在后一种情况下，G-单元208可被省略。 衬底206包括核心介电材料210，其中迹线212和阻焊214形成于其上。而且，穿孔216穿过衬底206形成。在衬底206的底部，阻焊214中的垫口暴露了 LGA触点218。迹线212和LGA触点218可使用已知的光刻技术形成。 例如，使用传统电绝缘管芯附着粘合剂220，P_单元202和MCU 204被管芯接合到衬底206，以及G-单元208被管芯接合到MCU 204。本领域所属技术人员将了解到诸如管芯附着胶带的合适的替代管芯接合方法可被用 于附着一些或所有这些管芯。P-单元202、MCU 204和G-单元208是半导体传感器装置众所周知的组件，因此它们的详细描述不是完整理解本公开所必需的。 P-单元202和MCU 204之间的电互连是经由衬底206的一个或多个共享迹线212通过使用合适的已知弓I线接合工艺和合适的已知弓I线接合设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体传感器装置，包括：衬底；安装在所述衬底上的压力感测管芯和至少一个其他管芯；电互连，所述电互连在所述压力感测管芯和所述至少一个其他管芯之间；压敏凝胶材料，所述压敏凝胶材料覆盖所述压力感测管芯的有源区域；具有形成于其中的腔的盖子，所述盖子被安装到所述压力感测管芯之上，其中：所述压力感测管芯被放置在所述腔内；以及所述盖子具有侧通气孔，所述侧通气孔形成于所述盖子上并且将所述压力感测管芯的覆盖凝胶的有源区域暴露在所述传感器装置之外的周围大气压；以及在所述衬底的上表面上的模填料，所述模填料封装了所述至少一个其他管芯和所述盖子的至少一部分。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗文耀，冯志成，刘德明，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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