[发明专利]制造具有应力消除层的传感器装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有缓冲层的传感器装置的方法。

背景技术

W02006/114005描述了一种收容具有集成在半导体芯片上的敏感结构的传感器装置的方法。该装置通过传递模塑法(transfer molding)进行封装。在模塑操作过程中，模子的向内延伸部分保持对于传感器的通道开口。缓冲层设置在向内延伸部分和敏感结构之间的芯片上。缓冲层保护敏感结构不被向内延伸部分破坏并且在铸塑壳体时充当密封。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种以下类型的方法，所述方法进一步简化制造过程并使得能够制造出精确的装置。

该目的通过权利要求1的方法实现。相应地，缓冲层覆盖集成于芯片上的电路的半导体电子元件的至少一部分，特别是非线性和/或有源电子元件的至少一部分。

“半导体电子元件”是利用材料的半导体特性的电子元件。特别地，这种元件包括晶体管和二极管，以及任何其它具有pn结或MIS或MOS结构的元件。

“非线性”电子元件是在常规工作条件下显示出非线性电压-电流特性的元件，例如二极管或帯隙电路。例如，普通电阻器或导线不被看作是“非线性”电子元件，这是因为在实际应用中他们在正常工作条件下具有线性特性。

“有源”电子元件是对于输入信号显示出增益(尤其是功率增益)的元件，例如放大器或晶体管。

这种非线性和有源元件通常主要受到芯片中的机械应力的影响，即，例如在应变的情况下它们的电子特性改变。通过用缓冲层至少部分地覆盖它们，例如由壳体和芯片的不同热膨胀系数所引起的这种应变可被减小。

因此，缓冲层具有两个功能。一方面，在铸塑壳体时，它作为对上述模子的突出部分的密封，并作为保护使得不受模子的突出部分的影响。另一方面，它作为集成电路的半导体元件的至少一部分(尤其是非线性和/或有源元件的至少一部分)与壳体之间的应力消除层。

代替使用单独的应力释放层或根本不设置应力释放层，本发明利用缓冲层作为应力释放层并且也作为模塑过程中的保护和密封，这简化了制造过程，同时使得能够制造出精确的装置。

有利地，缓冲层可被用于覆盖晶体管、二极管以及所谓的帯隙电路。“帯隙电路”是取决于芯片中所用的半导体材料的带隙而产生电压的电路。这种电路的典型例子是基准电压源和温度传感器。

附图说明

在从属权利要求和下面的说明中描述了其他有益的实施例，其中说明书涉及附图。其中：

图1示出了在传感器制造过程中的第一步(在施加缓冲层之前)；

图2示出了第二步(在施加缓冲层之后)；

图3示出了第三步(在缓冲层构造之后)，

图4示出了第四步(在晶片切割并将芯片施加到引线框上之后)，

图5示出了第五步(在铸塑之前)，

图6示出了第六步(在移除模子之后)，

图7示出了基准电压发生器和温度传感器，以及

图8为RC振荡器。

具体实施方式

下面，参照图1到6描述根据本发明的制造过程的实施例。

在第一步中，多个传感芯片被同时制造在晶片1上。图1详细示出了单个芯片5。每个芯片可以是例如US6690569中描述的湿度传感器。或其可以是具有敏感结构2和集成于其上的电子电路3的任何其他类型的传感器。敏感结构2可以是例如具有下层电极的湿度传感器的聚合物膜，如US6690569所述。电路3可以例如包括模拟放大器，模拟-数字转换器和数字处理电子电路。

进一步，提供结合区4以将电路3连接到结合线。

在下一步中，缓冲层6被施加到晶片1上。有利地，缓冲层6为光致抗蚀剂，例如美国MicroChem公司的SU-8。使用光致抗蚀剂层作为缓冲层6具有容易对其进行构造的优势。

为了至少部分地在敏感结构2的位置和结合区4的位置移除缓冲层6，如图3所示，通过光刻对缓冲层6进行构造。在切割晶片1前，可以执行至此为止的所有步骤。

现在，将晶片1切割成芯片5，并且将多个芯片5以已知的方式放置于引线框7上，如图4所示。芯片5可以例如粘合到引线框7。结合线8安装在结合区4和引线框7的引线7a之间。

在下一步中，引线框7被放置在包含盖8和基底9的模子中。模子限定出将被硬化材料填充的内部空间10。盖8具有延伸到内部空间10的部分11。定位部分11并确定其尺寸，使得当模子合上时，它沿着敏感结构2的周围紧靠缓冲层6，从而在敏感结构2上形成密封腔12。