[发明专利]一种力传感器、感测管芯组装件及制造力传感器的方法

权利要求书

1.一种力传感器（100或200），包括：

衬底（110）；

具有顶面（121）和底面（123）的感测管芯（120），其中所述感测管芯（120）包括形成于其中的空腔（124）和隔膜（122），以及位于所述隔膜（122）的底面（127）上的一个或多个感测元件（160），其中所述感测管芯（120）的底面（123）被倒装键合到所述衬底（110）；

致动元件（130或230），其被安置在所述感测管芯（120）的所述空腔（124）中并且与所述隔膜（122）的顶面（125）和所述空腔（124）的壁（126）接触；以及

位于所述感测管芯（120）的顶面（121）上的盖构件（140），其中所述盖构件（140）包括位于所述感测管芯（120）的所述空腔（124）之上的开口（146），其中所述致动元件（130或230）的部分（132或232）延伸穿过所述开口（146），其中所述盖构件（140）将所述致动元件（130或230）维持在所述空腔（124）内，

其中所述盖构件（140）是生长在所述感测管芯（120）的顶面（121）上的硅或氧化硅层。

2.根据权利要求1所述的力传感器，其中所述盖构件（140）使用标准光刻生长模式来生长。

3.根据权利要求1所述的力传感器，其中所述感测管芯（120）具有在约2.5mm²至约25mm²的范围中的占用空间面积。

4.根据权利要求1所述的力传感器，其中在所述隔膜（122）的底面（127）与所述衬底（110）之间存在腔室或空间（190）。

5.一种感测管芯组装件（150），包括：

具有顶面（121）和底面（123）的感测管芯（120），其中所述感测管芯（120）包括通过蚀刻形成于其中的隔膜（122）和空腔（124），以及位于所述隔膜（122）的底面（127）上的一个或多个感测元件（160）；

致动元件（130或230），其被安置在所述感测管芯（120）的所述空腔（124）中并且与所述隔膜（122）的顶面（125）和所述空腔（124）的壁（126）接触；以及

位于所述感测管芯（120）的顶面（121）上的盖构件（140），其中所述盖构件（140）包括位于所述感测管芯（120）的所述空腔（124）之上的开口（146），其中所述致动元件（130或230）的部分（132或232）延伸穿过所述开口（146），

其中所述盖构件（140）提供所述致动元件（130或230）在所述空腔（124）中的晶片级保持，

其中所述盖构件（140）是生长在所述感测管芯（120）的顶面（121）上的硅或氧化硅层。

6.根据权利要求5所述的感测管芯组装件，其中所述感测管芯（120）具有在约2.5mm²至约25mm²的范围中的占用空间面积。

7.根据权利要求5所述的感测管芯组装件，其中所述空腔（124）具有约0.1mm的宽度。

8.一种制造力传感器（100或200）的方法，包括：

蚀刻键合的硅晶片（170和171）的叠层以形成具有空腔（124）和隔膜（122）的感测管芯（120）；

将致动元件（130或230）安置到所述空腔（124）中，使得所述致动元件（130或230）接触所述隔膜（122）的顶面（125）；以及

在所述感测管芯（120）的顶面（121）上生长盖构件（140），其中所述盖构件（140）具有所述致动元件（130或230）的部分（132或232）延伸穿过的开口（146），并且其中所述盖构件（140）将所述致动元件（130或230）维持在所述空腔（124）内。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

使包括所述感测管芯（120）、所述致动元件（130或230）和所述盖构件（140）的感测管芯组装件（150）的底面（151）球凸起；

从所述键合的硅晶片（170和171）的叠层中锯削所述感测管芯组装件（150）；以及

将所述感测管芯组装件（150）的底面（151）倒装键合到衬底（110）上。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

将衬底（110）倒装键合到包括所述感测管芯（120）、所述致动元件（130或230）和所述盖构件（140）的感测管芯组装件（150）的底面（151）；

从所述键合的硅晶片（170和171）的叠层中锯削所述感测管芯组装件（150）；以及

将所述感测管芯组装件（150）安置到日东胶带上。