[发明专利]制造传感器设备和模制支撑结构的方法

说明书

涉及制造传感器设备和模制支撑结构的方法，方法包括：配置模制支撑结构和封装模具，以便提供预定路径来容纳模塑化合物，模制支撑结构限定与第二假想体积相邻的第一假想体积。细长传感器元件和模制支撑结构被配置成使模制支撑结构紧固地承载细长传感器元件，并且细长传感器元件基本上驻留在第一假想体积中并朝着第二假想体积延伸，细长传感器元件具有电耦合至设置在第二假想体积内的另一个电接触件的电接触件。承载细长传感器元件的模制支撑结构被设置在封装模具内。然后，模塑化合物在预定时间段期间被引入到封装模具中，使模塑化合物填充预定路径，从而填充第二假想体积并在不接触细长传感器元件的情况下围绕第二假想体积内的细长传感器元件。

本发明涉及制造传感器设备的方法，该方法的类型是例如将细长的传感器设备围绕在封装内。本发明还涉及模制支撑结构，该模制支撑结构的类型是例如接纳用于包封在其中的电元件。

在半导体传感器设备领域中，将压力传感器元件设置在预模制的引线框架封装或其他封装的腔体内是已知的。可以采用已知的所谓的“包覆模制”技术，由此将集成电路胶合到引线框架，并通过键合线电连接至位于封装的内表面上的连接焊盘。然后，通过采用包覆模制技术将集成电路固定在封装内，该封装包封集成电路和键合线，但是留下具有暴露的键合焊盘的腔体以用于附接到压力传感器元件。然后将压力传感器元件胶合在腔体中，并且将其线键合至专用集成电路和/或引线框架，并通过施加凝胶来保护键合线。然而，此类用于提供壳体的技术需要线键合和管芯附接工艺步骤被执行两次：在模制之前和模制之后。不利地是，将传感器连接至腔体中的焊盘的键合线必须用凝胶进行保护，当传感器设备在使用时，凝胶会对压力传感器元件的感测膜施加干扰力，从而导致错误信号的生成。尽管传感器不能简单地被安装并与集成电路进行线键合，但是在模塑化合物中提供腔体以保持膜的区域中没有模塑化合物的经修改的方法也具有缺点。就此而言，模塑化合物的高刚度和高热膨胀导致在固化模塑化合物之后部件冷却时，封装对传感器元件和集成电路的侧面施加了大量的应力。这通常导致压力传感器设备的输出信号的劣化，并且因此使得此类封装技术不合适。此外，众所周知，应力会随着时间而变化，从而在传感器元件的侧壁与模塑化合物接触时，导致由传感器元件生成的输出信号漂移多于传感器元件满量程输出的2％或者甚至10％。

在一些实现方式中，通过包围压力传感器元件、键合线和连接焊盘的凝胶来提供化学保护。但是，被封装的传感器设备对恶劣介质的抵抗力是由凝胶的物理和化学性质来限定的。而且，凝胶会向由压力传感器元件感测到的压力添加偏移并在压力传感器暴露于加速度时产生g力，这可能是对在汽车应用中所做出的测量的重要影响。此外，腔体中的所有金属(例如压力传感器元件的键合焊盘、引线框架的指状物、以及键合线)都必须是贵金属。因此，处理以及由此产生的封装设备是复杂的并且相对昂贵的。

美国专利公开第2009/0102033号描述了一种用于集成电路的封装，该封装包括提供平行表面对的壳体以及用于承载集成电路的引线框架。该封装包括两个表面中的通孔，并采用上文所提到的包覆模制技术。

根据本发明的第一方面，提供了一种制造传感器设备的方法，该方法包括：配置模制支撑结构和封装模具，以便提供预定路径来容纳模塑化合物，模制支撑结构限定与第二假想体积相邻的第一假想体积；配置细长传感器元件和模制支撑结构使得模制支撑结构紧固地承载细长传感器元件，并且细长传感器元件基本上驻留在第一假想体积中并且朝着第二假想体积延伸，细长传感器元件具有电耦合至设置在第二假想体积内的另一个电接触件的电接触件；将承载细长传感器元件的模制支撑结构设置在封装模具内；并且在预定时间段期间将模塑化合物引入到封装模具中，使得模塑化合物填充预定路径，从而填充第二假想体积并且在基本上不接触细长传感器元件的情况下，围绕第一假想体积内的细长传感器元件。

传感器设备可以使用薄膜辅助模制技术来模制。

该方法可进一步包括：配置封装模具以防止第一假想体积的部分被填充有模塑化合物。

该方法可进一步包括：配置模制支撑结构和细长传感器元件以协作在细长传感器元件的一侧处限定从第一假想体积与第二假想体积之间的界面延伸的限制性通道。