[发明专利]具有集成保护性流槽的耐用MEMS流量裸片

说明书

技术领域

实施例涉及封装、半导体封装和传感器封装。实施例还涉及半导体加工、MEMS加工、微米技术和纳米技术。实施例还涉及传感器，如流量传感器。

背景技术

与半导体加工技术相似或相同的加工技术通常用于生产衬底上的传感器。衬底具有顶面和底面，其中传感元件、引线接合焊盘(wire bond pad)和辅助电路通常形成或固定在顶面上。辅助电路通常包括电阻器、放大器和晶体管。衬底本身可以是石英、玻璃、硅或其它材料。

半导体加工领域的技术人员知道许多用于在衬底上制造电路和传感器的技术和工艺。他们还知道用于在衬底中挖掘深沟槽或孔(hole)的技术和工艺。在某些情况下，沟槽或孔完全通过衬底。完全穿过衬底的孔已经被用于在衬底的顶部和底部之间形成电连接。电连接衬底的顶面和底面的一个原因是：引线接合焊盘能够被放置在衬底的底部上。

很多传感器遭受以下问题：辅助电路和接合焊盘暴露于与传感元件相同的环境。当环境是腐蚀性的或其他恶劣环境时，这就成为值得考虑的问题。这就需要处理当前技术缺点的系统和方法。

发明内容

提供如下的发明内容只是为了便于理解本发明实施例独有的一些新颖特征，而不意在是全面的描述。对本发明实施例的各个方面的全面理解将通过整体考虑说明书、权利要求、附图和摘要来获得。

因此本发明实施例的一个方面是，衬底，其包含玻璃、石英、硅或者其它材料，该衬底具有顶面和底面。传感元件、接合焊盘和可能地辅助电路位于顶面上。辅助电路可以包括电阻器、电容器、电感器、晶体管、放大器或其它电路元件。

本发明实施例的另一个方面是，从顶面穿到底面的入口孔和出口孔。在入口孔和出口孔以及传感元件上方安置有顶帽，以使得流体可以流入入口孔，经过传感元件，并且流出出口孔。这样，引线接合焊盘和辅助电路就不会暴露于流体。顶帽可以是硅、玻璃、或者其它材料。传感元件可以是流量传感元件。

附图说明

在下列附图中，相同的附图标记指代各个单独视图中相同的或功能上类似的元件，所述附图被包含在说明书中并形成说明书的一部分，附图另外说明实施例的各方面，以及，与背景技术、发明内容、具体实施方式一起，来解释实施例的原理。

图1图示了根据实施例的各方面的衬底的侧视图。

图2图示了根据实施例的各方面的衬底的顶视图。

图3图示了根据实施例的各方面的具有顶帽的衬底的截面侧视图。

图4图示了根据实施例的各方面的具有顶帽的衬底的侧视图。

图5图示了根据实施例的各方面的具有顶帽的衬底的顶视图。

具体实施方式

在这些非限制性例子中所讨论的特定值和配置可以是变化的，且仅用于说明至少一个实施例，并且不意在限制其范围。通常来说，这些图不按比例。

一种MEMS流量传感器具有避开引线接合焊盘和辅助电路元件的流槽。流体可以从传感器衬底的底部移动，通过入口孔，在衬底顶部的传感元件上方移动，并且然后通过出口孔。入口孔和出口孔可以从衬底的顶部穿到衬底底部。顶帽可以被固定于衬底顶部，以使得它覆盖传感元件、入口孔和出口孔。顶帽限制流槽并防止流体-或气体或液体离开该槽并接触引线接合焊盘或辅助电路元件。

图1图示了根据实施例各方面的衬底101的侧视图。传感器裸片(die)100具有衬底101，衬底101具有顶面105以及底面106。传感元件102位于顶面上。入口孔103和出口孔104从顶面105穿到底面106。

图2图示了根据实施例的各方面的衬底101的顶视图。引线接合焊盘201也存在于顶面上。辅助电路202可以将传感元件102连接至引线接合焊盘201。辅助电路202可以包括电阻器、放大器和晶体管。例如，电阻器203位于传感元件102和引线接合焊盘201之间。位于顶面上的引线(未示出)在传感元件102、辅助电路202、电阻器203以及引线接合焊盘201之间建立电连接。

图3图示了根据实施例的各方面的具有顶帽301的衬底101的截面侧视图。MEMS传感器裸片300具有流槽，该流槽穿过入口孔103，在顶帽301下面，穿出出口孔104。这样流入流体302进入入口孔103。然后流体303流过并被传感元件检测到。流出流体304通过出口孔104离开。顶帽301防止流体303接触引线接合焊盘或其它任何可能对流体303敏感或被其腐蚀的电路。传感元件102对流体303敏感，并且可以检测流体的流速、温度、粘度、化学组成、电导率或流体的其它特性。