[发明专利]传感器设备和用于制造传感器设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器设备，该传感器设备基于布置在壳体中的带有集成的传感器的传感器装置。

背景技术

半导体芯片能够具有功能，例如能够如此构造半导体芯片，使得其提供传感器功能，例如通过能够集成在该半导体芯片中的或安装在其上的传感器。包括集成的传感器功能的半导体芯片也能够被称为传感器芯片或者传感器装置。

该传感器芯片能够如此构造，使得其生成、获取且提供例如分析和/或转发压电信号和/或电容信号。该传感器能够例如具有压力传感器或者加速度传感器。

传感器芯片的机械负荷，例如传感器芯片中的机械应力，其例如能够造成膜片、悬挂装置或者类似的传感器结构的弯曲，能够导致产生传感器获取的压电信号和/或者电容信号，尽管该压电信号和/或者电容信号不以待获取的状态为基础。换言之，传感器芯片的机械负荷能够产生有故障的信号(也称作故障信号)，其从设置用于获取电(例如压电的和/或电容的)信号的传感器芯片中获取到。因此该由传感器芯片提供的信号能够至少部分地由故障信号组成。传感器芯片的精度和效率能够被削弱。

此外该传感器芯片能够获取待获取的信号，例如待测量的压力、例如环境压力或者加速度，其能够产生压电信号和/或者电容信号。

该传感器应当如此安装在壳体中，使得其承受尽可能少的机械负荷。

图1A中提供了一种示例性的传感器芯片102的结构。该传感器芯片102能够例如通过粘胶剂110，例如通过柔软的、例如弹性的粘胶剂110、例如硅酮粘胶剂110粘贴在壳体104的底部103上。由于该粘胶剂110的弹性，该传感器102能够从该壳体104机械地脱离，从而不仅该传感器102而且该壳体104能够由于温度变化导致长度膨胀，而不对各个其他部分施加力。

然而在该装置中该传感器芯片102能够有必要如此布置，使得该传感器芯片102的电触点112被布置在面向粘胶剂110的一侧。因此可能有必要通过焊线将该传感器芯片102的电触点112与金属承载结构106连接。将传感器芯片102粘贴在底部103上和焊线连接是耗费的方法。此外必须保护用于该焊线连接的金属线和该金属线接触芯片102的触点112或者是该金属承载结构106的位置以防止例如腐蚀。该接触位置例如能够具有由铝构成的接触面。对此例如能够使用具有柔软的、例如弹性材料114的浇注体，例如具有硅酮114的浇注体。

当该传感器、例如压力传感器布置在该传感器芯片面向触点112的侧面上时，能够使用类似的结构(具有同样缺点)。于是该传感器芯片102能够如此地已布置或被布置在壳体104的底部103上，例如粘贴，使得该传感器布置在底部103中的开口上。在此也能够将传感器芯片102注入到弹性材料114中。

如果放弃通过弹性材料114注入，则应当通过其他方面保证防腐蚀。这能够是耗费的，尤其对压力传感器来说，对其来说必须保证压力入口。

为了避免焊线连接，能够在壳体104中这样布置传感器芯片102(见图1B)，使得将电触点112引向壳体104的底部103。这种结构也被称作倒装芯片结构(Flip-Chip-Anordnung)(根据含义翻译：具有倒装芯片的结构)。金属承载结构106与芯片102的触点112的接触能够不仅用于将传感器芯片102存放在金属承载结构106上，而且用于传感器芯片102的触点112和金属承载结构106之间的电接触，例如于是传感器芯片102的触点112就被粘贴或者焊接在金属承载结构106上，例如通过接触装置116，例如焊料116或者导电的粘附剂116。换言之，传感器芯片102与其触点112直接安装在金属承载结构106上，或者通常安装在基底上。

尽管通常触点112、金属承载结构106和壳体104如此构造，使得传感器芯片102、金属承载结构106和壳体104在长度方向上能够不因温度变化而相互移动。因此能够在传感器芯片102上能够产生机械力。该机械力能够例如施加在传感器芯片102的有效面上，其中构造有至少一个半导体元件。因此能够对传感器造成强大的机械负荷，并且产生故障信号。

发明内容

在不同的实施例中传感器设备的传感器芯片作为倒装芯片能够如此安置在弹性的金属承载结构，例如焊接框架上，使得在传感器设备的温度变化时降低或者避免产生错误的传感器值。

在不同的实施方式中，半导体芯片能够具有功能，例如能够这样构造半导体芯片，使得其具有传感器功能，例如通过能够集成在半导体芯片中或者安装在其上的传感器。具有集成的传感器功能的半导体芯片也能够被称作传感器芯片或者传感器装置。