[發(fā)明專利]邊緣安裝的傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210139177.0
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102680735A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·福斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00;G01P15/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種邊緣安裝的傳感器。

背景技術(shù)

為了形成對多個加速度計(jì)或陀螺儀的完全屏遮，其中所有的機(jī)構(gòu)都是一樣的，則其中至少一個機(jī)構(gòu)必須被安裝在復(fù)雜的定制組件中或者裸芯必須被邊緣安裝。

各種微機(jī)械裝置，例如微機(jī)械陀螺儀，要求氣密密封以確保長期、準(zhǔn)確的運(yùn)行。傳統(tǒng)的氣密密封是通過將該裝置安裝在氣密密封的殼體或封裝中實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)出該被封裝的裝置的輸入和輸出電連接由嵌入成通過該封裝的多個部分的導(dǎo)體提供，從而允許導(dǎo)電徑跡或金屬線被連接到該裝置。

不過，這種類型的氣密密封封裝往往是相當(dāng)昂貴的。而且，與在該封裝中安裝該裝置相關(guān)聯(lián)的公差可能影響裝置的準(zhǔn)確度，該裝置是對空間方位敏感的。例如，一些慣性系統(tǒng)利用彼此正交布置的三個慣性速度傳感器。當(dāng)每個上述傳感器被安裝在相應(yīng)的氣密密封封裝中，與在相應(yīng)的封裝中安裝每個傳感器相關(guān)聯(lián)的公差，以及與以相對于彼此正交的關(guān)系安裝封裝的組件相關(guān)聯(lián)的公差，會負(fù)面地影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了制造用于側(cè)面安裝在電路板上的傳感器裝置組件的方法。在示例性方法中，一個或多個傳感器裝置被制造在硅機(jī)械層中，該硅機(jī)械層被結(jié)合到第一玻璃層。第二玻璃層被附接到硅機(jī)械層以建立晶片。一個或多個第一通路(via)建立在第一和/或第二玻璃層中以暴露硅機(jī)械層表面上的預(yù)定義區(qū)域。一個或多個第二通路建立在第一和/或第二玻璃層中。最少一個第二通路的深度尺寸小于第一通路的深度尺寸。金屬徑跡被施加在硅機(jī)械層上的暴露區(qū)域和該第二通路的一部分之間。晶片被切割從而該第二通路被分成兩段，由此建立傳感器裸芯。傳感器裸芯然后在被切割的第二通路處被電地且機(jī)械地結(jié)合到電路板。

在本發(fā)明的一個方面中，傳感器裝置被氣密密封在第一或第二玻璃層之間。

在本發(fā)明的另一個方面中，傳感器裝置是加速度計(jì)。

在本發(fā)明的又一個方面中，兩個另外的傳感器裸芯被附接到電路板，使得該另外的傳感器裸芯的感測軸線都垂直于第一傳感器裸芯的感測軸線。

附圖說明

在下文中參照下面附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選的和替換性的實(shí)施例：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝到電路板的裸芯的側(cè)視剖面視圖；

圖2-1到圖2-3是用于制造如圖1中所示的裝置的步驟的側(cè)視剖面視圖；和

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例形成的裸芯的透視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了垂直地安裝到電路板22的裸芯20的示例。裸芯20包括機(jī)械層25，該層具有至少一個微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)裝置(即，傳感器)。在這個示例中，機(jī)械層25包括構(gòu)造成感測在垂直平面(即，垂直于電路板22)內(nèi)運(yùn)動(箭頭28)的加速度計(jì)。

與組裝在裸芯20的機(jī)械層25內(nèi)的加速度計(jì)一樣的兩個加速度計(jì)可被組裝在其它的裸芯中并且被以傳統(tǒng)的方式與裸芯20正交地安裝。另外，這兩個另外的加速度計(jì)裸芯組件的感測軸線彼此正交，由此提供了一種裝置，該裝置包括三個一樣的平面內(nèi)加速度計(jì)，這些加速度計(jì)將感測三個正交軸線中的加速度。

裸芯20通過導(dǎo)電焊珠34機(jī)械地且電地附接到電路板22，焊珠附接到把持層24、26(例如玻璃)的頂面或底面的傾斜部分上的徑跡32，這些徑跡位于機(jī)械層25(即，硅)的相對側(cè)上。通路30形成在相應(yīng)玻璃把持層26或24中用于暴露機(jī)械層25的多個部分。被暴露的機(jī)械層25的部分包括連接到位于機(jī)械層25內(nèi)的工作部件的導(dǎo)電徑跡。徑跡32將導(dǎo)電焊珠34(例如，金)與位于機(jī)械層25的暴露表面處的電引線連接。

圖2-1示出了晶片50，其包括事先機(jī)加工的硅層52，硅層52包括一個或多個有源裝置，例如加速度計(jì)或陀螺儀。機(jī)加工的硅層52在建立有源裝置之前被附接到玻璃基層56。玻璃蓋層54在建立有源裝置之后被附接到機(jī)加工的硅層52。玻璃蓋層54提供有源裝置的氣密密封。

圖2-2示出了兩個單獨(dú)執(zhí)行的過程的結(jié)果，借此通路60和62被分別形成在玻璃層54、56中。通路60、62被用標(biāo)準(zhǔn)玻璃蝕刻技術(shù)形成。通路60、62暴露硅層52的多段以暴露電引線(未示出)，這些電引線連接到位于硅層52的有源部件，用于提供與有源部件相關(guān)聯(lián)的信號的通道。通路60、62不會有損氣密密封。