[發明專利]MEMS壓力傳感器組件

在審

• 申請號: 201380060838.3
• 申請日: 2013-10-01
• 公開（公告）號: CN105102952A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: A·L·費伊;Ｇ·奧布賴恩
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;A·L·費伊;Ｇ·奧布賴恩
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;G01L19/00;G01L19/14;H01L23/52
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

技術領域

本發明總體涉及半導體裝置并且尤其涉及微機電系統(MEMS)壓力傳感器。

背景技術

由于由MEMS裝置表現出的靈敏度、空間分辨率和時間分辨率以及低的功率要求，微機電系統(MEMS)已經被證明為各個應用中的有效的解決方案。因此，基于MEMS的傳感器——例如加速計、陀螺儀、聲學傳感器、光學傳感器和壓力傳感器已經被研發用于廣泛的各種應用中。

MEMS壓力傳感器通常封裝在陶瓷或者預成型的封裝中。陶瓷和預成型封裝運行良好以容納MEMS壓力傳感器。然而，對于一些傳感器應用，這些類型的封裝只不過太大。例如，封裝可能限定超過可用于安裝壓力傳感器的區域的襯底接觸區域。而且，尤其是當引線鍵合用于將該封裝電連接到電路/傳感器時，封裝可能超過傳感器應用的高度限制。附加地，與一些其他的封裝方法相比，陶瓷封裝和預成型封裝通常制造昂貴。

因此，為了使得MEMS壓力傳感器在更多的傳感器應用中可用，值得期望的是，減小封裝的尺寸和封裝MEMS壓力傳感器的成本。

發明內容

根據本發明的一個實施例，傳感器組件包括第一管芯(die)組件、第二管芯組件和導電構件。第一管芯組件包括MEMS傳感器。第二管芯組件包括ASIC，所述ASIC構造用于產生對應于由MEMS傳感器感測的壓力的電輸出。導電構件定位在第一管芯組件與第二管芯組件之間并且構造用于將MEMS傳感器電連接到ASIC。

根據本發明的另一實施例，傳感器組件包括第一管芯組件和第二管芯組件。第一管芯組件包括MEMS傳感器。第二管芯組件包括ASIC，所述ASIC構造用于產生對應于由MEMS傳感器感測的壓力的電輸出。ASIC電連接到MEMS傳感器。第一管芯組件以堆疊的構造附接到第二管芯組件。

附圖說明

通過參考下面的詳細描述和附圖，上述特征和優點以及其他特征和優點將對于本領域技術人員變得更加明顯，在附圖中：

圖1是所述MEMS傳感器組件的透視圖；

圖2是沿著圖1的線II-II所取的橫截面圖。

具體實施方式

為了促進理解本發明的原理的目的，現在將參考附圖所示的和在以下書面說明中描述的實施例。應理解，并非旨在限制本發明的范圍。還應理解，本發明包括對所示實施例的改動和修改并且還包括如本發明所屬領域技術人員通常會想到的本發明的原理的應用。

如圖1所示，壓力傳感器組件100包括上管芯組件108、導電構件116、導電構件120、鍵合構件122和下管芯組件124。壓力傳感器組件100定位在襯底132——例如印刷電路板或者任何適合于安裝電部件的其他襯底——上地示出。

參考圖2，上管芯組件108由硅形成并且包括MEMS壓力傳感器140。壓力傳感器140是電容式壓力傳感器，其限定腔172并且包括上電極180和膜片188，所述膜片188能夠相對于上電極運動。膜片188優選由外延硅制成。

上電極180限定在上管芯組件108中并且通過對上管芯組件的一部分進行摻雜而形成。替代地，上電極180通過在上管芯組件108的襯底上方的絕緣薄膜上使用所摻雜的硅層而形成。上電極180的面積是大約0.01-1平方毫米(0.01-1mm²)。電引線156將上電極180連接到導電構件116。

膜片188定位在由上管芯組件108限定的腔172之下。膜片188包括限定在其中的電極。膜片188的面積是大約0.01-1平方毫米(0.01-1mm²)。膜片188與上電極180間隔開大約1微米(1μm)。電引線164將膜片188連接到導電構件120。外延硅膜片188與電容式換能原理(principle)組合地使得與其他類型的壓力傳感器相比壓力傳感器140機械穩健。188的厚度是大約1-20μm。

壓力傳感器140的腔172通常處于或者接近真空；因此，該壓力傳感器是絕對壓力傳感器。在其他實施例中，取決于壓力傳感器組件100的操作環境以及其他因素，腔172處于不同于處于或者接近真空的壓力水平。

導電構件116、120定位在上管芯組件108與下管芯組件124之間。導電構件116與導電構件120電絕緣。導電構件116、120將上管芯組件108電連接到下管芯組件124。為此，導電構件116被定位以與電引線156電接觸，并且導電構件120被定位以與電引線164電接觸。附加地，導電構件116、120與下管芯組件124電接觸。導電構件116、120由焊料或者任何金屬或導電材料形成。