[發(fā)明專利]MEMS感測元件和導(dǎo)線接合部的密封

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711115978.2
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN108072483B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗蘭克·莫辛克;洛倫佐·賴卡
• 申請（專利權(quán)）人: 森薩塔科技公司
• 主分類號: G01L19/06
• 分類號: G01L19/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;楊生平

一種MEMS傳感器100，包括：限定與用于感測的環(huán)境流體連通的內(nèi)部104和入口的的外殼102、被耦合到外殼102以用于基于環(huán)境生成信號的感測沖模116，密封劑124被施加到感測沖模116以保護感測沖模116而不干擾感測沖模116的操作，其特征在于，密封劑124是具有有機主鏈的非交聯(lián)物質(zhì)和二氧化硅增稠劑的組合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本主題公開涉及保護MEMS的組件，并且特別是保護MEMS感測元件。

背景技術(shù)

微機電系統(tǒng)(MEMS)被用于各種各樣的應(yīng)用。許多應(yīng)用將惡劣的操作環(huán)境應(yīng)用于MEMS。在許多傳感器應(yīng)用中，MEMS采取在襯底上具有半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體器件的形式(亦稱芯片上的傳感器)。

為了恰當?shù)仄鹱饔茫酒蟼鞲衅鞯母袦y元件必須處于要被感測的環(huán)境中。結(jié)果，必須保護感測元件(例如，沖模、導(dǎo)線接合部等)免受諸如濕度、灰塵、光線、腐蝕等環(huán)境因素的影響。在不干擾其操作的情況下保護MEMS已經(jīng)變得困難。

MEMS上的任何屏障都會限制裝置的性能，并且特別是靈敏度。例如，當屏障材料具有高彈性模量并且對傳感器沖模和裝置封裝具有非常良好的粘附性以便限制屏障和封裝之間的交界處的水、蒸汽等的滲透時，傳感器沖模和屏障之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)的任何不匹配都會創(chuàng)建不必要的應(yīng)力和電參數(shù)的偏移，并因此降低了傳感器裝置的精確度。因此必須仔細選擇屏障。

在壓力感測應(yīng)用中，MEMS必須暴露于壓力下更為復(fù)雜。因此，硬質(zhì)環(huán)氧樹脂和類似材料不能被用于保護。在2012年2月6日提交的專利合作條約專利申請?zhí)枮镻CT/EP2012/000525(‘525申請)、在2012年9月20日被公布為WO2012123054A1示出了一種客服這樣的困難的嘗試，其公開了一種用于汽車尾氣的傳感器。為了保護傳感器，‘525申請公開了用非交聯(lián)有機物質(zhì)(諸如硅油脂或全氟聚醚(PFPE)油脂)涂覆傳感器薄膜的一側(cè)。‘525申請還公開了在聚四氟乙烯(PTFE)涂層中使用增稠助劑。另一種典型的方法是使用基于PTFE的凝膠，諸如可以從日本東京的Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd獲得的Shin-Etsu是一種交聯(lián)全氟聚醚/硅樹脂。

進一步的示例在以下被公開：于2001年4月10日授予Osajda等人的美國專利No.6,214,634；于2007年5月15日授予Uchida等人的美國專利No.7,216,545；于2006年8月29日授予Kawamura等人的美國專利No.7,096,739；于2010年5月25日授予Appelo等人的美國專利No.7,725,268；于2010年4月1日公布的Benzel等人的美國PGPUB No.2010/0077862；以及于2009年9月10日的由Lutz Mueller被公布為DE 102008012895 A1的德國申請。

發(fā)明內(nèi)容

保護層必須非常有效地防止各種形式的水分以防止失效。酸性濕度是特別有害的。此外，在壓力發(fā)動機條件和溫度負荷下，降解和膨脹會導(dǎo)致失、缺乏靈敏度和/或性能差。鑒于上述情況，存在對MEMS的密封的需求，其成本有效并且穩(wěn)健地保護感測元件、導(dǎo)線接合部和其他組件。

本公開針對一種MEMS傳感器，其包括限定與用于感測的環(huán)境流體連通的內(nèi)部和入口的外殼。感測沖模耦合到外殼以基于環(huán)境生成信號。密封劑(encapsulant)被施加到感測沖模以保護感測沖模而不干擾感測沖模的操作，其特征在于密封劑是非交聯(lián)的有機物質(zhì)，即具有有機主鏈并且具有二氧化硅增稠劑的非交聯(lián)物質(zhì)。密封劑可以是氟化有機物質(zhì)的非交聯(lián)分散體。密封劑也可以具有至少2％重量二氧化硅增稠劑。在一實施例中，密封劑是二氧化硅增稠的全氟聚醚(PFPE)油。在另一實施例中，密封劑包括高粘度K型PFPE油(即具有AMU7000的支鏈PFPE)、以及約5％重量的二氧化硅的疏水性和親水性二氧化硅(即50:50混合物)的混合物。