專利名稱：具有集成保護(hù)性流槽的耐用mems流量裸片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及封裝、半導(dǎo)體封裝和傳感器封裝。實(shí)施例還涉及半導(dǎo)體加工、MEMS加 工、微米技術(shù)和納米技術(shù)。實(shí)施例還涉及傳感器，如流量傳感器。
背景技術(shù)：
與半導(dǎo)體加工技術(shù)相似或相同的加工技術(shù)通常用于生產(chǎn)襯底上的傳感器。襯底具 有頂面和底面，其中傳感元件、引線接合焊盤(wire bond pad)和輔助電路通常形成或固定 在頂面上。輔助電路通常包括電阻器、放大器和晶體管。襯底本身可以是石英、玻璃、硅或 其它材料。半導(dǎo)體加工領(lǐng)域的技術(shù)人員知道許多用于在襯底上制造電路和傳感器的技術(shù)和 工藝。他們還知道用于在襯底中挖掘深溝槽或孔(hole)的技術(shù)和工藝。在某些情況下，溝 槽或孔完全通過(guò)襯底。完全穿過(guò)襯底的孔已經(jīng)被用于在襯底的頂部和底部之間形成電連 接。電連接襯底的頂面和底面的一個(gè)原因是引線接合焊盤能夠被放置在襯底的底部上。很多傳感器遭受以下問(wèn)題輔助電路和接合焊盤暴露于與傳感元件相同的環(huán)境。 當(dāng)環(huán)境是腐蝕性的或其他惡劣環(huán)境時(shí)，這就成為值得考慮的問(wèn)題。這就需要處理當(dāng)前技術(shù) 缺點(diǎn)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
提供如下的發(fā)明內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明實(shí)施例獨(dú)有的一些新穎特征，而不 意在是全面的描述。對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)方面的全面理解將通過(guò)整體考慮說(shuō)明書、權(quán)利 要求、附圖和摘要來(lái)獲得。因此本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是，襯底，其包含玻璃、石英、硅或者其它材料，該襯 底具有頂面和底面。傳感元件、接合焊盤和可能地輔助電路位于頂面上。輔助電路可以包 括電阻器、電容器、電感器、晶體管、放大器或其它電路元件。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是，從頂面穿到底面的入口孔和出口孔。在入口孔和 出口孔以及傳感元件上方安置有頂帽，以使得流體可以流入入口孔，經(jīng)過(guò)傳感元件，并且流 出出口孔。這樣，引線接合焊盤和輔助電路就不會(huì)暴露于流體。頂帽可以是硅、玻璃、或者 其它材料。傳感元件可以是流量傳感元件。


在下列附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代各個(gè)單獨(dú)視圖中相同的或功能上類似的元 件，所述附圖被包含在說(shuō)明書中并形成說(shuō)明書的一部分，附圖另外說(shuō)明實(shí)施例的各方面，以 及，與背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容具體實(shí)施方式
一起，來(lái)解釋實(shí)施例的原理。圖1圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的襯底的側(cè)視圖。圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的襯底的頂視圖。圖3圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽的襯底的截面?zhèn)纫晥D。
圖4圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽的襯底的側(cè)視圖。圖5圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽的襯底的頂視圖。
具體實(shí)施例方式在這些非限制性例子中所討論的特定值和配置可以是變化的，且僅用于說(shuō)明至少 一個(gè)實(shí)施例，并且不意在限制其范圍。通常來(lái)說(shuō)，這些圖不按比例。一種MEMS流量傳感器具有避開(kāi)引線接合焊盤和輔助電路元件的流槽。流體可以 從傳感器襯底的底部移動(dòng)，通過(guò)入口孔，在襯底頂部的傳感元件上方移動(dòng)，并且然后通過(guò)出 口孔。入口孔和出口孔可以從襯底的頂部穿到襯底底部。頂帽可以被固定于襯底頂部，以 使得它覆蓋傳感元件、入口孔和出口孔。頂帽限制流槽并防止流體_或氣體或液體離開(kāi)該 槽并接觸引線接合焊盤或輔助電路元件。圖1圖示了根據(jù)實(shí)施例各方面的襯底101的側(cè)視圖。傳感器裸片(die) 100具有 襯底101，襯底101具有頂面105以及底面106。傳感元件102位于頂面上。入口孔103和 出口孔104從頂面105穿到底面106。圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的襯底101的頂視圖。引線接合焊盤201也存在 于頂面上。輔助電路202可以將傳感元件102連接至引線接合焊盤201。輔助電路202可 以包括電阻器、放大器和晶體管。例如，電阻器203位于傳感元件102和引線接合焊盤201 之間。位于頂面上的引線(未示出)在傳感元件102、輔助電路202、電阻器203以及引線 接合焊盤201之間建立電連接。圖3圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽301的襯底101的截面?zhèn)纫晥D。MEMS 傳感器裸片300具有流槽，該流槽穿過(guò)入口孔103，在頂帽301下面，穿出出口孔104。這樣 流入流體302進(jìn)入入口孔103。然后流體303流過(guò)并被傳感元件檢測(cè)到。流出流體304通 過(guò)出口孔104離開(kāi)。頂帽301防止流體303接觸引線接合焊盤或其它任何可能對(duì)流體303 敏感或被其腐蝕的電路。傳感元件102對(duì)流體303敏感，并且可以檢測(cè)流體的流速、溫度、 粘度、化學(xué)組成、電導(dǎo)率或流體的其它特性。圖4圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽301的襯底101的側(cè)視圖。與圖3對(duì) 比，圖4不是截面圖。這樣，由于傳感元件完全在頂帽301下面，所以不可見(jiàn)。然而一些引 線接合焊盤201是可見(jiàn)的，因?yàn)轫斆?01沒(méi)有覆蓋它們。頂帽301通過(guò)連接件(joint)401 固定于襯底101。連接件401可以通過(guò)粘合劑、陽(yáng)極接合、玻璃熔融(frit)工藝或其它任 何手段來(lái)形成以將頂帽301附著于襯底101。半導(dǎo)體晶圓加工領(lǐng)域中的技術(shù)人員熟悉粘合 劑、陽(yáng)極接合以及玻璃熔融工藝。例如，當(dāng)硅和玻璃，例如具有低膨脹性的硼硅玻璃被置于一起且暴露于熱和電壓 的組合時(shí)，可以獲得靜電或陽(yáng)極接合。電壓使得游離氧能夠分子鍵合于下面的硅。二氧化 硅薄膜通常從被陽(yáng)極或靜電接合的硅區(qū)域除去。圖5圖示了根據(jù)實(shí)施例的各方面的具有頂帽301的襯底101的頂視圖。可以看到 頂帽301完全覆蓋傳感元件、入口孔、和出口孔。然而引線接合焊盤201、輔助電路202以及 電阻器203沒(méi)有被頂帽301覆蓋。在一些實(shí)施例中，輔助電路202和電阻器203可以全部 或部分位于頂帽301的下面，因?yàn)殁g化層可以覆蓋在它們上面。引線接合焊盤201不能被 鈍化，因?yàn)樗鼈兪峭獠侩娐返母街c(diǎn)，因此它們不位于頂帽301之下。半導(dǎo)體加工、MEMS加工以及固態(tài)電路領(lǐng)域中的技術(shù)人員熟悉鈍化和鈍化層。 可以理解的是，以上所公開(kāi)的特征的變化以及其它特征和功能、或其替換都可以 值得期待地組合到很多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用中。而且，其中各種當(dāng)前不可預(yù)見(jiàn)或無(wú)法預(yù) 期的替換、修改、變化或改進(jìn)可能在之后由本領(lǐng)域技術(shù)人員作出，其同樣意在由以下權(quán)利要 求包含。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，包括襯底，具有頂面和底面；傳感元件，電連接到頂面上的多個(gè)引線接合焊盤；入口孔和出口孔，從頂面到底面穿過(guò)襯底；以及固定于頂面的頂帽，其中頂帽覆蓋入口孔、傳感元件以及出口孔，以使得流入入口孔的流體在傳感元件的上方流動(dòng)并且流出出口孔，并且其中頂帽防止流體接觸引線接合焊盤。
1.一種系統(tǒng)，包括襯底，具有頂面和底面；傳感元件，電連接到頂面上的多個(gè)引線接合焊盤；入口孔和出口孔，從頂面到底面穿過(guò)襯底；以及固定于頂面的頂帽，其中頂帽覆蓋入口孔、傳感元件以及出口孔，以使得流入入口孔的 流體在傳感元件的上方流動(dòng)并且流出出口孔，并且其中頂帽防止流體接觸引線接合焊盤。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中頂帽為玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中襯底為硅。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中襯底為石英。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中襯底為玻璃，并且其中頂帽通過(guò)玻璃接合而固定于 襯底，所述玻璃接合例如是通過(guò)玻璃熔融工藝產(chǎn)生的玻璃接合。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括位于頂面上的、將傳感元件電連接至引線接合焊 盤的輔助電路，其中輔助電路包括至少一個(gè)電阻器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中頂帽為硅。
8.一種系統(tǒng)，包括襯底，具有頂面和底面；流量傳感元件，電連接到頂面上的多個(gè)引線接合焊盤；入口孔和出口孔，從頂面到底面穿過(guò)襯底；以及固定于頂面的頂帽，其中頂帽覆蓋入口孔、流量傳感元件以及出口孔，以使得流入入口 孔的流體在傳感元件的上方流動(dòng)并且流出出口孔，并且其中頂帽防止流體接觸引線接合焊盤。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括位于頂面上的、將傳感元件電連接至引線接合焊 盤的輔助電路，其中輔助電路包括至少一個(gè)電阻器。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中頂帽被密封于頂面，以使得所有進(jìn)入入口孔的流體 都退出出口孔。
全文摘要
一種MEMS流量傳感器具有避開(kāi)引線接合焊盤和輔助電路元件的流槽。流體可以從傳感器襯底的底部移動(dòng)，通過(guò)入口孔，在襯底頂部的傳感元件上方移動(dòng)，并且然后通過(guò)出口孔。入口孔和出口孔可以從襯底底部穿到襯底底部。頂帽可以被固定于襯底頂部，以使得它覆蓋傳感元件、入口孔和出口孔。頂帽限制了流槽并且阻止流體-或氣體或液體離開(kāi)該槽并接觸引線接合焊盤或輔助電路元件。
文檔編號(hào)H01L23/10GK101878526SQ200880118427
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者L·F·里克斯 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司