用于制造氣體傳感器封裝的方法技術

一種用于制造氣體傳感器封裝的方法，包括以下步驟：將半導體芯片(3)安裝在載體(2)上并施加模塑化合物(1)以至少部分地封閉所述半導體芯片(3)，由此在所述模塑化合物(1)中生成開口(11)，其中所述開口(11)提供到所述半導體芯片(3)的未被所述模塑化合物(1)覆蓋的部分的通路。在模塑之后，通過所述開口(11)將敏感材料施加在所述半導體芯片(3)的沒有被覆蓋部分上以用于構建對氣體敏感的層(31)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。
技術介紹
傾向于將數量越來越多的氣體傳感器集成到半導體芯片中。鑒于這樣的氣體傳感器的規范，需要解決這些規范的氣體傳感器封裝的方法。
技術實現思路
提供一種，該方法包括以下步驟:將半導體芯片安裝在載體上，以及施加模塑化合物(molding compound)以至少部分地封閉半導體芯片，從而在所述模塑化合物中生成開口。該開口提供到所述半導體芯片的沒有被該模塑化合物覆蓋的部分的通路(access)。通過該開口將敏感材料施加在該半導體芯片的沒有被覆蓋部分上以用于構建對氣體敏感的層。優選地，在相同處理步驟中制造多個氣體傳感器封裝，由此利用可將多個半導體芯片置于其上的載體。在該半導體芯片被安裝到公共載體上以后，模塑化合物被施加到該載體并由此被施加到該載體上的每個半導體芯片。在模塑之后，通過每個開口將敏感材料施加在相應半導體芯片的沒有被覆蓋部分上以用于構建對氣體敏感的層。該敏感材料可通過非接觸式分發(諸如例如噴墨打印)來施加。不要求模塑化合物未覆蓋的整個部分都被該敏感材料填充。敏感材料可被施加到此部分的一區段。總之，該敏感層是在通過模塑處理該封裝之后構建的。各處理步驟的次序一一即，在已處理了封裝之后通過封裝的開口制造敏感層一一相對于相反次序是優選的，因為已構建好的敏感層在制造該封裝期間(即，在模塑期間)將需要保護。在敏感層是在封裝之前制造且沒有安裝保護手段的情況下，之間的模塑過程和/或其他處理步驟將影響敏感層，例如，導致敏感層的機械損壞，或影響傳感性質(在由模塑過程造成的顆粒貼附于或迀移至該敏感層的情況下)。當敏感層是多孔層(諸如包括金屬氧化物材料的層)時尤其如此。與需要對環境的直接通路的其他傳感器不同，氣體傳感器優選地要求這種模塑化合物中的開口的形式的通路(access)。因此，在施加敏感材料之前模塑的情況下，以根據本實施例的任意方式形成的模塑化合物中的開口現在是雙用途開口，不僅氣體在測量操作期間通過該開口抵達敏感元件，而且敏感材料通過該開口被施加到半導體芯片以構建該敏感層。制造步驟的這一次序還提供了在搬運該設備時的益處。在敏感材料的分發可與在該載體上安裝該半導體芯片由不同工具和/或在不同地點執行的情況下，該設備優選地被拾取器(picker)從一個位置轉移到另一個位置。在模塑化合物已經被施加的情況下，拾取器可在模塑化合物處拾取該設備而不是在未受保護的半導體芯片處拾取該設備。在各個體半導體芯片仍舊在共同載體的情況下，或者甚至是后來在將各個體氣體傳感器封裝彼此分開之后，該設備的任何進一步搬運可能如此。因此，模塑化合物的早期采用有助于搬運并且在進一步的制造步驟等期間增強了保護。在一特定實施例中，所述開口可被臨時關閉，例如通過膜或帶，以用于保護開口內的敏感層。在以上制造步驟次序中，該半導體芯片的主要部分也在分發敏感材料期間受模塑化合物保護。該敏感層可以由對一種或多種分析物(analytes)敏感的材料制成。該敏感層可包括挨著彼此布置并且彼此分隔開的多個個體層區段以用于構造傳感器陣列，該傳感器陣列包括傳感器單元的集合，其中傳感器單元可被理解為可被單獨讀取的氣態傳感器的整體。優選地，在傳感器陣列的實施例中，所述層區段中的每一個或者至少一些適于感測分析物，尤其是不同的分析物。例如而非限制，分析物可包括以下中的一個或多個:H20、CO2,Ν0Χ、乙醇、CO、臭氧、氨、甲醛或二甲苯。具體而言，敏感層可包含金屬氧化物材料，特別是半導體金屬氧化物材料，并且具體地可包含每層區段不同成分的的金屬氧化物材料。金屬氧化物材料一般可包括以下的一者或多者:氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎢、氧化銦以及氧化嫁。此類金屬氧化物可被用于檢測分析物，諸如V0C、一氧化碳、二氧化氮、甲烷、氨或硫化氫。金屬氧化物傳感器基于以下概念:氣態分析物與敏感層的在超過100°C的范圍中(特別是在250°C和350°C之間)的升高溫度處與該金屬氧化物層交互。作為催化反應的結果，敏感層的導電性可能改變，這種改變可被測量。因此，這些化學傳感器也被表示為高溫化學電阻器，原因在于:該分析物的化學屬性在該敏感層的高溫處被轉換為電阻抗。優選地，利用這種氣體傳感器，可至少就該氣體傳感器對其敏感的受試分析物的存在還是不存在來調查氣體。因此，利用敏感層，可就該敏感層對其敏感的化學物質或化合物是否存在于所提供的氣體中以及其中哪些存在于所提供的氣體中來分析被提供給該氣體傳感器的氣體。可針對特定氣味或特定氣體來建議在所提供的氣體中檢測到的分析物的組合。關于該氣體傳感器對多少不同分析物和/或分析物的多少不同屬性敏感總是服從于氣體傳感器的設計。在另一實施例中，敏感材料可包括聚合物，在一個實施例中，該聚合物可對H2O敏感以使得該傳感器可以是濕度傳感器。此類聚合物層的電容或電阻可被測量以推導關于可能與該敏感層交互的氣體的信息。在被施加到該半導體芯片之后，該敏感材料例如可能需要通過向其施加熱來退火。不是將每個氣體傳感器封裝與本組件分開并向每個敏感層單獨地施加熱，構想了在極優選實施例中，在仍舊駐留于公共載體上時(即，在將各氣體傳感器封裝彼此分開之前)對各氣體傳感器芯片的敏感層退火。然而，鑒于模塑化合物有可能在暴露于外部產生的熱時有可能融化，傳統退火步驟(諸如將帶有氣體傳感器封裝的載體暴露于這種熱，諸如在爐中)可能不適用。因此，優選地，熱被局部施加到敏感層而不影響模塑化合物或其他有機材料。這可以通過向加熱器提供電流來實現，在一個實施例中，所述加熱器是在需要此類加熱器以操作氣體傳感器芯片時(即，當敏感層需要被加熱到特定溫度以允許測量時)在每個半導體芯片中以任何方式提供的。在此情況下，可向每個半導體芯片的加熱器提供電流以對相關聯敏感層/敏感材料進行退火。在一個實施例中，用于各半導體芯片的載體至少包括導電引腳框，該導電引腳框被理解為由金屬制成的引腳的導電結構，例如通過從金屬板沖壓或蝕刻。當要在單個載體上制造多個氣體傳感器封裝時，該引腳框優選地包括用于將半導體芯片加載到其上的每半導體芯片的管芯墊，該管芯墊被理解為該引腳框的平坦部分。在要在同一氣體傳感器封裝中布置其他芯片(諸如ASIC等)的情況下，可每個氣體傳感器封裝提供多個管芯墊。在另一實施例中，所述其他芯片與表示氣體傳感器芯片的半導體芯片被布置在同一管芯墊上。此外，該引腳框包括針對要制造的每個氣體傳感器封裝的接觸墊以用于在后來電接觸氣體傳感器封裝。為了提供單片載體，在引腳框中提供支撐引腳以連接至引腳墊和其他接觸墊。在每個半導體芯片包括加熱器的情況下，優選地，每個氣體傳感器封裝的接觸墊之一被配置成加熱器引腳，以用于將電流提供給加熱器，同時另一接觸墊擔當用于將電源提供給除加熱器之外的氣體傳感器封裝的引腳。當現在利用相關聯的加熱器將敏感層退火時，期望單獨向代表加熱器引腳的接觸墊選擇性地施加加熱電流。然而，在本制造階段，引線框仍舊提供抵達所有接觸墊和管芯墊的導電結構。根據退火目的的要求的幅度和時間來向每個接觸墊施加電流不是期望的，因為可能影響和/或損壞其大小沒有被設計成在如此高的加熱電流下操作的半導體芯片。因此，期望將所有接觸墊彼此電絕緣。為了實現這一點，優選地在必要時切斷(sever)支撐引線以將各接觸墊與彼此以及與引線框的其他部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制造氣體傳感器封裝的方法，包括以下步驟：?將半導體芯片(3)安裝在載體(2)上，?施加模塑化合物(1)以至少部分地封閉所述半導體芯片(3)，由此在所述模塑化合物(1)中生成開口(11)，所述開口(11)提供所述半導體芯片(3)沒有被所述模塑化合物(1)覆蓋的部分的通路，?通過所述開口(11)將敏感材料施加在所述半導體芯片(3)的沒有被覆蓋的部分上以用于構建對氣體敏感的層(31)。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：W·恒茨克，D·普斯坦，F·邁耶，J·布勒，
申請(專利權)人：盛思銳股份公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH