具有传感器管芯的传感器封装的制作方法

本发明涉及一种传感器封装，并且更具体地，涉及一种传感器封装的传感器管芯。

背景技术：

1、压力传感器通常包括传感器膜片和设置在传感器膜片上的压电电阻器。施加的力或压力使传感器膜片偏转，这改变膜片上的压电电阻器的电阻，从而相应地改变反映力或压力的压力传感器的测量输出。

2、某些应用，例如质量流量控制器，需要测量绝对压力和差压。然而，现有的压力传感器使用单独的部件来分别测量绝对压力和差压；例如，具有压电电阻器的一个传感器膜片测量绝对压力，并且具有不同压电电阻器的另一个单独的传感器膜片测量差压。使用多个膜片来测量这些压力增加了压力传感器所需的部件数量，从而增加了制造成本。此外，使用多个膜片增加了压力传感器的尺寸或占用面积，这可能限制压力传感器在某些应用中的使用。

技术实现思路

1、传感器管芯包括具有第一腔和第二腔的载体晶片和设置在载体晶片上的硅晶片。硅晶片具有与第一腔对准的第一膜和与第二腔对准的第二膜。硅晶片整体地形成为与载体晶片分开的单件，并且具有穿过第一膜和第二膜均匀的晶片厚度。第一膜可与硅晶片的第一晶片侧和第二晶片侧中的一者上的绝对压力成比例地偏转，第二晶片侧与第一晶片侧相反。所述第二膜可与所述第一晶片侧与所述第二晶片侧之间的差压成比例地偏转。

技术特征：

1.一种传感器管芯(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的传感器管芯(100)，还包括在所述硅晶片(110)和所述载体晶片(120)之间的蚀刻停止部(150)。

3.根据权利要求1所述的传感器管芯(100)，其中，所述第一腔(130)具有第一腔宽度(132)，并且所述第二腔(140)具有大于或等于所述第一腔宽度(132)的第二腔宽度(142)。

4.根据权利要求3所述的传感器管芯(100)，其中，所述第一腔(130)在垂直于所述第一腔宽度(132)的深度方向(d)上具有第一腔深度(134)，并且所述第二腔(140)在垂直于所述第二腔宽度(142)的深度方向(d)上具有第二腔深度(144)，所述第二腔深度(144)大于或等于所述第一腔深度(134)。

5.根据权利要求1所述的传感器管芯(100)，其中：

6.一种传感器管芯(100)，包括：

7.根据权利要求6所述的传感器管芯(100)，其中，所述第一管芯部分(160)具有第一约束件(200)，所述第一载体晶片(120)设置在所述第一约束件(200)上，所述第一约束件(120)附接到所述第二硅晶片(110)，所述第一管芯部分(160)和所述第二管芯部分(170)之间在深度方向(d)上具有间隙(180)，所述第一管芯部分(160)在所述深度方向(d)上堆叠在所述第二管芯部分(170)上，所述第一管芯部分(160)通过延伸穿过所述第一载体晶片(120)和所述第一约束件(120)的贯穿硅通孔(162)附接到所述第二管芯部分(170)。

8.一种传感器封装(10)，包括：

9.根据权利要求8所述的传感器封装(10)，其中，所述约束件(200)具有差动约束件端口(206)，所述差动约束件端口(206)延伸穿过所述约束件(200)并与所述第二腔(140)连通，所述第一腔(130)被所述约束件(200)包围，并且所述第一腔(130)具有真空压力。

10.根据权利要求8所述的传感器封装(10)，还包括设置在所述传感器管芯(100)的与所述约束件(200)相反的一侧上的帽盖层(400)和设置在所述传感器管芯(100)与所述帽盖层(400)之间的氧化物层(410)，所述氧化物层(410)具有与所述第一膜(116)对准的第一氧化物开口(412)和与所述第二膜(118)对准的第二氧化物开口(414)。

11.根据权利要求10所述的传感器封装(10)，其中，所述帽盖层(400)封闭所述第一氧化物开口(412)并且具有与所述第二氧化物开口(414)连通的帽盖端口(402)，所述约束件(200)具有延伸穿过所述约束件(200)并且与所述第一腔(130)连通的绝对约束件端口(208)。

12.一种传感器组件(20)，包括：

13.根据权利要求12所述的传感器组件(20)，还包括处理电路(60)，所述处理电路设置在所述开口(33)中并且电连接到所述传感器管芯(100)，所述开口(33)填充有油(80)。

14.根据权利要求13所述的传感器组件(20)，还包括销(40)，所述销(40)延伸穿过所述壳体(30)并电连接到所述传感器管芯(100)和所述处理电路(60)，所述销(40)延伸穿过所述壳体(30)的销通道(36)，所述销通道(36)通过气密密封件(42)围绕所述销(40)密封。

15.根据权利要求13所述的传感器组件(20)，还包括连接到所述壳体(30)的膜片(50)，所述膜片(50)将外部压力传递到所述开口(33)中的所述油(80)。

技术总结一种传感器管芯(100)，包括具有第一腔(130)和第二腔(140)的载体晶片(120)和设置在载体晶片(120)上的硅晶片(110)。硅晶片(110)具有与第一腔(130)对准的第一膜(116)和与第二腔(140)对准的第二膜(118)。所述硅晶片(110)与所述载体晶片(120)分离地整体形成为单件，并且具有穿过所述第一膜(116)和所述第二膜(118)均匀的晶片厚度(111)。所述第一膜(116)可与所述硅晶片(110)的第一晶片侧(112)和与所述第一晶片侧(112)相对的第二晶片侧(114)中的一者上的绝对压力成比例地偏转。第二膜(118)可与第一晶片侧(112)和第二晶片侧(114)之间的差压成比例地偏转。技术研发人员：D·E·瓦格纳,J·阿尔法罗佩雷兹受保护的技术使用者：泰科电子连接解决方案有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12