本公開涉及密封式微機(jī)電(mems)膜器件以及用于制造密封式微機(jī)電膜器件的方法。
背景技術(shù)：
1、眾所周知，微機(jī)電膜傳感器、特別是壓力傳感器的共同問題涉及安裝操作的效果。通常，微機(jī)電膜傳感器和相關(guān)的控制器件被制造為相應(yīng)不同的半導(dǎo)體芯片(傳感器芯片和控制芯片或?qū)Ｓ眉呻娐穉sic芯片)，半導(dǎo)體芯片被鍵合到基部并且被包含封裝結(jié)構(gòu)中。隨后，基部被焊接到印刷電路板或pcb，以與用戶系統(tǒng)進(jìn)行電氣和機(jī)械耦合。
2、在不存在適當(dāng)措施的情況下，焊接引起顯著的熱應(yīng)力，由于不同的熱膨脹系數(shù)，熱應(yīng)力可能使得傳感器芯片變形并且在膜上感應(yīng)出機(jī)械應(yīng)力，從而導(dǎo)致感測(cè)相對(duì)于校準(zhǔn)值的漂移。
3、為了減少由于焊接而引起的熱應(yīng)力的負(fù)面效果，陶瓷襯底有時(shí)被用作用于組裝傳感器芯片和控制芯片的基部。事實(shí)上，陶瓷具有高剛度的優(yōu)點(diǎn)并且因此相對(duì)于聚合物襯底變形很小。另一方面，陶瓷襯底價(jià)格昂貴并且不允許使用一些有利且非常常見的組裝技術(shù)，諸如倒裝芯片或wlcsp(晶片級(jí)芯片級(jí)封裝)技術(shù)。膜壓力傳感器的設(shè)計(jì)自由度因此受到限制。
4、根據(jù)不同的解決方案，作為換能器操作的膜被形成在從傳感器芯片獲得的懸置平臺(tái)中并且通過彎曲件(flexure)被連接到懸置平臺(tái)。傳感器芯片的主部分用作針對(duì)平臺(tái)的支撐體。彎曲件可以幾乎完全吸收傳感器芯片的變形、以及任何沖擊和振動(dòng)，并且保護(hù)膜免受應(yīng)力。然而，如果解決方案在減少由熱機(jī)械應(yīng)力引起的漂移時(shí)非常有效，則在許多情況下可能難以獲得其他有利特性。事實(shí)上，在微機(jī)電壓力傳感器中，膜與外部流體連通，以能夠接收將被轉(zhuǎn)換的壓力信號(hào)，但是同時(shí)，保護(hù)同一膜免受潛在有害的物質(zhì)(諸如灰塵和濕氣)的影響通常是有用的。因此，微機(jī)電膜器件的敏感部分可以被嵌入在灌封凝膠中，灌封凝膠具有從外部傳送壓力變化的性質(zhì)并且充當(dāng)針對(duì)雜質(zhì)的屏障。然而，在具有懸置平臺(tái)的傳感器中，可能難以通過凝膠沉積來獲得防水。由于平臺(tái)、彎曲件以及支撐體之間的空隙具有微米尺寸，因此凝膠粘度可能使填充出現(xiàn)問題并且導(dǎo)致例如氣泡形成，這可能會(huì)影響壓力信號(hào)的傳播和轉(zhuǎn)換或者使得防水無效。具有與支撐體彈性耦合的平臺(tái)的結(jié)構(gòu)因此與防水的兼容性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開提供了密封式微機(jī)電器件以及用于制造密封式微機(jī)電器件的方法，該密封式微機(jī)電器件和該方法使得能夠克服或至少減輕所描述的限制。
2、提供了微機(jī)電器件以及用于制造微機(jī)電器件的方法。微機(jī)電膜傳感器包括支撐體，支撐體包含半導(dǎo)體材料并且具有在面中的凹部；平臺(tái)，平臺(tái)被容納在凹部中，與支撐體相距一定距離；彎曲件，彎曲件將平臺(tái)連接到支撐體并且被配置為將平臺(tái)保持懸置在凹部中，其中間隙在支撐件、平臺(tái)以及彎曲件之間延伸；膜，膜被容納在平臺(tái)中并且界定包含在平臺(tái)中的掩埋腔；以及密封條，密封條沿著間隙在支撐體、平臺(tái)以及彎曲件上延伸。
1.一種微機(jī)電膜傳感器，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述密封條的材料具有小于300mpa的楊氏模量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述密封條的材料具有小于250ppm/℃的熱膨脹系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述密封條是聚合物材料片材的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述密封條的材料是在干抗蝕劑與uv固化墨之間選擇的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述平臺(tái)具有多邊形形狀，并且其中所述彎曲件具有第一分支和第二分支，所述第一分支被錨固到所述支撐體，并且與所述平臺(tái)的一個(gè)側(cè)面共面地延伸，所述第二分支與所述第一分支7a連續(xù)，并且被接合到所述平臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器，其中所述間隙具有螺旋形狀，并且將所述平臺(tái)和所述彎曲件與所述支撐體橫向地分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器，其中所述間隙在所述支撐體與所述彎曲件的所述第一分支之間、圍繞所述平臺(tái)并且在所述平臺(tái)與所述第一分支之間延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述間隙具有介于3μm與30μm之間的寬度。
10.一種用于制造微機(jī)電膜傳感器的方法，包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述密封條的材料具有小于300mpa的楊氏模量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述密封條的材料具有小于250ppm/℃的熱膨脹系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述密封條包括：
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述片材是干抗蝕劑的。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述密封條包括：
16.一種器件，包括：
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述延伸部包括第一部分和第二部分，橫向于所述第二部分的所述第一部分延伸穿過所述間隙，所述第一部分沿著第一方向延伸至所述第二部分，所述第二部分在第二方向上延伸，所述第二方向橫向于所述第一方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中所述延伸部的所述第一部分從所述襯底的所述第一內(nèi)表面延伸，并且所述第二部分與所述襯底的第二內(nèi)表面間隔開，所述第二內(nèi)表面與所述第一內(nèi)表面相對(duì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的器件，其中所述延伸部具有第一尺寸，所述第一尺寸大于第二尺寸，所述第一部分沿著所述第一方向延伸達(dá)所述第一尺寸，并且所述第二部分沿著所述第二方向延伸達(dá)所述第二尺寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，還包括絕緣層，所述絕緣層在所述襯底的所述第一表面以及所述懸置平臺(tái)上，所述密封條在所述絕緣層的部分上。