DE102005023591A1 - Field measuring device, measuring module for a field measuring device and method of production for a plurality of measuring modules - Google Patents

Field measuring device, measuring module for a field measuring device and method of production for a plurality of measuring modules Download PDF

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Abstract

Feldmesseinrichtung mit einer Messbaugruppe, die mit einer Basisplatte verbunden ist, wobei die Messbaugruppe einen ersten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer ersten Ebene angeordnet ist, und einen zweiten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel 0 DEG < alpha < 180 DEG angeordneten Ebene angeordnet ist. Der erste Feldsensor-Chip ist oberhalb der Basisplatte angeordnet und der zweite Feldsensor-Chip ist zwischen dem ersten Feldsensor-Chip und der Basisplatte angeordnet.Field measuring device with a measuring assembly, which is connected to a base plate, wherein the measuring assembly comprises a first field sensor chip, which is arranged in a first plane, and a second field sensor chip, in a second, to the first at an angle 0 ° <alpha <180 DEG arranged level is arranged. The first field sensor chip is disposed above the base plate and the second field sensor chip is disposed between the first field sensor chip and the base plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feldmesseinrichtung mit einer Messbaugruppe, die mit einer Basisplatte verbunden ist, eine Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung und eine Herstellungsmethode für eine Mehrzahl von Messbaugruppen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Feldmesseinrichtung für magnetische und elektrische Felder, Strömungs- und Beschleunigungsfelder.The The invention relates to a field-measuring device with a measuring module, which is connected to a base plate, a measuring assembly for a field measuring device and a manufacturing method for a plurality of measuring assemblies. In particular, the invention relates a field measuring device for magnetic and electric fields, flow and acceleration fields.

Aus DE 196 10 554 A1 ist eine Beschleunigungssensorbaugruppe bekannt, bei der drei ebene Siliziumchips, in deren Mittenbereich jeweils ein zum Chip einstückiger Drehbeschleunigungssensor angeordnet ist, der die Form einer Stimmgabel aufweist und durch mikromechanische Bearbeitung hergestellt wurde, jeweils im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Damit können die insgesamt drei Drehbeschleunigungssensoren das Beschleunigungsfeld in die drei orthogonalen Raumrichtungen X, Y und Z ermitteln. Die dort beschriebenen ebenen Siliziumchips weisen Vorsprünge und Vertiefungen an ihren Rändern auf, so daß die Siliziumchips randseitig verzahnend ineinander greifen, um eine dreidimensionale Feldmesseinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Drehbewegungen um die rechtwinklig zueinander verlaufenden Achsen X, Y und Z zu erfassen.Out DE 196 10 554 A1 an acceleration sensor assembly is known in which three planar silicon chips, in the middle region in each case a chip integral to the spin acceleration sensor is arranged, which has the shape of a tuning fork and was produced by micromechanical processing, each arranged at right angles to each other. Thus, the total of three spin sensors can determine the acceleration field in the three orthogonal directions in space X, Y and Z. The planar silicon chips described therein have protrusions and depressions at their edges, so that the silicon chips interlock at the edge to provide a three-dimensional field-measuring device which is able to detect rotational movements about the mutually perpendicular axes X, Y and Z. ,

Ferner ist es aus DE 196 10 554 bekannt, eine derartige Messbaugruppe einer Feldmesseinrichtung mit einem Sockelchip zu verbinden, der Leiterbahnen aufweist, welche in Kontakt mit den entsprechenden Leiterbahnen der jeweiligen Siliziumchips treten, wobei diese Leiterbahnen über weitere Leiterbahnen in elektrischer Verbindung stehen mit den flachen Leiterbahnen am Rande des Sockelchips.Furthermore, it is off DE 196 10 554 It is known to connect such a measuring assembly of a field-measuring device to a base chip which has conductor tracks which come into contact with the corresponding conductor tracks of the respective silicon chips, wherein these conductor tracks are in electrical connection with the flat conductor tracks on the edge of the base chip via further conductor tracks.

Nachteilig an einer derartigen Feldmesseinrichtung ist die für bestimmte Einsatzgebiete zu hohe Bauhöhe. Beispielsweise beim Einbau von Feldmesseinrichtungen für magnetische Felder in Mobiltelefone ist gefordert wor den, daß eine Feldmesseinrichtung eine Basisplatte um nicht mehr als 0,9 mm überragt.adversely on such a field measuring device is the for certain Applications to high height. For example, in the installation of magnetic field measuring devices Fields in mobile phones has been called wor the that a field measuring device a base plate surmounted by no more than 0.9 mm.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Feldmesseinrichtung mit einer Messbaugruppe, die mit einer Basisplatte verbunden ist, vorzuschlagen, die eine geringe Bauhöhe aufweist. Ferner soll eine einfach herzustellende Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung und eine einfache Herstellungsmethode für eine Mehrzahl von Messbaugruppen vorgeschlagen werden.In front In this background, the invention is based on the object Field measuring device with a measuring module, which is equipped with a base plate is connected to propose, which has a low height. Furthermore, an easy to manufacture measuring module for a field measurement device and a simple method of manufacturing a plurality of measuring assemblies be proposed.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is governed by the objects of ancillary claims solved. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, bei einer Messgruppe, die mit einer Basisplatte verbunden ist, und bei der die Messbaugruppe einen ersten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer ersten Ebene angeordnet ist, und einen zweiten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel 0° < α < 180° angeordneten Ebene angeordnet ist und bei der der erste Feldsensor-Chip oberhalb der Basisplatte angeordnet ist, den zweiten Feldsensor-Chip zwischen dem ersten Feldsensor und der Basisplatte anzuordnen. Bei der Montage von Messbaugruppen auf Basisplatten ist häufig ohnehin ein Zwischenraum zwischen der Basisplatte und einem ersten Feldsensor-Chip vorhanden. Dieser Zwischenraum entsteht beispielsweise durch die Art der Verbindung, mit der beispielsweise der erste Feldsensor-Chip, beispielsweise eine den Messsensor tragende Träger-Platte, mit der Basisplatte verbunden werden. Da der zweite Feldsensor-Chip in einem Winkel 0° < α < 180° zu dem ersten Feldsensor-Chip angeordnet ist, steht das entfernteste Ende des zweiten Feldsensor-Chips um eine Bauhöhe h von dem ersten Feldsensor-Chip ab. Wird die Messbaugruppe, wie beispielsweise aus DE 196 10 554 A1 bekannt, so mit der Basisplatte verbunden, daß der zweite Feldsensor-Chip vom ersten Feldsensor-Chip in Richtung von der Basisplatte fort absteht, so entsteht eine Bauhöhe, die als Komponenten den möglicherweise gegebenen Abstand zwischen dem ersten Feldsensor-Chip und der Basisplatte und die Bauhöhe h hat.The invention is based on the idea of a measuring group, which is connected to a base plate, and in which the measuring assembly has a first field sensor chip, which is arranged in a first plane, and a second field sensor chip, which in a second, for the first at an angle 0 ° <α <180 ° arranged level is arranged and in which the first field sensor chip is arranged above the base plate to arrange the second field sensor chip between the first field sensor and the base plate. When mounting measuring assemblies on base plates, a gap between the base plate and a first field sensor chip is often present anyway. This gap is formed, for example, by the type of connection with which, for example, the first field sensor chip, for example, a support plate carrying the measuring sensor, are connected to the base plate. Since the second field sensor chip is arranged at an angle 0 ° <α <180 ° to the first field sensor chip, the farthest end of the second field sensor chip projects from the first field sensor chip by a height h. If the measuring module, such as DE 196 10 554 A1 known, so connected to the base plate that the second field sensor chip protrudes from the first field sensor chip in the direction of the base plate away, so creates a height that as components the possibly given distance between the first field sensor chip and the base plate and the Height h has.

Wird erfindungsgemäß der zweite Feldsensor-Chip zwischen dem ersten Feldsensor-Chip und der Basisplatte angeordnet, so ist die Bauhöhe h der Gesamtbauhöhe nicht mehr zuzurechnen, da sie Teil des gegebenen Abstands zwischen der Basisplatte und dem ersten Feldsensor-Chip ist.Becomes According to the invention, the second Field sensor chip between the first field sensor chip and the base plate arranged, so is the height h of the total building height no longer attributable as they are part of the given distance between the base plate and the first field sensor chip.

Dabei ist es für die mechanische Stabilität von Vorteil wenn in einer bevorzugten Ausführungsform ein Teil des zweiten Feldsensor-Chips in einer Vertiefung des ersten Feldsensor-Chips eingeführt wird. Diese Vertiefungen können durch Verfahren, wie sie in der Mikrosystemtechnologie üblich sind, wie beispielsweise Ätzen, Sägen, Fräsen, Bohren oder Stanzen, erstellt werden. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Basisplatte und dem ersten Feldsensor-Chip optimal ausgenutzt werden. Gegebenfalls sind die so erzeugten Vertiefungen mit Verfahren, wie sie in der Mikrosystemtechnologie üblich sind, zu behandeln um elektrische, mechanische oder andere Eigenschaften zu verändern.there is it for the mechanical stability of Advantage when in a preferred embodiment, a part of the second Field sensor chips in a recess of the first field sensor chip is introduced. These depressions can by methods common in microsystem technology, such as for example, etching, saws, milling, Drilling or punching, to be created. That way the distance can be between the base plate and the first field sensor chip optimally be exploited. Optionally, the wells produced in this way with methods common in microsystem technology to deal with electrical, mechanical or other properties to change.

Als Feldsensor-Chips im Sinne der Erfindung werden insbesondere Bauelemente mit Sensoren verstanden, die einen Hall-Effekt (oder einen dem Hall-Sensor verwandten Sensor, wie milled FIB Hall-Sensoren, nano und micro Hall-Sensoren), einen magnetoresistiven, insbesondere anisotropen-, gigantischen oder Tunnel-Effekt oder einen Giant Magnetoimpedance-Effekt zeigen, aber auch Beschleunigungs-, Strömungs- und elektrische Feldsensoren. Dabei kann als Teil des Feldsensor-Chips eine Träger-Platte vorgesehen sein, die den Sensor trägt bzw. in der der Sensor ausgebildet ist, so wie beispielsweise DE 196 10 554 A1 die in den ebenen Siliziumchips ausgebildeten Drehbeschleunigungssensoren darstellt. Vorzugsweise weist der Feldsensor-Chip einen Sensor für ein Magnetfeld auf, der von einer Silizium-Platte als Träger-Platte getragen wird. Als Träger-Platten können im Sinne der Erfindung auch Keramik-Platten Metall-Platten, Glas-Platten oder kristalline Platten oder Einkristalle verwendet werden.As a field sensor chips in the context of the invention In particular, components are understood to be sensors with a Hall effect (or sensor related to the Hall sensor, such as milled FIB Hall sensors, nano and micro Hall sensors), a magnetoresistive, in particular anisotropic, gigantic or tunnel effect or show a giant magnetoimpedance effect, but also acceleration, flow and electric field sensors. It can be provided as part of the field sensor chip, a carrier plate which carries the sensor or in which the sensor is formed, such as, for example DE 196 10 554 A1 represents the spin acceleration sensors formed in the planar silicon chips. Preferably, the field sensor chip has a sensor for a magnetic field, which is supported by a silicon plate as a carrier plate. For the purposes of the invention, ceramic plates, metal plates, glass plates or crystalline plates or monocrystals can also be used as carrier plates.

Als Teil der Messbaugruppe kann auch ein dritter Feldsensor-Chip vorgesehen sein, mit dem auf einfache Weise eine weitere Feldkomponente bestimmt werden kann. Alternativ ist vorzugsweise ein weiterer Sensor in der ersten Ebene angeordnet. Vorzugsweise sind der erste Feldsensor-Chip und der dritte Feldsensor-Chip bzw. die beiden Sensoren des ersten Feldsensor-Chips derart angeordnet, daß ihre jeweiligen Erfassungsrichtungen der von ihnen erfassten Feldkomponenten senkrecht zueinander stehen. Der dritte Feldsensor-Chip kann als separate Komponente der Messbaugruppe, beispielsweise in einer dritten Ebene angeordnet sein.When Part of the measuring module may also be provided with a third field sensor chip be with which easily determines another field component can be. Alternatively, another sensor is preferably in the first level arranged. Preferably, the first field sensor chip and the third field sensor chip or the two sensors of the first Field sensor chips arranged such that their respective Detection directions of the field components detected by them vertically to stand by each other. The third field sensor chip can be used as a separate component the measuring module, for example arranged in a third plane be.

Die Messgruppe ist mit einer Basisplatte verbunden. Diese Basisplatte ist insbesondere ein Leiterplatte (PCB) oder eine weitere Silizium-, Glas-, Metall-, oder Kristallplatte, die leitende Verbindungen oder Strukturen, die elektrisch leitend sind, aufweist.The Measuring group is connected to a base plate. This base plate is in particular a printed circuit board (PCB) or another silicon, Glass, metal, or crystal plate, the conductive connections or Structures that are electrically conductive, has.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Feldsensor-Chip über Abstandshalter mit der Basisplatte verbunden. Diese Abstandshalter können einstückig mit der Basisplatte oder mit dem Feldsensor-Chip oder teilweise einstückig mit dem ersten Feldsensor-Chip und teilweise einstückig mit der Basisplatte ausgebildet sein. Insbesondere können derartige Abstandshalter mit allen gängigen Metallisierungverfahren wie Ionenstrahlverdampfen, Sputtern, Physical Vapour Deposition (PVD) oder galvanischem Elektroplating aufgebracht und ggf. mittels Ätzen strukturiert werden. Auf diese Weise können die Abstandshalter einstückig mit dem Feldsensor-Chip und/oder der Basisplatte hergestellt werden.In a preferred embodiment is the first field sensor chip over Spacer connected to the base plate. These spacers can be integral with the base plate or with the field sensor chip or partially integral with the first field sensor chip and partially formed integrally with the base plate be. In particular, you can Such spacers with all common metallization like ion beam evaporation, sputtering, physical vapor deposition Applied (PVD) or galvanic electroplating and optionally structured by etching become. That way you can the spacers in one piece be made with the field sensor chip and / or the base plate.

Alternativ kann in der Basisplatte eine Ausnehmung ausgebildet sein, die Teile eines von dem ersten Feldsensor-Chip abstehenden zweiten Feldsensor-Chips aufnimmt, um eine besonders niedrige Bauhöhe zu bewirken.alternative can be formed in the base plate a recess, the parts a protruding from the first field sensor chip second field sensor chip absorbs to cause a particularly low height.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Feldsensor-Chip über Solder-Balls mit der Basisplatte verbunden. In einer Mehrzahl von Anwendungsfällen werden von den Sensoren der Feldsensor-Chips aufgenommene Signale über Leitungen übertragen, die mit Leitungen auf der Basisplatte verbunden werden. Hierzu eignet sich besonders die Solder-Ball-Technologie, die aus der Halbleitertechnik und Mikrosystemtechnologie gut bekannt ist. Insbesondere bevorzugt werden die Solder-Balls mit einem Durchmesser erstellt, der größer h ist.In a preferred embodiment is the first field sensor chip over Solder balls connected to the base plate. In a plurality of applications signals received by the sensors of the field sensor chips are transmitted via lines, which are connected to leads on the base plate. Suitable for this purpose especially the Solder-Ball technology, which is based on semiconductor technology and microsystem technology is well known. Especially preferred The solder balls are created with a diameter that is greater than h.

Es können jedoch auch andere Technologien eingesetzt werden, um elektrische Leitungen der Feldsensor-Chips mit elektrischen Leitungen auf der Basisplatte zu verbinden. Hier können insbesondere auch die in den 6, 7, 8, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 11c vorgeschlagenen Verbindungsmethoden eingesetzt werden.However, other technologies may be used to connect electrical leads of the field sensor chips to electrical leads on the baseplate. Here, in particular, in the 6 . 7 . 8th . 9a . 9b . 10a . 10b . 11a . 11b . 11c proposed connection methods are used.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Ebene in einem Winkel von 90° zur ersten Ebene angeordnet. Auf diese Weise können der erste Feldsensor-Chip und der zweite Feldsensor-Chip auf einfache Weise zur Ermittlung zweier orthogonaler Feldkomponenten eingesetzt werden. Ist der Winkel α ungleich 90°, so kann aus dem Signal des zweiten Feldsensor-Chips zwar auch das zum vom ersten Feldsensor-Chip aufgenommene Feldsignal orthogonale Feldsignal mittels Rechenmethoden ermittelt werden. Diese können jedoch aufwendig sein, so daß zur raschen Feldmessung ein Winkel von 90° bevorzugt wird.In a preferred embodiment the second plane is arranged at an angle of 90 ° to the first plane. That way you can the first field sensor chip and the second field sensor chip to simple Way used to determine two orthogonal field components become. If the angle α is unequal 90 °, so can from the signal of the second field sensor chip, although that of the first field sensor chip recorded field signal orthogonal field signal by means of calculation methods be determined. these can However, be expensive, so that the rapid field measurement an angle of 90 ° is preferred.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Ebene im wesentlichen parallel zur Basisplatte angeordnet. Hierdurch wird eine besonders flache Bauhöhe erreicht.In a preferred embodiment the first plane is arranged substantially parallel to the base plate. As a result, a particularly flat height is achieved.

Die erfindungsgemäße Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung, insbesondere für eine zuvor beschriebene Feldmesseinrichtung weist einen ersten Feldsensor-Chip, der in einer ersten Ebene angeordnet ist, eine erste Träger-Platte aufweist und einen oder mehrere Feldsensoren, beispielsweise der vorgenannten Art, aufweist, und einen zweiten Feldsensor-Chip, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel angeordneten Ebene angeordnet ist, eine zweite Träger-Platte aufweist, auf, wobei die erste Träger-Platte an die zweite Träger-Platte angrenzt.The Measuring module according to the invention for one Field measuring device, in particular for a field measuring device described above includes a first field sensor chip arranged in a first plane is, has a first carrier plate and a or a plurality of field sensors, for example of the aforementioned type, and a second field sensor chip, which in a second, is arranged to the first arranged in an angle plane, a second carrier plate , wherein the first carrier plate to the second carrier plate borders.

Indem die Träger-Platten der Feldsensor-Chips unmittelbar aneinander grenzen und nicht wie bei Ausführungen des Standes der Technik zunächst mit weiteren, gegebenenfalls zu den Träger-Platten der Feldsensor-Chips selbst hinzu kommenden Träger-Platten verbunden werden, um dann über die Träger-Platten miteinander verbunden zu werden, wird wiederum eine geringe Bauhöhe erreicht, da der durch die Träger-Platten eingenommene Raum eingespart wird. Von einem Aneinandergrenzen der Träger-Platten, beispielsweise den Halbleiter-Platten, bei derartigen Feldsensor-Chips war in der Vergangenheit abgesehen worden, da die Handhabung der einige Hundert μm großen Chips nicht als wirtschaftlich realisierbar angesehen wurde. Aufgrund der nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsmethode ist es jedoch nun möglich, derartige Messbaugruppen kostengünstig herzustellen, so daß solche Messbaugruppen nun auch vorgeschlagen werden können.By the carrier plates of the field sensor chips adjoin one another directly and not, as in the prior art embodiments, first with further, if necessary, to the carrier plates of the field sensor chips themselves kom connecting carrier plates are connected in order to be connected to each other via the carrier plates, in turn, a small height is achieved, since the space occupied by the carrier plates space is saved. An adjacent of the carrier plates, such as the semiconductor plates, in such field sensor chips has been omitted in the past, since the handling of the several hundred micron chips was not considered economically feasible. However, due to the manufacturing method according to the invention described below, it is now possible to inexpensively produce such measuring assemblies, so that such measuring assemblies can now also be proposed.

Eine weitere erfindungsgemäße Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung, insbesondere für eine zuvor beschriebene Feldmesseinrichtung, weist ergänzend oder alternativ einen ersten Feldsensor-Chip, der in einer ersten Ebene angeordnet ist und eine erste Träger-Platte aufweist und einen zweiten Feldsensor-Chip, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel angeordneten Ebene angeordnet ist und eine zweite Träger-Platte aufweist, auf, wobei die erste Träger-Platte an die zweite Träger-Platte mittels Bonden verbunden ist. So läßt sich auf einfache Weise eine besonders stabile Verbindung zwischen den Träger-Platten herstellen, insbesondere wenn diese als Halbleiter-Platten ausgebildet sind. Es ist jedoch auch ohne weiteres mög lich, die Träger-Platten mittels Sol-Gel Verfahren, Kleben mit Polymeren, leitfähigen Klebern, mechanische Klemmen oder einfach durch Lotverbindungen zu verbinden.A further measuring module according to the invention for one Field measuring device, in particular for a field measuring device described above, has additional or alternatively, a first field sensor chip, which in a first Level is arranged and has a first carrier plate and a second field sensor chip, in a second, the first in one Angular arranged level is arranged and a second carrier plate , wherein the first carrier plate to the second carrier plate connected by bonding. This is easy to do a particularly stable connection between the carrier plates manufacture, especially if they are formed as semiconductor plates are. However, it is also possible, please include, the carrier plates using sol-gel methods, bonding with polymers, conductive adhesives, mechanical clamps or simply to connect by solder joints.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine erste elektrische Leitung auf der ersten Träger-Platte über einen Lot- oder Klebekontakt mit einer zweiten elektrischen Leitung auf der zweiten Träger-Platte verbunden. Zur Vereinfachung der Verdrahtung ist es zweckmäßig, elektrische Leitungen des zweiten Feldsensor-Chips über den ersten Feldsensor-Chip mit weiterführenden Leitungen zu verbinden. Eine besonders gute Verbindung zwischen elektrischen Leitungen des zweiten Feldsensor-Chips und den elektrischen Leitungen des ersten Feldsensor-Chips lassen sich mit bekannten Lottechnologien bereitstellen. Alternativ können beispielsweise die in DE 196 10 554 A1 in den 6 bis 11c gezeigten Verbindungsmethoden eingesetzt werden.In a preferred embodiment, a first electrical line on the first carrier plate is connected via a solder or adhesive contact to a second electrical line on the second carrier plate. To simplify the wiring, it is expedient to connect electrical lines of the second field sensor chip via the first field sensor chip with continuing lines. A particularly good connection between electrical lines of the second field sensor chip and the electrical lines of the first field sensor chip can be provided with known solder technologies. Alternatively, for example, in DE 196 10 554 A1 in the 6 to 11c shown connection methods are used.

Die erfindungsgemäße Herstellungsmethode für eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Messbaugruppen sieht vor,

  • – eine Mehrzahl erster Feldsensor-Chips und ihre ersten Träger-Platten in einer ersten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil eines ersten Wafers herzustellen,
  • – eine Mehrzahl zweiter Feldsensor-Chips und ihre zweiten Träger-Platten in einer zweiten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil eines zweiten Wafers herzustellen,
  • – zumindest die zweite Reihe aus dem zweiten Wafer herauszutrennen,
  • – die zweite Reihe in dem Winkel zu der ersten Reihe anzuordnen und
  • – die zweite Reihe mit der ersten Reihe zu verbinden.
The production method according to the invention for a plurality of measuring assemblies according to the invention provides
  • To produce a plurality of first field sensor chips and their first carrier plates in a first row next to one another as part of a first wafer,
  • To produce a plurality of second field sensor chips and their second carrier plates in a second row next to one another as part of a second wafer,
  • To separate at least the second row from the second wafer,
  • - to arrange the second row in the angle to the first row and
  • - connect the second row to the first row.

Die erfindungsgemäße Herstellungsmethode sieht vor, nicht den einzelnen Feldsensor-Chip zu handhaben, sondern eine zusammenhängende Reihe von Feldsensor-Chips zu handhaben. Eine solche Reihe ist naturgemäß größer als der einzelne Feldsensor-Chip, so daß eine leichte Handhabung, wie beispielsweise ein Ergreifen, gut möglich ist.The inventive production method provides, not to handle the individual field sensor chip, but a coherent one Series of field sensor chips to handle. Such a series is naturally larger than the single field sensor chip, so that easy handling, such as For example, grasping is well possible.

Dabei kann die im Winkel zur ersten Reihe anzuordnende zweite Reihe eine vollständig heraus getrennte Reihe sein, oder aber ein Waferstück (Quad). Ebenso kann die erste Reihe, zu der die zweite Reihe in einem Winkel angeordnet wird, eine vollständig heraus getrennte Reihe, ein Waferstück (Quad) oder aber ein Wafer sein. Bei all diesen Einheiten wird der Vorteil der Erfindung erreicht, daß anstelle des schlecht zu handhabenden Feldsensor-Chips eine größere Einheit gehandhabt wird.there can be arranged at an angle to the first row second row one Completely be separate row, or a piece of wafer (Quad). Similarly, the first row, to which the second row at an angle is arranged, a complete out a separate row, a piece of wafer (Quad) or a wafer be. With all these units, the advantage of the invention is achieved, that instead the bad-to-use field sensor chip a larger unit is handled.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die ersten Träger-Platten mit den zweiten Träger-Platten mittels Bonden verbunden.In a preferred embodiment become the first carrier plates with the second carrier plates connected by bonding.

Die erfindungsgemäße Feldmesseinrichtung wird vorzugsweise für das Messen von Magnetfeldern, elektrischen Feldern, Strömungs- und Beschleunigungsfeldern eingesetzt.The Field measuring device according to the invention preferably for the measurement of magnetic fields, electric fields, flow and Acceleration fields used.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigenfollowing the invention will be described with reference to an exemplary embodiments only explained in more detail. In this demonstrate

1 die erfindungsgemäße Feldmesseinrichtung in einer schematischen Seitenansicht, 1 the field measuring device according to the invention in a schematic side view,

2 eine erfindungsgemäße Messbaugruppe in einer perspektivischen Ansicht, 2 a measuring assembly according to the invention in a perspective view,

3 Verbindungsmöglichkeiten des ersten Feldsensor-Chips einer erfindungsgemäßen Messbaugruppe mit einem zweiten Feldsensor-Chip in einer schematischen Seitenansicht und 3 Connection possibilities of the first field sensor chip of a measuring module according to the invention with a second field sensor chip in a schematic side view and

4 Verbindungsmöglichkeiten für elektrische Leitungen auf der ersten Halbleiter-Platte mit elektrischen Leitungen auf der zweiten Halbleiter-Platte einer erfindungsgemäßen Messbaugruppe in einer schematischen Seitenansicht, 4 Connection options for electrical lines on the first semiconductor plate with electrical lines on the second semiconductor plate of a measuring module according to the invention in a schematic side view,

5 die Einzelschritte eines Herstellungsprozesses für eine Mehrzahl von Messbaugruppen. 5 the individual steps of a manufacturing process for a plurality of measurement assemblies.

1 zeigt die erfindungsgemäße Feldmesseinrichtung mit einer Messbaugruppe 1 und einer Basisplatte 2. Die Messbaugruppe 1 weist einen ersten Feldsensor-Chip 3 auf, der in einer ersten, zur Basisplatte 2 parallelen Ebene A angeordnet ist. Ferner weist die Messbaugruppe 1 einen zweiten Feldsensor-Chip 4 auf, der in einer zweiten Ebene B angeordnet ist, die in einem Winkel α gleich 90° zur ersten Ebene A angeordnet ist. 1 shows the field measuring device according to the invention with a measuring module 1 and a base plate 2 , The measuring module 1 has a first field sensor chip 3 on, in a first, to the base plate 2 parallel plane A is arranged. Furthermore, the measuring module has 1 a second field sensor chip 4 on, which is arranged in a second plane B, which is arranged at an angle α equal to 90 ° to the first plane A.

Wie aus 1 ersichtlich, ist der zweite Feldsensor-Chip 4 zwischen dem ersten Feldsensor-Chip 3 und der Basisplatte angeordnet.How out 1 As can be seen, the second field sensor chip 4 between the first field sensor chip 3 and the base plate arranged.

Der erste Feldsensor-Chip 3 ist über Lot- oder Klebekontakte 5 mit der Basisplatte 2 verbunden. Nicht dargestellte erste Leitungen des ersten Feldsensor-Chips 3 sind über einen Solder-Ball 6 mit nicht dargestellten zweiten elektrischen Leitungen des zweiten Feldsensor-Chips 4 verbunden.The first field sensor chip 3 is about solder or adhesive contacts 5 with the base plate 2 connected. Not shown first lines of the first field sensor chip 3 are over a solder ball 6 with not shown second electrical lines of the second field sensor chip 4 connected.

Wie aus 2 ersichtlich, weist der erste Feldsensor-Chip 3 eine erste Halbleiter-Platte 10 auf. Der zweite Feldsensor-Chip 4 weist eine zweite Halbleiter-Platte 11 auf. Auf der ersten Halbleiter-Platte 10 sind zwei Messsensoren 12, 13 angeordnet. Wie in 2 durch Pfeile sichtbar gemacht, ist der Messsensor 12 im Vergleich zum Messsensor 13 derart ausgebildet, daß er eine Feldkomponente messen kann, die im rechten Winkel zu der vom Messsensor 13 erfassbaren Feldkomponente steht.How out 2 As can be seen, the first field sensor chip points 3 a first semiconductor plate 10 on. The second field sensor chip 4 has a second semiconductor plate 11 on. On the first semiconductor plate 10 are two measuring sensors 12 . 13 arranged. As in 2 visualized by arrows, is the measuring sensor 12 in comparison to the measuring sensor 13 is designed such that it can measure a field component which is at right angles to that of the measuring sensor 13 detectable field component stands.

Auf der zweiten Halbleiter-Platte 11 ist ein Messsensor 14 vorgesehen. Wie ebenfalls durch einen Pfeil verdeutlicht, ist die von dem Messsensor 14 aufnehmbare Feldkomponente senkrecht zu den Feldkomponenten der Messsensoren 12, 13 ausgerichtet, so daß eine mit dieser Messbaugruppe 1 versehene Feldmesseinrichtung alle drei orthogonalen Komponenten eines dreidimensionalen Felds erfassen kann.On the second semiconductor plate 11 is a measuring sensor 14 intended. As also indicated by an arrow, that of the measuring sensor 14 Recordable field component perpendicular to the field components of the measuring sensors 12 . 13 aligned so that one with this measuring board 1 provided field measuring device can detect all three orthogonal components of a three-dimensional field.

2 zeigt ferner Leitungen 20 und Anschlüsse 21 mittels derer die Messsensoren 12, 13, 14 mit nicht dargestellten Anschlussleitungen verbunden werden können. Beispielsweise können die Anschlüsse 21 über die Lot- oder Klebekontakte 5 mit nicht dargestellten Leitungen auf der Basisplatte 2 (1) verbunden werden. 2 further shows lines 20 and connections 21 by means of which the measuring sensors 12 . 13 . 14 can be connected to unillustrated connection lines. For example, the ports 21 via the solder or adhesive contacts 5 with lines not shown on the base plate 2 ( 1 ) get connected.

2 zeigt ebenfalls die Verbindung der Leitungen des zweiten Feldsensor-Chips 4 mit Leitungen des ersten Feldsensor-Chips 3 über Lot- oder Klebekontakte 6. 2 also shows the connection of the lines of the second field sensor chip 4 with lines of the first field sensor chip 3 via solder or adhesive contacts 6 ,

Wie aus 3 ersichtlich, kann der zweite Feldsensor-Chip 4 in verschiedener Weise mit dem ersten Feldsensor-Chip verbunden werden. Hierfür zeigt 3 beispielhaft das endseitige Aneinandersetzen der beiden Feldsensor-Chips (3(a)), das Einsetzen des zweiten Feldsensor-Chips 4 in einer in dem ersten Feldsensor-Chip 3 ausgebildeten Ausnehmung (3(b)), das Einsetzen des zweiten Feldsensor-Chips 4 in einer in dem ersten Feldsensor-Chip 3 ausgebildete schmale Nut (3(c)), das Einsetzen des zweiten Feldsensor-Chips 4 in eine den ersten Feldsensor-Chip 3 vollständig durchgreifende Ausnehmung (3(d)) und das Aufsetzen des zweiten Feldsensor-Chips 4 auf den ersten Feldsensor-Chip 3 (3(e)).How out 3 can be seen, the second field sensor chip 4 be connected in various ways with the first field sensor chip. For this shows 3 by way of example the end-to-end fitting of the two field sensor chips ( 3 (a) ), inserting the second field sensor chip 4 in one in the first field sensor chip 3 formed recess ( 3 (b) ), inserting the second field sensor chip 4 in one in the first field sensor chip 3 formed narrow groove ( 3 (c) ), inserting the second field sensor chip 4 into a first field sensor chip 3 fully penetrating recess ( 3 (d) ) and the placement of the second field sensor chip 4 on the first field sensor chip 3 ( 3 (e) ).

4 zeigt beispielhaft zwei Verbindungsmöglichkeiten für Leitungen des ersten Feldsensor-Chips 3 mit Leitungen des zweiten Feldsensor-Chips 4, nämlich den Einsatz einer Solder-Ball Technologie (4(a)) und den Einsatz einer Verdrahtungstechnologie (4(b)). 4 shows by way of example two connection possibilities for lines of the first field sensor chip 3 with lines of the second field sensor chip 4 namely the use of a Solder-Ball technology ( 4 (a) ) and the use of a wiring technology ( 4 (b) ).

5a zeigt einen zweiten Wafer 30 mit einer Mehrzahl zweiter Feldsensor-Chips 4, die in einer zweiten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil des zweiten Wavers 30 hergestellt wurden. 5b zeigt die Vereinzelung eines Waferstücks (Quad) 31 aus dem Wafer 30. 5c zeigt die Vereinzelung der zweiten Reihe zweiter Feldsensor-Chips in einer Reihe 32. 5a shows a second wafer 30 with a plurality of second field sensor chips 4 , which are arranged in a second row next to each other as part of the second Waver 30 were manufactured. 5b shows the separation of a wafer piece (Quad) 31 from the wafer 30 , 5c shows the separation of the second row of second field sensor chips in a row 32 ,

5d zeigt einen ersten Wafer 33 mit einer Mehrzahl erster Feldsensor-Chips 3, die in einer ersten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil des ersten Wavers hergestellt wurden. Die Reihe 32 aus der zweiten Reihe der zweiten Feldsensor-Chips wurde in einem Winkel zur ersten Reihe auf der Reihe angeordnet und wird mit der ersten Reihe verbunden. Anschließend kann eine Mehrzahl von Messbaugruppen erzeugt werden, indem der erste Wafer 33 zerteilt wird. 5d shows a first wafer 33 with a plurality of first field sensor chips 3 which were produced in a first row next to each other as part of the first Wavers. The series 32 from the second row of second field sensor chips was placed at an angle to the first row on the row and connected to the first row. Subsequently, a plurality of measuring assemblies can be generated by the first wafer 33 is divided.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sieht die Handhabung von Reihe von Feldsensor-Chips vor. Dadurch wird vermieden, daß der einzelne Feldsensor-Chip auf einen anderen einzelnen Feldsensor-Chip gesetzt werden muß, was aufgrund der geringen Abmaße der Feldsensor-Chips wirtschaftlich nicht möglich ist.The Production method according to the invention provides handling of array of field sensor chips. Thereby is avoided that the single field sensor chip on another single field sensor chip must be set which is due to the small dimensions the field sensor chips is not economically possible.

Claims (10)

Feldmesseinrichtung mit einer Messbaugruppe, die mit einer Basisplatte verbunden ist, wobei die Messbaugruppe einen ersten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer ersten Ebene angeordnet ist, und einen zweiten Feldsensor-Chip aufweist, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel 0° < α < 180° angeordneten Ebene angeordnet ist und der erste Feldsensor-Chip oberhalb der Basisplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Feldsensor-Chip zwischen dem ersten Feldsensor-Chip und der Basisplatte angeordnet ist.Field measuring device with a measuring assembly, which is connected to a base plate, wherein the measuring assembly comprises a first field sensor chip, which is arranged in a first plane, and a second field sensor chip, in a second, to the first at an angle 0 ° <α <180 ° arranged level and the first field sensor chip is arranged above the base plate, characterized in that the second Field sensor chip between the first field sensor chip and the base plate is arranged. Feldmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Feldsensor-Chip über Abstandshalter mit der Basisplatte verbunden ist.Field measuring device according to claim 1, characterized that the first field sensor chip over Spacer is connected to the base plate. Feldmesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Feldsensor-Chip über Solder-Balls mit der Basisplatte verbunden ist.Field measuring device according to claim 2, characterized in that that the first field sensor chip over Solder balls connected to the base plate. Feldmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ebene im wesentlichen in einem Winkel von 90° zur ersten Ebene angeordnet ist.Field measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second plane substantially at an angle of 90 ° to the first Level is arranged. Feldmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ebene im wesentlichen parallel zur Basisplatte angeordnet ist.Field measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first level arranged substantially parallel to the base plate is. Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung mit einem ersten Feldsensor-Chip, der in einer ersten Ebene angeordnet ist und eine erste Träger-Platte aufweist, und einem zweiten Feldsensor- Chip, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel angeordneten Ebene angeordnet ist und eine zweite Träger-Platte aufweist, wobei die erste Träger-Platte an die zweite Träger-Platte angrenzt oder teilweise darin eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Feldsensor-Chip einen Magnetfeld-, elektrischen Feld-, einen Strömungs- oder Beschleunigungsfeld-Sensor aufweist.Measuring module for a field measuring device with a first field sensor chip, which in a first plane is arranged and has a first carrier plate, and a second field sensor chip, in a second, to the first arranged in an angle plane is arranged and has a second carrier plate, wherein the first carrier plate to the second carrier plate adjacent or partially inserted therein, characterized that the first and / or the second field sensor chip a magnetic field, electrical Field, a flow or acceleration field sensor. Messbaugruppe für eine Feldmesseinrichtung mit einem ersten Feldsensor-Chip, der in einer ersten Ebene angeordnet ist und eine erste Träger-Platte aufweist, und einem zweiten Feldsensor-Chip, der in einer zweiten, zur ersten in einem Winkel 0° < α < 180° angeordneten Ebene angeordnet ist und eine zweite Träger-Platte aufweist, wobei die erste Träger-Platte an die zweite Träger-Platte angrenzt oder teilweise darin eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Träger-Platte mit der zweiten Träger-Platte mittels Bonden verbunden ist.Measuring module for a field measuring device with a first field sensor chip, which in a first plane is arranged and has a first carrier plate, and a second field sensor chip, arranged in a second, for the first at an angle 0 ° <α <180 ° Level is arranged and has a second carrier plate, wherein the first carrier plate to the second carrier plate adjacent or partially inserted therein, characterized that the first carrier plate with the second carrier plate connected by bonding. Messbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste elektrische Leitung auf der ersten Träger-Platte über einen Lot- oder Klebekontakt mit einer zweiten elektrischen Leitung auf der zweiten Träger-Platte verbunden ist.Measuring assembly according to claim 6 or 7, characterized that one first electrical line on the first carrier plate via a solder or adhesive contact with a second electrical lead on the second carrier plate connected is. Herstellungsmethode für eine Mehrzahl von Messbaugruppen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der – eine Mehrzahl erster Feldsensor-Chips und ihre ersten Träger-Platten in einer ersten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil eines ersten Wafers hergestellt werden, – eine Mehrzahl zweiter Feldsensor-Chips und ihre zweiten Träger-Platten in einer zweiten Reihe nebeneinander angeordnet als Teil eines zweiten Wafers hergestellt werden, – zumindest die zweite Reihe aus dem zweiten Wafer herausgetrennt wird, – die zweite Reihe in dem Winkel zu ersten Reihe angeordnet werden und – die zweite Reihe mit der ersten Reihe verbunden wird.Manufacturing method for a plurality of measuring assemblies according to one of the claims 6 to 8, at the - one Plurality of first field sensor chips and their first carrier plates in one first row juxtaposed as part of a first wafer getting produced, - one Plurality of second field sensor chips and their second carrier plates arranged in a second row next to each other as part of a second Wafers are made, - at least the second row is separated out of the second wafer, - the second row in the corner be arranged to first row and - the second row with the connected to the first row. Herstellungsmethode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Träger-Platten mit den zweiten Träger-Platten mittels Bonden verbunden werden.Production method according to claim 9, characterized in that that the first carrier plates with the second carrier plates be connected by means of bonding.
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