CN113295304A - 用于应力传感器的微机械构件和用于应力传感器的微机械构件的制造方法 - Google Patents

用于应力传感器的微机械构件和用于应力传感器的微机械构件的制造方法 Download PDF

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CN113295304A CN202110195298.6A CN202110195298A CN113295304A CN 113295304 A CN113295304 A CN 113295304A CN 202110195298 A CN202110195298 A CN 202110195298A CN 113295304 A CN113295304 A CN 113295304A
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Abstract

本发明涉及一种用于应力传感器的微机械构件,该微机械构件具有带有第一衬底表面(10a)的第一衬底(10)、带有第二衬底表面(12a)的第二衬底(12)和构造在第二衬底(12)处和/或第二衬底中的分析处理电路(20),其中,第一衬底(10)借助至少一个借助金属键合方法形成的电接通部(22)固定在第二衬底(12)处,该电接通部构造在第一衬底表面(10a)与第二衬底表面(12a)之间的中间体积(14)内,其中,至少一个电极(16,16a,16b,62)和至少一个对电极(18a,18b,18c)布置在中间体积(14)内,其中,至少一个电极(16,16a,16b,62)和/或至少一个对电极(18a,18b,18c)通过至少一个借助金属键合方法形成的电接通部(22)电连接在分析处理电路(20)处。

Description

用于应力传感器的微机械构件和用于应力传感器的微机械构 件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于应力传感器的微机械构件。本发明还涉及一种传感器设备和一种装置。此外,本发明涉及一种用于应力传感器的微机械构件的制造方法。
背景技术
从现有技术中已知用于测量其中出现的机械应力的传感器设备。例如, WO 2018/148503 A1描述一种由玻璃衬底或硅衬底和(其他)硅衬底组成的传感器,其中,通过将凹槽蚀刻到(其他)硅衬底中并将两个衬底相互固定,在两个衬底之间构造气密密封的中间体积。凹槽如此蚀刻到(其他) 硅衬底中,使得在(其他)硅衬底中构造至少一个弯曲区域,其中,至少一个弯曲区域的弯曲能够借助至少一个敏感元件(例如借助压阻元件或惠斯通电桥)来探测。
发明内容
本发明提供一种用于应力传感器的微机械构件、一种传感器设备、一种装置以及一种用于应力传感器的微机械构件的制造方法。
本发明的优点
本发明提出实现极小构造的电容式应力传感器的可能性,该极小构造的电容式应力传感器能够借助相对较低的工作开销以令人满意的质量制造。将相应的分析处理电路有利地集成到根据本发明的微机械构件的第二衬底中也为借此实现的电容式应力传感器的小型化作出贡献。在此明确指出,根据本发明的微机械构件的制造相对比较简单,其中,除了为了至少形成至少一个电接通部而实施的金属晶圆键合(Waferbonden)以外,还能够使用其他通用技术。因此,根据本发明的微机械构件或配备有该微机械构件的传感器设备或装置的制造成本相对较低。
此外,借助本发明实现的微机械构件相对紧凑。其紧凑性、其相对较小的结构尺寸及其低制造成本还使得能够以阵列形式使用借此实现的电容式应力传感器,以便在空间上解决壳体中的或通常在装置(如移动装置) 表面处的应力分布。附加地,根据本发明的微机械构件的高紧凑性使得其能够在暴露于高负荷的环境中使用。此外,根据本发明的微机械构件的相对较小的结构尺寸使得其还能够在结构空间严重受限的应用中使用。
在微机械构件的一种有利的实施方式中,至少一个电极布置在第一衬底表面和/或至少部分覆盖第一衬底表面的至少一个第一中间层上,并通过借助金属键合方法形成的至少一个电接通部电连接在分析处理电路处。因此,至少一个电极到分析处理电路的电连接以相对节省工作的方式实现。
特别地,至少一个电极能够由布置在第一衬底表面和/或至少一个第一中间层上的半导体覆盖层和/或金属覆盖层结构化出,其中,除了至少一个电极以外,至少一个震动质量(seismische Masse)也由半导体覆盖层和/或金属覆盖层结构化出。因此,微机械构件的在此所描述的实施方式能够以节省空间且成本有利的方式将使用至少一个震动质量的其他传感器类型 (例如惯性传感器)集成到微机械构件中。因此,微机械构件的在此所描述的实施方式尤其能够实现一种既可用作电容式应力传感器也可用作惯性传感器的传感器设备。
优选地,至少一个对电极布置在第一衬底表面和/或至少一个第一中间层上,和/或布置在第二衬底表面和/或至少部分覆盖第二衬底表面的至少一个第二中间层上。因此能够良好地将至少一个电极和至少一个对电极共同集成到第一衬底表面与第二衬底表面之间的中间体积内。
例如,至少一个电极和至少一个对电极可以如此布置在第一衬底表面和/或至少一个第一中间层上,使得至少一个对电极位于至少一个电极与第一衬底表面之间。因此能够容易地实现至少一个电极和至少一个对电极的以下布置:在每个电极与最接近该电极布置的对电极之间的间距相对较小。
优选地,至少一个电极和至少一个对电极如此布置在第一衬底表面和/ 或至少一个第一中间层上,使得至少一个电极相对于最接近该电极布置的对电极分别位于平行于第一衬底表面定向的空间方向上。如下面更详细地阐述的那样,微机械构件的在此所描述的实施方式特别适合于实现以下电容式应力传感器:该电容式应力传感器对于平行于第一衬底表面定向的应力部件具有高的灵敏度/检测精度。
上述优点也通过具有这类微机械构件的传感器设备来实现。
在具有相应的微机械构件的装置中也保证上述优点。
此外,用于应力传感器的微机械构件的对应制造方法的实施也提出上述优点,其中,能够根据微机械构件的所阐述的实施方式来扩展该制造方法。优选地,除了至少一个电接通部以外,还借助金属键合方法在中间体积内形成间断或不间断的键合框架。因此,在制造方法期间所实施的金属键合方法能够在多方面使用。
附图说明
下面基于附图阐述本发明的其他特征和优点。附图示出:
图1a和1b示出微机械构件的第一实施方式的示意图;
图2至9示出微机械构件的其他实施方式的示意图;
图10示出装置的第一实施方式的示意图;
图11示出装置的第二实施方式的示意图;
图12示出用于阐述制造方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1a和1b示出微机械构件的第一实施方式的示意图。
在图1a和1b中示意性地呈现的微机械构件包括具有第一衬底表面10a 的第一衬底10和具有第二衬底表面12a的第二衬底12。第一衬底10和/或第二衬底12例如可以分别是半导体衬底,例如尤其是硅衬底。第一衬底10 和第二衬底12彼此如此布置/定向,使得第一衬底10的第一衬底表面10a 朝着第二衬底12定向,并且第二衬底12的第二衬底表面12a朝着第一衬底10定向。在第一衬底表面10a与第二衬底表面12a之间存在中间体积14。在中间体积14内布置/构造有至少一个电极16和至少一个对电极18a和18b。此外,在第二衬底12处和/或第二衬底12中构造有分析处理电路20,至少一个电极16和至少一个对电极18a和18b如此电连接在该分析处理电路处,使得借助分析处理电路20能够求取关于施加在至少一个电极16与至少一个对电极18a和18b之间的至少一个电压的至少一个参量。分析处理电路20例如可以设计为用于,截取(abgreifen)在至少一个电极16与至少一个对电极18a和18b之间分别施加的电压值或电容值作为至少一个参量。
如在图1a和1b中可以看出,第一衬底10借助构造在中间体积14内的至少一个电接通部22固定在第二衬底12处。至少一个电接通部22应理解为借助金属键合方法形成的电接通部22。可以例如实施共晶键合方法、尤其是在使用铝和锗情况下的共晶键合方法作为金属键合方法。特别地,基于至少一个电接通部22的材料组成,通常可以看出,至少一个电接通部 22借助金属键合方法形成。至少一个电接通部22例如可以分别由铝和锗的混合物组成。此外,至少一个电极16和/或至少一个对电极18a和18b通过借助金属键合方法形成的至少一个电接通部22电连接在分析处理电路20 处,从而至少一个电接通部22并非仅用于将衬底10和12彼此机械连接。因此,至少一个电接通部22可以执行多种功能。借助金属键合方法形成的至少一个电接通部22也可以理解为各个芯片对芯片接通。
因此,借助至少一个有利电接通部22构造的微机械构件能够相对容易地制造出,其方式为:借助表面微机械方法制造衬底10及其在衬底表面10a 上的涂层并借助标准半导体方法(例如CMOS工艺)制造衬底12及其在衬底表面12a上的涂层,并且接着通过至少形成至少一个电接通部22的金属键合方法将其垂直地彼此连接。以这种方式能够容易实现微机械构件的小型化。同样地,能够以相对低的制造成本来制造微机械构件。由于至少一个电极16和至少一个对电极18a和18b在中间体积14内的布置,微机械构件也具有高紧凑性。
有利地,除了至少一个电接通部22以外,还可以借助金属键合方法在中间体积14内形成间断或不间断的键合框架24。基于键合框架24的材料组成也可以看出,键合框架24连同至少一个电接通部22借助金属键合方法制造。键合框架24例如可以由铝和锗的混合物组成。因此,键合框架24 仍然可以制造为用于微机械构件的布置/构造在中间体积14中的部件的保护结构,而无需增加借助键合方法来制造微机械构件而待执行的工作开销。
至少一个电极16布置在至少部分覆盖第一衬底表面10a的至少一个第一中间层26上。至少一个第一中间层26例如可以是至少一个绝缘层,例如尤其是氧化硅层和/或氮化硅层。有利地,至少一个电极16能够由布置在至少一个第一中间层26上的半导体层和/或金属层28结构化出。半导体层和/或金属层28例如可以是铝层或硅层。因此,例如可以将铝用作半导体层和/或金属层28的材料以用于形成至少一个电接通部22(通过该电接通部,至少一个电极16电连接在分析处理电路20处)以及可能也用于形成键合框架24。
至少一个对电极18a和18b可以布置在至少部分覆盖第二衬底表面12b 的至少一个第二中间层30上。至少一个第二中间层30可以包括至少一个绝缘层32,在该绝缘层中嵌入有分析处理电路20的金属层20a和分析处理电路20的金属通孔(Vias)20b,这些金属通孔将分析处理电路20的金属层20a彼此连接。因此,至少一个对电极18a和18b到分析处理电路20的电连接能够容易地实现。至少一个绝缘层32例如可以是至少一个氧化硅层和/或至少一个氮化硅层。附加地,分析处理电路20也还可以包括在第二衬底12内的至少一个掺杂区域34,该掺杂区域非常适合于实现晶体管电路。
借助至少一个穿通触点(Durchkontakt)36(TSV,Through Silicon Via,硅通孔),分析处理电路20能够与构造在第二衬底12的远离第二衬底表面 12a定向的背侧上的重新布线平面(Umverdrahtungsebene)38电连接。借助至少一个钝化层40,重新布线平面38能够与衬底20的背侧分离。在这种情况下,微机械构件能够借助固定在重新布线平面38处的至少一个焊球 42以简单的方式固定在其他设备44(例如印刷电路板44)处。
在图1a和1b的示例中,微机械构件例如具有第一对电极18a和第二对电极18b。特别地,环状构造的第二对电极18b可以环绕第一对电极18a。如基于图1a和1b的比较可以看出的那样,印刷电路板44的变形引起电极 16与第一对电极18a之间的第一间隙间距d1的改变以及电极16与第二对电极18b之间的第二间隙间距d2的改变。因此,能够容易地探测到印刷电路板44的变形。例如,能够将在电极16与第一对电极18a之间存在的第一电容C1、在电极16与第二对电极18b之间存在的第二电容C2之间的电容差ΔC用作作为测量信号用于探测/分析处理印刷电路板44的变形。能够借助已知的分析处理方法可靠地处理这种测量信号M。因此,在此所描述的微机械构件有利地适用于电容式应力传感器。
图2示出微机械构件的第二实施方式的示意图。
在图2中示意性地示出的微机械构件中,借助沉积至少一个半导体材料和/或金属以形成半导体覆盖层和/或金属覆盖层(Halbleiter-und/oder Metalllage)46来加厚半导体层和/或金属层28。半导体覆盖层和/或金属覆盖层46尤其可以由多晶硅组成。因此,至少一个电极16也可以由这类半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出。在加厚半导体层和/或金属层26 以形成半导体覆盖层和/或金属覆盖层46之前,还可以沉积至少一个另外的中间层47、优选至少一个另外的绝缘层(例如尤其是氧化硅层和/或氮化硅层)。借助至少一个另外的绝缘层,半导体覆盖层和/或金属覆盖层46的至少一个部分区域能够相对于至少一个电极16电绝缘。
此外,图2的微机械构件具有(平面的)焊接连接部48,而不是至少一个焊球42。因此,可以将微机械构件布置在距印刷电路板44相对较小的间距处,由此应力能够特别好地从印刷电路板44耦合输入到微机械构件中。优选地,微机械构件与电路板44之间的间距位于100μm以下的范围内,更优选地位于10μm与60μm之间的范围内。可选地,还可以将至少一个(非导电的)填充材料50(底部填充材料)填充在微机械构件与印刷电路板44 之间的中间间隙中。借助至少一个填充材料50能够加强微机械构件到印刷电路板44的连接,这对微机械构件的灵敏度产生积极作用。附加地,能够改善至少一个焊接连接部48的稳健性。同样地,能够借助至少一个填充材料50防止至少一个焊接连接部48的分解。此外,能够借助至少一个填充材料50保护至少一个焊接连接部48免受颗粒和水分的渗入。
关于图2的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图3示出微机械构件的第三实施方式的示意图。
在图3中示意性地示出的微机械构件中,还借助构造在键合框架24中的至少一个间断实现空气入口/气体入口52。替代地或补充地,如在图3中借助箭头54示意性地呈现的那样,至少一个另外的空气入口/气体入口还可以借助穿过第一衬底10结构化的沟槽来实现。借助至少一个空气入口/气体入口52可以防止微机械构件的环境中的环境压力的波动对微机械构件的测量信号M产生寄生影响。即使在微机械构件的垂直于衬底表面10a和12a的厚度相对较小时,也能够借助至少一个空气入口/气体入口52来补偿压力波动,以便避免由环境压力的波动引起的常规干扰效应。
关于图3的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图4示出微机械构件的第四实施方式的示意图。
在图4的微机械构件中,至少一个对电极18a和18b同样布置在至少一个第一中间层26上,其方式为:至少一个对电极18a和18b连同至少一个电极16由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出。借助至少一个电极16的穿孔(Perforation),能够在至少一个电极16与第一衬底表面10a 之间构造/结构化至少一个对电极18a和18b。尽管如此,至少一个电极16 还可以通过构造锚定区域55而固定在至少一个第一中间层26上。通过将至少一个电极16的释放(Freistellung)与该至少一个电极的通过其锚定区域55的连接相结合,可以得出至少一个电极16与至少一个对电极18a和 18b之间的特别大的间距变化,从而改善测量信号M的信号摆幅(Signalhub) 并且因此改善测量信号M的信号噪声间距(Signal-Rausch-Abstand)。此外,在至少一个对电极18a和18b的这类布置中,至少一个对电极18a和18b 也能够无问题地通过至少一个电接通部22连接在分析处理电子装置20处。
如在图4中还可以看出的是,第一衬底10的远离第一衬底表面10a定向的背侧也可以借助粘接层56粘附在设备58的表面上。借助第一衬底10 的和/或第二衬底12的背面减薄(Rückdünnen),在微机械构件粘附在设备 58上之后,能够提高微机械构件的灵敏度。在这种情况下,微机械构件与印刷电路板44的电接通可以例如通过固定在焊球42处的至少一个柔性线缆60实现。
关于图4的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图5示出微机械构件的第五实施方式的示意图。
在图5中示意性地示出的微机械构件具有连同至少一个电极16由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出的第一对电极18a(该第一对电极布置在至少一个第一中间层26上)和布置在至少一个第二中间层30上的第二对电极18b。因此,第一对电极18a布置在至少一个电极16的第一侧上,而第二对电极18b位于至少一个电极16的第二侧上。
关于图5的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图6示出微机械构件的第六实施方式的示意图。
作为图5的实施方式的扩展方案,在图6中示意性地示出的微机械构件具有连同至少一个电极16由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出的两个对电极18a-1和18a-2(这两个对电极布置在至少一个第一中间层26 上)和布置在至少一个第二中间层30上的两个对电极18b-1和18b-2。
如在图6中可以看出的那样,至少一个穿通触点36(TSV,Through Silicon Via)也可以穿过第一衬底10构造,从而也能够借助布置在第一衬底10的远离第一衬底表面10a定向的背侧上的至少一个焊球42将微机械构件电连接到其他设备(例如电连接到印刷电路板44)。
关于图6的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图7示出微机械构件的第七实施方式的示意图。
在图7的以俯视图示出的微机械构件中,电极16a和16b、装备有电极 16a和16b的框架结构62、以及对电极18a和18a也由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出。电极16a和16b固定地固定在框架结构62处,而对电极18a和18a相对于框架结构62是可调节的。附加地,电极16a和 16b以及对电极18a和18b彼此间如此布置,使得每个电极16a和16b相对于最接近该电极布置的对电极18a或18b分别位于平行于第一衬底表面10a 定向的空间方向64a或64b上。
在图7中示意性地示出的微机械构件特别良好地适合于“横向”电容式应力传感器以用于测量平行于第一衬底表面10a定向的至少一个空间方向64a或64b上的机械应力。至少一个第一电极16a相对于最接近该电极布置的对电极18a分别位于平行于第一衬底表面10a定向的第一空间方向64a 上,而至少一个第二电极16b相对于最接近该电极布置的对电极18b分别布置在平行于第一衬底表面10a定向的第二空间方向64b上。有利地,第一空间方向64a垂直于第二空间方向64b定向。以这种方式,能够将“横向”电容式应力传感器针对两个空间方向64a和64b均进行敏感化。
在第一空间方向64a上朝着其所分配的电极16a定向的对电极18a分别通过各自的锚定点66a电连接在至少一个第一导体轨道68a处,该第一导体轨道优选地沿第一空间方向64a延伸。相应地,在第二空间方向64b上朝着其所分配的电极16b定向的对电极18b分别通过各自的锚定点66b电连接在至少一个第二导体轨道68b处,该第二导体轨道优选地沿着第二空间方向64b延伸。框架结构62通过另一锚定点66c连接在另一导体轨道68c 处。导体轨道68a至68c分别在至少一个第一中间层26上延伸。
关于图7的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图8示出微机械构件的第八实施方式的示意图。
在图8中示意性地示出的微机械构件中,全部电极16a和16b以及全部对电极18a和18b都相对远离框架结构62的锚定点66c布置。由此,在出现“横向”应力时,对电极18a和18b的锚定点66a和66b特别是可运动的,由此测量信号M的信号摆幅和测量信号M的信噪比增加。
在图8中示意性地示出的微机械构件中还集成图4的实施方式,其方式为:至少一个另外的对电极18c-1和18c-2由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46如此结构化出,使得至少一个另外的对电极18c-1和18c-2布置在框架结构62与第一衬底表面10a之间。至少一个另外的对电极18c-1和18c-2 也连接在至少一个另外的导体轨道68d处,从而能够求取关于施加在至少一个另外的对电极18c-1和18c-2与框架结构62之间的至少一个电压的至少一个参量。因此,图8的微机械构件能够用作三轴电容式应力传感器。
关于图8的微机械构件的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图9示出微机械构件的第九实施方式的示意图。
在图9中示出的微机械构件是图3的实施方式的扩展方案,其方式为:除了至少一个电极16以外,震动质量70和至少一个惯性电极72也由半导体覆盖层和/或金属覆盖层46结构化出。以这种方式,将惯性传感器集成到微机械构件中,该惯性传感器的震动质量70能够用于探测微机械构件的旋转运动和/或加速度。震动质量70例如可以构造为“不对称摇杆(asymmetrische Wippe)”,其方式为:震动质量70构造为通过沿着震动质量 70的旋转轴74延伸的至少一个旋转轴(未描绘)连接在第一衬底10处并且具有相对于旋转轴74非对称的质量分布。在这种情况下,微机械构件的垂直于第一衬底表面10a的加速度导致震动质量70的围绕其旋转轴74的倾斜运动。至少一个惯性电极72可以构造为板状电极。
上述测量信号M尤其可以用于通过计算来补偿惯性传感器的应力决定的信号干扰。已知机械应力会对惯性传感器产生负面影响。借助通过测量信号M测量机械应力,能够在很大程度上补偿对惯性传感器的这种干扰影响。
上述所有微机械构件都能够有利地在传感器设备中使用。替代惯性传感器或除了惯性传感器以外,还能够将压力传感器或谐振器集成到上述所有微机械构件/其传感器设备中。上述所有微机械构件还能够在其运行之前背面减薄以提高微机械构件的灵敏度,其方式为:对微机械构件的衬底10 或12中的至少一个进行减薄。
此外,上述所有微机械元件也能够借助芯片级封装来进行封装。除了有利的成本方面和结构空间方面以外,芯片级封装还提供免除模塑块 (Moldmasse)的优点,该模塑块由于其在温度变化时与硅不同的膨胀系数或者由于老化效应而可能导致寄生应力效应。
图10示出装置的第一实施方式的示意图。
在图10中示意性地示出的装置例如是移动装置,例如智能手机或移动电话。装置具有由根据先前所描述的实施方式之一的多个微机械构件76组成的至少一个阵列,其中,微机械构件76分别用作电容式应力传感器。由微机械构件76组成的每个阵列都能够布置在各自的印刷电路板44上。至少一个印刷电路板44能够机械地直接连接在装置的壳体框架78处,从而在装置的壳体变形时,例如由于借助用户的手80对装置进行侧向按压,用作电容式应力传感器的微机械构件76提供各自的测量信号M。由此得出多种使用可能性。例如,能够探测施加在壳体框架78上的力F的局部强度/ 强度分布。
该装置作为移动装置的构造不应限制性地解释。上述微机械构件76还能够集成到其他装置和物品中,例如集成到可穿戴设备、听觉设备、小型家用电器、大型家用电器、灯具、装修用具(Einrichtungsgegenstand)和/ 或家具中。最后,在许多情况下,只要在其上安装有微机械构件76的表面具有足够的挠性(nachgiebig)并且用于电压供给和通信的必要电子电路可供使用,就能够借助微机械构件76来代替物理开关。
图11示出装置的第二实施方式的示意图。
在图11的实施方式中,微机械构件76通过粘接剂82直接粘附在壳体框架78处,由此能够提高测量信号M的信号摆幅。微机械构件76的电接通通过柔性线缆60进行,该柔性线缆通过诸如插座84之类的连接件84与印刷电路板44接通。
关于图11的装置的其他特征及其优点,参考先前所描述的实施方式。
图12示出用于阐述制造方法的实施方式的流程图。
借助以下所描述的制造方法能够制造上述所有微机械构件。
在方法步骤S1中,具有第一衬底表面的第一衬底相对于具有第二衬底表面的第二衬底以及构造在第二衬底处和/或第二衬底处中的分析处理电路如此布置,使得第一衬底的第一衬底表面朝着第二衬底定向,并且第二衬底的第二衬底表面朝着第一衬底定向。
接着,作为方法步骤S2,实施金属键合方法以将第一衬底固定在第二衬底处。借助金属键合方法,在第一衬底表面与第二衬底表面之间的中间体积(在该中间体积内布置有至少一个电极和至少一个对电极)内如此形成至少一个电接通部,使得至少一个电极和/或至少一个对电极通过借助金属键合方法形成的至少一个电接通部电连接在分析处理电路处。分析处理电路如此连接在至少一个电极和至少一个对电极处,使得借助分析处理电路能够求取关于施加在至少一个电极与至少一个对电极之间的至少一个电压的至少一个参量。可选地,在方法步骤S2中,除了至少一个电接通部以外,还可以借助金属键合方法在中间体积内形成间断或不间断的键合框架。例如可以实施共晶键合方法、尤其是在使用铝和锗情况下的共晶键合方法作为金属键合方法。

Claims (10)

1.一种用于应力传感器的微机械构件(76),所述微机械构件具有:
具有第一衬底表面(10a)的第一衬底(10)和具有第二衬底表面(12a)的第二衬底(12)以及构造在所述第二衬底(12)处和/或所述第二衬底中的分析处理电路(20),其中,所述第一衬底(10)与所述第二衬底(12)彼此间如此布置,使得所述第一衬底(10)的第一衬底表面(10a)朝着所述第二衬底(12)定向,并且所述第二衬底(12)的第二衬底表面(12a)朝着所述第一衬底(10)定向,
其特征在于,
所述第一衬底(10)借助至少一个借助金属键合方法形成的电接通部(22)固定在所述第二衬底(12)处,所述电接通部构造在所述第一衬底表面(10a)与所述第二衬底表面(12a)之间的中间体积(14)内,
至少一个电极(16,16a,16b,62)和至少一个对电极(18a,18b,18c)布置在所述中间体积(14)内,所述至少一个电极和所述至少一个对电极如此电连接在所述分析处理电路(20)处,使得借助所述分析处理电路(20)能够求取关于施加在所述至少一个电极(16,16a,16b,62)与所述至少一个对电极(18a,18b,18c)之间的至少一个电压的至少一个参量,其中,所述至少一个电极(16,16a,16b,62)和/或所述至少一个对电极(18a,18b,18c)通过借助所述金属键合方法形成的至少一个电接通部(22)电连接在所述分析处理电路(20)处。
2.根据权利要求1所述的微机械构件(76),其中,所述至少一个电极(16,16a,16b,62)布置在所述第一衬底表面(10a)和/或至少部分覆盖所述第一衬底表面(10a)的至少一个第一中间层(26)上,并且通过借助所述金属键合方法形成的至少一个电接通部(22)电连接在所述分析处理电路(20)处。
3.根据权利要求2所述的微机械构件(76),其中,所述至少一个电极(16,16a,16b,62)由布置在所述第一衬底表面(10a)和/或所述至少一个第一中间层(26)上的半导体覆盖层和/或金属覆盖层(46)结构化出,其中,除了所述至少一个电极(16,16a,16b,62)以外,至少一个震动质量(70)也由所述半导体覆盖层和/或金属覆盖层(46)结构化出。
4.根据权利要求2或3所述的微机械构件(76),其中,所述至少一个对电极(18a,18b,18c)布置在所述第一衬底表面(10a)上,和/或布置在所述至少一个第一中间层(26)上,和/或布置在所述第二衬底表面(12a)上,和/或布置在至少部分覆盖所述第二衬底表面(12a)的至少一个第二中间层(30)上。
5.根据权利要求4所述的微机械构件(76),其中,所述至少一个电极(16,16a,16b,62)和所述至少一个对电极(18a,18b,18c)如此布置在所述第一衬底表面(10a)和/或所述至少一个第一中间层(26)上,使得所述至少一个对电极(18a,18b,18c)位于所述至少一个电极(16,16a,16b,62)与所述第一衬底表面(10a)之间。
6.根据权利要求4所述的微机械部件(76),其中,所述至少一个电极(16a,16b)和所述至少一个对电极(18a,18b)如此布置在所述第一衬底表面(10a)和/或所述至少一个第一中间层(26)上,使得所述至少一个电极(16a,16b)相对于最接近所述电极布置的对电极(18a,18b)分别位于平行于所述第一衬底表面(10a)定向的空间方向(64a,64b)上。
7.一种传感器设备,所述传感器设备具有根据以上权利要求中任一项所述的微机械构件(76)。
8.一种装置,所述装置具有根据权利要求1至6中任一项所述的微机械构件(76)和/或根据权利要求7所述的传感器设备。
9.一种用于应力传感器的微机械构件(76)的制造方法,所述方法具有以下步骤:
将具有第一衬底表面(10a)的第一衬底(10)相对于具有第二衬底表面(12a)的第二衬底(12)以及构造在所述第二衬底(12)处和/或所述第二衬底中的分析处理电路(20)如此布置,使得所述第一衬底(10)的第一衬底表面(10a)朝着所述第二衬底(12)定向,并且所述第二衬底(12)的第二衬底表面(12a)朝着所述第一衬底(10)定向(S1),
其特征在于以下步骤:
实施金属键合方法以便将所述第一衬底(10)固定在所述第二衬底(12)处,其中,借助所述金属键合方法,在所述第一衬底表面(10a)与所述第二衬底表面(12a)之间的中间体积(14)内如此形成至少一个电接通部(22),在所述中间体积内布置有至少一个电极(16,16a,16b,62)和至少一个对电极(18a,18b,18c),使得所述至少一个电极(16,16a,16b,62)和/或所述至少一个对电极(18a,18b,18c)通过借助所述金属键合方法形成的至少一个电接通部(22)电连接在所述分析处理电路(20)处,其中,所述分析处理电路(20)如此连接在所述至少一个电极(16,16a,16b,62)和所述至少一个对电极(18a,18b,18c)处,使得借助所述分析处理电路(20)能够求取关于施加在所述至少一个电极(16,16a,16b,62)与所述至少一个对电极(18a,18b,18c)之间的至少一个电压的至少一个参量(S2)。
10.根据权利要求9所述的制造方法,其中,除了所述至少一个电接通部以外,还借助所述金属键合方法在所述中间体积内形成间断或不间断的键合框架。
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