DE102008034033B4 - Microelectronic sensor component - Google Patents
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Abstract
Mikroelektronisches Sensorbauelement aufweisend ein Trägerelement mit einem keramischen Grundkörper (1) und mindestens einer zum Anbringen einer oder mehrerer Schichten geeigneten Aufnahmefläche (1.1...1.10), wobei der Grundkörper (1) mit senkrecht zur Ebene der Aufnahmeflächen angebrachten Einschnitten versehen ist, so dass sich die Aufnahmefläche (1.1...1.10) auf einzelnen Teilkörpern befinden, wobei die Einschnitte unterschiedliche Abstände aufweisen, so dass zwischen den Teilkörpern bestehende Wärmebrücken unterschiedliche Wärmekapazitäten aufweisen, wobei auf den Aufnahmeflächen (1.1...1.10) eine Platinwiderstandsschicht angeordnet ist, oberhalb derer sich eine Passivierungsschicht befindet und darüber eine Deckschicht mit definierter spektraler Empfindlichkeit angebracht ist.Microelectronic sensor component comprising a carrier element with a ceramic base body (1) and at least one receiving surface (1.1 ... 1.10) suitable for attaching one or more layers, the base body (1) being provided with incisions made perpendicular to the plane of the receiving surfaces, so that the receiving surface (1.1 ... 1.10) are on individual sub-bodies, the incisions having different distances so that existing thermal bridges between the sub-bodies have different thermal capacities, with a platinum resistance layer being arranged on the receiving surfaces (1.1 ... 1.10) above which has a passivation layer and a cover layer with a defined spectral sensitivity is applied over it.
Description
Die Erfindung betrifft ein mikroelektronisches Sensorbauelement aufweisend ein Trägerelement mit einem keramischen Grundkörper und mindestens einer zum Anbringen einer oder mehrerer Schichten geeigneten Aufnahmefläche, wobei der Grundkörper mit senkrecht zur Ebene der Aufnahmefläche angebrachten Einschnitten versehen ist, so dass sich die Aufnahmeflächen auf einzelnen Teilkörpern befinden. The invention relates to a microelectronic sensor component having a carrier element with a ceramic base body and at least one suitable for attaching one or more layers receiving surface, wherein the base body is provided with perpendicular to the plane of the receiving surface incisions, so that the receiving surfaces are located on individual partial bodies.
Die Erfindung ist zur Erfassung und Aussendung unterschiedlicher physikalischer Größen geeignet. Beispielsweise können thermische Strömungen, Gas- oder Flüssigkeitstemperaturen, Strahlungen, Wärmeleitfähigkeiten sowie zahlreiche weitere Größen erfasst werden. Die Bauteile können auch für dynamische Strahlungssender, beispielsweise im Impulsbetrieb, eingesetzt werden. The invention is suitable for detecting and transmitting different physical quantities. For example, thermal flows, gas or liquid temperatures, radiations, thermal conductivities and numerous other variables can be detected. The components can also be used for dynamic radiation transmitters, for example in pulse mode.
Um eine hohe Dynamik zu erreichen, müssen die Trägersysteme für derartige Bauelemente eine möglichst geringe Wärmekapazität aufweisen. In order to achieve high dynamics, the carrier systems for such components must have the lowest possible heat capacity.
Im Stand der Technik sind Trägersysteme für derartige Anwendungen, die aus Silizium oder Keramik bestehen, allgemein bekannt. In the prior art support systems for such applications, which consist of silicon or ceramic, are well known.
Gemäß
Weiterhin ist in
Diese Anordnungen sind für dynamische, mikrosystemtechnische Anwendungen nicht geeignet. These arrangements are not suitable for dynamic microsystem applications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mikroelektronisches Sensorbauelement zu schaffen, welches eine hohe Dynamik ermöglicht und kostengünstig herstellbar ist. The invention has for its object to provide a microelectronic sensor device, which allows high dynamics and is inexpensive to produce.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Anordnung gelöst, welche die in den Ansprüchen 1 oder 2 angegebenen Merkmale enthält. According to the invention the object is achieved with an arrangement which contains the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden Sensorelemente oder Strahlung aussendende Bauelemente mit definierten Eigenschaften auf sehr kleinen definierten Flächen angeordnet, welche über eine definierte thermische Brücke mit mindestens einem weiteren Element verbunden sind und wobei alle Sensorelemente definierte Wärmekapazitäten aufweisen. In the arrangement according to the invention, sensor elements or radiation-emitting components with defined properties are arranged on very small defined surfaces, which are connected via a defined thermal bridge with at least one further element and wherein all sensor elements have defined heat capacities.
Es ist auch möglich, dass die Sensorelemente durch Stromzufuhr elektrisch aufgeheizt werden. It is also possible that the sensor elements are electrically heated by power.
Das Sensorelement besteht vorzugsweise aus einem Keramikkörper, auf dem mäanderförmige Widerstandsstrukturen aus Platin angebracht sind. The sensor element preferably consists of a ceramic body, on which meander-shaped resistance structures made of platinum are mounted.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Hierzu zählen insbesondere:
- – Die Anordnung kann mit einfachen, in der Mikrosystemtechnik üblichen Herstellungsverfahren kostengünstig gefertigt werden.
- – Die Anordnung gestattet es, Sensorbauelemente herzustellen, die eine hohe Dynamik gewährleisten.
- – Es können in einfacher Weise Segmente mit verschiedenen Wärmekapazitäten realisiert werden, so dass auch Anordnungen realisiert werden können, deren Messgenauigkeit im Verlaufe ihrer Lebensdauer überwacht werden kann.
- – Die Aufnahmeflächen können mit unterschiedlichen Funktionselementen ausgerüstet werden, die sowohl als Sender als auch als Sensoren verwendet werden können.
- – Es können Widerstandselemente mit definiertem Widerstandswerten auf einer sehr kleinen definierten Fläche angeordnet werden, die wiederum über eine definierte thermische Brücke mit einem zweiten und dritten Widerstandselement verbunden ist, wobei alle drei über definierte Wärmekapazitäten verfügen.
- - The arrangement can be manufactured inexpensively with simple, customary in microsystem technology manufacturing process.
- - The arrangement makes it possible to produce sensor components that ensure high dynamics.
- It can be realized in a simple manner segments with different heat capacities, so that arrangements can be realized, the accuracy of which can be monitored in the course of their life.
- - The recording surfaces can be equipped with different functional elements that can be used both as transmitter and as sensors.
- Resistance elements with defined resistance values can be arranged on a very small defined area, which in turn is connected via a defined thermal bridge to a second and third resistance element, wherein all three have defined heat capacities.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: In the accompanying drawings show:
Der in
Bei der in
In
Bei der in
In
Die Funktionselemente können je nach Anwendungsfall für unterschiedliche Aufgaben ausgerüstet sein. The functional elements can be equipped for different tasks depending on the application.
Im Folgenden werden vier Beispiele für die Sensoranwendung erläutert: Here are four examples of the sensor application:
1. Strömungssensor 1. flow sensor
In diesem Anwendungsfall werden drei Funktionselemente verwendet, die auf Segmenten unterschiedlicher Abmessungen angebracht sind. Dabei ist ein Funktionselement als Heizer ausgebildet, ein zweites Funktionselement misst den Energiefluss richtungsabhängig und das dritte Funktionselement ist ein Sensor, mit dem die Umgebungstemperatur erfasst wird. In this application, three functional elements are used, which are mounted on segments of different dimensions. In this case, a functional element is designed as a heater, a second functional element measures the energy flow direction-dependent and the third functional element is a sensor with which the ambient temperature is detected.
2. Strahlungsempfänger 2. Radiation receiver
Hier befinden sich auf den Auflageflächen der Trägerelemente Widerstandsschichten
3. Wärmeleitfähigkeitsdetektor 3. Thermal conductivity detector
Wird der Sensor in einem strömungsgeschützten Gehäuse angeordnet, kann er als Wärmeleitfähigkeitssensor verwendet werden. Hierzu kann eine Anordnung mit drei Funktionselementen verwendet werden, indem ein Element S1 als Heizer/Messwiderstand und ein weiteres Element S2 ebenfalls als Heizer/Messwiderstand ausgebildet ist, aber mit einer anderen Übertemperatur betrieben wird. If the sensor is placed in a flow-protected housing, it can be used as a thermal conductivity sensor. For this purpose, an arrangement with three functional elements can be used by one element S1 as a heater / measuring resistor and another element S2 is also designed as a heater / measuring resistor, but operated at a different overtemperature.
Damit können auch tertiäre Gasgemische detektiert werden, da die Wärmeleitfähigkeit temperaturabhängig ist, oder bei Gas/Luftgemischen insbesondere H2 in Luft oberhalb 150°C die so genannte Wärmetönung einsetzt und sich die Warmluftleitfähigkeit mit diesem Signal überlagert. This also tertiary gas mixtures can be detected because the thermal conductivity is temperature-dependent, or in gas / air mixtures in particular H 2 in air above 150 ° C, the so-called heat of reaction and the hot air conductivity superimposed with this signal.
4. Gassensor 4. Gas sensor
Mit einer Anordnung, bei der ein Halbleitergassensor auf eine bestimmte Temperatur über Umgebungstemperatur aufgeheizt wird, wobei die Temperatur mit einem temperaturempfindlichem Heizer erfasst wird, und gleichzeitig Signale des Halbleitergassensor und Signale eines Wärmeleitfähigkeitssensor erfasst werden, können hochgenau und stabil Wasserstoffgemische detektiert werden. Wird eine Anordnung verwendet, welch die hier beschriebene Trägerstruktur verwendet, kann die Anordnung auf einem einzigen Chip realisiert werden, wobei anstelle eines Widerstandselements eine Interdigitalstruktur für einen MOS-Gassensor realisiert wird. With an arrangement in which a semiconductor gas sensor is heated to a certain temperature above ambient temperature, the temperature is detected with a temperature-sensitive heater, and simultaneously detected signals of the semiconductor gas sensor and signals of a thermal conductivity sensor, hydrogen mixtures can be detected with high accuracy and stability. If an arrangement is used which uses the support structure described here, the arrangement can be realized on a single chip, wherein, instead of a resistance element, an interdigital structure for a MOS gas sensor is realized.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Grundkörper body
- 2 2
- Widerstandsschicht resistance layer
- 3 3
- Passivierungsschicht passivation
- 4 4
- Deckschicht topcoat
- 5.11, 5.12 5.11, 5.12
- Anschlussleitungen connecting cables
- S1...S10 S1 ... S10
- Einzelsensoren individual sensors
- 1.1...1.10 1.1 ... 1.10
- Aufnahmeflächen receiving surfaces
Claims (4)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6665187B1 (en) * | 2002-07-16 | 2003-12-16 | International Business Machines Corporation | Thermally enhanced lid for multichip modules |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7018871B2 (en) * | 2002-04-02 | 2006-03-28 | Micron Technology, Inc. | Solder masks for use on carrier substrates, carrier substrates and semiconductor device assemblies including such solder masks, and methods |
US6665187B1 (en) * | 2002-07-16 | 2003-12-16 | International Business Machines Corporation | Thermally enhanced lid for multichip modules |
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