DE102014105996A1

DE102014105996A1 - Chipgehäuse und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE102014105996A1
Application number: DE102014105996.4A
Authority: DE
Inventors: Horst Theuss; Mathias Vaupel; Bernhard Winkler
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2014-10-30
Also published as: CN104124224B; US20140319627A1; CN104124224A; US9013014B2

Abstract

Ein Chipgehäuse wird in verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt. Das Chipgehäuse kann mindestens einen Chip mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen und Verkapselungsmaterial aufweisen, mit dem der Chip verkapselt wird.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Chipgehäuse und Verfahren zum Herstellen derselben.
Bestimmte Anwendungen erfordern die Verwendung von Mehrfachdrucksensoren. 1A ist eine schematische Darstellung 100a, welche die Seitenansicht im Querschnitt eines herkömmlichen Drucksensor-Chipgehäuses zeigt. Ein Chip 102 ist auf einem Chipträger 104 montiert. Bonddrähte 106 verbinden den Chip elektrisch mit externen Kontakten 108. Der Chip 102 ist mit einem Verkapselungsmaterial 110 verkapselt. Durch eine Öffnung 112 in dem Verkapselungsmaterial 110 ist der Chip 102 der Umgebung ausgesetzt und erlaubt das Erfassen von Druck. 1B ist eine schematische Darstellung 100b, welche die Seitenansicht im Querschnitt einer herkömmlichen Drucksensorkomponente mit einer Vielzahl von Drucksensor-Chipgehäusen 142 zeigt, die auf einer gedruckten Leiterplatte 144 (PCB, Printed Circuit Board) montiert ist, wie in 1A gezeigt. 1C ist eine schematische Darstellung 100c, welche die Draufsicht der herkömmlichen Drucksensorkomponente zeigt, die in 1B dargestellt ist. Leiterbahnen (nicht gezeigt) verbinden die externen Kontakte 108 der Drucksensor-Chips 142 mit elektrischen Kontakten 146. Andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Prozessoren, können ebenfalls auf der gedruckten Leiterplatte 144 montiert sein.
Die Vielzahl von Sensor-Chipgehäusen 142 wird einzeln an der gedruckten Leiterplatte 144 befestigt. Eine Vielzahl von unabhängigen Druckeinlässen kann zu dem Gehäuse der Drucksensorkomponente führen. Ein Eingang oder Einlass kann mit der Öffnung 112 von einem der Vielzahl von Chips 102 gekoppelt sein. Eine Druckschnittstelle, wie beispielsweise ein Adapter oder ein Zwischenstück, kann auf den Einlässen des Gehäuses abgedichtet sein, um eine Druckkopplung bereitzustellen.
Es können Mehrfachsensor-Chipgehäuse erforderlich sein. Es können auch viele einzelne Prozesse erforderlich sein, um die Einzelsensor-Chipgehäuse zu fertigen. Die Verwendung von Mehrfachsensor-Chipgehäusen kann zu erhöhten Kosten führen. Es kann auch mehr Fläche für die Mehrfachsensor-Chipgehäuse erforderlich sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Chipgehäuse bereitgestellt. Das Chipgehäuse kann mindestens einen Chip mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen und Verkapselungsmaterial aufweisen, mit dem der Chip verkapselt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die druckmessende Einlassstruktur eine Haltestruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten.
Gemäß einer Ausführungsform weist die druckmessende Einlassstruktur eine Abdichtstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse ferner einen Chipträger auf, der den Chip trägt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Chipträger einen Leiterrahmen auf.
In einer Ausgestaltung weist das Chipgehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt auf, der teilweise frei von Verkapselungsmaterial ist.
In einer Ausgestaltung weist der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt auf und mindestens ein Chipkontakt ist mit mindestens einem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse mindestens eine elektronische Schaltung auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse ferner eine Umverdrahtungsschicht auf, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist, wobei die Umverdrahtungsschicht über dem Verkapselungsmaterial angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Chipgehäuse bereitgestellt, aufweisend eine Vielzahl von Chips, wobei jeder Chip mindestens eine Drucksensorregion aufweist, wobei mindestens drei Drucksensorregionen bereitgestellt werden und Verkapselungsmaterial, mit dem der Chip verkapselt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Oberflächenregion von mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die druckmessende Einlassstruktur eine Haltestruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten.
In einer Ausgestaltung weist die druckmessende Einlassstruktur eine Abdichtstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
In einer Ausgestaltung weist das Chipgehäuse ferner einen Chipträger auf, der den Chip trägt.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Chipträger einen Leiterrahmen auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse ferner mindestens einen elektrischen Kontakt auf, der teilweise frei von Verkapselungsmaterial ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt auf und mindestens ein Chipkontakt ist mit mindestens einem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt.
In einer Ausgestaltung ist der mindestens eine Chipkontakt mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über einen Draht elektrisch gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse ferner mindestens eine elektronische Schaltung auf.
In einer Ausgestaltung ist die mindestens eine elektronische Schaltung dazu ausgestaltet ist, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Chipgehäuse ferner eine Umverdrahtungsschicht auf, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist, wobei die Umverdrahtungsschicht über dem Verkapselungsmaterial (206) angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung ist die Vielzahl von Chips auf demselben Substrat integriert ist.
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten im Allgemeinen auf dieselben Teile. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, stattdessen wird das Augenmerk im Allgemeinen darauf gerichtet, die Prinzipien der Erfindung darzustellen. In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1A die Seitenansicht im Querschnitt eines Drucksensor-Chipgehäuses zeigt, 1B die Seitenansicht im Querschnitt einer herkömmlichen Drucksensorkomponente mit einer Vielzahl von Drucksensor-Chipgehäusen zeigt, die in 1A auf einer gedruckten Leiterplatte montiert gezeigt sind, und 1C die Draufsicht der herkömmlichen Drucksensorkomponente zeigt, die in 1B dargestellt ist;
2A eine Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, 2B eine Seitenansicht im Querschnitt des Chipgehäuses, wie in 2A dargestellt, mit einer Vielzahl von druckmessenden Strukturen und Fluidversorgungsstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
3 ein Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
4A zeigt, wie mindestens eine Form veranlasst wird, mit dem Chipträger einen Vergusshohlraum beim Formen eines freiliegenden Einzelchips (Nacktchip) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu bilden, 4B das Bilden der Form gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt und 4C einen verkapselten Chip gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, der mit der mindestens einen Form in 4A gebildet wird;
5A zeigt, wie mindestens zwei Formen veranlasst werden, mit dem Chipträger einen Vergusshohlraum beim Formen eines freiliegenden Doppel-Chips (Nacktchip) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu bilden, und 5B einen verkapselten Chip gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, der mit den Formen in 5A gebildet wird;
6, welche 6A bis 6D aufweist, ein Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 6A eine Seitenansicht im Querschnitt von mindestens einem Chip mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 6B eine Draufsicht des mindestens eines Chips mit (wie in 6A gezeigt) einer Vielzahl von Drucksensorregionen gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 6C eine Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses zeigt, das den mindestens einen Chip (wie in 6A gezeigt) und Verkapselungsmaterial aufweist, mit dem der Chip gemäß verschiedenen Ausführungsformen verkapselt wird, und wobei 6D eine Draufsicht des Chipgehäuses (wie in 6C gezeigt) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
7A eine Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, 7B eine Draufsicht des Chipgehäuses (wie in 7A gezeigt) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, und 7C eine Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses mit druckmessenden Einlässen gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
8 ein Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt; und
9, welche 9A bis 9E aufweist, eine schematische Darstellung der Herstellung eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 9A einen Abschnitt eines verarbeiteten Wafers gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 9B eine Seitenansicht im Querschnitt eines vereinzelten Blocks (oder Anordnung) zeigt, der eine Vielzahl von Chips gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweist, wobei 9C eine Draufsicht des vereinzelten Blocks (oder Anordnung) in 9B gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, wobei 9D eine Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt, und wobei 9E eine Draufsicht des in 9D gezeigten Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt.
Die folgende ausführliche Beschreibung betrifft die beigefügten Zeichnungen, die spezifische Details und Ausführungsformen, mit denen die Erfindung ausgeführt werden kann, zur Veranschaulichung zeigen.
Der Ausdruck „beispielhaft” wird hierin in der Bedeutung „als Beispiel, Fall oder Darstellung dienend” verwendet. Jede(s) beliebige Ausführungsform oder Design, die/das hier als „beispielhaft” beschrieben wird, ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Designs zu verstehen.
Der Ausdruck „über”, der mit Bezug auf ein abgeschiedenes Material verwendet wird, das „über” einer Seite oder Fläche gebildet wird, kann hier in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgeschiedene Material „direkt auf”, z. B. in direktem Kontakt mit der implizierten Seite oder Fläche gebildet werden kann. Der Ausdruck „über”, der mit Bezug auf ein abgeschiedenes Material verwendet wird, das „über” einer Seite oder Fläche gebildet wird, kann hier in der Bedeutung verwendet werden, dass das abgeschiedene Material „indirekt auf” der implizierten Seite oder Fläche gebildet werden kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Seite oder Fläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet ist/sind.
Verschiedene Ausführungsformen stellen ein Mehrfachsensor-Chipgehäuse bereit. Ferner werden verschiedene einzelne Prozesse bereitgestellt, um Einzelsensor-Chipgehäuse zu fertigen. Verschiedene Ausführungsformen stellen Mehrfachsensor-Chipgehäuse zu geringeren Kosten bereit. Auch ist die für die Mehrfachsensor-Chipgehäuse erforderliche Fläche in verschiedenen Ausführungsformen reduziert.
Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung können ein verbessertes Chipgehäuse und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereitstellen, mit dem die vorstehend erwähnten Probleme mindestens teilweise behoben werden können.
2A zeigt eine schematische Darstellung 200a mit einer Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Chipgehäuse kann mindestens einen Chip 202 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 204 und Verkapselungsmaterial 206 aufweisen, mit denn der Chip 202 verkapselt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen können ein Chip oder mehrere Chips 202 mit dem Verkapselungsmaterial 206 verkapselt werden. Mindestens ein Chip 202 des einen oder der mehreren Chips 202 kann eine Vielzahl von Drucksensorregionen 204 haben. Das Verkapselungsmaterial 206 kann zum Beispiel (Press-)Vergussmaterial und/oder Laminiermaterial (wie etwa z. B. Polymermaterial zusammen mit Glasfasern) aufweisen.
Verschiedene Ausführungsformen können ein Einzelchip-Gehäuse bereitstellen, das auf eine Leiterplatte montiert werden soll. Verschiedene Ausführungsformen können Einsparungen an Fläche bereitstellen, die durch die Chips belegt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, unterschiedliche Drücke unter Verwendung eines Einzelchip-Gehäuses zu messen. In verschiedenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, unterschiedliche Drücke unter Verwendung eines Einzelchip-Gehäuses gleichzeitig zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse einen Einzelchip 202 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Ein-Chip-System-Lösung (SoC, System-On-Chip) bereitstellen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Drucksensorregion 204 eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran aufweisen.
Der mindestens eine Chip 202 kann dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Kapazität Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Der mindestens eine Chip 202 kann eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einer Elektrode aufweisen. Die Elektrode kann mit einer Gegenelektrode einen Kondensator bilden. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszulenken. Die Distanz zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode kann sich verändern und eine Kapazitätsänderung im Kondensator verursachen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip 202 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezowiderstand Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Der mindestens eine Chip 202 kann eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einem Dehnungsmessstreifen aufweisen. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszulenken. Der Dehnungsmessstreifen kann einen Widerstand haben, der sich aufgrund von variierender Kraft verändert, die auf den Dehnungsmessstreifen ausgeübt wird. Der Dehnungsmessstreifen kann zum Beispiel bewirken, dass Strom, der durch den Dehnungsmessstreifen hindurchfließt, variiert, während der Dehnungsmessstreifen gedehnt oder komprimiert wird, da die Membran aufgrund des variierenden Drucks ausgelenkt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Chip 202 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezoelektrizität oder beliebigen anderen geeigneten Effekten Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Sensorregionen 204 frei von Verkapselungsmaterial sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von jeder der mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Sensorregionen 204 frei von Verkapselungsmaterial sein. In verschiedenen Ausführungsformen können zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Sensorregionen 204 frei von Verkapselungsmaterial 206 sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verkapselungsmaterial 206 ein Vergussmaterial aufweisen.
2B zeigt eine schematische Darstellung 200b einer Seitenansicht im Querschnitt des Chipgehäuses, wie in 2A dargestellt, mit einer Vielzahl von druckmessenden Strukturen 220 und Fluidversorgungsstrukturen 224 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur 220 aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur 224 aufzunehmen. Die druckmessende Einlassstruktur 220 kann eine Öffnung zum Chip 202 aufweisen. Die Fluidversorgungsstruktur 224 kann einen Schlauch, z. B. einen flexiblen Schlauch, aufweisen. Die druckmessende Einlassstruktur 220 kann eine Haltestruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten. Die druckmessende Einlassstruktur 220 kann eine Abdichtstruktur aufweisen, um eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur 224 abzudichten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist mindestens eine Drucksensorregion dazu ausgestaltet, einen Druck eines Fluids zu erfassen. In verschiedenen Ausführungsformen weist die mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet ist, den Druck eines Fluids zu erfassen, eine Druckeinlassstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens eine Drucksensorregion, die mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt ist, und die mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet ist, einen Druck eines Fluids zu erfassen, einen Differenzsensor bilden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem Referenzvolumen (einem festen Fluid- oder Vakuumvolumen, das als Referenz dient) gekoppelt sein, wodurch eine Differenzdruck-Sensorregion bereitgestellt wird. Die mindestens eine Drucksensorregion kann eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran aufweisen. Eine erste Seite der mindestens einen Membran kann mit dem Referenzvolumen gekoppelt sein. Eine zweite Seite der mindestens einen Membran gegenüber der ersten Seite kann dazu ausgestaltet sein, den Druck des Fluids zu erfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Chip 202 dazu ausgestaltet sein, Druck bis zu ungefähr 15 Bar, z. B. von ungefähr 2 Bar bis ungefähr 13 Bar, z. B. von ungefähr 5 Bar bis ungefähr 10 Bar zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse einen Chipträger 208 aufweisen, der den Chip 202 trägt. Der Chip 202 kann mit dem Chipträger 208 unter Verwendung von Oberflächenmontage (SMT, Surface Mount Technology) gekoppelt sein. Der Chip 202 kann mit dem Chipträger 208 unter Verwendung von Durchsteckmontage (THT, Through Hole Technology) gekoppelt sein. Der Chip 202 kann mit dem Chipträger 208 unter Verwendung von Wende-Chip-Bonden gekoppelt sein. Der Chipträger 208 kann einen Leiterrahmen aufweisen. Der Leiterrahmen kann ein vorstrukturierter Leiterrahmen oder ein nachstrukturierter Leiterrahmen sein. Der Chipträger 208 kann ein Substrat aufweisen. Der Chipträger 208 kann einen Metallchipträger 208 aufweisen oder daraus bestehen. Der Chipträger 208 kann mittels Ätzen und/oder Stanzen mit Muster versehen werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt 210 aufweisen, der teilweise von Verkapselungsmaterial 206 frei ist. Der mindestens eine elektrische Kontakt 210 kann elektrisch leitende Zweige, wie beispielsweise Metallzweige, aufweisen (die auch als elektrisch leitende Leiter, wie beispielsweise Metallleiter, bezeichnet werden können). Der mindestens eine elektrische Kontakt 210 kann elektrisch leitende Kontaktstellen wie beispielsweise Metallkontaktstellen aufweisen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 210 kann elektrisch leitende Kontaktstifte wie beispielsweise Metallkontaktstifte aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der elektrische Kontakt 210 von dem Chip 202 aus erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Chip mindestens einen Chipkontakt 212 aufweisen. Der Chipkontakt 212 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 210 elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt 212 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 210 über einen Draht 214 (z. B. Bonddraht) elektrisch gekoppelt sein. Anders ausgedrückt kann der mindestens eine Chipkontakt 212 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 210 über Drahtbonden elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 212 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 210 über den Chipträger 208 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 212 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 210 über eine Umverdrahtungsschicht elektrisch gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens eine elektronische Schaltung aufweisen. Die elektronische Schaltung kann dazu ausgestaltet sein, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen 204 bereitgestellt werden, z. B. um die Sensorsignale aufzubereiten, was z. B. Filtern, Digitalisieren usw. einschließt. In verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Schaltung auch dazu ausgestaltet sein, den Chip 202 zu steuern, z. B. um die Drucksensorregionen 204 zu aktivieren/deaktivieren.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Umverdrahtungsschicht aufweisen, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht über dem Verkapselungsmaterial 206 angeordnet sein und kann einen oder mehrere Umverdrahtungsleiterzüge bereitstellen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip 202 eine Vielzahl von Chips aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips auf demselben Substrat (z. B. demselben Wafer) monolithisch integriert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse ferner einen oder mehrere Chips ohne Drucksensorregionen wie beispielsweise Chips mit anwendungsspezifischer integierter Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), Prozessorchips usw. aufweisen.
3 ist eine schematische Darstellung 300, die ein Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt. Das Verfahren kann bei 302 das Bereitstellen von mindestens einem Chip aufweisen, der eine Vielzahl von Drucksensorregionen aufweist. Das Verfahren kann ferner bei 304 das Verkapseln des Chips unter Verwendung von Verkapselungsmaterial aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial sein. In verschiedenen Ausführungsformen können mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. Die Fluidversorgungsstruktur kann einen Schlauch, z. B. einen flexiblen Schlauch, aufweisen. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Haltestruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Abdichtstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Chipträgers aufweisen, um den Chip zu tragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bonden oder Befestigen des Chips an dem Chipträger vorsehen. Das Bonden oder Befestigen des Chips an dem Chipträger kann Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) aufweisen. Das Bonden oder Befestigen des Chips an dem Chipträger kann Durchsteckmontage (THT, Through Hole Technology) aufweisen. Das Bonden oder Befestigen des Chips an dem Chipträger kann Wende-Chip-Bonden aufweisen. Der Chipträger kann einen Leiterrahmen aufweisen. Der Chipträger kann ein Substrat aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts aufweisen, der teilweise von Verkapselungsmaterial frei ist. Das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts, der teilweise von Verkapselungsmaterial frei ist, kann das teilweise Abdecken des mindestens einen elektrischen Kontakts vor dem Abscheiden des Verkapselungsmaterials aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts kann das teilweise Abdecken des mindestens einen elektrischen Kontakts mit einem Maskiermaterial, wie beispielsweise dielektrischem Material, vor dem Abscheiden des Verkapselungsmaterials aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts kann das Entfernen des Maskiermaterials aufweisen, z. B. das Entfernen des Maskiermaterials nach dem Abscheiden des Verkapselungsmaterials. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts kann einen fotolithografischen Prozess aufweisen. Das Maskiermaterial kann ein Fotolack sein.
In verschiedenen Ausführungsformen weist der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt auf. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über einen Draht elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über den Chipträger elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über eine Umverdrahtungsschicht elektrisch gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden mindestens einer elektronischen Schaltung aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine elektronische Schaltung dazu ausgestaltet sein, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen bereitgestellt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden einer Umverdrahtungsschicht aufweisen, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist. Die Umverdrahtungsschicht kann über dem Verkapselungsmaterial angeordnet sein. Die Umverdrahtungsschicht kann mindestens teilweise über dem mindestens einen Chip angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abdecken der Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise mit einer dielektrischen Schicht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Einbetten der Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise in eine dielektrische Schicht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abscheiden von dielektrischem Material über dem Verkapselungsmaterial vorsehen. Das Verfahren kann ferner das Bilden eines Kontaktlochs in dem abgeschiedenen dielektrischen Material und, falls erforderlich, in dem Verkapselungsmaterial vorsehen, um den mindestens einen Chipkontakt freizulassen. Das Verfahren kann auch das Abscheiden eines leitenden Materials oder eines Metalls vorsehen, so dass eine Umverdrahtungsschicht mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt wird, Das Verfahren kann ferner das Abscheiden von weiterem dielektrischem Material vorsehen, um eine dielektrische Schicht zu bilden, in der mindestens die Umverdrahtungsschicht eingebettet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abscheiden eines leitenden Materials oder eines Metalls über dem Verkapselungsmaterial vorsehen. Das Verfahren kann ferner das Bilden eines Kontaktlochs in dem Verkapselungsmaterial vorsehen. Das Verfahren kann zusätzlich das Abscheiden von dielektrischem Material vorsehen, um eine dielektrische Schicht zu bilden, mit der die Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise abgedeckt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen weist der mindestens eine Chip eine Vielzahl von Chips auf. Die Vielzahl von Chips kann auf demselben Substrat (z. B. demselben Wafer) monolithisch integriert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verkapseln des Chips unter Verwendung von Verkapselungsmaterial einen filmunterstützten Vergussprozess aufweisen. 4A zeigt in einer schematischen Darstellung 400a, wie mindestens eine Form veranlasst wird, mit dem Chipträger einen Vergusshohlraum beim Formen eines freiliegenden Einzelchips (Rohchip) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu bilden. 4B zeigt in einer schematischen Darstellung 400b das Bilden der Form gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 4C zeigt eine schematische Darstellung 400c eines verkapselten Chips gemäß verschiedenen Ausführungsformen, der mit der mindestens einen Form in 4A gebildet wird. In verschiedenen Ausführungsformen weist ein filmunterstützter Vergussprozess auf, dass die mindestens eine Form 402a, 402b zusammen mit dem Chipträger 404 veranlasst wird, mindestens einen Vergusshohlraum 406 zu bilden. Die Form kann mit einer Folie oder einem Film 408a, 408b abgedeckt werden. Die Folie oder der Film 408a, 408b kann unter Verwendung von Rollen 410a, 410b, 410c, 410d aufgebracht werden. Die Folie oder der Film 408a, 408b kann unter Verwendung eines Vakuumprozesses an der Form 402a, 402b anhaften. Der Chip 412 kann mit Pressmasse oder einem Einsatz 414 mindestens teilweise abgedeckt werden. Der Chip 412 kann mit Pressmasse oder einem Einsatz 414 mindestens teilweise abgedeckt werden, so dass eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial 418 ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Pressmasse oder der Einsatz 414 die mindestens zwei Drucksensoren der Vielzahl von Drucksensorregionen berühren, so dass die mindestens zwei Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial 418 sind. Das Verkapselungsmaterial 418 kann eine Formmasse oder ein Vergussmaterial (mold compound) aufweisen.
Das Verkapseln des Chips kann ferner das Einfüllen von Verkapselungsmaterial 418 in den mindestens einen Vergusshohlraum 406 aufweisen. Das Verkapselungsmaterial 418 kann durch Wärme oder Druck verflüssigt werden. Das verflüssigte Verkapselungsmaterial 418 kann danach in den mindestens einen Vergusshohlraum 406 fließen. Das verflüssigte Vergussmaterial 418 kann in dem mindestens einen Vergusshohlraum 406 so lange unter Wärme und Druck gehalten werden, bis sich im Wesentlichen das gesamte Vergussmaterial 418 verfestigt hat, um den verkapselten Chip zu bilden. Die Temperatur, bei der das Vergussmaterial verflüssigt wird, kann in einem Bereich von ungefähr 120°C bis ungefähr 250°C, z. B. von ungefähr 150°C bis ungefähr 200°C, z. B. ungefähr 175°C liegen. Der Druck, mit dem das Vergussmaterial 418 verflüssigt wird, kann in einem Bereich von ungefähr 30 Bar bis ungefähr 200 Bar, z. B. von ungefähr 60 Bar bis ungefähr 100 Bar liegen. Die Temperatur, auf der das verflüssigte Vergussmaterial 418 in dem mindestens einen Vergusshohlraum 406 gehalten wird, um verfestigt zu werden, kann in einem Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 200°C liegen. Der Druck, bei dem das verflüssigte Vergussmaterial 418 in denn mindestens einen Vergusshohlraum gehalten wird, um verfestigt zu werden, kann in einem Bereich von ungefähr 70 Bar bis ungefähr 130 Bar liegen. Der Druck kann durch einen Druckkolben 416 ausgeübt werden.
Das verflüssigte Vergussmaterial kann innerhalb des Vergusshohlraums 406 unter bewertetem Druck und bewerteter Temperatur so lange gehalten werden, bis es sich im Wesentlichen oder vollständig verfestigt hat. Der Chip kann danach durch das verfestigte Vergussmaterial 418 verkapselt sein. Die mindestens eine Form 402a, 402b kann danach entfernt werden.
5A zeigt in einer schematischen Darstellung 500a, wie mindestens zwei Formen veranlasst werden, mit dem Chipträger einen Vergusshohlraum beim Formen eines freiliegenden Doppel-Chips (Rohchip) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu bilden. 5B zeigt eine schematische Darstellung 500b eines verkapselten Chips gemäß verschiedenen Ausführungsformen, der mit den Formen in 5A gebildet wird. In verschiedenen Ausführungsformen weist ein filmunterstützter Vergussprozess auf, dass mindestens zwei Formen 502a, 502b zusammen mit dem Chipträger 504 veranlasst werden, mindestens einen Vergusshohlraum zu bilden. Die Formen können mit Folien oder Filmen 508a, 508b abgedeckt werden. Die Folien oder Filme 508a, 508b können unter Verwendung von Rollen 510a, 510b, 510c, 510d aufgebracht werden. Die Folien oder Filme 508a, 508b können unter Verwendung eines Vakuumprozesses an den Formen 502b, 502a anhaften. Der Chip 512 kann mit Pressmassen oder Einsätzen 514a, 514b mindestens teilweise abgedeckt werden. Der Chip 512 kann mit Pressmassen oder Einsätzen 514a, 514b mindestens teilweise abgedeckt werden, so dass eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensoren der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial ist. In verschiedenen Ausführungsformen können Pressmassen oder Einsätze 514a, 514b ermöglichen, dass eine erste Oberflächenregion der mindestens zwei Sensoren auf einer ersten Seite des Chips 512 und eine zweite Oberflächenregion der mindestens zwei Sensoren auf einer zweiten Seite (gegenüber der ersten Seite) des Chips 512 frei von Verkapselungsmaterial sind.
6 zeigt eine schematische Darstellung 600 zur Herstellung eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 6A ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die mindestens einen Chip 602 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 604 gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt. 6B ist eine Draufsicht, die den mindestens einen Chip 602 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 604 (wie in 6A gezeigt) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt 612 aufweisen. 6C ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die ein Chipgehäuse zeigt, das den mindestens einen Chip 602 (wie in 6A gezeigt) und Verkapselungsmaterial 606 aufweist, mit dem der Chip 602 gemäß verschiedenen Ausführungsformen verkapselt wird. 6D ist eine Draufsicht, die das Chipgehäuse (wie in 6C gezeigt) gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Prüfen des mindestens einen Chips 602 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 604 vorsehen. Das Verfahren kann ferner das Verkapseln des Chips 602 unter Verwendung von Verkapselungsmaterial 606 vorsehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verkapseln des Chips 602 das Verkapseln des Chips 602 aufweisen, so dass eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen 604 frei von Verkapselungsmaterial 606 ist. Das Verfahren kann auch das Prüfen eines Chipträgers 608, den Chip 602 zu tragen, aufweisen. Der Chipträger 608 kann einen Leiterrahmen aufweisen.
Das Verfahren kann auch das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts 610 aufweisen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 610 kann auf dem Chipträger 608 gebildet werden. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 vor dem Verkapseln des Chips 602 aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das Befestigen des elektrischen Kontakts 610 an dem Chipträger 608 aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das Verwenden von Lötmetall oder Klebstoff aufweisen, um den mindestens einen elektrischen Kontakt 610 an dem Chipträger 608 zu befestigen. Das Verfahren kann ferner das elektrische Koppeln des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 mit mindestens einem Chipkontakt 612 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das elektrische Koppeln des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 mit dem mindestens einen Chipkontakt 612 das elektrische Koppeln unter Verwendung eines Drahts 610 oder durch den Chipträger 608 aufweisen. Das elektrische Koppeln des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 mit mindestens einem Chipkontakt 612 kann das elektrische Koppeln vor dem Verkapseln des Chips 602 aufweisen.
Der mindestens eine elektrische Kontakt kann mindestens teilweise in das Verkapselungsmaterial 606 eingebettet gebildet werden. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das elektrische Koppeln des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 mit mindestens einem Chipkontakt 612 vor dem Verkapseln aufweisen, so dass der mindestens eine elektrische Kontakt 610 durch das Verkapselungsmaterial 606 in einer Position fixiert wird.
Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das Abscheiden einer Maskierschicht auf einem Chipträger 608 aufweisen, um mindestens eine Region zum Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 zu definieren. Der mindestens eine elektrische Kontakt 610 kann eine leitende Kontaktstelle aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann ferner das Abscheiden eines leitenden Materials wie beispielsweise eines Metalls unter Verwendung eines Prozesses wie beispielsweise physikalische Dampfabscheidung aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann ferner das Entfernen des Maskiermaterials nach der Abscheidung aufweisen.
Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann das Abscheiden einer Maskierschicht auf dem Verkapselungsmaterial 606 aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann ferner das Abscheiden eines leitenden Materials wie beispielsweise eines Metalls unter Verwendung eines Prozesses wie beispielsweise physikalische Dampfabscheidung aufweisen. Das Bilden des mindestens einen elektrischen Kontakts 610 kann ferner das Entfernen des Maskiermaterials nach der Abscheidung aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Ätzen des Verkapselungsmaterials 606 und das Abscheiden eines leitenden Materials vorsehen, um den mindestens einen elektrischen Kontakt 610 mit dem mindestens einen Chipkontakt 612 zu koppeln.
7A zeigt eine schematische Darstellung 700a in einer Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 7B zeigt eine schematische Darstellung 700b mit einer Draufsicht des Chipgehäuses (wie in 7A gezeigt) gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Vielzahl von Chips 702 aufweisen. Jeder Chip 702 kann mindestens eine Drucksensorregion 704 aufweisen. Es können mindestens drei Drucksensorregionen 704 vorgesehen sein. Das Chipgehäuse kann ferner Verkapselungsmaterial 706 aufweisen, mit dem der Chip 702 verkapselt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse zwei oder mehr Chips 702 aufweisen. Jeder Chip 702 kann mindestens eine Drucksensorregion 704 aufweisen. Das Chipgehäuse kann insgesamt mindestens drei Drucksensorregionen 704 haben. Die mindestens drei Drucksensorregionen 704 können auf die zwei oder mehr Chips 702 verteilt werden. Die zwei oder mehr Chips 702 können mit einem Verkapselungsmaterial 706 verkapselt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Vielzahl von Chips 702 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann für das Chipgehäuse eine Systemintegrationslösung (SIP, System-in-Package) verwendet werden. Verschiedene Ausführungsformen können einen einzigen Aufbau- und Verbindungsprozess für eine Vielzahl von Chips 702 bereitstellen. Verschiedene Ausführungsformen können Einsparungen bei den Herstellungskosten bereitstellen. Verschiedene Ausführungsformen können ein einziges Einzelchip-Design und Waferlayout vorsehen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens einen Chip 702 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 704 und Verkapselungsmaterial 706 aufweisen, mit dem der (mindestens eine) Chip 702 verkapselt wird.
Die Vielzahl von Chips 702 kann dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Kapazität Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Die Vielzahl von Chips 702 kann jeweils eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einer Elektrode aufweisen. Die Elektrode kann mit einer Gegenelektrode einen Kondensator bilden. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszulenken. Die Distanz zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode kann sich verändern und eine Kapazitätsänderung im Kondensator verursachen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 702 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezowiderstand Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Die Vielzahl von Chips 702 kann jeweils eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einem Dehnungsmessstreifen aufweisen. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszulenken. Der Dehnungsmessstreifen kann einen Widerstand haben, der sich aufgrund von variierender Kraft verändert, die auf den Dehnungsmessstreifen ausgeübt wird. Der Dehnungsmessstreifen kann zum Beispiel bewirken, dass Strom, der durch den Dehnungsmessstreifen hindurchfließt, variiert, während der Dehnungsmessstreifen gedehnt oder komprimiert wird, da die Membran aufgrund des variierenden Drucks ausgelenkt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 702 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezoelektrizität oder beliebigen anderen geeigneten Effekten Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen 704 frei von Verkapselungsmaterial 706 sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Drucksensorregionen 704 die drei Drucksensorregionen aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von jeder der mindestens drei Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial 706 sein. In verschiedenen Ausführungsformen können mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen 704 frei von Verkapselungsmaterial 706 sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist die mindestens eine Drucksensorregion dazu ausgestaltet, den Druck eines Fluids zu erfassen. In verschiedenen Ausführungsformen weist die mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet ist, den Druck des Fluids zu erfassen, eine Druckeinlassstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens eine Drucksensorregion, die mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt ist, und die mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet ist, einen Druck eines Fluids zu erfassen, einen Differenzsensor bilden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem Referenzvolumen (einem festen Fluid- oder Vakuumvolumen, das als Referenz dient) gekoppelt sein. Die mindestens eine Drucksensorregion kann eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran aufweisen. Eine erste Seite der mindestens einen Membran kann mit dem Referenzvolumen gekoppelt sein. Eine zweite Seite der mindestens einen Membran gegenüber der ersten Seite kann dazu ausgestaltet sein, den Druck des Fluids zu erfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Chip 702 dazu ausgestaltet sein, Druck bis zu ungefähr 15 Bar, z. B. von ungefähr 2 Bar bis ungefähr 13 Bar, z. B. von ungefähr 5 Bar bis ungefähr 10 Bar zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse einen Chipträger 708 aufweisen, der den Chip oder die Vielzahl von Chips 702 trägt. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 702 kann mit dem Chipträger 708 unter Verwendung von Oberflächenmontage (SMT, Surface Mount Technology) gekoppelt sein. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 702 kann mit dem Chipträger 708 unter Verwendung von Durchsteckmontage (THT, Through Hole Technology) gekoppelt sein. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 702 kann mit dem Chipträger 708 unter Verwendung von Wende-Chip-Bonden gekoppelt sein. Der Chipträger 708 kann einen Leiterrahmen aufweisen. Der Leiterrahmen kann ein vorstrukturierter Leiterrahmen oder ein nachstrukturierter Leiterrahmen sein. Der Chipträger 708 kann ein Substrat aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt 710 aufweisen, der teilweise von Verkapselungsmaterial 706 frei ist. Der mindestens eine elektrische Kontakt 710 kann elektrisch leitende Kontaktstellen wie beispielsweise Metallkontaktstellen aufweisen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 710 kann elektrisch leitende Zweige wie beispielsweise Metallzweige aufweisen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 710 kann elektrisch leitende Kontaktstifte wie beispielsweise Metallkontaktstifte aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann sieh der mindestens eine elektrische Kontakt 710 von dem Chip 702 aus erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt 712 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip der Vielzahl von Chips mindestens einen Chipkontakt 712 aufweisen. Der mindestens eine Chipkontakt 712 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 712 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 über eine Umverdrahtungsschicht 716 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 712 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 über einen Draht 714 (z. B. Bonddraht) elektrisch gekoppelt sein. Anders ausgedrückt, der mindestens eine Chipkontakt 712 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 über Drahtbonden elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 712 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 über den Chipträger 708 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 712 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 über eine Umverdrahtungsschicht 716 elektrisch gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens eine elektronische Schaltung aufweisen. Die elektronische Schaltung kann dazu ausgestaltet sein, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen 704 bereitgestellt werden. Die elektronische Schaltung kann dazu ausgestaltet sein, den Chip 702 zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Umverdrahtungsschicht 716 aufweisen, die mit dem mindestens einen Chipkontakt 712 gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 716 über dem Verkapselungsmaterial 706 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 716 mindestens teilweise durch dielektrisches Material 718 abgedeckt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 716 mindestens teilweise in dielektrisches Material 718 eingebettet sein. Das dielektrische Material 718 kann Polyimid oder ein beliebiges anderes geeignetes Polymermaterial aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 718 ein leitendes Material aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 718 ein Metall aufweisen, wie beispielsweise Aluminium.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 702 auf demselben Substrat (z. B. demselben Wafer) integriert sein.
7C zeigt eine schematische Darstellung 700c in einer Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses mit druckmessenden Einlässen 720 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion 704 eine druckmessende Einlassstruktur 720 aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die druckmessende Einlassstruktur 720 dazu ausgestaltet sein, mit einer weiteren messenden Einlassstruktur zusammenzuwirken, um eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Fluidversorgungsstruktur einen Schlauch, z. B. einen flexiblen Schlauch, aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Fluidversorgungsstruktur eine Leitung aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der druckmessende Einlass 720 eine Haltestruktur 722 aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten. In verschiedenen Ausführungsformen kann der druckmessende Einlass 720 eine Haltestruktur 722 aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, mit einer weiteren Haltestruktur von einem weiteren messenden Einlass zusammenzuwirken, um die Fluidversorgungsstruktur zu halten. In verschiedenen Ausführungsformen kann der druckmessende Einlass eine Abdichtstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Einlassstruktur über mindestens einem Chip der Vielzahl von Chips 702 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Fluideinlassstruktur an dem mindestens einen Chip oder dem Verkapselungsmaterial oder der dielektrischen Schicht oder der Umverdrahtungsschicht befestigt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Befestigung eine Befestigung über einen Haftstoff oder Klebstoff aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse ferner eine elektrische Zwischenverbindung 724 (z. B. ein Kabel) aufweisen, die mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 710 gekoppelt ist.
8 ist eine schematische Darstellung 800, die ein Verfahren zum Herstellen eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt. Das Verfahren kann bei 802 das Bereitstellen einer Vielzahl von Chips aufweisen, wobei jeder Chip eine einzige Drucksensorregion aufweist. Es können mindestens drei Sensorregionen vorgesehen sein. Das Verfahren kann ferner bei 804 das Verkapseln des Chips unter Verwendung von Verkapselungsmaterial aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Sensorregionen frei von Verkapselungsmaterial sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Drucksensorregionen die mindestens drei Drucksensorregionen aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von jeder der mindestens drei Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial sein. In verschiedenen Ausführungsformen können mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. Die Fluidversorgungsstruktur kann einen Schlauch, z. B. einen flexiblen Schlauch, aufweisen. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Haltestruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Abdichtstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Chipträgers aufweisen, um den Chip oder die Vielzahl von Chips zu tragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bonden oder Befestigen des Chips oder der Vielzahl von Chips an dem Chipträger vorsehen. Das Bonden oder Befestigen des Chips oder der Vielzahl von Chips an dem Chipträger kann Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) aufweisen. Das Bonden oder Befestigen des Chips oder der Vielzahl von Chips an dem Chipträger kann Durchsteckmontage (THT, Through Hole Technology) aufweisen. Das Bonden oder Befestigen des Chips oder der Vielzahl von Chips an dem Chipträger kann Wende-Chip-Bonden aufweisen. Der Chipträger kann einen Leiterrahmen aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts aufweisen, der teilweise von Verkapselungsmaterial frei ist. Das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts, der teilweise von Verkapselungsmaterial frei ist, kann das teilweise Abdecken des mindestens einen elektrischen Kontakts vor dem Abscheiden des Verkapselungsmaterials aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip oder die Vielzahl von Chips mindestens einen Chipkontakt aufweisen. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit mindestens einem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über einen Draht elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über den Chipträger elektrisch gekoppelt sein. Der mindestens eine Chipkontakt kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über eine Umverdrahtungsschicht elektrisch gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden mindestens einer elektronischen Schaltung aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine elektronische Schaltung dazu ausgestaltet sein, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen bereitgestellt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Bilden einer Umverdrahtungsschicht aufweisen, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist. Die Umverdrahtungsschicht kann über dem Verkapselungsmaterial angeordnet sein. Die Umverdrahtungsschicht kann mindestens teilweise über dem mindestens einen Chip angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abdecken der Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise mit einer dielektrischen Schicht aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Einbetten der Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise in eine dielektrische Schicht aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abscheiden dielektrischen Materials über dem Verkapselungsmaterial vorsehen. Das Verfahren kann ferner das Bilden eines Kontaktlochs in dem abgeschiedenen Material und, falls erforderlich, in dem Verkapselungsmaterial vorsehen, um den mindestens einen Chipkontakt freizulegen. Das Verfahren kann auch das Abscheiden eines leitenden Materials oder eines Metalls vorsehen, so dass eine Umverdrahtungsschicht mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt wird. Das Verfahren kann ferner das Abscheiden von weiterem dielektrischem Material vorsehen, um eine dielektrische Schicht zu bilden, in der mindestens die Umverdrahtungsschicht eingebettet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Abscheiden eines leitenden Materials oder eines Metalls über dem Verkapselungsmaterial vorsehen.
Das Verfahren kann ferner das Bilden eines Kontaktlochs in dem Verkapselungsmaterial vorsehen. Das Verfahren kann zusätzlich das Abscheiden dielektrischen Materials vorsehen, um eine dielektrische Schicht zu bilden, mit der die Umverdrahtungsschicht mindestens teilweise abgedeckt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips auf demselben Substrat (z. B. demselben Wafer) monolithisch integriert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verkapseln des Chips unter Verwendung von Verkapselungsmaterial einen filmunterstützten Vergussprozess aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse ein eingebettetes Gehäuse aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen weist das Verfahren einen Prozess der eingebetteten Kugelgitteranordnung auf Waferebene (eWLB, Embedded Wafer Level Ball Grid Array) auf. Der eWLB-Prozess kann das Bilden einer Umverdrahtungsschicht aufweisen, die mit mindestens einem Chipkontakt eines Chips elektrisch gekoppelt ist. Der eWLB-Prozess kann das Bilden einer dielektrischen Schicht aufweisen. Der eWLB-Prozess kann das Bilden mindestens eines elektrischen Kontakts aufweisen, der mit der Umverdrahtungsschicht gekoppelt ist. Der mindestens eine elektrische Kontakt kann auf der dielektrischen Schicht gebildet sein. Der mindestens eine elektrische Kontakt kann auf der Umverdrahtungsschicht gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann dielektrisches Material über dem Chip einschließlich der Drucksensorregionen angeordnet werden, um eine dielektrische Schicht zu bilden. In verschiedenen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner das Fotostrukturieren auf, um die Drucksensorregionen frei von dielektrischem Material zu halten (d. h. um die dielektrische Schicht zu öffnen, um die Drucksensorregionen freizulegen).
In verschiedenen Ausführungsformen weist das Verfahren einen BLADE-Prozess auf. In verschiedenen Ausführungsformen kann dielektrisches Material über dem Chip einschließlich der Drucksensorregionen angeordnet werden, um eine dielektrische Schicht zu bilden. In verschiedenen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner Laserbohren auf, um die Drucksensorregionen frei von dielektrischem Material zu halten (d. h. um die dielektrische Schicht zu öffnen, um die Drucksensorregionen freizulegen).
9 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 9A zeigt eine schematische Darstellung 900a eines Teils eines verarbeiteten Wafers gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren kann das Bilden von mehr als einem Chip auf einem Wafer aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Auswählen einer Vielzahl von Chips 902 aus dem mehr als einen Chip von dem Wafer aufweisen. Das Auswählen der Vielzahl von Chips 902 aus dem mehr als einen Chip kann das Vereinzeln der Vielzahl von Chips von dem Wafer aufweisen. Das Vereinzeln der Vielzahl von Chips von dem Wafer kann das Schneiden (oder Sägen) der Vielzahl von Chips von dem Wafer aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen bildet die Vielzahl von Chips einen einstückigen Einzelblock (oder Baugruppe). 9B zeigt eine schematische Darstellung 900b in einer Seitenansicht im Querschnitt eines vereinzelten Blocks (oder Baugruppe), der eine Vielzahl von Chips 902 gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweist. 9C zeigt eine schematische Darstellung 900c in einer Draufsicht des vereinzelten Blocks (oder Baugruppe) in 9B gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Jeder Chip der Vielzahl von Chips 902 kann mindestens eine Drucksensorregion 904 aufweisen. Der Block einer Vielzahl von Chips 902 kann mindestens drei Drucksensorregionen 904 aufweisen.
9D zeigt eine schematische Darstellung 900d in einer Seitenansicht im Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 9D entspricht dem vereinzelten Block in 9B und 9C nach weiterem Verarbeiten. 9E zeigt eine schematische Darstellung 900e in einer Draufsicht des in 9D gezeigten Chipgehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Jeder Chip 902 kann mindestens eine Drucksensorregion 904 aufweisen. Es können mindestens drei Sensorregionen 904 vorgesehen sein. Das Chipgehäuse kann ferner Verkapselungsmaterial 906 aufweisen, mit dem jeder Chip 902 verkapselt wird. Das Chipgehäuse kann Verkapselungsmaterial 906 aufweisen, mit dem der Chip oder die Vielzahl von Chips 902 verkapselt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse zwei oder mehrere Chips 902 aufweisen. Jeder Chip 902 kann mindestens eine Drucksensorregion 904 aufweisen. Das Chipgehäuse kann insgesamt mindestens drei Drucksensorregionen 904 haben. Die mindestens drei Drucksensorregionen 904 können auf die zwei oder mehr Chips 902 verteilt sein. Die zwei oder mehr Chips 902 können mit einem Verkapselungsmaterial 906 verkapselt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens einen Chip 902 mit einer Vielzahl von Drucksensorregionen 904 und Verkapselungsmaterial 906 aufweisen, mit dem der Chip 902 verkapselt wird.
Die Vielzahl von Chips 902 kann dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Kapazität Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Die Vielzahl von Chips 902 kann jeweils eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einer Elektrode aufweisen. Die Elektrode kann mit einer Gegenelektrode einen Kondensator bilden. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszudenken. Die Distanz zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode kann sich verändern und im Kondensator eine Kapazitätsänderung verursachen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 902 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezowiderstand Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen. Die Vielzahl von Chips 902 kann jeweils eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran mit einem Dehnungsmessstreifen aufweisen. Die mindestens eine Membran kann dem Fluid ausgesetzt sein. Das Fluid kann die mindestens eine Membran veranlassen, auszulenken. Der Dehnungsmessstreifen kann einen Widerstand haben, der sich aufgrund von variierender Kraft verändert, die auf den Dehnungsmessstreifen ausgeübt wird. Der Dehnungsmessstreifen kann zum Beispiel bewirken, dass Strom, der durch den Dehnungsmessstreifen fließt, variiert, während der Dehnungsmessstreifen gedehnt oder komprimiert wird, da die Membran aufgrund des variierenden Drucks ausgelenkt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 902 dazu ausgestaltet sein, unter Verwendung von Piezoelektrizität oder beliebigen anderen geeigneten Effekten Druck eines Fluids zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von mindestens drei Drucksensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen 904 frei von Verkapselungsmaterial 906 sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Drucksensorregionen mindestens drei Drucksensorregionen aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Oberflächenregion von jeder der mindestens drei Drucksensorregionen frei von Verkapselungsmaterial 906 sein. In verschiedenen Ausführungsformen können mindestens drei Sensorregionen der Vielzahl von Drucksensorregionen 904 frei von Verkapselungsmaterial 906 sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion eine druckmessende Einlassstruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Öffnung zum Chip aufweisen. Die Fluidversorgungsstruktur kann einen Schlauch, z. B. einen flexiblen Schlauch, aufweisen. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Haltestruktur aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur zu halten. Die druckmessende Einlassstruktur kann eine Abdichtstruktur aufweisen, um eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt sein, weist die mindestens eine Drucksensorregion auf und weist eine Druckeinlassstruktur auf, die mit dem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen ist mindestens eine Drucksensorregion dazu ausgestaltet, einen Druck eines Fluids zu erfassen. In verschiedenen Ausführungsformen weist mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet, den Druck des Fluids zu erfassen, eine Druckeinlassstruktur auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens eine Drucksensorregion, die mit einem eingeschlossenen Hohlraum gekoppelt ist, und die mindestens eine Drucksensorregion, die dazu ausgestaltet ist, einen Druck eines Fluids zu erfassen, einen Differenzsensor bilden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens eine Drucksensorregion mit einem Referenzvolumen (einem festen Fluid- oder Vakuumvolumen, das als Referenz dient) gekoppelt sein. Die mindestens eine Drucksensorregion kann eine Membranstruktur aufweisen. Die Membranstruktur kann mindestens eine Membran aufweisen. Eine erste Seite der mindestens einen Membran kann mit dem Referenzvolumen gekoppelt sein. Eine zweite Seite der mindestens einen Membran gegenüber der ersten Seite kann dazu ausgestaltet sein, den Druck des Fluids zu erfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann jeder der Vielzahl von Chips 902 dazu ausgestaltet sein, Druck bis zu ungefähr 15 Bar, z. B. von ungefähr 2 Bar bis ungefähr 13 Bar, z. B. von ungefähr 5 Bar bis ungefähr 10 Bar zu detektieren oder zu messen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse einen Chipträger 908 aufweisen, der den Chip oder die Vielzahl von Chips 902 trägt. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 902 kann mit dem Chipträger 908 unter Verwendung von Oberflächenmontage (SMT, Surface Mount Technology) gekoppelt sein. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 902 kann mit dem Chipträger 908 unter Verwendung von Durchsteckmontage (THT, Through Hole Technology) gekoppelt sein. Der Chip oder die Vielzahl von Chips 902 kann mit dem Chipträger 908 unter Verwendung von Wende-Chip-Bonden gekoppelt sein. Der Chipträger 908 kann einen Leiterrahmen aufweisen. Der Leiterrahmen kann ein vorstrukturierter Leiterrahmen oder ein nachstrukturierter Leiterrahmen sein. Der Chipträger 908 kann ein Substrat aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt 910 aufweisen, der teilweise von Verkapselungsmaterial 906 frei ist. Der mindestens eine elektrische Kontakt 910 kann aus elektrisch leitenden Zweigen, wie beispielsweise Metallzweigen, bestehen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 910 kann aus elektrisch leitenden Kontaktstellen, wie beispielsweise Metallkontaktstellen, bestehen. Der mindestens eine elektrische Kontakt 910 kann aus elektrisch leitenden Kontaktstiften, wie beispielsweise Metallkontaktstiften, bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der mindestens eine elektrische Kontakt 910 von dem Chip 902 aus erstrecken.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chip mindestens einen Chipkontakt 912 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens ein Chip der Vielzahl von Chips mindestens einen Chipkontakt 912 aufweisen. Der mindestens eine Chipkontakt 912 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 912 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 über eine Umverdrahtungsschicht 916 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 912 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 über einen Draht 914 (z. B. Bonddraht) elektrisch gekoppelt sein. Anders ausgedrückt, der mindestens eine Chipkontakt 912 kann mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 über Drahtbonden elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 912 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 über den Chipträger 908 elektrisch gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Chipkontakt 912 mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt 910 über eine Umverdrahtungsschicht 916 elektrisch gekoppelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse mindestens eine elektronische Schaltung aufweisen. Die elektronische Schaltung kann dazu ausgestaltet sein, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion der Vielzahl von Drucksensorregionen 904 bereitgestellt werden. Die elektronische Schaltung kann dazu ausgestaltet sein, den Chip 902 zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Umverdrahtungsschicht 916 aufweisen, die mit dem mindestens einen Chipkontakt 912 gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 916 über dem Verkapselungsmaterial 906 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 916 mindestens teilweise durch dielektrisches Material 918 abgedeckt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 916 mindestens teilweise in dielektrisches Material 918 eingebettet sein. Das dielektrische Material 918 kann Polyimid aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 918 ein leitendes Material aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Umverdrahtungsschicht 918 ein Metall aufweisen, wie beispielsweise Aluminium.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Chips 902 auf demselben Substrat (z. B. demselben Wafer) monolithisch integriert sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Vielzahl von Chips integriert, um einen einstückigen Einzelblock zu bilden. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Vielzahl von Chips aus einem Einzelwafer gebildet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Ein-Chip-System-Lösung (SoC, System-on-Chip) verwenden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Systemintegrations-Lösung (SIP, System-in-Package) verwenden. In verschiedenen Ausführungsformen ist ein einziges Einzelchip-Design und Waferlayout vorgesehen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse ein eingebettetes Chipgehäuse aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das eingebettete Chipgehäuse eine Umverdrahtungsschicht 916 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das eingebettete Chipgehäuse eine einfachere Implementierung der Umverdrahtungsschicht 916 erlauben. In verschiedenen Ausführungsformen kann das eingebettete Chipgehäuse eine flache Schnittstelle zur einfacheren Befestigung der druckmessenden Einlassstrukturen bereitstellen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse ferner Chips ohne Drucksensorregionen wie beispielsweise Chips mit anwendungsspezifisch integrierter Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), Prozessorchips usw. aufweisen.
Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte es für einen Fachmann auf diesem Gebiet der Technik zu verstehen sein, dass verschiedene Änderungen an Form und Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird somit durch die beigefügten Ansprüche angegeben, und alle Änderungen, die in den Bedeutungs- und den Entsprechungsbereich der Ansprüche fallen, sollen deswegen mit eingeschlossen sein.

Claims

Chipgehäuse, aufweisend: mindestens einen Chip (202), der eine Vielzahl von Drucksensorregionen (204) aufweist; und Verkapselungsmaterial (206), mit dem der Chip (202) verkapselt wird.
Chipgehäuse nach Anspruch 1, wobei eine Oberflächenregion von mindestens zwei Drucksensorregionen (204) der Vielzahl von Drucksensorregionen (204) frei von Verkapselungsmaterial (206) ist.
Chipgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine Drucksensorregion (204) eine druckmessende Einlassstruktur (220) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur (224) aufzunehmen.
Chipgehäuse nach Anspruch 3, wobei die druckmessende Einlassstruktur (220) eine Haltestruktur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur (224) zu halten.
Chipgehäuse nach Anspruch 3 oder 4, wobei die druckmessende Einlassstruktur (220) eine Abdichtstruktur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur abzudichten.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen Chipträger, der den Chip (202) trägt.
Chipgehäuse nach Anspruch 6, wobei der Chipträger einen Leiterrahmen aufweist.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: mindestens einen elektrischen Kontakt, der teilweise frei von Verkapselungsmaterial (206) ist.
Chipgehäuse nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Chip (202) mindestens einen Chipkontakt aufweist; und wobei mindestens ein Chipkontakt mit mindestens einem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt ist.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: mindestens eine elektronische Schaltung.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner aufweisend: eine Umverdrahtungsschicht, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist; wobei die Umverdrahtungsschicht über dem Verkapselungsmaterial (206) angeordnet ist.
Chipgehäuse, aufweisend: eine Vielzahl von Chips, wobei jeder Chip (202) mindestens eine Drucksensorregion (204) aufweist, wobei mindestens drei Drucksensorregionen (204) bereitgestellt werden; und Verkapselungsmaterial (206), mit dem der Chip (202) verkapselt wird.
Chipgehäuse nach Anspruch 12, wobei eine Oberflächenregion von mindestens drei Drucksensorregionen (204) der Vielzahl von Drucksensorregionen (204) frei von Verkapselungsmaterial (206) ist.
Chipgehäuse nach Anspruch 12 oder 13, wobei mindestens eine Drucksensorregion (204) eine druckmessende Einlassstruktur (220) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Fluidversorgungsstruktur (224) aufzunehmen.
Chipgehäuse nach Anspruch 14, wobei die druckmessende Einlassstruktur (220) eine Haltestruktur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, die Fluidversorgungsstruktur (224) zu halten.
Chipgehäuse nach Anspruch 14 oder 15, wobei die druckmessende Einlassstruktur (220) eine Abdichtstruktur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Kopplung mit der Fluidversorgungsstruktur (224) abzudichten.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 12 bis 16, ferner aufweisend: einen Chipträger, der den Chip (202) trägt.
Chipgehäuse nach Anspruch 17, wobei der Chipträger einen Leiterrahmen aufweist.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 12 bis 18, ferner aufweisend: mindestens einen elektrischen Kontakt, der teilweise frei von Verkapselungsmaterial (206) ist.
Chipgehäuse nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Chip (202) mindestens einen Chipkontakt aufweist; und wobei mindestens ein Chipkontakt mit mindestens einem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt ist.
Chipgehäuse nach Anspruch 20, wobei der mindestens eine Chipkontakt mit dem mindestens einen elektrischen Kontakt über einen Draht elektrisch gekoppelt ist.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 12 bis 21, ferner aufweisend: mindestens eine elektronische Schaltung.
Chipgehäuse nach Anspruch 22, wobei die mindestens eine elektronische Schaltung dazu ausgestaltet ist, Sensorsignale zu verarbeiten, die von mindestens einer Drucksensorregion (204) der Vielzahl von Drucksensorregionen (204) bereitgestellt werden.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 19 bis 23, ferner aufweisend: eine Umverdrahtungsschicht, die mit dem mindestens einen Chipkontakt gekoppelt ist; wobei die Umverdrahtungsschicht über dem Verkapselungsmaterial (206) angeordnet ist.
Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 12 bis 24, wobei die Vielzahl von Chips auf demselben Substrat integriert ist.