DE19707503A1 - Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number
DE19707503A1
DE19707503A1 DE19707503A DE19707503A DE19707503A1 DE 19707503 A1 DE19707503 A1 DE 19707503A1 DE 19707503 A DE19707503 A DE 19707503A DE 19707503 A DE19707503 A DE 19707503A DE 19707503 A1 DE19707503 A1 DE 19707503A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure sensor
pressure
semiconductor chip
chimney
connecting piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19707503A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19707503B4 (de
Inventor
Juergen Winterer
Eric Bootz
Bernd Stadler
Achim Neu
Thies Janczek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19707503A priority Critical patent/DE19707503B4/de
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to JP53715898A priority patent/JP2001515588A/ja
Priority to CN98802848.4A priority patent/CN1249034A/zh
Priority to PCT/DE1998/000409 priority patent/WO1998038483A1/de
Priority to EP98910626A priority patent/EP0963544A1/de
Publication of DE19707503A1 publication Critical patent/DE19707503A1/de
Priority to US09/382,530 priority patent/US6201467B1/en
Priority to US09/761,235 priority patent/US20010002119A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19707503B4 publication Critical patent/DE19707503B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/141Monolithic housings, e.g. molded or one-piece housings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • G01L19/0038Fluidic connecting means being part of the housing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0061Electrical connection means
    • G01L19/0084Electrical connection means to the outside of the housing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drucksensor-Bauelement mit einem eine annähernd ebene Chipträgerfläche aufweisenden Chipträger, auf welchem ein Halbleiterchip mit einem inte­ griert ausgebildeten Drucksensor, der eine dem zu messenden Druck ausgesetzte Druckerfassungsfläche besitzt, angeordnet ist, und mit einer den Halbleiterchip und/oder den Chipträger wenigstens bereichsweise umschließenden Bauelementverkapse­ lung aus einem elektrisch isolierenden Material. Die Erfin­ dung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Drucksensor-Bauelementes.
Zur Messung von Drücken muß das zu messende Medium an den Sensor herangeführt bzw. der in dem Medium herrschende Druck an den Sensor übertragen werden. Andererseits erfordert die Applikation eines Halbleiter-Drucksensors in der endgültigen Anwendung die geschützte Verkapselung des Sensorchips durch Umhüllung mit einem geeigneten Material, in der Regel Kunst­ stoff. Bekannt ist hierbei die Applikation des in aller Regel auf dem Grundmaterial Silizium beruhenden Halbleiterchips in einem Gehäuse, beispielsweise DIP-Gehäuse (Dual-Inline- Package-Gehäuse) SMD-Gehäuse (Surface-Mounted-Design- Gehäuse) oder auch in Sonderbauformen, wobei dieses Gehäuse nachfolgend auf einer Leiterplatte bestückt wird. Bei einer bekannten Ausführung erfolgt die Druckankopplung über eine den empfindlichen Sensor abdeckende und somit schützende Mem­ bran aus Metall oder auch Kunststoff, welche auch als separa­ tes Zusatzbauteil ausgeführt sein kann. Probleme ergeben sich hierbei oftmals aufgrund einer nur unzureichenden Druckein­ kopplung durch das Gehäuse bis zum Sensorchip bei gleichzei­ tigem Schutz des Sensors. Generell ist eine einfach zu ferti­ gende und dichte Verbindung zwischen dem zu messenden Medium und dem Sensor gefordert, um eine die Druckmessung verfäl­ schende Einströmung von Fremdluft zu vermeiden. Andererseits ist in vielen Fällen darüber hinaus eine Trennung des zu mes­ senden Mediums von den metallischen Bestandteilen des Sensors sowie vom Halbleiterchip erforderlich, um die Gefahr einer Korrosion oder eines zerstörenden Einflusses durch das Medium auf die empfindlichen Bestandteile des Sensors zu vermeiden. Andere Ausführungen von bekannten Drucksensor-Bauelementen sehen ein offenes Gehäuse vor, bei dem der Schutz des Sensor­ chips gegen Umwelteinflüsse nur als zweitrangiges Problem an­ gesehen wird, und der Sensorchip nicht geschützt ist. Solche Bauformen sind in der Regel nur für nicht aggressive Medien geeignet.
Allen bislang bekannten Bauformen von Halbleiter-Drucksenso­ ren gemeinsam ist, daß zur Herstellung stets ein mehrstufi­ ger Prozeß zur Umhüllung bzw. Verkapselung des Bauelementes erforderlich ist, mit welchem das Bauelement in seine ge­ wünschte Bauform gebracht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drucksensor- Bauelement bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Drucksen­ sor-Bauelementes der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Verkapselung des den mechanisch emp­ findlichen Drucksensor tragenden Halbleiterchips beziehungs­ weise des Chipträgers konstruktiv einfacher und damit auch kostengünstiger erfolgen kann, und gleichzeitig eine ver­ gleichsweise einfach einzurichtende aber dennoch hinreichend dichte Verbindung zwischen dem zu messenden Medium und dem Drucksensor gewährleistet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt vorrichtungsmäßig mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, verfahrensmäßig mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in der Bauelementverkap­ selung ein gegenüber der Druckerfassungsfläche des Drucksen­ sors aufragender und die Verkapselung durchsetzender, mit dem Drucksensor verbundener kaminförmiger Anschluß-Stutzen ange­ ordnet bzw. eingearbeitet ist, der mit seinem am Halbleiter­ chip aufliegenden Ende wenigstens die Druckerfassungsfläche druckdicht umschließt und an seinem gegenüberliegenden Ende nach außen offen ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Herstellung des Drucksensor-Bauelementes sieht vor, nach der Montage und Kontaktierung des Halbleiterchips auf dem Chipträger, aber noch vor der Verkapselung des Druck­ sensor-Bauelementes einen kaminförmigen Anschluß-Stutzen auf den Drucksensor aufzusetzen, der mit seinem am Halbleiterchip aufliegenden Ende wenigstens die Druckerfassungsfläche druck­ dicht umschließt und an seinem gegenüberliegenden Ende nach außen offen ausgebildet ist.
Nach einem wesentlichen Gedanken der Erfindung ist gewisser­ maßen eine komplette Integration einer Öffnung im Gehäuse in Form eines vorzugsweise als eigenständiges Bauteil geformten kaminförmigen Anschluß-Stutzens vorgesehen. Hierbei bleibt nur die drucksensible Oberfläche (Druckerfassungsfläche) des Halbleiterchips frei. Die verbleibenden Bestandteile bzw. Be­ reiche des Halbleiterchips sind mit Verkapselungsmaterial, insbesondere Preßmasse umhüllt. Die Öffnung im Bauelement liegt oberhalb der drucksensiblen Fläche des Halbleiterchips, um an dieser Stelle eine Sensierung von unterschiedlichen Drücken zu ermöglichen. Die eigentliche Verkapselung des Drucksensor-Bauelementes, d. h. das Umhüllen von Chipträger, restlichem Halbleiterchip, gegebenenfalls Bonddrähte führt zu dem gewünschten Schutz des Drucksensor-Bauelementes gegenüber Umwelteinflüssen und ermöglicht die Applikation und Anwendung des Drucksensors beispielsweise bei einer Bestückung auf ei­ ner Leiterplatte. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsge­ mäßen Lösung liegt somit in einer gezielten Druckankopplung unter Verwendung einer Öffnung bei gleichzeitiger Abdichtung des Bauelementes mit Preßmasse.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann vorgese­ hen sein, daß der zu messende Druck über die Öffnung des ka­ minförmigen Anschluß-Stutzens unmittelbar auf die Drucker­ fassungsfläche des Halbleiterchips geführt ist. In diesem Fall ist keine Membran im Sinne der bisher bekannten Druck­ sensor-Bauelemente erforderlich, wie sie zur Druckmessung ag­ gressiver Medien vorgesehen ist; allenfalls kann die Sensor­ oberfläche mit einer dünnen Photolackschicht oder ähnlichen dünnen Schutzschicht passiviert und auf diese Weise gegen schädliche Umwelteinflüsse resistent sein. Auf diese Weise eignet sich das erfindungsgemäße Drucksensor-Bauelement als mediengetrennter Drucksensor auch für aggressivere Medien. Die verbleibende Chipoberfläche muß nicht notwendigerweise passiviert sein, und kann darum mit Standardparametern kon­ taktiert werden.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist von Vorteil vorgesehen, daß ein vollständig innerhalb der Bauelementverkapselung liegender Abschnitt des kaminför­ migen Anschluß-Stutzens ein Verankerungsorgan besitzt, wel­ ches auf den kaminförmigen Anschluß-Stutzen wirkende Zug­ kräfte aufnimmt. Hierbei kann das Verankerungsorgan des ka­ minförmigen Anschluß-Stutzens durch eine randseitig angeord­ nete, quer zur Längsrichtung abstehende Ausformung ausgebil­ det sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Veranke­ rungsorgan des kaminförmigen Anschluß-Stutzens flanschförmig mit einer am Außenumfang des dem Halbleiterchip zugewandten Endes umlaufende und auf dem Halbleiterchip abgestützten Wi­ derlagerfläche geformt ist. Das Verankerungsorgan ist vor al­ lem bei Verwendung einer mit dem kaminförmigen Anschluß- Stutzen verbindbaren Druckleitung erforderlich. Namentlich beim Abziehen der Druckleitung von dem Anschluß-Stutzen kön­ nen Zugkräfte auf den innerhalb der Preßmasse eingebetteten Anschluß-Stutzen einwirken, die dazu führen können, daß der Anschluß-Stutzen aus dem Bauelementgehäuse herausgezogen wird, was zu einer Zerstörung des Drucksensor-Bauelementes führt. Dies wird durch das Verankerungsorgan vermieden.
Zur Verbindung mit einer Druckleitung bzw. einem Druck­ schlauch, in welcher bzw. in welchem das zu messende Medium an den Drucksensor herangeführt wird, kann von Vorteil vorge­ sehen sein, daß in einer baulich besonders einfachen Ausfüh­ rung der kaminförmige Anschluß-Stutzen eine nach außen sich verjüngende Querschnittsform aufweist. Auf diese Weise kann eine Druckleitung durch einfaches Aufstecken angeschlossen werden. Außerdem bedingt diese konisch zulaufende Ausbildung eine günstige, weil einfache Entformung nach der Herstellung des Anschluß-Stutzens vermittels Spritzgießen ermöglichende und damit günstige Bauform. Weiterhin kann von Vorteil vorge­ sehen sein, daß der in der Bauelementverkapselung angeordne­ te kaminförmige Anschluß-Stutzen mit seiner Öffnung über die Bauhöhe des Bauelementes hinausragt und an seinem freien Ende mit einem Stützmittel für eine formschlüssig mechanische, spiel freie Verbindung mit einem Haltemittel einer auf den An­ schluß-Stutzen aufsetzbaren Druckleitung ausgestattet ist, derart, daß beim Aufsetzen der Druckleitung auf den An­ schluß-Stutzen das Haltemittel und das Stützmittel wechsel­ weise in Eingriff gelangen.
Bei einer konkreten Ausbildung des erfindungsgemäßen Druck­ sensor-Bauelementes kann von Vorteil vorgesehen sein, daß der kaminförmige Anschluß-Stutzen einen rohrförmigen Ansatz mit kreisförmigen Querschnitt aufweist, der sich zu dem ge­ genüber dem Halbleiterchip abgewandten Ende hin konisch ver­ jüngt, und der an seinem dem Halbleiterchip zugewandten Ende in eine das Verankerungsorgan bildende Grundplatte mündet, deren Abmessungen und Formgebung der Druckerfassungsfläche des Halbleiterchips angepaßt ist.
Im einfachsten Fall wird der kaminförmige Anschluß-Stutzen vor der Verkapselung einfach auf den Halbleiterchip aufge­ legt, wobei der nachfolgende Spritzgießvorgang zur Fertig­ stellung der Verkapselung vermittels einer Preßmasse, insbe­ sondere Duroplast- oder Thermoplastpreßmasse für eine hin­ reichend druckdichte Verbindung des Anschluß-Stutzens auf dem Halbleiterchip sorgt. Alternativ kann der kaminförmige Anschluß-Stutzen vor der Verkapselung auf dem Halbleiterchip auch dauerhaft befestigt werden, insbesondere durch Aufkleben oder Bonden, wobei im letzteren Fall der Anschluß-Stutzen aus einem metallischen Material besteht oder mit einer Me­ tallschicht beschichtet ist, und im übrigen aus einem Kunst­ stoff-Material gefertigt ist, welches insbesondere hochtempe­ raturstabil ist.
Für die Verkapselung und damit den Schutz des kontaktierten Halbleiterchips wird vorzugsweise ein Umpreßvorgang mit wär­ mehärtenden Duroplasten zum Einsatz gelangen, wie es an sich bei Standard-Bauelementen verwendet wird. Hierbei übernimmt die Preßmasse nicht nur den Schutz des Halbleiterchips, son­ dern auch die Mechanisierung des Chipträgers und des kamin­ förmigen Anschluß-Stutzens und sorgt für eine reproduzierba­ re, definierte Gehäuseform. Wie beim Transferpressen mit Du­ roplasten üblich, wird die für einen Preßvorgang erforderli­ che Kunststoffmenge an einer Stelle erwärmt und plastiziert und von dort mit einem Stempel durch Kanäle in das geschlos­ sene Werkzeug mit dem zu umhüllenden Bauelement gedrückt, wo sie aushärtet und dann als fertiges Produkt entnommen werden kann. Als Kunststoffe für das Umpressen eignen sich neben Du­ roplasten (Epoxid- oder Silikonpreßmassen) insbesondere auch Thermoplaste, die im Hinblick auf eine wirtschaftliche und automatisierte Fertigung Vorteile besitzen.
Als Gehäusebauformen für das erfindungsgemäße Drucksensor- Bauelement eignen sich sowohl solche für die Einsteckmontage, als auch für die Oberflächenmontage. Bei der Einsteckmontage werden bekanntlich die Anschlüsse des Bauelementes in die Bohrungen einer Leiterplatte hineingesteckt und dann auf der Gegenseite gelötet. Demgegenüber werden bei der Oberflächen­ montage die Bauelementanschlüsse nicht mehr in Löcher der Leiterplatte hineingesteckt, sondern auf Anschlußflecken auf der Leiterplatte aufgesetzt und dort verlötet. Die Oberflä­ chenmontage ermöglicht eine beträchtliche Platzeinsparung und die Verringerung von Kosten; aus diesem Grund wird dieser Montageart auch bei dem erfindungsgemäßen Drucksensor-Bau­ element der Vorzug gegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Im Ein­ zelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Drucksen­ sor-Bauelement mit einem kaminförmigen Anschluß- Stutzen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 2 eine teilweise Draufsicht auf die Druckerfassungsflä­ che des Drucksensors entlang der Schnittlinie II-II aus Fig. 1.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Drucksensor-Bauelementes 1 für eine Oberflächenmonta­ ge auf der Bestückungsfläche einer Leiterplatte. Das Druck­ sensor-Bauelement 1 besitzt einen eine annähernd ebene Chip­ trägerfläche 2 aufweisenden Chipträger 3 aus elektrisch lei­ tendem Material, auf welcher Chipträgerfläche 2 ein Halblei­ terchip 4 aus Silizium-Grundmaterial mit einem integriert ausgebildeten Drucksensor und diesem zugeordneter elektroni­ scher Schaltung befestigt ist, wobei der Drucksensor und die Schaltung in den Figuren nicht näher dargestellt sind, son­ dern lediglich schematisch eine Druckerfassungsfläche 5 ange­ deutet ist, die dem zu messenden Druck P ausgesetzt ist. Als Schutz gegen äußere Umwelteinflüsse besitzt das Drucksensor- Bauelement 1 eine den Halbleiterchip 4 und/oder den Chipträ­ ger 3 wenigstens bereichsweise umschließende Bauelementver­ kapselung 6 aus einem elektrisch isolierenden Material, bei­ spielsweise einem Duroplast- oder Thermoplastmaterial. Der Chipträger 3 ist in an sich bekannter Bauart als sogenanntes "Leadframe", d. h. als vorgefertigtes Chipträgersubstrat aus­ gebildet und besitzt eine Vielzahl von die Bauelementverkap­ selung 6 durchsetzenden, vermittels Bonddrähte 7 elektrisch mit dem Drucksensor bzw. der diesem zugeordneten elektroni­ schen Schaltung des Halbleiterchips verbundenen Elektrodenan­ schlüssen 8, 9 (in Fig. 1 sind lediglich zwei Elektrodenan­ schlüsse dargestellt, wobei der Elektrodenanschluß 9 anstel­ le eines Bonddrahtes direkt mit der Unterseite des Halblei­ terchips 4 elektrisch gekoppelt ist), die in der Form von nach wenigstens zwei Seiten des Chipträgers 3 herausgeführten Anschlußbeinchen ausgebildet sind, die in bekannter Weise zu kurzen schwingenförmigen Anschluß-Stummeln gebogen und ge­ schnitten sind. Eine solche Anordnung gewährleistet die Mon­ tage des Bauelementes 1 auf der Bestückungsoberfläche einer (nicht näher dargestellten) Leiterplatte in SMD-Technik. Wäh­ rend bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel für die elek­ trische Verbindung des auf dem Halbleiterchip 4 integriert ausgebildeten Drucksensors bzw. der diesem zugeordneten elek­ tronischen Schaltung mit den Elektrodenanschlüssen 8, 9 ein Drahtkontaktierverfahren zum Einsatz gelangt, bei dem Bond­ drähte 7 auf dem Chip 4 befestigt und an das entsprechend zu verbindende Elektrodenbeinchen 8 gezogen werden, kann darüber hinaus für diese elektrische Verbindung auch eine sogenannte Spider-Kontaktierung Verwendung finden, bei der anstelle von Bonddrähten eine elektrisch leitende Systemträgerplatte zum Einsatz gelangt, auf welcher der Chip 4 unmittelbar kontak­ tiert wird.
Der auf dem Halbleiterchip 4 aus Silizium integrierte Druck­ sensor stellt einen sogenannten piezoresistiven Sensor dar, bei dem eine in der Oberfläche des Chips 4 nach Methoden der Mikromechanik gefertigte dünne Silizium-Membran vorgesehen ist, die elektrisch mit druckabhängigen Widerständen gekop­ pelt ist, welche gleichfalls im Siliziumsubstrat ausgebildet sind und in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung geschaltet sind. Gleichfalls im Halbleiterchip 4 integriert ist eine dem Sensor zugeordnete Schaltung, die der Signalauf­ bereitung (Verstärkung und Korrektur), aber auch einem Ab­ gleich und einer Kompensation des Sensors dient. Gegenüber sonstigen Bauformen eignen sich solche, der Erfindung zugrun­ de liegenden Halbleiter-Drucksensoren vornehmlich für solche Anwendungen, bei denen es auf eine geringste Baugröße an­ kommt, also beispielsweise bei Druckmessungen im Kraftfahr­ zeugbereich, beispielsweise bei der Messung von Bremsdrücken, Reifendrücken, Brennraumdrücken und dergleichen. Neben Halb­ leiter-Drucksensoren, die nach dem Prinzip der piezoresisti­ ven Druckmessung arbeiten, sind darüber hinaus auch solche verwendbar, die mit kapazitiven Meßprinzipien arbeiten.
Erfindungsgemäß ist in der Bauelementverkapselung 6 ein ge­ genüber der Druckerfassungsfläche 5 des Drucksensors aufra­ gender und die Verkapselung 6 wie dargestellt durchsetzender, mit dem Drucksensor verbundener kaminförmiger Anschluß- Stutzen 10 angeordnet bzw. eingearbeitet, der mit seinem am Halbleiterchip 4 aufliegenden Ende 11 wenigstens die Drucker­ fassungsfläche 5 druckdicht umschließt und an seinem gegen­ überliegenden Ende 12 nach außen offen ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der über eine flexible Druckleitung 13, die an dem freien Ende 12 des Anschluß-Stutzens aufgesetzt ist, zu messende Druck P über die Öffnung 14 des kaminförmigen An­ schluß-Stutzens 10 unmittelbar auf die Druckerfassungsfläche 5 des Halbleiterchips 4 geführt, wobei auf der Druckerfas­ sungsfläche 5 allenfalls ein dünner Photolackfilm abgeschie­ den sein kann. Zu Transportzwecken kann die Öffnung 14 vor­ übergehend mit einem Klebestreifen oder einer abnehmbaren Kappe bedeckt sein, um ein Eindringen von Fremdstoffen und Verschmutzungen zu vermeiden. Das am Halbleiterchip auflie­ gende Ende 11 des Anschluß-Stutzens 10 ist als quadrati­ sches, flanschförmiges Verankerungsorgan 15 ausgebildet, wel­ ches die Druckerfassungsfläche 5 umgibt, wobei in der Drauf­ sicht nach Fig. 2 mit den Bezugsziffern 15a und 15b die Randbegrenzungen des Verankerungsorgans 15 bezeichnet sind. An der Unterseite besitzt das Verankerungsorgan 15 somit eine auf dem Halbleiterchip 4 abgestützte Widerlagerfläche 16, an welcher zur dauerhaften Fixierung am Chip 4 auch ein Klebe- bzw. Haftmittel aufgetragen sein kann. Der nach oben aufra­ gende, die Verkapselung 6 durchsetzende und die Bauhöhe über­ ragende Teil 17 des insbesondere einstückig und aus einem Kunststoffmaterial hergestellten kaminförmigen Anschluß- Stutzens 10 besitzt eine kreisförmige, sich nach oben verjün­ gende Querschnittsform.
Bezugszeichenliste
1
Drucksensor-Bauelement
2
Chipträgerfläche
3
Chipträger
4
Halbleiterchip
5
Druckerfassungsfläche
6
Bauelementverkapselung
7
Bonddrähte
8
,
9
Elektrodenanschlüsse
10
kaminförmiger Anschluß-Stutzen
11
aufliegendes Ende
12
gegenüberliegendes Ende
13
Druckleitung
14
Öffnung
15
Verankerungsorgan
15
a,
15
b Randbegrenzungen des Verankerungsorgans
16
Widerlagerfläche
17
nach oben aufragender Teil
P Druck

Claims (13)

1. Drucksensor-Bauelement mit einem eine annähernd ebene Chipträgerfläche aufweisenden Chipträger (3), auf welchem ein Halbleiterchip (4) mit einem integriert ausgebildeten Druck­ sensor angeordnet ist, der eine dem zu messenden Druck (P) ausgesetzte Druckerfassungsfläche (5) besitzt, und mit einer den Halbleiterchip (4) und/oder den Chipträger (3) wenigstens bereichsweise umschließenden Bauelementverkapselung (6) aus einem elektrisch isolierenden Material, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bauelementverkapselung (6) ein gegenüber der Druckerfassungsfläche (5) des Drucksensors aufragender und die Verkapselung durchsetzender, mit dem Drucksensor verbun­ dener kaminförmiger Anschluß-Stutzen (10) angeordnet bzw. eingearbeitet ist, der mit seinem am Halbleiterchip auflie­ genden Ende (11) wenigstens die Druckerfassungsfläche (5) druckdicht umschließt und an seinem gegenüberliegenden Ende (12) nach außen offen ausgebildet ist.
2. Drucksensor-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messende Druck über die Öffnung (14) des kamin­ förmigen Anschluß-Stutzens (10) unmittelbar auf die Drucker­ fassungsfläche (5) des Halbleiterchips (4) geführt ist.
3. Drucksensor-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Verkapselung (6) des Bauelementes (1) einge­ arbeitete kaminförmige Anschluß-Stutzen (10) durch ein ei­ genständiges Bauteil geformt ist, welches insbesondere ein­ stückig und aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
4. Drucksensor-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vollständig innerhalb der Bauelementverkapselung (6) liegender Abschnitt des kaminförmigen Anschluß-Stutzens (10) ein Verankerungsorgan (15) besitzt, welches auf den kaminför­ migen Anschluß-Stutzen (10) wirkende Zugkräfte aufnimmt.
5. Drucksensor-Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsorgan (15) des kaminförmigen Anschluß- Stutzens (10) durch eine randseitig angeordnete, quer zur Längsrichtung abstehende Ausformung ausgebildet ist.
6. Drucksensor-Bauelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsorgan (15) des kaminförmigen Anschluß- Stutzens (10) flanschförmig mit einer am Außenumfang des dem Halbleiterchip (4) zugewandten Endes umlaufenden und auf dem Halbleiterchip (4) abgestützten Widerlagerfläche (16) geformt ist.
7. Drucksensor-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Bauelementverkapselung (6) angeordnete kamin­ förmige Anschluß-Stutzen (10) mit seiner Öffnung (14) über die Bauhöhe des Bauelementes (1) hinausragt und an seinem freien Ende mit einem Stützmittel für eine formschlüssig me­ chanische, spielfreie Verbindung mit einem Haltemittel einer auf den Anschluß-Stutzen (10) aufsetzbaren Druckleitung (13) ausgestattet ist, derart, daß beim Aufsetzen der Drucklei­ tung (13) auf den Anschluß-Stutzen (10) das Haltemittel und das Stützmittel wechselweise in Eingriff gelangen.
8. Drucksensor-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kaminförmige Anschluß-Stutzen (10) eine nach außen sich verjüngende Querschnittsform aufweist.
9. Drucksensor-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kaminförmige Anschluß-Stutzen (10) einen rohrförmi­ gen Ansatz mit kreisförmigen Querschnitt aufweist, der sich zu dem gegenüber dem Halbleiterchip (4) abgewandten Ende hin konisch verjüngt, und der an seinem dem Halbleiterchip (4) zugewandten Ende in eine das Verankerungsorgan (15) bildende Grundplatte mündet, deren Abmessungen und Formgebung der Druckerfassungsfläche (5) des Halbleiterchips (4) angepaßt ist.
10. Drucksensor-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipträger (3) elektrisch mit dem Drucksensor bzw. einer dem Drucksensor zugeordneten elektronischen Schaltung des Halbleiterchips (4) verbundene Elektrodenanschlüsse (8, 9) mit einer oberflächenmontierbaren Anordnung aufweist, wel­ che Elektrodenanschlüsse (8, 9) die Bauelementverkapselung (6) durchsetzen.
11. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensor-Bauelementes (1) mit einem eine annähernd ebene Chipträgerfläche (2) auf­ weisenden Chipträger (3), auf welchem ein Halbleiterchip (4) mit einem integriert ausgebildeten Drucksensor angeordnet wird, der eine dem zu messenden Druck (P) ausgesetzte Druc­ kerfassungsfläche (5) besitzt,
gekennzeichnet durch die Schritte:
  • - Montieren und Kontaktieren des Halbleiterchips (4) auf dem Chipträger (3),
  • - Aufsetzen eines gegenüber der Druckerfassungsfläche (5) des Drucksensors aufragenden, mit dem Drucksensor verbundenen kaminförmigen Anschluß-Stutzens (10), der mit seinem am Halbleiterchip (4) aufliegenden Ende (11) wenigstens die Druckerfassungsfläche (5) druckdicht umschließt und an sei­ nem gegenüberliegenden Ende (12) nach außen offen ausgebil­ det ist, und
  • - Verkapseln des Drucksensor-Bauelementes (1) mit einer den Halbleiterchip (4) und/oder den Chipträger (3) sowie den kaminförmigen Anschluß-Stutzen (10) wenigstens bereichs­ weise umschließenden Bauelementverkapselung (6) aus einem elektrisch isolierenden Material.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der kaminförmige Anschluß-Stutzen vor der Verkapselung auf dem Halbleiterchip dauerhaft befestigt wird, insbesondere durch Kleben oder Bonden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkapselung des Drucksensor-Bauelementes durch ei­ nen Spritzgußvorgang an dem auf dem Chipträger angeordneten und mit dem kaminförmigen Anschluß-Stutzen verbundenen Halb­ leiter-Drucksensor erfolgt.
DE19707503A 1997-02-25 1997-02-25 Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung Expired - Fee Related DE19707503B4 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19707503A DE19707503B4 (de) 1997-02-25 1997-02-25 Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung
CN98802848.4A CN1249034A (zh) 1997-02-25 1998-02-12 压力传感器-结构部件及其制造方法
PCT/DE1998/000409 WO1998038483A1 (de) 1997-02-25 1998-02-12 Drucksensor-bauelement und verfahren zur herstellung
EP98910626A EP0963544A1 (de) 1997-02-25 1998-02-12 Drucksensor-bauelement und verfahren zur herstellung
JP53715898A JP2001515588A (ja) 1997-02-25 1998-02-12 圧力センサ・構成エレメント及び製造方法
US09/382,530 US6201467B1 (en) 1997-02-25 1999-08-25 Pressure sensor component and production method
US09/761,235 US20010002119A1 (en) 1997-02-25 2001-01-17 Method of producing a pressure sensor component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19707503A DE19707503B4 (de) 1997-02-25 1997-02-25 Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19707503A1 true DE19707503A1 (de) 1998-08-27
DE19707503B4 DE19707503B4 (de) 2007-01-04

Family

ID=7821414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19707503A Expired - Fee Related DE19707503B4 (de) 1997-02-25 1997-02-25 Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6201467B1 (de)
EP (1) EP0963544A1 (de)
JP (1) JP2001515588A (de)
CN (1) CN1249034A (de)
DE (1) DE19707503B4 (de)
WO (1) WO1998038483A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10022124A1 (de) * 2000-05-06 2001-11-08 Wabco Gmbh & Co Ohg Elektronisches Steuergerät
DE102004024919A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-15 Trafag Ag Drucksensor
EP2031355A2 (de) * 2007-08-29 2009-03-04 Continental Automotive GmbH Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung, Sensoranordnung und Lenkwinkelsensoranordnung
DE102008034654A1 (de) * 2008-07-25 2010-02-04 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sensoreinrichtung
US11192777B2 (en) 2010-07-13 2021-12-07 Infineon Technologies Ag MEMS sensor package systems and methods

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW522500B (en) * 1999-07-28 2003-03-01 Winbond Electronics Corp Measurement of surface pressure distribution of whole wafer surface and feedback method
JP4801274B2 (ja) * 2001-03-29 2011-10-26 本田技研工業株式会社 圧力センサを内蔵した制御箱
US6889568B2 (en) * 2002-01-24 2005-05-10 Sensarray Corporation Process condition sensing wafer and data analysis system
US7757574B2 (en) * 2002-01-24 2010-07-20 Kla-Tencor Corporation Process condition sensing wafer and data analysis system
US6889509B1 (en) 2002-09-13 2005-05-10 Isothermal Systems Research Inc. Coolant recovery system
US8604361B2 (en) * 2005-12-13 2013-12-10 Kla-Tencor Corporation Component package for maintaining safe operating temperature of components
TWI405281B (zh) * 2005-12-13 2013-08-11 Sensarray Corp 製程條件感應晶圓及資料分析系統
US8069730B2 (en) * 2008-11-14 2011-12-06 Kulite Semiconductor Products, Inc. Pressure transducer structures suitable for curved surfaces
US7900521B2 (en) * 2009-02-10 2011-03-08 Freescale Semiconductor, Inc. Exposed pad backside pressure sensor package
CN101718400A (zh) * 2009-12-11 2010-06-02 深圳市众明半导体照明有限公司 一种大角度led照明装置
US8723299B2 (en) * 2010-06-01 2014-05-13 Infineon Technologies Ag Method and system for forming a thin semiconductor device
US8681493B2 (en) 2011-05-10 2014-03-25 Kla-Tencor Corporation Heat shield module for substrate-like metrology device
DE102013001159A1 (de) * 2013-01-24 2014-07-24 Hella Kgaa Hueck & Co. Flüssigkeitsdrucksensor
ITMI20130482A1 (it) * 2013-03-29 2014-09-30 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico integrato per il monitoraggio di pressione all'interno di una struttura solida
US9013014B2 (en) * 2013-04-29 2015-04-21 Infineon Technologies Ag Chip package and a method of manufacturing the same
JP6275431B2 (ja) * 2013-09-18 2018-02-07 アルプス電気株式会社 圧力検知装置およびこれを使用した吸気圧測定装置
US9366593B2 (en) * 2013-09-27 2016-06-14 Infineon Technologies Ag Pressure sensor package with integrated sealing
US20170328197A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Ningbo Wanyou Deepwater Energy Science & Technolog Co.,Ltd. Data Logger, Manufacturing Method Thereof and Real-time Measurement System Thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0386959A2 (de) * 1989-03-06 1990-09-12 Honeywell Inc. Konsumdirektdrucksensoreinheit
JPH04122830A (ja) * 1990-09-14 1992-04-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサ
EP0497534A2 (de) * 1991-01-28 1992-08-05 Honeywell Inc. Piezoresistiver Druckwandler mit leitender, elastomerer Abdichtung
DE4203832C2 (de) * 1991-02-12 1996-06-13 Mitsubishi Electric Corp Halbleiter-Druckaufnehmer

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6073325A (ja) * 1983-09-30 1985-04-25 Toshiba Corp 半導体圧力センサ
US4656454A (en) * 1985-04-24 1987-04-07 Honeywell Inc. Piezoresistive pressure transducer with elastomeric seals
US5001934A (en) * 1990-01-02 1991-03-26 Walbro Corporation Solid state pressure sensor
US5184107A (en) * 1991-01-28 1993-02-02 Honeywell, Inc. Piezoresistive pressure transducer with a conductive elastomeric seal
US5341684A (en) * 1992-12-07 1994-08-30 Motorola, Inc. Pressure sensor built into a cable connector
JPH07120340A (ja) * 1993-10-22 1995-05-12 Honda Motor Co Ltd 圧力センサ
DE4415984A1 (de) * 1994-05-06 1995-11-09 Bosch Gmbh Robert Halbleitersensor mit Schutzschicht
US5686698A (en) * 1994-06-30 1997-11-11 Motorola, Inc. Package for electrical components having a molded structure with a port extending into the molded structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0386959A2 (de) * 1989-03-06 1990-09-12 Honeywell Inc. Konsumdirektdrucksensoreinheit
JPH04122830A (ja) * 1990-09-14 1992-04-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサ
EP0497534A2 (de) * 1991-01-28 1992-08-05 Honeywell Inc. Piezoresistiver Druckwandler mit leitender, elastomerer Abdichtung
DE4203832C2 (de) * 1991-02-12 1996-06-13 Mitsubishi Electric Corp Halbleiter-Druckaufnehmer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP-Abstr. & JP 04122830 A, in Pat.Abstr. of JP, P-1402, August 13, 1992, Vol. 16/No. 378 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10022124A1 (de) * 2000-05-06 2001-11-08 Wabco Gmbh & Co Ohg Elektronisches Steuergerät
US6640645B2 (en) 2000-05-06 2003-11-04 Wabco Gmbh & Co. Ohg Electronic control apparatus
DE10022124B4 (de) * 2000-05-06 2010-01-14 Wabco Gmbh Elektronisches Steuergerät
DE102004024919A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-15 Trafag Ag Drucksensor
EP2031355A2 (de) * 2007-08-29 2009-03-04 Continental Automotive GmbH Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung, Sensoranordnung und Lenkwinkelsensoranordnung
EP2031355A3 (de) * 2007-08-29 2013-01-16 Continental Automotive GmbH Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung, Sensoranordnung und Lenkwinkelsensoranordnung
DE102008034654A1 (de) * 2008-07-25 2010-02-04 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sensoreinrichtung
US11192777B2 (en) 2010-07-13 2021-12-07 Infineon Technologies Ag MEMS sensor package systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
DE19707503B4 (de) 2007-01-04
WO1998038483A1 (de) 1998-09-03
CN1249034A (zh) 2000-03-29
JP2001515588A (ja) 2001-09-18
US6201467B1 (en) 2001-03-13
US20010002119A1 (en) 2001-05-31
EP0963544A1 (de) 1999-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19707503A1 (de) Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung
DE102006043884B4 (de) Halbleiterdrucksensor und Form zum Formen des Sensors
DE102009038706B4 (de) Sensorbauelement
DE10054013B4 (de) Drucksensormodul
EP2167930B1 (de) Anschlusseinheit für eine druckmesszelle
DE19703206A1 (de) Drucksensor-Bauteil mit Schlauchanschluß
EP1917509A1 (de) Sensoranordnung mit einem substrat und mit einem gehäuse und verfahren zur herstellung einer sensoranordnung
WO2014127938A1 (de) Drucksensorsystem
EP0907880B1 (de) Auf der bestückungsoberfläche einer leiterplatte montierbares drucksensor-bauelement
WO1989008243A1 (en) Manometer
DE19626081A1 (de) Halbleiter-Bauelement
DE19626084C2 (de) Drucksensorvorrichtung für eine Montage auf der Bestückungsoberfläche einer Leiterplatte
DE19626083C2 (de) Sensor-Bauelement
WO1998000864A1 (de) Bauelementgehäuse für eine oberflächenmontage eines halbleiter-bauelementes
DE19724025A1 (de) Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung
DE102005053876A1 (de) Drucksensor-Bauteil
DE102007057904A1 (de) Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls
DE19902450A1 (de) Miniaturisiertes elektronisches System und zu dessen Herstellung geeignetes Verfahren
WO1998040712A1 (de) Halbleitersensorvorrichtung
DE19626082C2 (de) Bauelementgehäuse für eine Oberflächenmontage eines Halbleiter-Bauelementes
DE102008021108A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung und Sensoranordnung
DE19527919C2 (de) Druck-Meßeinrichtung
DE19724026A1 (de) Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung
WO2017198570A1 (de) Verfahren zum ummanteln einer elektrischen einheit und elektrisches bauelement
WO2009068493A1 (de) Sensormodul und verfahren zu seiner herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130903