TWI282147B - Temperature measurement sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

1282147 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種裝置及係關於其製造方法，及於此， 特別疋關於使付與引線的良好接觸可進行的具墊之裝置。 【先前技術】 μ ^ 在先别技勢中，存在持續進一步地縮小或小型化組件及 電路之傾向，故例如在單—晶圓或基材上許多組件以高密度製 造’其接著切割之以用於進一步用途。 此小型化的優點在於一方面由該組件佔據的空間可在其 他組件被減少，且此亦為非常重要的，許多此種組件可在單一 ^材上製造’故製造所需資源可被欲來愈最適地應用。對一個 ^材，、現在可制許纽件，故藉由使用姻數量的材料，可 的產率’故每—個個別組件的總成本關於對應於由該 、、且件佔據的空間所使用基材材料為減少的。 使=此日益增加的小型化所遇到的一個問題在於當該裝 、、、§/、a守可提供用於裝置連接的接觸面積亦變得更小。例如， 化裝置的可提供接觸面積不允許至引線或其他連 別曰^連接之足夠機械強度，故造成減少的連接信賴度，特 別是當使用引線時。 X u 往安t問題解決方法的—個實例敘述於出版的德國專利申 ^八兄367 a ’其中小組件被引入支標元件使得其相 蓋，支座的上方侧及下方側，塾再次以傳導層覆 由一于々墊的放大產生，此步驟對此種元件為有利的，豆 餅ίίΐΐ伸越過其側面的接觸區域’故在其垂直裝置中，^目 的士^座凹處面朝支座的上方側及下方側。然而，接觸墊 的大的此步驟對接觸區域制於制表面的組件為不合適 1282147 基於第1圖，此種習知組件被詳細敘述，其為如感測器晶 片:此組件包括基材100 ’例如陶竟基材，在陶究基材1〇〇的 一：二S 屬^ 1〇4(例如鉑膜)形成。感測器晶片包括第 二，，106及第二接觸區域則，結構化_ nQ以如曲 *形狀方式置於_，傳導材料的接點加 面:A:保i里[110由放置於接點加強112及m之間的釉 ^ t可ί凡件的總尺寸相較，接觸區域106、灌為相 二連接之的日益增加的小型化，至引線或類似 的上述問題ίΐ 域亦減少’故此處關於端點連接品質 由此先前技藝開始，本發明目的為 ，目反塾的裝置’及改良的端點連接品 專利it】ΪI由:=、。2、或13項的方法及申請 【發明内容】 本發明提供製造—種裝置的製造方法，其包括： 提供一種組件，其具第一表面、盥 . 面、形成於該組件第一表面的第」拉^弟一表面相對的第二表 表面的第二接觸點、及在該第=點、形成於該纽件第-電路’其中該組件進一步包括在胃第 點之間的 及該組件第二表面間的傳導連接及弟—表面上的弟-接觸點 於遠組件第二表面上產生第一 該第-傳導層與該傳導連接弟翻^層做為裝置的第-墊使得 其包括 本發明亦提供一種裝置的製造方法， 1282147 ΐ供开件’其具第—表面、與該第-表面相對的第二表 表面的第^組件表面的第—接觸點、形成於該組件第-電路；〜_點、及在該第—接繼及該第二接觸點之間的 :第―表面上產生第—傳導層做為該裝置的第-墊.及 =ϊ;ί:ΐ連：接觸點及該組件第二表面上的第- 而且，本發明提供一種裝置，其具 件Ϊ具Ϊ一表面、與該第-表面相對的第二表面、形 ί二接3 =面的第—接觸點、形成於該組件第一表面的 其7該^二Τ二肋，接娜之_電路， 組件第二表面㈣—接觸點及該 iiS:為於該組件第二表面上的裝置的第-墊’其與該 於本發賴佳具體實關，形絲二傳導層做為 表面上的第二^^^的第二驗得其與在該組件第一 卿:據f 1列，該傳導連接係由在組崎 ΑΦ 牙連接係自第—接觸點延伸至組件的第二表面， 二工件的完全加讀由引人孔而達到或是在組件支 ί:著=ΐΐί被形成的第一接觸點區域產生貫穿連接 及接者產生接觸點及電路而達到。 齡丨ίί„連接可由自第一接觸點區域延伸越過該組件 的侧面至弟一表面的傳導層形成。 根據本發明進—步較佳具體實施例，第二傳導層係由沉積 1282147 、、、巴，層於，一表面上而形成，故僅第二接觸點仍為暴露的，其 接著由在第一表面形成的傳導層接觸。 一，為此步驟的替代方案，根據另一具體實施例，意欲提供 一種，緣板，其尺寸基本上與組件尺寸相符，及面向遠離該組 件的第:表面被提供為具傳導層，面向該組件的第二表面僅在 預先決1區域(就是要接觸第二接觸點的區域)被提供為具傳 導層。在該板的兩個表面的傳導部分及傳導層係經由貫穿連接 相連，及為產生該裝置的第二墊，板被施用於第一表面使 得該傳導部分與該第二接觸點接觸。 根據本發明進—步較佳具體實賴，引線，例如引線的形 大/系連接至兩個墊，及選擇性地可提供具引線裝設於其上的 it f進—步披覆，其中在高溫應用的情況下引線被織及彼 轴面，在低溫範圍的應用中，引線亦被銲接，及披覆為由 樹脂形成。 括 .根據進一步方面，本發明提供一種裝置的製造方法，其包 fit 一 ΐ具組件支座的組件，其包括第一表面及與該第一表面 二方f5τ表面、形成於該組件第-表面的第-接觸點、形成 =、、且件弟—表面的第二接觸點、及在該第—接觸點及該第二 ^萄點之間的電路，其中組件支座的厚度大於該第—接觸點及 该弟二接觸點的最大尺寸； 該第—表面及該第二表面的第—側面上產生第一傳導 層做為裝置的第一墊；及 ^連接該第-表面及該第二表面的第二侧面上產生 層做為裝置的第二墊。 、 根據另一方面，本發明製造一種裝置，其包括： 一種具組件支座的組件’其包括第—表面及與該第—表面相對 I282i47 ，第二表面、形成於該組件第一表面上的第一接觸點、形成於 ，組件第一表面上的第二接觸點、及在該第一接觸點及該第二 ，，點之間的電路，其中組件支座的厚度大於該第一接觸點及 °亥弟一接觸點的最大尺寸； 第一傳導層做為在連接該第一表面及該第二表面的第一側面 上的裝置的第一墊；及 第二傳導層做為在連接該第一表面及該第二表面的第二侧面 上的裝置的第二墊。 本發明較佳具體實施例係定義於相依申請專利範圍。 【實施方式】 在本發明較佳具體實施例的後續敘述範圍中，注意在各 種圖式中相同或類似元件係以相同參考數字提供。 由已知感測器晶片開始，如同用於溫度感測器、加熱元 件:及其類似物，及如同已基於第1圖詳細敘述，根據本發明， ^行在下文詳細敘賴改良。為成核φ，制基材或晶圓做 二起始物質，其包括許多個別感測器(批式）。除了用於後續敘 μ的鈦溫度感測器元件實例，亦可使用其他基於金屬膜，如 鎳、錮、鎢的感測器，或可使用其他考慮接觸點1〇6及1〇8放 ^於共同表面102的具類似結構的裝置用。而且，在此時要注 意本發明並不限於此種裝置，其中電路以特別結構的金屬膜的 f式形成’電路110亦可由在基材所形成的裝置形成，其 中僅接觸點106及108向外導引至表面1〇2。 ”第2圖顯示本發明裝置的第一具體實施例，其中於此處由 第1圖已知的元件具相同參考數字。絕緣層118放置於披覆層 II6及第二接觸點106的加強m上，其基本上覆蓋第i圖已 知之测為元件的整個Μ露出上表面，除了 一部份在第二接觸點 9 1282147 區域108的加強114。在由此形成的表面上，傳導層12〇沉積， 其覆蓋絕緣層118及第二接觸點1G8的接觸加強114的露出區 域。而且’貫穿連接122例如藉由以傳導材料填充的孔洞而 成於基材100，貫穿連接122自在第一表面1〇2上的第 點106延伸至基材100的第二表面124。在此第二表面124， 進一步電傳導層126形成’其基本上覆蓋基材100的下方表面 且其經由貫穿連接122與感測器裝置的第一接觸點廳 接觸。 ，在第2圖所說明具體實施例，在包括於一個表面1〇2 相對接觸點106/112及108/1H之感測器晶片，穿過基材刚 的小孔產生於接觸點1G6/112以用於至預備侧124的貫 佳—為’對晶片的所有感測器或已在，’裸露’’基材上的感 ^π & —個程序上的步驟執行，亦即在開始感測器製造& 步驟(例如金屬膜沉積等)開始之前，此係藉由在 < :片接觸點106/112的基材位置引入相對應孔而 仃，例如猎由雷射或打孔或類似方法。 广田步程序上的步驟中，此孔接著藉由使闕板印刷由 也孟屬水液而成為貫穿連接122，此步驟同時 示：觸區域加強112、114,接著較佳為=== 了 的基材反_124面積的整舰域被金屬化，1中除 術其他塗佈技術(例如氣相沉積： 人、ιϋ人@ Γ 或廷~方法的組合）。對金屬化，可使用所右 ^ ? ^ ^ Ni cu 組合。a 口至被提及做為實例，而且，可使用上述材料的層 至反= (例如介電層)施用於要進行 如藉由介+將、ί貝牙連接2之接觸區域106/112 ’此層可在 "^液的厚度層加1中施用，其中活化感測器區域 10 1282147 $佳為面116或另—個合適 盍，弟二接觸區域108/114為至少 入评，二·厂j J被後 類似釉面U6的轴，但其他合適材料^為= ，旬竟、陶竞、或這些材料的組合，而；=由： 夕類似或不同片組成，由此可增加層m的絕^度。T由终 在後續步驟中，經施用絕緣層m的整 上其部分被提供為具金屬層12。，宜中 ，二=本 麵14，其不具任何至i材反面= 可具尺寸較接觸點為大的傳導層’故引線 之譽交=實f列，基於第2圖於上敘述嫩 ίτ irfΓΐ 亦即已有許多較佳相同的裝置於晶 間的特定尺寸。當裝置自根據第2圖步驟產生 夠將經加工裝置分成個別裝置，在—個裝置，在晶圓 100，際區域，較小面積區域保持為不受拘束的， /、中有用於切割在個別組件的晶圓的記號。 其他ΐϊίί層120較佳為再次以厚層方法施用，但亦可使用 基於第3圖，本發明進—频佳具體實施例更詳細 午、睪。人弟2圖相較，在基材1〇〇前侧上的墊的應用，在第2 ，所敘述的絕緣層118及傳導層12G的施用步驟^被採用，而 疋，絕緣才反128，較佳為使用具包含大約要被裝設的組件表面 面積的面積之陶瓷板，陶瓷板120包括第一表面13〇及第二表 面132。在第一表面130上，傳導層132基本上在板128的整 個，，上形成、。在板128的第二表面132上，連接層形成於第 一區域，及傳導部分138於第二區域。而且，貫穿連接14〇形 成於板=8以傳導地連接傳導層134至傳導部分138。根據較 佳具體實施例，於尺寸上選擇板128的傳導部分138，使得其 1282147 對應於大約組件接觸108/114的尺寸，柘128 w @ q 峨圖，二：;r=ri36產生。類似 別具二六上考第2圖所敘述的使用介電層118的特 屬S 5 已根據第3圖由依此製備的陶莞板128取代。金 區域iiit3= ir”的整體金屬化134導至顯現部分 此:tΠ 為已沿該貫穿連接放置)的”内部”132， 觸面10°8/H Γ分區域13"交佳為與該感測器元件的接 何1他^方為侦致測器及板藉由堆叠層136或以任 7^也適士方式堆〶，故堅固的機械連接在兩個元件之間產 的^Φ _14 128 _糊㈣ 外替代方案’至反面側連接的貫穿連接可由經由 明代’在此情況下’可免除貫穿連接的孔洞。第4 ί=?=ίί面，然而，與第3圖不同，此處面朝内上 6完全覆蓋。如此，沒有傳導區域138及 ^又有貝牙連接140被提供。如同亦可由第4圖見到，組 頒現任何在第2及3圖所示的貫穿連接。 一接觸106/112至反面墊126，自第一接觸 面^^ τ延伸的傳導層142被提供，其連接基板 108/^ ^ 24至傳導層126。同樣地，第二接觸 1_14=〗上方墊134，更精確說係經由自第二接觸 的表面132及:4至KtU。步傳¥層146’其連_128 茶考第4圖應注意為加大上方墊，亦可使用第3圖所示的 12 1282147 方法，亦即具貫穿連接140的板之利用。在此情況下，僅接觸 106/112越過傳導層144至下方層126而形成，或是，經由貫 穿連接122接觸下方層126 ’及經由層146經由外部至上方層 134的僅接觸第二接觸108/114為可能。、 曰 此外，在僅希望提供墊於相反主表面的情況下，僅將第一 接觸106/112導引至基板100的反面侧124，及將之連接至任 何尺寸的傳導層（亦即不必要覆盍基板1〇〇的整個下表面的層） 為足夠的。在此情況下，第二接觸108/114可維持與其原先相 同，亦即關於至塾134的連接之步驟(其已如上敘述此情況 下可免除。 、為進一步加工，參考第2及4圖敘述的裝置/感測器被提 供為具進一步金屬化層。第5圖說明已參考第2圖敘述的裝 置’這些進一步金屬化層148及150。金屬化層148係排列^ 上方傳導墊120，及金屬化層150係排列於下方傳導墊126。 這些金屬化層為如銲錫層以銲上引線，或是用作助銲劑的薄金 層以能夠連接感測器晶片至引線、纜線或其類似物。 至引線的此進一步連接圖示地表示於第6圖，於此第一引 線152及苐一引線154示出，引線152被密封於墊12〇，及引 線154被密封於墊126。依據應用，線於高操作溫度下鎔接， 及於較低施用溫度銲接於引線至該裝置的連接上。 此外，該裝置及引線152、154可被提供為在裝置及引線 要密封的區域具披覆層，如在第7圖的156所圖示表示的。對 使用咼操作溫度的應用情況，使用釉面或合適陶瓷材料做為披 覆156，其產生機械硬化及提供額外化學保護。對相當低的施 用溫度，可提供的披覆層包括聚合物材料，如環氧7褂 此外，亦可使用所提及材料的層組合做為披覆層。咖日 ^以上所敘述裝置較佳為在晶圓位準產生，故提供組件包括 提供具許多組件的晶圓，上述層接著在晶圓位準產生，裝置最 ‘1282147 後被切割。 參考第8圖於下文敘述根據本發明第四具體實施例的裝 ^，與上文所敘述的具體實施例不同，在此情況下形成墊的= 導層未放置於制器晶片的主表面，而是在連接該主表面 面上。在此情況下，選擇組件的基材厚度為大於接觸點的最大 尺寸’由此得到與接點相較為加大的墊。 第8圖顯示具基材1〇〇的感測器晶片，如可見，美 的厚度大於接觸點1〇6/112及/或108/114的延伸丨 =_顺接第一表面搬及第二表面申124:= 及繁-ΐ的弟一裝置墊，形成第二傳導層164做為在連接第一 弟一表面102及124的第二側面162上的第二裝置墊。 第9圖為第8圖裝置的等角立面表示。 έ日处第8及9圖敛述的裝置較佳為在晶圓位準製造，斗夕 160^6： r取後，4置由如鋸、切斷等分割。 -讲刀 芩考第8及9圖敘述的裝置可進一步根據第6及7圖進行。 ，使以上敘述為較佳具體實施例的盆 在基材的相對邊緣示出，I ，、 個/、中接觸點 該接觸點可位發明並不限於此實施，而是 雜妙 ¥絲上的任何位置，例如與另-個相鄰。 發明並不限；i在實施峨敘述，要注意本 情況，個別步驟可以與供的步驟順序。依據技術 說，第二傳導層可在第__傳^^序執行，特定地 面間的傳導連接之|y 1引形成。在弟一接觸及下方表 衣U在形成傳導層前或後完成。 【圖式簡單說明】 • 1282147 第1圖為根據先前技藝的習知感測器裝置； 第2圖為根據本發明第一較佳具體實施例的裝置； 第3圖為根據本發明較佳具體實施例的裝置； 第4圖為根據本發明第三具體實施例的根據本發明裝置； 第5圖為具施用銲接層的本發明裝置； 第6圖為具引線連接於其上的本發明裝置； 第7圖為具額外披覆的第6圖所示實例； 第8圖為根據第四具體實施例的根據本發明裝置； 第9圖為第8圖裝置的等角立面圖。 【主要元件符號說明】 100 基材 102 104 金屬層 106 108 第二接觸區域 110 112、 114接點加強 116 118 覆蓋絕緣層 120 140 貫穿連接 124 126 下方層 128 136 連接層 138 144、 147 侧面 148 152 第一引線 154 156 彼覆層 160 162 第二侧面 164 130 第一表面 第一接觸區域 測量膜 轴面層 134、142、146 傳導層 122、 132 第二表面 絕緣板 傳導部分 150金屬化層 第二引線 第一傳導層 第二傳導層

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Claims (1)

1. •1282147 十、申請專利範圍： 1 ·種溫度測望;感測為的製造方法，其包括： k供一溫度測量感測器，其包括具上表面及下表面的一絕緣 基材(100)、形成於該上表面的一第一接觸點(廳、112)及第二 接觸點(108、114)、設置於該等接觸點間的一結構化測量膜 (110); 在该絕緣基材(100)的上表面(102)上的第一接觸點(娜、112) 及遠、纟巴緣基材(100)的下表面(124)之間製造一傳導連接(122、 142)； ' 、於，下表面(124)上製造一第一傳導層（126)做為該溫度測量 感測器的一第一塾，使得該第一傳導層(岡與該傳導連接(m) Φ 接觸； 於该上表面(102)上製造一絕緣層（118)，使得該第一接觸點 (1(½、112)與該測量膜(11〇)由該絕緣層（118、128)所覆蓋，及 該第二接觸點(1〇8、114)為至少部分暴露的；及 於该絕緣層（118、128)上產生一第二傳導層（120、134)做為 該溫度測量感測器的第二墊，使得該第二傳導層（12〇)盥該第 二接觸點(108、114)接觸。 2·如申明專利乾圍弟1項所述的製造方法，其中製造絕声斑 製造導電層的步驟包括： 、、曰^ ^ 提供具基本上對應於溫度測量感測器尺寸的尺寸之一絕緣 板=28) ’該板具一第一表面(13〇)，於其上一傳導層（134)形成， 一第二表面(132)與該第一表面(130)相對及於預先決定區域具 -傳導部分(138)，及連接在該板(128)第一表面⑽)上的傳g 層（134)及在该板(128)第二表面（132)上的該傳導部分(丨38)之 一傳導貫穿連接(140); 一於該溫度測量感測器的上表面（1〇2)A/或於該板⑽)的第 二表面(132)上沉積一連接層（136);及 堆4：忒板(128)及該溫度測量感測器，使得該溫度測量感測 16 1282147 器的第二接觸點(108、114)與該板(128)的傳導部分(138)接觸， 由此在該板(128)的第一表面(130)上的傳導層（134)形成該裝置 的第二鲁。 3·根據申請專利範圍第1項或第2項所述的製造方法，其中該 提供步驟包括在該溫度測量感測器製造一貫穿連接(122)，其 自该第一接觸點(106、112)延伸穿過該溫度測量感測器至該溫 度測里感測裔的下表面（124)。 t根據申請專利範圍第1項第2項所述的製造方法，其中該製 造=傳導連接的步驟包括製造一傳導層（142)，其係自該溫度 測1感測器的第一接觸點(1〇6、112)延伸越過連接該上表面 =)及該下表面(124)的側面(144)，至在該溫度測量感測 下表面(124)的第一傳導層（126)。 =據申請專利範81第1項或是第2項所述的製造方法，其中 仪步‘包括提供具複數該溫度測量感測器的一晶圓，該方 法進一步包括切龍溫度__1。 ^根據中請專利範圍第丨項或是第2項所述的製造方法，其包 至引線(152)至該第一墊，及連接—第二引線(154) 7·_ΐ請專利範圍第6項所述的製造方法，其包括： A ^及刻線(152、154)的-披覆層(156)。 項所述的製造方法，其中該引線 9聚，，為釉、陶娜 提度剛量感測器的方法，其包括： 基材叫所述基材⑽）具有上表面及下表面、 1282147 第一接觸點(106、112)及第二接觸點 接觸_、m)的;接觸點(106、112)及第二 與ίίί ((=的兩側表面（144、162)上形成第一墊（160) 第^觸點⑽、112)透過該第—墊（廳）而可 ?執H線連接，其中該第二接觸點（108、114)透過該第 一墊（164)而可與一第二引線連接。 Π專利範圍第9項所述的方法，其中該提供步驟包 ΐ 度測量感測器的—晶圓，及其中形成該等墊 (，、164)的步驟包括於晶圓中產生鑛切及引入一傳導材料進 入擔切中’翁法進—步包括切_等溫度測量感測器。 11.根據申請專利範圍第9項所述的方法，其包括： 連接一第一引線(152)至該第一墊（160 )，及一第二引線(154) 至该弟二塾（164)。 12·根據申請專利範圍第η所述項的方法，其包括： 於該等溫度測量感測器及該等引線（152、154連接是該等 ，（160、164)白勺連接中製造圍繞該等溫度測量感測器及該引 、、泉(152、154)的一披覆層(156)。 據申請專利範圍第12工頁的方法，其中該引線(152、154) 1鎔接或銲接，及該彼覆層（156)為釉、陶瓷材料、聚合物材 料或許多該材料的層組合。 14·一種溫度測量感測器，其包括： —具上表面及下表面的絕緣基材(1〇〇)，該上表面(1〇2)具形 ，於其上的一第一接觸點(106、112)及一第二接觸點(1&广 14)、一結構化測量膜(110)設置於該等接觸點間； 18 1282147 卜：广42)，位於該絕緣基材(100)上表面_ 上的,亥弟-接觸點(106、112)及該絕緣基材(励)的下表面㈣) 之間； (=) ’做為於該下表面(124)上該溫度測量感 使辑—料層(126)與該傳導連

   -絕緣層(118、128)，於該上表面⑽)上，其設置使得該第 -接觸點(106、112)與該測量膜(11〇)由該絕緣層(118)覆蓋，及 該第二接觸點(108、Π4)為至少部分暴露的；及 曰第一傳V層（120、134) ’做為於該絕緣層（118)上該溫度測 置感測裔的一第二墊，其設置使得該第二傳導層（12〇)與該第 二接觸點(108、114)接觸。 〃

   15.如申請專利範圍第14項所述的溫度測量感測器，其包括： 其中所述絕緣層具基本上對應於該溫度測量感測器尺寸的 尺寸之絕緣板(128)，該絕緣板具一第一表面(13〇)，一傳導層 (134)形成於其上，一第二表面(132)與該第一表面(13〇)相對及 於預先決定區域具一傳導部分(138)，及連接在該絕緣板(128) 第一表面（130)上的傳導層（134)及在該絕緣板(128)第二表面 (132)上的該傳導部分(138)之一傳導貫穿連接(140);及 其中一連接層（13 6)乃設置於該溫度測量感測器的上表面 (102)上及/或於該絕緣板(128)的第二表面(132)上；以及 其中該絕緣板(128)及該溫度測量感測器乃經堆疊，使得該 溫度測量感測器的第二接觸點(108、114)與該絕緣板(128)的傳 導部分(138)接觸，由此在該絕緣板(128)第一表面(130)的傳導 層（134)形成該溫度測量感測器的第二墊。 16·—種溫度測量感測器，其包括： 一基材(100)、所述基材（1〇〇)具有上表面及下表面、形成 於該上表面的一第一接觸點（106、112)及第二接觸點（108、 114)、設置於該等接觸點間的一結構化測量膜(11 〇)，其中該基 19 (108 ^Λ 1282147 (160) 的=;1第二墊(164)是形成在該基材⑽）

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