WO2014127861A1 - Sensorsystem mit keramischem gehäuse - Google Patents

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WO2014127861A1
WO2014127861A1 PCT/EP2013/074300 EP2013074300W WO2014127861A1 WO 2014127861 A1 WO2014127861 A1 WO 2014127861A1 EP 2013074300 W EP2013074300 W EP 2013074300W WO 2014127861 A1 WO2014127861 A1 WO 2014127861A1
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housing body
sensor system
sensor
ceramic
sensor chip
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PCT/EP2013/074300
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Jan Ihle
Bernhard Ostrick
Wolfgang Schreiber-Prillwitz
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Epcos Ag
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Publication date
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Priority to EP13799504.9A priority patent/EP2959270A1/de
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Definitions

  • acceleration sensors For example, acceleration sensors, rotation rate sensors, magnetic sensors and pressure sensors with regard to accuracy and drift-free as well as mechanical
  • stress-sensitive sensor elements are usually firmly connected only on one side with the packaging and mounted sealed in a cavity.
  • the attachment is usually done by one-sided gluing or soldering.
  • a housing which is usually made of plastic or a composite material with plastic, ceramic, glass and / or metal.
  • the housing may for example be designed as a so-called cavity package, ie as Housing having a mounting plate with a peripheral edge of the side wall, which form a cavity.
  • solder contacts, plug contacts and / or cable feeders are integrated into the housing.
  • HTCC Cavity Packages based on
  • At least one object of certain embodiments is to provide a sensor system with a sensor chip in a housing.
  • a sensor system in particular a ceramic encapsulated sensor system, is provided.
  • a sensor system has a sensor chip which is mounted on a mounting receptacle of a ceramic housing body.
  • the housing body is made of a ceramic material that
  • Three-dimensionally shaped means here and below that the housing body is not formed by a flat ceramic support, so for example by a
  • Ceramic substrate in the form of a ceramic plate, but has a non-planar three-dimensional surface topography on the mounting side on which the sensor chip is mounted.
  • the ceramic body has a three-dimensional surface structure on the side on which the sensor chip is applied, that is to say on the side with the mounting receptacle, in which, for example, the mounting receptacle is formed as an elevation or depression in a mounting surface.
  • the housing body is not made of a composite of several prefabricated ceramic parts is made, but is formed by a single integrally formed ceramic body, which is adapted in its three-dimensional shape to the requirements of the sensor system.
  • This may in particular also mean that the housing body not only with a mounting receptacle for the sensor chip, but also with one or more other mounting receptacles for other sensor chips and / or for other electronic components such as signal processing chips and / or with
  • Anchoring structures is formed.
  • the housing body is the one component of the sensor system on which the sensor chip and, if appropriate, further electronic components such as, for example, signal processing electronics, are mounted. Assembled
  • the housing body are attached.
  • the housing body can be any suitable housing body.
  • the described manufacturing method for the housing body such as the ceramic injection molding technology or HTCC multi-layer technology can also be very complex, to
  • Housing body with its three-dimensional shape is monolithic, can continue the complexity of
  • Ceramic material of the housing body a thermal
  • Expansion coefficient which deviates in a temperature range of greater than or equal to -40 ° C and less than or equal to 150 ° C by less than 30% of the thermal expansion coefficient of the sensor chip.
  • the thermal expansion coefficient of the ceramic housing body is based on the thermal expansion coefficient of the sensor chip
  • Sensor chips also in a temperature range of greater than or equal to -50 ° C and less than or equal to 200 ° C to each other
  • thermo-mechanical stresses can occur in the sensor system between the sensor chip and the ceramic housing body. Therefore, it may be particularly advantageous if in one of the above
  • Temperature ranges the thermal expansion coefficient less than 20% and preferably less than 10%
  • Expansion coefficient of the housing body is adapted to the thermal expansion coefficient of the sensor chip.
  • thermo-mechanical stress between the sensor chip and the housing body To reduce temperature changes occurring thermo-mechanical stress between the sensor chip and the housing body.
  • the sensor chip is a silicon-based sensor chip. That means
  • the sensor chip as the base material comprises silicon, in and / or on the functional areas
  • the sensor system is a so-called MEMS sensor system (MEMS: "microelectromechanical system”, microelectromechanical system).
  • MEMS microelectromechanical system
  • microelectromechanical system microelectromechanical system
  • the sensor system is as
  • Acceleration sensor, rotation rate sensor, magnetic sensor or pressure sensor is formed and has a for this purpose
  • the sensor chip so for example an acceleration sensor chip, rate of rotation chip, pressure sensor chip or magnetic sensor chip. If the sensor system is designed as a magnetic sensor, the sensor chip can in particular, for example, according to the principle of the AMR effect (AMR: "anisotropic
  • Giant magnetoresistance or the TMR effect ("tunnel magnetoresistance ", magnetic tunnel resistance) work and be set up for this purpose.
  • Expansion coefficient which is in the range of the material of the sensor chip, so in particular silicon, can be advantageously thermally induced mechanical
  • Ceramic material mullite so aluminum silicate, on.
  • the ceramic material of the housing body aluminum nitride, silicon carbide or
  • the ceramic housing body may also comprise a combination of said materials. Furthermore, the ceramic housing body can also consist of one or more of the ceramic materials mentioned.
  • the advantage of the sensor system described here lies in the monolithic design of the housing body with a suitable ceramic material such as the aforementioned. Thus, in comparison to the prior art, a significantly improved thermo-mechanical adaptation of the housing body to the sensor chip is possible.
  • Each of the mounting receptacles of the ceramic housing body can be recessed or alternatively made increased.
  • the signal processing chip can in particular be provided for this purpose and configured to detect an electrical signal of the sensor chip and further to be processed so that via electrical connections of the
  • the signal processing chip can be designed, for example, as an integrated circuit in the form of a single chip or also in the form of a plurality of electronic components, which are mounted, for example, in thick-film technology.
  • An electrical connection between the sensor chip and the signal processing chip can by printed conductors on and / or in the housing body and / or by
  • the sensor chip by means of a flexible connecting material over the entire surface or partially directly on the mounting receptacle of the ceramic
  • the flexible connection material can be formed in particular by a silicone adhesive or by an adhesive film without a carrier or by a double-sided adhesive film with an internal carrier, that is to say between two adhesive films.
  • the sensor chip is mounted directly on the mounting receptacle of the ceramic housing body by means of a rigid connecting material.
  • the rigid connecting material can be formed, for example, by an epoxy resin adhesive or more preferably by a glass solder or a metallic solder.
  • a Solder in particular a glass solder connection, can only be used if for the sensor chip and the
  • coefficient of thermal expansion can be used in the case of a silicon-based sensor chip so for the
  • Housing body materials such as preferably mullite or aluminum nitride, silicon nitride or silicon carbide. Only with the achievable very similar thermal
  • Expansion coefficients of the materials can be avoided in a fixed connection such as a glass solder connection thermally induced stresses in the sensor chip, which could affect the sensor signal.
  • the ceramic housing body For the production of the ceramic housing body, its three-dimensional and monolithic formation can take place by means of the ceramic injection molding technology. With this freely configurable geometries of the ceramic housing body are possible, for example, for forming the integrated one or more mounting receptacles for the sensor chip and
  • Feedstock which is a structural ceramic powder
  • mullite powder, aluminum nitride powder, silicon nitride powder or silicon carbide powder, and an organic binder comprises, or consists of, injected into a corresponding mold.
  • a green body produced in this way is subsequently subjected to a debinding process, which can be two-stage (aqueous, thermal or catalytic) or one-stage (thermal only), largely from
  • Housing dimensions which allow a simple and standardized assembly without additional system elements with low thermal expansion, a very high mechanical and chemical robustness and an extreme long-term stability.
  • Mounting recordings are made by punching ceramic films, which are joined together to form a ceramic green body.
  • a ceramic body produced via ceramic injection molding technology or HTCC multilayer technology is sintered to form the finished ceramic housing body at a suitable temperature profile and in a suitable atmosphere, in the case of mullite depending on the purity or sintering additive content, for example at 1500 ° C to 1750 ° C and preferably at 1600 ° C to 1750 ° C in air.
  • the sensor system has electrical connections to the electrical connection of at least the sensor chip. Furthermore, the electrical
  • connections form the external terminal of the sensor system.
  • the electrical connections can be formed on and / or in the ceramic housing body and comprise one or more of the following elements: conductor tracks, wiring supports, metallic vias, bonding wires.
  • the electrical connections can, for example
  • Mounting receptacle for the sensor chip is, partially flat running, so that by means of inexpensive screen printing technology or sputtering technology tracks can be deposited. Furthermore is also a
  • parts of the electrical connections may be passed through the ceramic housing in the form of vias in order to electrically connect mutually attached conductor tracks to one another.
  • Wiring carrier or be designed as such or have a combination of a directly applied thick or thin layer metallization with a wiring carrier or consist thereof.
  • the wiring carrier can be electrically contacted externally, for example via solder joints.
  • the wiring carrier may be a rigid or flexible
  • Printed circuit board, a lead frame or a be at least partially covered with plastic stamped grid.
  • ceramic body can be made by snapping, crimping or clamping into appropriate structures
  • the sensor chip can be connected to the electrical connections and / or to a signal processing chip, for example by means of
  • the sensor system has a lid which rests on the housing body over the
  • the lid may, for example, plastic, metal or a
  • Wiring carrier which may form at least a portion of the electrical connections, recesses through which engage the parts of the housing body and / or the lid or reach through to lock the wiring board or fasten.
  • the housing body has recesses in which engage or pass through corresponding parts of the cover and / or a wiring carrier which forms at least part of the electrical connections engage, so that a mechanical lock for attaching the lid and / or the wiring substrate is formed.
  • the lid may alternatively also on the housing body
  • the senor chip and / or a signal processing chip is at least partially covered with a polymer potting compound.
  • the sensor chip and / or a signal processing chip is at least partially covered with a polymer potting compound.
  • the polymer potting a protection of
  • the polymer potting may form a cover which forms at least part of an outside of the
  • Pressure sensor system forms. Alternatively, the
  • Polymer Verguss be arranged under a lid.
  • the polymer potting may additionally or alternatively also cover parts of the housing body or the electrical connections.
  • the polymer potting can furthermore be arranged at a distance from the lid.
  • the lid may have a recess in which the sensor chip is arranged, wherein the polymer potting does not completely fill the recess of the lid in this case.
  • the sensor system has a plurality of sensor chips on mounting receptacles of the ceramic housing body. Alternatively or additionally, a plurality of signal processing chips may also be provided. According to a preferred embodiment, the
  • At least one silicon-based sensor chip at least one silicon-based sensor chip, a ceramic housing body made in monolithic
  • Sensor system additionally one or more of the following components:
  • At least one signal processing chip which is arranged on at least one mounting receptacle of the housing body and which is preferably connected directly to the housing body, and
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a sensor system according to an embodiment
  • FIGS. 1A to 2G are schematic representations of
  • FIGS. 3A to 3F are schematic representations of
  • FIG. 1 shows a sensor system according to FIG.
  • Embodiment shown having a sensor chip 1, which on a mounting receptacle 20 of a ceramic
  • Housing body 2 is mounted.
  • the mounting receptacle 20 is through a recess of the housing body 2 on a
  • Mounting side of the housing body 2 is formed.
  • the mounting receptacle 20 may be formed, for example, as a survey instead of a depression.
  • the mounting of the sensor chip 1 on the mounting receptacle 20 of the ceramic housing body 2 is carried out by a connecting material 3, so that the sensor chip 1 is mounted directly on the housing body 2.
  • the sensor chip 1 is a silicon-based sensor chip
  • Magnetic field is provided and formed.
  • the housing body 2 is formed in three dimensions and is monolithic. In particular, to produce the ceramic housing body 2, a green body is produced which already has the shape of the final housing body 2
  • the production of the housing body 2 is particularly preferably carried out by means of ceramic injection molding technology, as described in the general part, whereby freely configurable geometries and, for example, a targeted design of the integrated mounting receptacle 20 for the sensor chip 1 is possible.
  • the shape of the housing body 2 according to the representation in FIG. 1 is to be understood purely by way of example and may have further geometric features and surface structures or shapes which may be used, for example, to accommodate further ones
  • the ceramic housing body 2 can also be produced, for example, by means of HTCC multilayer technology.
  • Housing body 2 are sintered.
  • Sinteradditivanteil be sintered, for example, in a temperature range of 1500 ° C to 1750 ° C in air.
  • the ceramic housing body 2 a is formed from the ceramic housing body 2 a.
  • the thermal Expansion coefficient which is adapted to the thermal expansion coefficient of the sensor chip 1. This means in particular that the thermal Expansion coefficients of the sensor chip 1 and of the housing body 2 by less than 30%, preferably by less than 20% and particularly preferably by less than 10%
  • Expansion coefficients in a temperature range of greater than or equal to -40 ° C and less than or equal to 150 ° C and preferably in a temperature range of greater than or equal to -50 ° C and less than or equal to 200 ° C be adapted to each other. This can ensure that at
  • the ceramic material with a thermal expansion coefficient which is in the range of silicon, which is used as a basic chip material of the sensor chip 1, advantageously thermally induced mechanical stresses that could lead to a falsification of the sensor signal, significantly reduce or even completely avoid.
  • a rigid connecting material 3 for example an epoxy resin adhesive, a glass solder or a metallic solder, can be used with particular preference. Particularly advantageous is the connection of the sensor chip 1 to the ceramic
  • Housing body 2 by means of a glass solder or a
  • Housing dimensions can be achieved. As a result, a simple and standardized installation of the sensor chip 1 without additional system elements is possible, while a low thermal expansion, a very high mechanical and
  • Embodiment in Figure 1 show. The following Description is therefore limited mainly to the differences from the previously described embodiment.
  • Sensor system shown in addition to the sensor chip 1 on the housing body 2 has a signal processing chip 7 on another mounting receptacle 20 of the ceramic housing body 2, wherein the mounting receptacle 20 for the sensor chip 1 and the signal processing chip 7 are each formed by depressions.
  • the sensor system may also include a plurality of sensor chips 1 and / or of
  • Signal processing chips 7 have.
  • the sensor chip 1 and the signal processing chip 7 are each mounted directly on the housing body 2 by means of a connecting material, not shown in the following figures for the sake of clarity, as described in connection with FIG. 1 and in the general part.
  • the sensor system shown in connection with FIGS. 2A to 2G has electrical connections 4, one
  • Figures 2A and 2B show the sensor system in a sealed by means of the lid 6 state of the top and bottom, while the figure 2C a
  • FIG. 2F shows a detailed view of such a device
  • the sensor system has parts of a wiring carrier 41, conductor tracks 42,
  • Signal Processing chip 7 are electrically conductively connected and it can also be provided an external electrical connection of the sensor system.
  • the conductor tracks 42 may, for example, on the ceramic housing body 2 by metallization as
  • Housing body 2 for this purpose at least partially planar running, so that the conductor tracks 42 by means
  • the sensor chip 1 and the signal processing chip 7 are electrically connected to conductor tracks 42.
  • the parts of which are soldered by means of solder 43 on corresponding contact points of the tracks 42 and protrudes from the closed by means of the cover 6 housing body 2, so that the sensor system by soldering the
  • Wiring carrier 41 can be electrically connected.
  • the wiring carrier 41 may, for example, a rigid or flexible circuit board, a stamped grid, so called a leadframe, or at least partially with
  • Wiring carrier 41 can be mounted on the conductor tracks 42 and further, for example, on parts of the housing body 2, the wiring support 41 also by means of
  • Gluing be attached. Furthermore, a direct mounting of the wiring substrate 41 on the ceramic housing body 2 by means of snapping, pressing or clamping in corresponding structures of the ceramic body 2 done. Such structures can be made with the above-described method along with the other three-dimensional housing features of the housing body. For example, it is also possible for the wiring support 41 to have recesses through which parts of the ceramic body 2 and / or the cover 6 engage to lock the wiring support 41
  • the lid 6 is used to seal the mounting side of the ceramic base body 2, on which the sensor chip. 1
  • the lid 6 may for example
  • the lid 6 is made in particular of a plastic material.
  • the housing body. 2 For fixing the cover 6 on the housing body 2, the housing body. 2
  • the cover 6 has a recess which extends over the mounting side of the housing body 2.
  • Recess of the lid 6 is at least on parts of the
  • a polymer grout 5 is arranged, which can serve to protect or stabilize the covered areas or elements.
  • the Polymerverguss 5 can be arranged spaced from the cover 6, so that the recess of the lid 6 is not completely filled with the polymer.
  • the bonding wire connections may be covered with a polymer for stabilizing them.
  • the embodiment shown the
  • Pressure sensor system also have only a Polymerverguss 5 and no lid.
  • the polymer potting 5 can provide protection of the covered parts and components from the environment.
  • the Polymerverguss 5 form a cover which forms at least part of an outer side of the pressure sensor system.
  • FIGS. 3A and 3B again show views of the top and the bottom of the sensor system, while FIG. 3C is a sectional view through the sensor system.
  • FIG. 3D shows the sensor system with lid 6 open, while FIG. 3E shows a detailed view of the device
  • FIG. 3F shows an exploded view of the sensor system. Compared to the previous embodiment, the
  • Sensor system according to the embodiment of Figures 3A to 3F a housing body 2 with mounting seats 20 which are formed as elevations.
  • mounting seats 20 On the mounting seats 20 are in each case a sensor chip 1 and a signal processing chip 7 are arranged, which are electrically contacted to one another via bonding wires 44. To protect the bonds on the chips 1, 7, these are each with its own
  • the electrical connections 4 have, in comparison to the previous exemplary embodiment, parts of a wiring carrier 41 and printed conductors 42 on the underside of the housing body 2 facing away from the mounting side. An electrical contact with the chips 1, 7 via metallic vias 45, which extend through the housing body 2 from the bottom to the mounting seats 20 therethrough.
  • a thick-film metallization 72 is provided on the housing body 2, which is used for soldering the lid 6 with the
  • Housing body 2 is used.
  • the lid 6, for example, by means of an adhesive on the
  • Housing body 2 are attached.

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Abstract

Es wird ein Sensorsystem mit einem Sensorchip (1) angegeben, der auf einer Montageaufnahme (20) eines keramischen Gehäusekörpers (2) montiert ist, wobei der Gehäusekörper (2) dreidimensional ausgeformt und monolithisch ausgebildet ist und durch ein Keramikmaterial mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gebildet wird, der in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -40°C und kleiner oder gleich 150°C um weniger als 30% vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips (1) abweicht.

Description

Beschreibung
SENSORSYSTEM MIT KERAMISCHEM GEHÄUSE Es wird ein Sensorsystem mit einem Sensorchip angegeben.
Ständig steigende Anforderungen an Sensorsysteme wie
beispielsweise Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Magnetsensoren und Drucksensoren hinsichtlich der Genauigkeit und Driftfreiheit sowie hinsichtlich der mechanischen
Robustheit in Bezug auf Vibrationen und Schock erfordern eine besondere Abstimmung der sensitiven Elemente, der
Signalverarbeitung und der Gehäusekomponenten, wobei letztere im Folgenden auch als „Packaging" bezeichnet werden können. Gleichzeitig ist es erforderlich, dass solche Systeme durch eine kostengünstige Fertigung herstellbar sind und eine reduzierte Systemkomplexität aufweisen. Insbesondere stellt der thermomechanische Stress zwischen den Komponenten eine besondere Herausforderung dar.
Im Stand der Technik werden stresssensitive Sensorelemente üblicherweise nur einseitig mit dem Packaging fest verbunden und in einer Kavität verschlossen montiert. Die Befestigung erfolgt dabei üblicherweise durch einseitiges Verkleben oder Verlöten.
Für eine ausreichende mechanische Stabilität und zum Schutz des eigentlichen Sensors gegen äußere Einflüsse sowie zur Vermeidung von Korrosion durch aggressive Medien erfolgt der Einbau in einem Gehäuse, das üblicherweise aus Kunststoff oder aus einem Materialverbund mit Kunststoff, Keramik, Glas und/oder Metall besteht. Das Gehäuse kann beispielsweise als sogenanntes Cavity-Package ausgebildet sein, also als Gehäuse, das eine Montageplatte mit einer am Rand umlaufenden Seitenwand aufweist, die eine Kavität bilden. Für den
elektrischen Anschluss sind Lötkontakte, Steckkontakte und/oder Leitungszuführungen in das Gehäuse integriert.
Geeignete Abdichtungen solcher Systeme erfolgen unter
Verwendung von Verschweißungen, Loten, Dichtungen,
Vergussmaterialien und/oder Klebstoffen.
Stand der Technik sind übliche Gehäuse wie
- kunststoffumspritzte Stanzgittergehäuse mit mittels eines weichen Klebstoffs eingeklebten sensitiven Elementen und Bonddrahtkontaktierung,
- HTCC-Cavity-Packages (HTCC: „high temperature cofired
ceramics", Hochtemperatur-Mehrlagenkeramik) beispielsweise auf Basis von Aluminiumoxid mit weich eingeklebten
sensitiven Elementen und Bonddrahtkontaktierung,
- HTCC-Cavity-Packages beispielsweise auf Basis von
Aluminiumoxid mit auf den elektrischen Zuleitungen fest verbundenen sensitiven Elementen (Flip-Chip-Bump- Technologie) ,
- flache keramische Träger beispielsweise aus Aluminiumoxid mit oben aufliegenden sensitiven Elementen, wobei eine Kavität durch einen Deckel gebildet wird. Es kann jedoch vorkommen, dass organische Klebeverbindungen zwischen den Sensorelementen und dem Packaging eine
Schwachstelle in Bezug auf die Langzeitstabilität darstellen. Kunststoffgehäuse sind darüber hinaus inkompatibel zu
alternativen Fügetechnologien wie beispielsweise
Verschweißungen und Lötverbindungen. Deshalb bestehen die meisten Sensorsysteme im Stand der Technik aus
Materialkombinationen, die wiederum zusätzliche Verbindungen erfordern und die Systeme sehr komplex gestalten. Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Sensorsystem mit einem Sensorchip in einem Gehäuse anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem
unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Sensorsystem, insbesondere ein keramisches gekapseltes Sensorsystemen, bereitgestellt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Sensorsystem einen Sensorchip auf, der auf einer Montageaufnahme eines keramischen Gehäusekörpers montiert ist. Der Gehäusekörper ist aus einem Keramikmaterial hergestellt, das
dreidimensional ausgeformt und monolithisch ausgebildet ist. Dreidimensional ausgeformt bedeutet hier und im Folgenden, dass der Gehäusekörper nicht durch einen flachen keramischen Träger gebildet wird, also beispielsweise durch ein
Keramiksubstrat in Form einer Keramikplatte, sondern eine nicht-ebene dreidimensionale Oberflächentopographie auf der Montageseite aufweist, auf der der Sensorchip montiert ist. Insbesondere weist der Keramikkörper auf der Seite, auf der der Sensorchip aufgebracht ist, also auf der Seite mit der Montageaufnahme, eine dreidimensionale Oberflächenstruktur auf, in der beispielsweise die Montageaufnahme als Erhebung oder Vertiefung in einer Montagefläche ausgebildet ist.
Monolithisch ausgebildet bedeutet hier und im Folgenden, dass der Gehäusekörper nicht aus einem Verbund mehrerer vorgefertigter Keramikteile hergestellt ist, sondern durch einen einzelnen einstückig ausgebildeten Keramikkörper gebildet wird, der in seiner dreidimensionalen Form an die Anforderungen des Sensorsystems angepasst ist. Das kann insbesondere auch bedeuten, dass der Gehäusekörper nicht nur mit einer Montageaufnahme für den Sensorchip, sondern auch mit einer oder mehreren weiteren Montageaufnahmen für weitere Sensorchips und/oder für andere elektronische Bauteile wie beispielsweise Signalverarbeitungschips und/oder mit
mechanischen Befestigungsteilen, wie beispielsweise
Erhebungen oder Vertiefungen in Form von Rastnasen oder
Verankerungsstrukturen, ausgebildet ist.
Insbesondere ist der Gehäusekörper dasjenige Bauteil des Sensorsystems, auf dem der Sensorchip sowie gegebenenfalls weitere elektronische Komponenten wie beispielsweise eine Signalverarbeitungselektronik montiert sind. Montiert
bedeutet hier und im Folgenden, dass der Sensorchip sowie gegebenenfalls weitere elektronische Komponenten direkt, das bedeutet jeweils mittels einem Verbindungsmaterial, auf entsprechend dafür vorgesehenen Montageaufnahmen des
Gehäusekörpers befestigt sind. Der Gehäusekörper kann
weiterhin das einzige Bauteil und insbesondere das einzige keramische Bauteil des Sensorsystems sein, auf dem die elektronischen und elektrischen Komponenten, also
beispielsweise Chips, Schaltkreise und elektrische
Anschlüsse, montiert bzw. aufgebracht sind.
Mit Hilfe geeigneter, weiter unten ausführlicher
beschriebener Herstellverfahren für den Gehäusekörper wie beispielsweise der keramischen Spritzgusstechnologie oder der HTCC-Mehrlagentechnik können auch sehr komplexe, an
Sensoranforderungen angepasste keramische Gehäusebauformen präzise und reproduzierbar mit einer hohen mechanischen
Festigkeit hergestellt werden. Dadurch, dass der
Gehäusekörper mit seiner dreidimensionalen Form monolithisch ausgebildet ist, kann weiterhin die Komplexität des
Sensorsystems reduziert werden. Die Reduzierung der
Systemkomplexität aufgrund der monolithischen Ausführung des Gehäusekörpers insbesondere auch durch eine Vereinigung mehrer Systemkomponenten in einem einzigen Bauteil, die im Stand der Technik üblicherweise zu einem Verbund
zusammengefügt werden müssen, führt zusätzlich auch zu einer Material- und Kosteneinsparung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
Keramikmaterial des Gehäusekörpers einen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten auf, der in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -40°C und kleiner oder gleich 150°C um weniger als 30 % vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips abweicht. Mit anderen Worten ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des keramischen Gehäusekörpers an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips
angepasst. Insbesondere können die thermischen
Ausdehnungskoeffizienten des Gehäusekörpers und des
Sensorchips auch in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -50°C und kleiner oder gleich 200°C aneinander
angepasst sein und um weniger als 30 % voneinander abweichen. Je kleiner der Unterschied zwischen den thermischen
Ausdehnungskoeffizienten des Gehäusekörpers und des
Sensorchips ist, desto geringere thermomechanische Spannungen können im Sensorsystem zwischen dem Sensorchip und dem keramischen Gehäusekörper auftreten. Darum kann es besonders vorteilhaft sein, wenn in einem der genannten
Temperaturbereiche die thermischen Ausdehnungskoeffizienten um weniger als 20 % und bevorzugt um weniger als 10 %
voneinander abweichen.
Das hier beschriebene Sensorsystem zeichnet sich somit insbesondere dadurch aus, dass der thermische
Ausdehnungskoeffizient des Gehäusekörpers an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips angepasst ist. Durch eine geeignete Wahl des keramischen Werkstoffs für den das Packaging bildenden Gehäusekörper ist es möglich, durch
Temperaturänderungen auftretenden thermomechanischen Stress zwischen dem Sensorchip und dem Gehäusekörper zu reduzieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensorchip ein auf Silizium basierender Sensorchip. Das bedeutet
insbesondere, dass der Sensorchip als Grundmaterial Silizium aufweist, in und/oder auf dem funktionale Bereiche
ausgebildet und/oder aufgebracht sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Sensorsystem als sogenanntes MEMS-Sensorsystem (MEMS : „micro-electro- mechanical System", mikroelektromechanisches System)
ausgebildet. Beispielsweise ist das Sensorssystem als
Beschleunigungssensor, Drehratensensor, Magnetsensor oder Drucksensor ausgebildet und weist einen hierfür
eingerichteten Sensorchip auf, also beispielsweise einen Beschleunigungssensorchip, Drehratenchip, Drucksensorchip oder Magnetsensorchip. Ist das Sensorssystem als Magnetsensor ausgebildet, kann der Sensorchip insbesondere beispielsweise nach dem Prinzip des AMR-Effekts (AMR: „anisotropic
magnetoresistance" , anisotroper magnetoresistiver Effekt) , des GMR-Effekts (GMR: „giant magnetoresistance" ,
Riesenmagnetowiderstand) oder des TMR-Effekts („tunnel magnetoresistance", magnetischer Tunnelwiderstand) arbeiten und hierzu eingerichtet sein.
Durch eine geeignete Wahl des keramischen Materials des Gehäusekörpers mit einem thermischen
Ausdehnungskoeffizienten, der im Bereich des Materials des Sensorchips, also insbesondere Silizium, liegt, lassen sich vorteilhafterweise thermisch induzierte mechanische
Spannungen, die zu einer Verfälschung des Sensorsignals führen können, stark reduzieren oder sogar ganz vermeiden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
Keramikmaterial Mullit, also Aluminiumsilikat, auf. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass das Keramikmaterial des Gehäusekörpers Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid oder
Siliziumnitrid aufweist. Der keramische Gehäusekörper kann auch eine Kombination der genannten Materialien aufweisen. Weiterhin kann der keramische Gehäusekörper auch aus einem oder mehreren der genannten Keramikmaterialien bestehen. Der Vorteil des hier beschriebenen Sensorsystems liegt in der monolithischen Ausführung des Gehäusekörpers mit einem geeigneten keramischen Material wie dem vorgenannten. Somit ist im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich verbesserte thermomechanische Anpassung des Gehäusekörpers an den Sensorchip möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf einer weiteren Montageaufnahme des Gehäusekörpers ein
Signalverarbeitungschip montiert. Jede der Montageaufnahmen des keramischen Gehäusekörpers kann vertieft oder alternativ auch erhöht ausgeführt sein. Der Signalverarbeitungschip kann insbesondere dazu vorgesehen und derart ausgeführt sein, ein elektrisches Signal des Sensorchips zu detektieren und weiter zu verarbeiten, sodass über elektrische Anschlüsse des
Sensorsystems ein Messsignal ausgegeben werden kann. Der Signalverarbeitungschip kann beispielsweise als integrierter Schaltkreis in Form eines einzelnen Chips oder auch in Form von mehreren elektronischen Komponenten, die beispielsweise in Dickschichttechnologie montiert sind, ausgebildet sein. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip und dem Signalverarbeitungschip kann durch Leiterbahnen auf dem und/oder in dem Gehäusekörper und/oder durch
Bonddrahtverbindungen gegeben sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensorchip mittels eines flexiblen Verbindungsmaterials ganzflächig oder partiell direkt auf der Montageaufnahme des keramischen
Gehäusekörpers montiert. Das flexible Verbindungsmaterial kann insbesondere durch einen Silikonklebstoff oder durch einen Klebefilm ohne Träger oder durch eine doppelseitige Klebefolie mit einem innen liegenden, also zwischen zwei Klebefilmen liegenden Träger gebildet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensorchip mittels eines starren Verbindungsmaterials direkt auf der Montageaufnahme des keramischen Gehäusekörpers montiert. Das starre Verbindungsmaterial kann beispielsweise durch einen Epoxidharzklebstoff oder besonders bevorzugt durch ein Glaslot oder ein metallisches Lot gebildet werden.
Besonders vorteilhaft erfolgt die Verbindung des Sensorchips zum keramischen Gehäusekörper über ein Glaslot oder ein
Metalllot. Dadurch können Veränderungen des Sensorsignals und der mechanischen Verbindung zwischen dem Sensorchip und dem Gehäusekörper, wie sie durch das Alterungsverhalten von
Polymeren hervorgerufen werden, vermieden werden. Eine Lotverbindung, insbesondere eine Glaslotverbindung, kann nur eingesetzt werden, wenn für den Sensorchip und den
keramischen Gehäusekörper Materialien mit ähnlichen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten verwendet werden, im Falle eines Silizium basierten Sensorchips also für den
Gehäusekörper Materialien wie bevorzugt Mullit oder auch Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid. Nur mit den dadurch erreichbaren sehr ähnlichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten der Materialien lassen sich bei einer festen Verbindung wie einer Glaslotverbindung thermisch induzierte Verspannungen im Sensorchip, die sich auf das Sensorsignal auswirken könnten, vermeiden.
Zur Herstellung des keramischen Gehäusekörpers kann dessen dreidimensionale und monolithische Ausbildung mittels der keramischen Spritzgusstechnologie erfolgen. Mit dieser sind frei gestaltbare Geometrien des keramischen Gehäusekörpers möglich, beispielsweise zur Ausformung der integrierten einen oder mehreren Montageaufnahmen für den Sensorchip und
gegebenenfalls für den Signalverarbeitungschip. Durch die anpassbare Gehäuseform mit den Kavitäten oder Erhebungen zur Aufnahme der Sensor- sowie Auswertechips können
unterschiedliche Chips eingesetzt werden. Weiterhin ist auch eine Miniaturisierung des Sensorsystems möglich.
Bei der keramischen Spritzgusstechnologie wird ein
keramisches Rohmaterial, ein sogenannter keramischer
Feedstock, das ein strukturkeramisches Pulver,
vorteilhafterweise Mullitpulver, Aluminiumnitridpulver, Siliziumnitridpulver oder Siliziumcarbidpulver, und ein organischen Bindemittel, aufweist oder daraus besteht, in eine entsprechende Form gespritzt. Ein derart hergestellter Grünkörper wird anschließend in einem Entbinderungsprozess , der zweistufig (wässrig, thermisch bzw. katalytisch) oder einstufig (nur thermisch) sein kann, weitgehend vom
organischen Anteil befreit. Nachfolgend werden die
entbinderten Körper gesintert.
Der Vorteil von keramischen Spritzgusskörpern liegt
insbesondere in der sehr präzisen Ausführung der
Gehäusedimensionen, die eine einfache und standardisierte Montage ohne zusätzliche Systemelemente bei gleichzeitig geringer Wärmedehnung, einer sehr hohen mechanischen und chemischen Robustheit sowie einer extremen Langzeitstabilität ermöglichen .
Alternativ kann die Herstellung des keramischen
Gehäusekörpers in der dreidimensionalen und monolithischen Ausbildung über HTCC-Mehrlagentechnologie erfolgen. Die
Strukturierung des Gehäuses beispielsweise für die
Montageaufnahmen erfolgt dabei durch Stanzen von keramischen Folien, die zu einem keramischen Grünkörper zusammengefügt werden.
Ein über keramische Spritzgusstechnologie oder HTCC- Mehrlagentechnologie hergestellter keramischer Körper wird zur Ausbildung des fertigen keramischen Gehäusekörpers bei einem geeigneten Temperaturprofil und in einer geeigneten Atmosphäre gesintert, im Falle von Mullit je nach Reinheit bzw. Sinteradditivanteil beispielsweise bei 1500°C bis 1750°C und bevorzugt bei 1600°C bis 1750°C in Luft. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sensorsystem elektrische Anschlüsse zum elektrischen Anschluss zumindest des Sensorchips auf. Weiterhin können die elektrischen
Anschlüsse den externen Anschluss des Sensorsystems bilden. Die elektrischen Anschlüsse können auf und/oder im keramischen Gehäusekörper ausgebildet sein und eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: Leiterbahnen, Verdrahtungsträger, metallische Vias, Bonddrähte.
Die elektrischen Anschlüsse können beispielsweise
Leiterbahnen aufweisen oder daraus bestehen, die direkt auf dem keramischen Gehäusekörper mittels
Metallisierungsverfahren wie beispielsweise Dick- oder
Dünnschichttechnik aufgebracht sind. Vorteilhafterweise ist die Montageseite des Gehäusekörpers, auf der sich die
Montageaufnahme für den Sensorchip befindet, bereichsweise ebenflächig ausgeführt, so dass mittels kostengünstiger Siebdrucktechnik oder Sputtertechnologie Leiterbahnen abgeschieden werden können. Weiterhin ist auch eine
dreidimensionale Ausführung der Leiterbahnen beispielsweise mittels Tampondruck oder Dispensen möglich.
Weiterhin können Teile der elektrischen Anschlüsse durch das keramische Gehäuse in Form von Vias hindurchgeführt sein, um beidseitig angebrachte Leiterbahnen miteinander elektrisch zu verbinden .
Weiterhin können die elektrischen Anschlüsse einen
Verdrahtungsträger aufweisen oder als ein solcher ausgeführt sein oder eine Kombination einer direkt aufgebrachten Dickoder Dünnschichtmetallisierung mit einem Verdrahtungsträger aufweisen oder daraus bestehen. Der Verdrahtungsträger kann beispielsweise über Lötverbindungen von extern elektrisch kontaktiert werden.
Der Verdrahtungsträger kann eine starre oder flexible
Leiterplatte, ein Stanzgitter („lead frame") oder ein zumindest teilweise mit Kunststoff umhülltes Stanzgitter sein. Eine direkte Montage des Verdrahtungsträgers am
keramischen Grundkörper kann beispielsweise durch Einrasten, Verpressen oder Klemmen in entsprechende Strukturen im
Grundkörper erfolgen. Weiterhin kann auch eine Befestigung des Verdrahtungsträgers über direktes Löten, beispielsweise Weichlöten, Hartlöten, Glaslöten, Aktivlöten, oder Kleben auf den Grundkörper und/oder auf Leiterbahnen erfolgen. Der Sensorchip kann an den elektrischen Anschlüssen und/oder an einem Signalverarbeitungschip beispielsweise mittels
Bonddrähten oder durch eine direkte Montage auf Leiterbahnen elektrisch angeschlossen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sensorsystem einen Deckel auf, der auf dem Gehäusekörper über dem
Sensorchip befestigt ist. Durch den Deckel kann die
Montageseite des Gehäusekörpers, also die Seite mit dem
Sensorchip, verschlossen bzw. verkapselt werden. Der Deckel kann beispielsweise Kunststoff, Metall oder ein
Keramikmaterial aufweisen oder daraus sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein
Verdrahtungsträger, der zumindest einen Teil der elektrischen Anschlüsse bilden kann, Aussparungen auf, durch die Teile des Gehäusekörpers und/oder des Deckels eingreifen oder hindurch greifen, um den Verdrahtungsträger zu arretieren bzw. zu befestigen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Gehäusekörper Aussparungen auf, in die entsprechende Teile des Deckels und/oder eines Verdrahtungsträgers, der zumindest einen Teil der elektrischen Anschlüsse bildet, eingreifen oder hindurch greifen, so dass eine mechanische Arretierung zur Befestigung des Deckels und/oder des Verdrahtungsträgers gebildet wird.
Der Deckel kann alternativ auch auf dem Gehäusekörper
aufgeklebt oder aufgelötet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensorchip und/oder ein Signalverarbeitungschip zumindest teilweise mit einem Polymerverguss bedeckt. Insbesondere kann der
Sensorchip mittels Bonddrahtverbindungen elektrisch
kontaktiert sein, die mit dem Polymerverguss bedeckt sind. Insbesondere kann der Polymerverguss einen Schutz der
bedeckten Teile und Komponenten gegenüber der Umgebung bilden. Hierzu kann der Polymerverguss eine Abdeckung bilden, die zumindest einen Teil einer Außenseite des
Drucksensorsystems bildet. Alternativ hierzu kann der
Polymerverguss auch unter einem Deckel angeordnet sein. Der Polymerverguss kann dabei zusätzlich oder alternativ auch Teile des Gehäusekörpers oder der elektrischen Anschlüsse bedecken. Der Polymerverguss kann weiterhin vom Deckel beabstandet angeordnet sein. Beispielsweise kann der Deckel eine Vertiefung aufweisen, in der der Sensorchip angeordnet ist, wobei der Polymerverguss in diesem Fall die Vertiefung des Deckels nicht ganz ausfüllt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sensorsystem eine Mehrzahl von Sensorchips auf Montageaufnahmen des keramischen Gehäusekörpers auf. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Signalverarbeitungschips vorgesehen sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das
Sensorsystem die folgenden Komponenten auf:
- mindestens ein siliziumbasierter Sensorchip, - ein keramischer Gehäusekörper, der in monolithischer
Ausführung ausgebildet ist und der mindestens eine
Montageaufnahme für den mindestens einen Sensorchip aufweist, wobei der mindestens eine Sensorchip direkt mit dem keramischen Gehäusekörper verbunden ist, und
- elektrische Anschlüsse.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das
Sensorsystem zusätzlich eines oder mehrere der folgenden Komponenten auf:
- mindestens ein Signalverarbeitungschip, der auf mindestens einer Montageaufnahme des Gehäusekörpers angeordnet ist und der bevorzugt direkt mit dem Gehäusekörper verbunden ist, und
- ein Deckel.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 2A bis 2G schematische Darstellungen von
verschiedenen Ansichten eines Sensorsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
Figuren 3A bis 3F schematische Darstellungen von
verschiedenen Ansichten eines Sensorsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Sensorsystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel gezeigt, das einen Sensorchip 1 aufweist, der auf einer Montageaufnahme 20 eines keramischen
Gehäusekörpers 2 montiert ist. Die Montageaufnahme 20 ist durch eine Vertiefung des Gehäusekörpers 2 auf einer
Montageseite des Gehäusekörpers 2 gebildet. Alternativ dazu kann die Montageaufnahme 20 beispielsweise auch als Erhebung anstelle einer Vertiefung ausgebildet sein. Die Montage des Sensorchips 1 auf der Montageaufnahme 20 des keramischen Gehäusekörpers 2 erfolgt durch ein Verbindungsmaterial 3, sodass der Sensorchip 1 direkt auf dem Gehäusekörper 2 montiert ist.
Der Sensorchip 1 ist als siliziumbasierter Sensorchip
ausgebildet, der beispielsweise zur Messung einer
Beschleunigung, einer Drehrate, eines Drucks oder eines
Magnetfelds vorgesehen und ausgebildet ist.
Der Gehäusekörper 2 ist dreidimensional ausgeformt und ist monolithisch ausgebildet. Insbesondere wird zur Herstellung des keramischen Gehäusekörpers 2 ein Grünkörper hergestellt, der bereits die Form des endgültigen Gehäusekörpers 2
aufweist und der in dieser Form je nach Material getrocknet und/oder entbindert sowie gesintert wird. Die Herstellung des Gehäusekörpers 2 erfolgt besonders bevorzugt mittels keramischer Spritzgusstechnologie, wie im allgemeinen Teil beschrieben ist, wodurch frei gestaltbare Geometrien und beispielsweise eine gezielte Ausbildung der integrierten Montageaufnahme 20 für den Sensorchip 1 möglich ist. Die Form des Gehäusekörpers 2 gemäß der Darstellung in Figur 1 ist rein exemplarisch zu verstehen und kann weitere geometrische Merkmale und Oberflächenstrukturen oder Formen aufweisen, die beispielsweise zur Aufnahme weiterer
elektronischer Bauteile, elektrischer Kontakte, eines Deckels oder zur Montage des Sensorsystems vorgesehen sein können.
Alternativ zur keramischen Spritzgusstechnologie kann der keramische Gehäusekörper 2 beispielsweise auch mittels HTCC- Mehrlagentechnologie hergestellt werden. Eine Strukturierung des Gehäusekörpers, beispielsweise zur Herstellung der
Montageaufnahme 20, erfolgt hierbei durch Stanzen von
keramischen Folien, die anschließend zur Herstellung eines Grünkörpers verpresst und zur Fertigstellung des
Gehäusekörpers 2 versintert werden.
Wird beispielsweise Mullit als Keramikmaterial für den keramischen Gehäusekörper 2 verwendet, kann der mittels
Spritzgusstechnologie oder HTCC-Mehrlagentechnologie
hergestellte Grünkörper je nach Reinheit und je nach
Sinteradditivanteil beispielsweise in einem Temperaturbereich von 1500°C bis 1750°C in Luft gesintert werden.
Insbesondere weist der keramische Gehäusekörper 2 ein
Keramikmaterial auf, das einen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips 1 angepasst ist. Das bedeutet insbesondere, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips 1 und des Gehäusekörpers 2 um weniger als 30 %, bevorzugt um weniger als 20 % und besonders bevorzugt um weniger als 10 %
voneinander abweichen. Insbesondere können die
Ausdehnungskoeffizienten in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -40°C und kleiner oder gleich 150°C und bevorzugt in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -50°C und kleiner oder gleich 200°C aneinander angepasst sein. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei
typischen Betriebstemperaturen des Sensorsystems die
thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips 1 und des Gehäusekörpers 2 möglichst wenig voneinander abweichen.
Als besonders vorteilhaft hat sich als Keramikmaterial für den keramischen Gehäusekörper 2 Mullit, also
Aluminiumsilikat, erwiesen. Alternativ hierzu kann das
Keramikmaterial des Gehäusekörpers 2 auch Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid aufweisen oder aus einem oder mehreren der genannten Keramikmaterialien bestehen.
Durch eine geeignete Wahl des Keramikmaterials mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der im Bereich des Siliziums liegt, das als grundlegendes Chipmaterial des Sensorchips 1 verwendet wird, lassen sich vorteilhafterweise thermisch induzierte mechanische Spannungen, die zu einer Verfälschung des Sensorsignals führen könnten, deutlich reduzieren oder sogar ganz vermeiden. Durch die monolithische Ausführung des Gehäusekörpers 2, der im Vergleich zum Stand der Technik eine Vereinigung mehrerer Systemkomponenten in einem einzigen Bauteil darstellt, kann die Systemkomplexität des Sensorsystems deutlich reduziert werden, was im Vergleich zum Stand der Technik zu einer Material- und Kosteneinsparung führt . Durch die Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips 1 und des Gehäusekörpers 2 aneinander kann besonders bevorzugt ein starres Verbindungsmaterial 3, beispielsweise ein Epoxidharzklebstoff, ein Glaslot oder ein metallisches Lot, verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist die Verbindung des Sensorchips 1 zum keramischen
Gehäusekörper 2 mittels eines Glaslots oder eines
metallischen Lots. Derartige Verbindungsmaterialien weisen im Gegensatz zu Polymeren kein für diese typisches
Alterungsverhalten auf, wodurch Veränderungen des
Sensorsignals und der mechanischen Verbindung vermieden werden können. Da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips 1 und des Gehäusekörpers 2 aneinander
angepasst sind, kann trotz einer festen direkten Verbindung zwischen dem Sensorchip 1 und dem Gehäusekörper 2 durch das Verbindungsmaterial 3 die Ausbildung thermisch induzierter Verspannungen im Sensorchip 1, die sich auf das Sensorsignal auswirken könnten, vermieden werden. Insbesondere im Falle von einem keramischen Gehäusekörper 2, der mittels keramischer Spritzgusstechnologie hergestellt wird, kann eine sehr präzise Ausführung der
Gehäusedimensionen erreicht werden. Hierdurch ist eine einfache und standardisierte Montage des Sensorchips 1 ohne zusätzliche Systemelemente möglich, während gleichzeitig eine geringe Wärmedehnung, eine sehr hohe mechanische und
chemische Robustheit sowie eine extreme Langzeitstabilität erreicht werden kann. In den folgenden Figuren sind weitere Ausführungsbeispiele für Sensorsysteme gezeigt, die Weiterbildungen und
Modifikationen des Sensorsystems gemäß dem
Ausführungsbeispiel in Figur 1 zeigen. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher hauptsächlich auf die Unterschiede zum bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel.
In Verbindung mit den Figuren 2A bis 2G sind verschiedene Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein
Sensorsystem gezeigt, das zusätzlich zum Sensorchip 1 auf dem Gehäusekörper 2 einen Signalverarbeitungschip 7 auf einer weiteren Montageaufnahme 20 des keramischen Gehäusekörpers 2 aufweist, wobei die Montageaufnahme 20 für den Sensorchip 1 und den Signalverarbeitungschip 7 jeweils durch Vertiefungen gebildet sind. Alternativ hierzu kann das Sensorsystem auch eine Mehrzahl von Sensorchips 1 und/oder von
Signalverarbeitungschips 7 aufweisen. Der Sensorchip 1 und der Signalverarbeitungschip 7 sind jeweils mittels eines in den nachfolgenden Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigten Verbindungsmaterials, wie in Verbindung mit der Figur 1 und im allgemeinen Teil beschrieben ist, direkt auf dem Gehäusekörper 2 montiert. Weiterhin weist das in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2G gezeigte Sensorsystem elektrische Anschlüsse 4, einen
Polymerverguss 5 sowie einen Deckel 6 auf.
Die Figuren 2A und 2B zeigen das Sensorsystem in einem mittels des Deckels 6 verschlossenen Zustand von der Ober- und der Unterseite, während die Figur 2C eine
Schnittdarstellung durch das Sensorsystem zeigt. In den Figuren 2D und 2E ist das Sensorsystem zur besseren
Veranschaulichung mit geöffnetem Deckel 6 dargestellt, wobei in Figur 2E zusätzlich der Polymerverguss 5 abgehoben ist. Die Figur 2F zeigt eine Detailansicht eines derartig
geöffneten Sensorsystems, während in Figur 2G eine
Explosionsdarstellung des Sensorsystems dargestellt ist. Als elektrische Anschlüsse 4 weist das Sensorsystem Teile eines Verdrahtungsträgers 41, Leiterbahnen 42,
Lotverbindungen 43 und Bonddrähte 44 auf. Über die
elektrischen Anschlüsse 4 kann der Sensorchip 1 mit dem
Signalverarbeitungschip 7 elektrisch leitend verbunden werden und es kann weiterhin ein externer elektrischer Anschluss des Sensorsystems bereitgestellt werden.
Die Leiterbahnen 42 können beispielsweise auf dem keramischen Gehäusekörper 2 mittels Metallisierungsverfahren wie
beispielsweise Dick- oder Dünnschichttechnik aufgebracht werden. Vorteilhafterweise ist die Montageseite des
Gehäusekörpers 2 hierzu zumindest bereichsweise ebenflächig ausgeführt, sodass die Leiterbahnen 42 mittels
kostengünstiger Siebdrucktechnik oder Sputtertechnologie abgeschieden werden können. Alternativ hierzu kann bei einer entsprechenden Oberflächentopographie des Gehäusekörpers 2 auch eine dreidimensionale Ausbildung von Leiterbahnen beispielsweise mittels Tampondruck oder Dispensen erfolgen. Mittels den Bonddrähten 44 sind der Sensorchip 1 und der Signalverarbeitungschip 7 an Leiterbahnen 42 elektrisch angeschlossen. Zur externen Kontaktierung des Sensorsystems ist der Verdrahtungsträger 41 vorgesehen, dessen Teile mittels Lotverbindungen 43 auf entsprechenden Kontaktstellen der Leiterbahnen 42 aufgelötet sind und der aus dem mittels des Deckels 6 verschlossenen Gehäusekörpers 2 herausragt, sodass das Sensorsystem durch Verlöten der
Verdrahtungsträgers 41 elektrisch angeschlossen werden kann. Der Verdrahtungsträger 41 kann beispielsweise eine starre oder flexible Leiterplatte, ein Stanzgitter, also ein so genanntes Leadframe, oder ein zumindest teilweise mit
Kunststoff umhülltes Stanzgitter sein. Alternativ zu einem Löten, beispielsweise Weichlöten,
Hartlöten, Glaslöten oder Aktivlöten, mittels dem der
Verdrahtungsträger 41 auf den Leiterbahnen 42 und weiterhin beispielsweise auch auf Teilen des Gehäusekörpers 2 befestigt werden kann, kann der Verdrahtungsträger 41 auch mittels
Kleben befestigt werden. Weiterhin kann eine direkte Montage des Verdrahtungsträgers 41 am keramischen Gehäusekörper 2 mittels Einrasten, Verpressen oder Klemmen in entsprechende Strukturen des Keramikkörpers 2 erfolgen. Solche Strukturen können mit dem oben beschriebenen Verfahren zusammen mit den anderen dreidimensionalen Gehäusemerkmalen des Gehäusekörpers hergestellt werden. Beispielsweise ist es auch möglich, dass der Verdrahtungsträger 41 Aussparungen aufweist, durch die Teile des Keramikkörpers 2 und/oder des Deckels 6 hindurch greifen, um den Verdrahtungsträger 41 zu arretieren
beziehungsweise zu befestigen.
Der Deckel 6 dient zum Verschluss der Montageseite des keramischen Grundkörpers 2, auf der der Sensorchip 1
angeordnet ist. Der Deckel 6 kann beispielsweise aus
Kunststoff, Metall oder einer Keramik bestehen oder zumindest eines oder mehrere der genannten Materialien aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 6 insbesondere aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Zur Befestigung des Deckels 6 auf dem Gehäusekörper 2 kann der Gehäusekörper 2
Aussparungen aufweisen, in die Teile des Deckels 6 eingreifen oder hindurch greifen, sodass eine mechanische Arretierung 71 des Deckels 6 auf dem Gehäusekörper 2 gebildet wird. Der Deckel 6 weist eine Vertiefung auf, die sich über die Montageseite des Gehäusekörpers 2 erstreckt. In der
Vertiefung des Deckels 6 ist zumindest auf Teilen des
Sensorchips 1 und/oder der elektrischen Anschlüsse 4 und/oder des Signalverarbeitungschips 7 und/oder des Gehäusekörpers 2 ein Polymerverguss 5 angeordnet, der zum Schutz oder zur Stabilisierung der bedeckten Flächen oder Elemente dienen kann. Wie in Figur 2C gezeigt ist, kann der Polymerverguss 5 dabei vom Deckel 6 beabstandet angeordnet sein, sodass die Vertiefung des Deckels 6 nicht gänzlich mit dem Polymer gefüllt ist. Insbesondere die Bonddrahtverbindungen können mit einem Polymer zur Stabilisierung dieser bedeckt sein. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann das
Drucksensorsystem auch nur einen Polymerverguss 5 und keinen Deckel aufweisen. In diesem Fall kann der Polymerverguss 5 einen Schutz der bedeckten Teile und Komponenten gegenüber der Umgebung bilden. Hierzu kann der Polymerverguss 5 eine Abdeckung bilden, die zumindest einen Teil einer Außenseite des Drucksensorsystems bildet.
In Verbindung mit den Figuren 3A bis 3F ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Sensorsystem gezeigt, das eine Modifikation des vorherigen Ausführungsbeispiels darstellt. In den Figuren 3A und 3B sind wiederum Ansichten der Ober- und der Unterseite des Sensorsystems gezeigt, während die Figur 3C eine Schnittdarstellung durch das Sensorsystem ist. In Figur 3D ist das Sensorsystem mit geöffnetem Deckel 6 gezeigt, während in Figur 3E eine Detailansicht des
geöffneten Sensorsystems mit entferntem Polymerverguss 5 gezeigt ist. Figur 3F zeigt eine Explosionsdarstellung des Sensorsystems . Im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel weist das
Sensorsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3A bis 3F einen Gehäusekörper 2 mit Montageaufnahmen 20 auf, die als Erhebungen ausgebildet sind. Auf den Montageaufnahmen 20 sind jeweils ein Sensorchip 1 und ein Signalverarbeitungschip 7 angeordnet, die über Bonddrähte 44 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Zum Schutz der Bondverbindungen auf den Chips 1, 7 sind diese jeweils mit einem eigenen
Polymerverguss 5 bedeckt. Die elektrischen Anschlüsse 4 weisen im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel Teile eines Verdrahtungsträgers 41 sowie Leiterbahnen 42 auf der der Montageseite abgewandten Unterseite des Gehäusekörpers 2 auf. Eine elektrische Kontaktierung mit den Chips 1, 7 erfolgt über metallische Vias 45, die durch den Gehäusekörper 2 von der Unterseite zu den Montageaufnahmen 20 hindurch reichen .
Zur Befestigung des Deckels 6 auf dem Gehäusekörper 2 ist eine Dickschichtmetallisierung 72 auf dem Gehäusekörper 2 vorgesehen, die zum Verlöten des Deckels 6 mit dem
Gehäusekörper 2 dient. Alternativ hierzu kann der Deckel 6 beispielsweise auch mittels eines Klebstoffs auf dem
Gehäusekörper 2 befestigt werden.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele des
Sensorsystems sind nicht auf die gezeigten Merkmale
beschränkt und können weitere oder alternative Merkmale gemäß den Ausführungsformen im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Bezugs zeichenliste
1 Sensorchip
2 Gehäusekörper
3 Verbindungsmaterial
4 elektrischer Anschluss
5 Polymerverguss
6 Deckel
7 Signalverarbeitungschip 20 Montageaufnahme
41 Verdrahtungsträger
42 Leiterbahn
43 Lotverbindung
44 Bonddraht
45 Via
71 mechanische Arretierung
72 Dickschichtmetallisierung

Claims

Patentansprüche
1. Sensorsystem mit einem Sensorchip (1), der auf einer
Montageaufnahme (20) eines keramischen Gehäusekörpers (2) montiert ist, wobei der Gehäusekörper (2)
dreidimensional ausgeformt und monolithisch ausgebildet ist und durch ein Keramikmaterial mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gebildet wird, der in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -40 °C und kleiner oder gleich 150 C um weniger als 30 ~6 vom
thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Sensorchips (1) abweicht .
2. Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei der Sensorchip (1) auf Silizium basiert.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das
Keramikmaterial Mullit aufweist.
4. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Keramikmaterial Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid und/oder Siliziumnitrid aufweist.
5. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Keramikmaterial aus einem oder mehreren ausgewählt aus Mullit, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid und/oder Siliziumnitrid besteht.
6. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des
Gehäusekörpers (2) und des Sensorchips (1) in einem Temperaturbereich von größer oder gleich -50 °C und kleiner oder gleich 200°C um weniger als 30%, bevorzugt um weniger als 20% und besonders bevorzugt um weniger als 10% voneinander abweichen.
Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gehäusekörper (2) eine nicht-ebene dreidimensionale Oberflächentopographie auf der Montageseite aufweist und die Montageaufnahme (20) durch eine Erhöhung oder eine Vertiefung des Gehäusekörpers (2) gebildet wird.
Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf einer weiteren Montageaufnahme (20) des
Gehäusekörpers (2) ein Signalverarbeitungschip (7) montiert ist.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sensorchip (1) mittels eines starren
Verbindungsmaterials (3) direkt auf der Montageaufnahme (20) montiert ist, das durch ein Glaslot, ein
metallisches Lot oder einen Epoxidharzklebstoff gebildet wird .
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sensorchip (1) mittels eines flexiblen
Verbindungsmaterials (3) direkt auf der Montageaufnahme (20) montiert ist, das durch einen Silikonklebstoff gebildet wird.
Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gehäusekörper (2) mittels eines keramischen
Spritzgussverfahrens oder mittels eines HTCC- Mehrlagenverfahrens dreidimensional ausgeformt und monolithisch ausgebildet ist.
12. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorsystem elektrische Anschlüsse (4) auf und/oder im Gehäusekörper (2) zum elektrischen Anschluss
zumindest des Sensorchips (1) aufweist, die eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen:
Verdrahtungsträger (41), Leiterbahnen (42), Bonddrähte (44), metallische Vias (45).
13. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sensorchip (1) mittels Bonddrahtverbindungen (44) elektrisch kontaktiert ist, die mit einem Polymerverguss (5) bedeckt sind.
14. Sensorsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorsystem einen Deckel (6) aufweist, der auf dem Gehäusekörper (2) über dem Sensorchip (1) befestigt ist.
15. Sensorsystem nach Anspruch 14, wobei der Deckel (6) auf dem Gehäusekörper (2) aufgeklebt, aufgelötet oder durch eine mechanische Arretierung (71) befestigt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160284629A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Great Wall Semiconductor Corporation Co-Packaged Die on Leadframe with Common Contact

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016114114A1 (ja) * 2015-01-15 2016-07-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 センサ
EP3250893B1 (de) 2015-01-28 2018-11-21 Continental Teves AG & Co. OHG Sensor mit symmetrisch eingebetteten sensorelementen
DE102016201096A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Continental Teves Ag & Co. Ohg Adapter mit eingebetteten Filterbauelementen für Sensoren
US9865926B2 (en) * 2015-09-02 2018-01-09 Qualcomm Incorporated Low angle radiating shorted half patch antenna
JP6704126B2 (ja) * 2015-12-17 2020-06-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接続構造体
US10119940B2 (en) * 2016-08-25 2018-11-06 The Boeing Company Acoustic emission sensor holder
CN107285274B (zh) * 2017-05-10 2019-03-01 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 一种微机械惯性传感器的三维封装方法
CN108364913A (zh) * 2018-04-25 2018-08-03 哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司 一种用于碳化硅功率器件的无引线封装结构和制备方法
IT201800020959A1 (it) * 2018-12-21 2020-06-21 Safecertifiedstructure Tecnologia S P A Dispositivo sensore per il monitoraggio di elementi strutturali, sistema di aggraffaggio, unità di indagine e metodo di produzione associato
JP7209254B2 (ja) * 2019-03-22 2023-01-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 センサ装置
CN110466106A (zh) * 2019-08-08 2019-11-19 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种传感器安装结构及传感器安装方法
CN111003683B (zh) * 2019-10-29 2023-07-25 武汉大学 一种SiC高温压力传感器及其封装方法
CN111115552B (zh) * 2019-12-13 2023-04-14 北京航天控制仪器研究所 一种mems传感器混合集成封装结构及封装方法
CN111473805B (zh) 2020-04-17 2021-09-21 江苏多维科技有限公司 一种微机电环境传感器及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4307600A1 (en) * 1992-03-10 1993-09-16 Hitachi Ltd Ceramic compsn. based on borosilicate glass, used in ceramic circuit board - contg. alumina filler and cordierite to control sintering temp., thermal expansion, dielectric constant and flexural strength
EP1520841A1 (de) * 2003-09-30 2005-04-06 Schott AG Glaskeramik und Verfahren zur Herstellung einer solchen
WO2005042426A2 (de) * 2003-10-28 2005-05-12 Inocermic Gesellschaft für innovative Keramik mbH Anodisch mit silizium bondbare glas-keramik (ltcc)
EP1837303A1 (de) * 2006-03-24 2007-09-26 Infineon Technologies SensoNor AS Integrierter Sockel für eine MEMS-Struktur
DE102008015709A1 (de) * 2007-04-02 2008-11-06 Infineon Technologies Ag Elektrische Einrichtung mit Abdeckung
WO2010016598A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Nikko Company Anodic bondable porcelain and composition for the porcelain
US20120112368A1 (en) * 2009-08-11 2012-05-10 Alps Electric Co., Ltd. Mems sensor package
DE102011003481A1 (de) * 2011-02-02 2012-08-02 Robert Bosch Gmbh Elektronisches Bauteil umfassend einen keramischen träger und Verwendung eines keramischen Trägers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524423A (en) * 1978-08-10 1980-02-21 Nissan Motor Co Ltd Semiconductor pressure sensor
JPS5773980A (en) * 1980-10-28 1982-05-08 Toshiba Corp Semiconductor pressure converter
JPH06263531A (ja) * 1993-03-11 1994-09-20 Kyocera Corp ムライト−コージライト複合焼結体およびこれを用いた半導体装置用部材
JPH08233848A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体センサ
JP2000162067A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Nippon Seiki Co Ltd 圧力検出器
JP2004101207A (ja) * 2002-09-04 2004-04-02 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージ
US6768196B2 (en) * 2002-09-04 2004-07-27 Analog Devices, Inc. Packaged microchip with isolation
US7164572B1 (en) * 2005-09-15 2007-01-16 Medtronic, Inc. Multi-path, mono-polar co-fired hermetic electrical feedthroughs and methods of fabrication therfor
JP2008089412A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Matsushita Electric Works Ltd 圧力センサ
KR101050334B1 (ko) * 2006-10-02 2011-07-19 파나소닉 전공 주식회사 압력센서
JP2009031005A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 半導体圧力センサ
CN102395540A (zh) * 2009-04-03 2012-03-28 株式会社住友金属电设备 陶瓷烧结体及采用其的半导体装置用基板
JP5525227B2 (ja) * 2009-10-13 2014-06-18 ホシデン株式会社 基板モジュール
WO2011104860A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 ナブテスコ株式会社 圧力センサモジュールおよび圧力検出装置
JP2012047451A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Alps Electric Co Ltd 物理量センサ装置
JP5665197B2 (ja) * 2012-03-12 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 圧力センサ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4307600A1 (en) * 1992-03-10 1993-09-16 Hitachi Ltd Ceramic compsn. based on borosilicate glass, used in ceramic circuit board - contg. alumina filler and cordierite to control sintering temp., thermal expansion, dielectric constant and flexural strength
EP1520841A1 (de) * 2003-09-30 2005-04-06 Schott AG Glaskeramik und Verfahren zur Herstellung einer solchen
WO2005042426A2 (de) * 2003-10-28 2005-05-12 Inocermic Gesellschaft für innovative Keramik mbH Anodisch mit silizium bondbare glas-keramik (ltcc)
EP1837303A1 (de) * 2006-03-24 2007-09-26 Infineon Technologies SensoNor AS Integrierter Sockel für eine MEMS-Struktur
DE102008015709A1 (de) * 2007-04-02 2008-11-06 Infineon Technologies Ag Elektrische Einrichtung mit Abdeckung
WO2010016598A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Nikko Company Anodic bondable porcelain and composition for the porcelain
US20120112368A1 (en) * 2009-08-11 2012-05-10 Alps Electric Co., Ltd. Mems sensor package
DE102011003481A1 (de) * 2011-02-02 2012-08-02 Robert Bosch Gmbh Elektronisches Bauteil umfassend einen keramischen träger und Verwendung eines keramischen Trägers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2959270A1 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160284629A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Great Wall Semiconductor Corporation Co-Packaged Die on Leadframe with Common Contact
US10529651B2 (en) * 2015-03-26 2020-01-07 Great Wall Semiconductor Corporation Co-packaged die on leadframe with common contact
US10741479B2 (en) 2015-03-26 2020-08-11 Great Wall Semiconductor Corporation Co-packaged die on leadframe with common contact

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Publication number Publication date
CN105008867A (zh) 2015-10-28
DE102013101732A1 (de) 2014-08-21
JP2016511401A (ja) 2016-04-14
US20160013112A1 (en) 2016-01-14
EP2959270A1 (de) 2015-12-30

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