具有環(huán)狀磁體的磁性傳感器設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁性傳感器設(shè)備和用于制造磁性傳感器設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可以例如將磁性傳感器設(shè)備配置成測(cè)量磁性齒輪的速度。此類磁性速度傳感器通常包括具有多個(gè)磁性傳感器元件的集成電路，所述磁性傳感器元件諸如霍爾傳感器元件或磁阻(XMR)元件，例如巨磁阻(GMR)傳感器元件或各向異性磁阻(AMR)傳感器元件。永磁體向傳感器元件提供偏置磁場(chǎng)。隨著輪子旋轉(zhuǎn)，輪子的齒在傳感器前面通過(guò)并生成小的場(chǎng)變化，其被傳感器檢測(cè)并被集成電路處理。檢測(cè)的場(chǎng)包含關(guān)于輪子的角位置和旋轉(zhuǎn)速度的信息。關(guān)于此類磁性傳感器設(shè)備的制造，存在朝著減少或簡(jiǎn)化制造步驟，特別是減少拾取和放置步驟或模具步驟(mold step)的穩(wěn)定的需求。另一穩(wěn)定的需求涉及磁性傳感器設(shè)備封裝的尺寸和永磁體的形狀的可變性，因?yàn)榭赡芷谕峁┚哂刑囟ㄐ螤畹挠来朋w，從而提供具有特定期望場(chǎng)分布的永久性磁場(chǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0003]包括附圖是為了提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解并將其結(jié)合在本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。附圖圖示出實(shí)施例并連同描述一起用于解釋實(shí)施例的原理。將容易地認(rèn)識(shí)到其它實(shí)施例和實(shí)施例的預(yù)定優(yōu)點(diǎn)中的許多，因?yàn)橥ㄟ^(guò)參考以下詳細(xì)描述它們變得更好理解。附圖的元件不一定相對(duì)于彼此按比例。相似的參考數(shù)字指定對(duì)應(yīng)的類似部分。
[0004]圖1示出了示例性磁性傳感器設(shè)備(上部)及其示例性環(huán)狀磁體(下部)的示意性側(cè)視圖表示。
[0005]圖2A和2B示出了具有圓形環(huán)狀磁體的示例性磁性傳感器設(shè)備(2A)和具有矩形環(huán)狀磁體的示例性磁性傳感器設(shè)備(2B)的頂視圖表示。
[0006]圖3A — D示出了示例性磁性傳感器設(shè)備、特別是包括階梯式引線框架的磁性傳感器設(shè)備(3A)、包括扁平引線框架的磁性傳感器設(shè)備(3B)、包括兩個(gè)引線框架區(qū)段的磁性傳感器設(shè)備(3C)以及包括兩個(gè)環(huán)狀磁體的磁性傳感器設(shè)備的示意性截面?zhèn)纫晥D表示。
[0007]圖4示出了包括重新分布層的示例性磁性傳感器設(shè)備的示意性截面?zhèn)纫晥D表示。
[0008]圖5示出了用于圖示出用于制造磁性傳感器設(shè)備的示例性方法的包括多個(gè)示例性磁性傳感器設(shè)備的重新配置晶片的頂視圖表示。
【具體實(shí)施方式】
[0009]現(xiàn)在參考附圖來(lái)描述各方面和各實(shí)施例，其中，通常自始至終利用相似的參考數(shù)字來(lái)指代相似的元件。在以下描述中，出于說(shuō)明的目的，闡述了許多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言可以顯而易見(jiàn)的是可用較少程度的特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)施實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面。在其它情況下，以示意性形式示出了已知結(jié)構(gòu)和元件以便便于描述實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面。應(yīng)理解的是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例，并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。此外應(yīng)注意的是附圖并未按比例或者不一定按比例。
[0010]另外，雖然可能僅相對(duì)于多個(gè)實(shí)施方式中的一個(gè)公開(kāi)了實(shí)施例的特定特征或方面，但可將此類特征或方面與對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用而言可能期望且有利的其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征或方面相組合。此外，在在詳細(xì)描述或權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“帶有”或其其它變體的范圍內(nèi)，此類術(shù)語(yǔ)意圖以與術(shù)語(yǔ)“包括”類似的方式是包括性的。可使用術(shù)語(yǔ)“耦合”和“連接”以及派生詞。應(yīng)理解的是可使用這些術(shù)語(yǔ)來(lái)指示兩個(gè)元件相互合作或相互作用，而不管其是處于直接的物理或電氣接觸還是其并未相互直接接觸。并且，術(shù)語(yǔ)“示例性”僅僅意圖作為示例，而不是最好或最佳的。因此，不應(yīng)在限制性意義上理解以下詳細(xì)描述，并且由所附權(quán)利要求來(lái)定義本發(fā)明的范圍。
[0011]在多個(gè)實(shí)施例中，將層或?qū)佣询B相互施加，或者向?qū)踊蚱渌r底上施加或沉積材料。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是諸如“施加”或“沉積”之類的任何術(shù)語(yǔ)意圖在字面上涵蓋向襯底上施加層或材料的所有種類和技術(shù)。特別地，其意圖涵蓋其中將層或材料一次作為整體施加的技術(shù)，比如例如層壓技術(shù)，以及其中以連續(xù)的方式沉積層或材料的技術(shù)，比如，例如濺射、電鍍、成型、CVD等。
[0012]如這里所述的實(shí)施例包括磁性傳感器芯片。該磁性傳感器芯片可在其外表面中的一個(gè)或多個(gè)上包括接觸元件或接觸焊盤，其中，接觸元件用于對(duì)磁性傳感器芯片進(jìn)行電接觸。接觸元件可具有任何期望的形式或形狀。其可以例如具有陸地(land)的形式，即在半導(dǎo)體封裝的外表面上的平坦接觸層。接觸元件或接觸焊盤可由任何導(dǎo)電材料(例如諸如由諸如鋁、金或銅之類的金屬或金屬合金或?qū)щ娪袡C(jī)材料或者導(dǎo)電半導(dǎo)體材料)制成。
[0013]在權(quán)利要求中和在以下描述中，將用于制造磁性傳感器設(shè)備的方法的不同實(shí)施例描述為過(guò)程或措施的特定序列，特別是在流程圖中。應(yīng)注意的是實(shí)施例不應(yīng)局限于所描述的特定序列。還可以同時(shí)地或者按照任何其它有用和適當(dāng)?shù)男蛄羞M(jìn)行不同過(guò)程或措施中的特定的一些或全部。
[0014]下面提出了其中使用磁性傳感器芯片且其意圖用于感測(cè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)的多個(gè)實(shí)施例。應(yīng)注意的是可以以不同的方式構(gòu)造磁性傳感器芯片且其可以根據(jù)不同的測(cè)量原理工作。磁性傳感器芯片可以例如包括霍爾傳感器元件。替換地，磁性傳感器芯片可以包括磁阻(XMR)傳感器元件。并且，技術(shù)人員可以采用磁性傳感器芯片的其它實(shí)施方式。
[0015]參考圖1，在上部中示出了根據(jù)示例的磁性傳感器設(shè)備10的示意性截面?zhèn)纫晥D表示，并且在下部中示出了根據(jù)示例的作為磁性傳感器設(shè)備10的一部分的環(huán)狀磁體。如圖1中所示，磁性傳感器設(shè)備10包括環(huán)狀磁體1和布置在環(huán)狀磁體1的開(kāi)口中的傳感器芯片2。該環(huán)狀磁體用于生成磁偏置場(chǎng)且可包括永磁體。
[0016]圖1圖示出本公開(kāi)的重要方面。由環(huán)狀磁體1生成的磁偏置場(chǎng)被示為短劃線。可以看到由于傳感器芯片2在空間上相對(duì)于環(huán)狀磁體1的布置，磁偏置場(chǎng)的磁場(chǎng)線至少在傳感器芯片2的中心區(qū)域中垂直于傳感器芯片2的主表面。這是重要的結(jié)果，因?yàn)樵趥鞲衅髟O(shè)備的測(cè)量應(yīng)用中，平行于主表面的偏置磁場(chǎng)的分量可導(dǎo)致測(cè)量誤差。
[0017]如圖1中所示，將環(huán)狀磁體表示為具有北極和南極，其僅意圖象征自上而下且平行于環(huán)狀磁體1的圓筒軸的磁化方向。
[0018]圖1的環(huán)狀磁體1包括圓形環(huán)。然而，還可能使環(huán)狀磁體1包括正方形環(huán)、矩形環(huán)以及多邊形環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)。還可能的是環(huán)的外輪廓不同于內(nèi)輪廓，使得例如形成為正方形或矩形的磁體可包括圓形或橢圓形開(kāi)口。
[0019]如圖1中所示，環(huán)狀磁體1包括封閉環(huán)。然而，還可能使環(huán)狀磁體包括開(kāi)放環(huán)，其意味著該環(huán)可在一個(gè)或多個(gè)位置處中斷。環(huán)狀磁體因此可包括開(kāi)放環(huán)，其包括兩個(gè)或更多環(huán)段。
[0020]如圖1中所示，環(huán)狀磁體1和傳感器芯片2的布置使得環(huán)狀磁體1的對(duì)稱軸與傳感器芯片2的對(duì)稱軸相同。兩者的對(duì)稱軸是磁性傳感器設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)或圓筒軸。這意味著傳感器芯片2在水平方向上被設(shè)置在開(kāi)口的中心上。如圖1中所示，該布置還示出傳感器芯片2在垂直方向上被布置在開(kāi)口的中心上。
[0021 ] 根據(jù)示例，磁性傳感器設(shè)備還可包括載體，其中，環(huán)狀磁體和傳感器芯片中的一個(gè)或多個(gè)被設(shè)置在載體上?？梢詫⑤d體配置為導(dǎo)電載體，比如例如引線框架?？山柚趯?dǎo)線結(jié)合將傳感器芯片電連接到該載體。還可借助于作為互連的焊球以倒裝芯片配置將傳感器芯片電連接到載體。
[0022]還可將載體配置為類似于印刷電路板(PCB)之類的板或者作為由陶瓷或?qū)訅杭圃於傻陌濉?br>[0023]載體可以是平的，或者其可包括具有兩個(gè)或更多不同平面的階梯式配置。在后一種情況下，可將環(huán)狀磁體和傳感器芯片設(shè)置在不同的平面上。這將允許在垂直方向上將傳感器芯片設(shè)置在環(huán)狀磁體的開(kāi)口的中心上。
[0024]根據(jù)示例，圖1的磁性傳感器設(shè)備還可包括被布置成密封環(huán)狀磁體和傳感器芯片的密封材料。該密封材料可包括樹脂材料、尤其是環(huán)氧樹脂材料、任何種類的基于聚合物的材料或任何種類的UV可固化材料中的一個(gè)或多個(gè)或者由其組成。在將載體用于支撐環(huán)狀磁體和傳感器芯片中的一個(gè)或多個(gè)的情況下，還可用密封材料將載體密封。如果使用引線框架作為載體，其各部分可延伸到密封材料主體外面以用于用作外部接觸引腳以將磁性傳感器設(shè)備連接到例如印刷電路板。
[0025]根據(jù)示例，磁性傳感器設(shè)備還可包括一個(gè)另外的環(huán)狀磁體。可與實(shí)際環(huán)狀磁體相同地形成此另外的環(huán)狀磁體。除此之外，此另外的環(huán)狀磁體的對(duì)稱軸可與傳感器芯片的對(duì)稱軸且可能還與實(shí)際環(huán)狀磁體相同。包括傳感器芯片和兩個(gè)環(huán)狀磁體的整個(gè)布置可以相對(duì)于一個(gè)公共對(duì)稱軸圓筒對(duì)稱。在使用載體的情況下，可向載體的一個(gè)主面施加一個(gè)環(huán)狀磁體，并且可向載體的另一相對(duì)主面施加另一環(huán)狀磁體?？蓪鞲衅餍酒┘佑谳d體的主面中的一個(gè)?？蓪鞲衅餍酒瑢?dǎo)線結(jié)合到載體或者(在引線框架的情況下)引線框架的特定部分。
[0026]根據(jù)磁性傳感器設(shè)備的示例，傳感器芯片包括霍爾傳感器和磁阻、特別是巨磁阻(GMX)傳感器中的一個(gè)。
[0027]根據(jù)示例，磁性傳感器設(shè)備還包括重新分布層，其中，環(huán)狀磁體和傳感器芯片中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在重新分布層上，并且在重新分布層上設(shè)置有多個(gè)接觸元件?？梢砸云湟饌鞲衅餍酒碾娊佑|的扇出(fan-out)的這樣的方式來(lái)配置該重新分布層，這意味著傳感器芯片的電接觸焊盤與位于傳感器芯片的邊界外面的外部接觸元件連接。該外部接觸元件可具有焊球或平的接觸區(qū)域的形式。
[0028]參考圖2A和2B，示出了磁性傳感器設(shè)備的示例的頂視圖表示。圖2A示出了包括環(huán)狀磁體21和布置在環(huán)狀磁體21的開(kāi)口中的傳感器設(shè)備22的磁性傳感器設(shè)備20。環(huán)狀磁體21包括圓形或略微橢圓形環(huán)狀。就水平方向而言，傳感器芯片22被示為設(shè)置在環(huán)狀磁體21的開(kāi)口的中心上。這意味著環(huán)狀磁體21的圓筒對(duì)稱軸和傳感器芯片22的圓筒對(duì)稱軸落在一起或者彼此相同。關(guān)于垂直方向，還可以將傳感器芯片22設(shè)置在環(huán)狀磁體21的開(kāi)口的中心上，或者還可以將其從中心位置移位，如將進(jìn)一步在以下的示例中示出的。磁性傳感器設(shè)備20還可包括被形成并布置成密封環(huán)狀磁體21和傳感器芯片22的密封材料23。可將密封材料23形成為具有正方形或矩形主面的主體，其中，該主體可包括立方體或立方體的形式或者將進(jìn)一步在以下的示例中示出的其它形式。
[0029]圖2B示出了包括環(huán)狀磁體31和布置在環(huán)狀磁體31的開(kāi)口中的傳感器芯片32的磁性傳感器設(shè)