傳感器芯片和傳感器芯體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種傳感器芯片和傳感器芯體。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)壓力傳感器有兩種結(jié)構(gòu):襯底是玻璃的娃-玻結(jié)構(gòu)和襯底是硅的硅-硅結(jié)構(gòu)。隨著應(yīng)用需求的不斷提高，常規(guī)的硅-玻結(jié)構(gòu)的壓力傳感器已經(jīng)滿足不了應(yīng)用要求，而硅-硅結(jié)構(gòu)壓力傳感器憑借其高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性等特點(diǎn)，已經(jīng)成為壓力傳感器發(fā)展的主流。
[0003]硅-硅結(jié)構(gòu)的壓力傳感器芯片在封裝成壓力傳感器芯體時(shí)，由于其襯底是單晶硅材料，很容易漏電，從而導(dǎo)致壓力傳感器芯體失效。雖然有些芯片在完成加工后，會(huì)通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方式在襯底上沉積一層氧化層，但是由于工藝條件的限制，所沉積的氧化層很薄，壓力傳感器芯體仍會(huì)存在漏電現(xiàn)象。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中解決壓力傳感器芯體漏電的問(wèn)題的方法是在壓力傳感器芯片和基座之間通過(guò)手工操作增加一層陶瓷基板，相當(dāng)于在壓力傳感器芯片下再增加一個(gè)襯底。這樣雖然解決了芯片漏電的問(wèn)題，但是本實(shí)用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這種方法至少具有以下缺點(diǎn):
[0005]一是多了一道粘片工藝，增加了封裝的難度；
[0006]二是手工增加陶瓷基板的方式會(huì)造成封裝一致性、可靠性的下降；
[0007]三是在粘結(jié)陶瓷基板時(shí)會(huì)引入很大的封裝應(yīng)力，降低了壓力傳感器芯片的性能。
[0008]類似地，其他娃-娃結(jié)構(gòu)的傳感器芯片在封裝時(shí)也會(huì)存在上述問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型所要解決的其中一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:提出一種傳感器芯片、和傳感器芯體，以使得既能解決傳感器芯片的漏電問(wèn)題，又能降低在傳感器芯片中引入的封裝應(yīng)力。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種傳感器芯片，所述傳感器芯片的襯底的底面鍵合有絕緣層。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣層是通過(guò)陽(yáng)極鍵合工藝與所述襯底鍵合在一起的。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣層與所述襯底鍵合的表面具有應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)為環(huán)形、方形、十字形、或X形的凹陷。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底為娃襯底；或，所述絕緣層為玻璃層。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器芯片為MEMS壓力傳感器芯片；所述MEMS壓力傳感器芯片包括:所述襯底，所述襯底的頂部具有空腔；在所述襯底上的敏感膜；在所述敏感膜中的敏感元件；在所述敏感膜和所述敏感元件上的鈍化層。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力傳感器芯片還包括:與所述敏感元件連接的金屬引線。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器芯片為溫度傳感器芯片、濕度傳感器芯片、陀螺儀傳感器芯片或麥克風(fēng)傳感器芯片。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種傳感器芯片，所述傳感器芯片的襯底的底面具有絕緣層，所述絕緣層與襯底接觸的表面具有應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，所述應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)為環(huán)形、方形、十字形、或X形的凹陷。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供一種傳感器芯片的制造方法，包括:提供包括襯底的初始傳感器芯片；在所述襯底的底面鍵合絕緣層，以形成傳感器芯片。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)陽(yáng)極鍵合工藝在所述襯底的底面鍵合絕緣層。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣層與所述襯底鍵合的表面具有應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)為環(huán)形、方形、十字形、X形的凹陷。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底為硅襯底；或所述絕緣層為玻璃層。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器芯片為MEMS壓力傳感器芯片；所述MEMS壓力傳感器芯片包括:所述襯底，所述襯底的頂部具有空腔；在所述襯底上的敏感膜；在所述敏感膜中的敏感元件；在所述敏感膜和所述敏感元件上的鈍化層。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，所述MEMS壓力傳感器芯片還包括:與所述敏感元件連接的金屬引線。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器芯片為溫度傳感器芯片、濕度傳感器芯片、陀螺儀傳感器芯片或麥克風(fēng)傳感器芯片。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，提供一種傳感器芯體，包括:基座；傳感器芯片，粘結(jié)在所述基座上；其中，所述傳感器芯片是上述任意一個(gè)實(shí)施例所述的傳感器芯片。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器芯片通過(guò)點(diǎn)涂在所述基座上的凝膠粘結(jié)在所述基座上。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，所述凝膠包括四點(diǎn)，四點(diǎn)凝膠成2X2陣列分布；或所述凝膠包括五點(diǎn)，其中的四點(diǎn)凝膠成2X2陣列分布，另一點(diǎn)凝膠位于2X2的陣列的中心處；或所述凝膠包括六點(diǎn)，六點(diǎn)凝膠成2X3陣列分布；或所述凝膠為條狀凝膠，包括一條或兩條凝膠，位于傳感器芯片的絕緣層的邊緣處對(duì)應(yīng)的基座上。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的還一方面，提供一種傳感器芯片的封裝方法，包括:提供上述任意一個(gè)實(shí)施例所述的傳感器芯片；將所述傳感器芯片粘結(jié)在基座上。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述基座上點(diǎn)涂凝膠，以將所述傳感器芯片粘結(jié)在基座上。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，所述凝膠包括四點(diǎn)，四點(diǎn)凝膠成2X2陣列分布；或所述凝膠包括五點(diǎn)，其中的四點(diǎn)凝膠成2X2陣列分布，另一點(diǎn)凝膠位于2X2的陣列的中心處；或所述凝膠包括六點(diǎn)，六點(diǎn)凝膠成2X3陣列分布；或所述凝膠為條狀凝膠，包括一條或兩條凝膠，位于傳感器芯片的底面的邊緣處對(duì)應(yīng)的基座上。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例至少具有如下有益效果:
[0035]一方面，傳感器芯片由于在襯底的底面鍵合有一層絕緣層，因此，可以解決傳感器芯片漏電的問(wèn)題，另外，在將傳感器芯片封裝為傳感器芯體時(shí)，無(wú)需額外增加陶瓷基板，可以直接將傳感器芯片粘結(jié)在基座上，節(jié)省了粘結(jié)陶瓷基板的步驟，降低了封裝難度，提高了傳感器芯片封裝的一致性和可靠性，并且降低了封裝應(yīng)力，保證了傳感器的性能。
[0036]另一方面，絕緣層上設(shè)置有應(yīng)力消除結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小了在傳感器芯片中引入的應(yīng)力；
[0037]再一方面，通過(guò)低應(yīng)力點(diǎn)膠法(例如四點(diǎn)、五點(diǎn)、六點(diǎn)或條狀點(diǎn)膠法)將傳感器芯片粘結(jié)在基座上，可以進(jìn)一步減小在傳感器芯片中引入的封裝應(yīng)力。
[0038]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0039]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0044]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0045]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0046]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0047]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0048]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的還一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片與基座的粘結(jié)方法的示意圖；
[0049]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片的制造方法的示意圖；
[0050]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的傳感器芯片的封裝方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)