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WO2018069068A1 - Mikromechanische drucksensorvorrichtung und entsprechendes verfahren zum herstellen einer mikromechanischen drucksensorvorrichtung - Google Patents

Mikromechanische drucksensorvorrichtung und entsprechendes verfahren zum herstellen einer mikromechanischen drucksensorvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2018069068A1
WO2018069068A1 PCT/EP2017/074831 EP2017074831W WO2018069068A1 WO 2018069068 A1 WO2018069068 A1 WO 2018069068A1 EP 2017074831 W EP2017074831 W EP 2017074831W WO 2018069068 A1 WO2018069068 A1 WO 2018069068A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
micromechanical
pressure sensor
sensor device
circuit carrier
component
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/074831
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Kugler
Alexander Lux
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to CN201780063438.6A priority Critical patent/CN109843789A/zh
Priority to EP17778255.4A priority patent/EP3526159A1/de
Publication of WO2018069068A1 publication Critical patent/WO2018069068A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00222—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C1/0023—Packaging together an electronic processing unit die and a micromechanical structure die
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details 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
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G01L9/0048—Details about the mounting of the diaphragm to its support or about the diaphragm edges, e.g. notches, round shapes for stress relief
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0264—Pressure sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0154—Moulding a cap over the MEMS device

Definitions

  • the present invention relates to a micromechanical
  • micromechanical pressure sensor device The micromechanical pressure sensor device.
  • Low-pressure sensors are typically used as components in molded, molded and / or molded plastic parts as Aufsteck- or
  • Pressure sensor module for screw-on metal threaded pieces, costly soldered, bonded and / or welded.
  • Pressure sensors continue to face increasing miniaturization, increasing the requirements for vertical integration.
  • the document WO 03/005784 relates to printed conductor structures on an electrically nonconducting carrier material, which consist of metal nuclei and a subsequently applied to this metallization. It is thus desirable, in particular, to provide circuit carriers on which, in particular, components of a micromechanical
  • Pressure sensor device in particular in the vertical direction can be easily arranged to each other.
  • the invention provides a micromechanical pressure sensor device according to claim 1 and a corresponding manufacturing method according to claim 9.
  • the idea underlying the present invention is in particular to provide a circuit carrier for a micromechanical component, which is designed to be flexible.
  • the circuit carrier allows in particular by its flexibility both a circuit, in particular an integrated circuit, with a three-dimensional structure of a micromechanical
  • micromechanical pressure sensor device through a hardened
  • Spray mass can be a reliability of micromechanical
  • Pressure sensor device can be improved. This results
  • the micromechanical pressure sensor device described here can, in particular, have a small installation volume due to an integrated construction.
  • further sensor elements in particular additional temperature sensors, can be easily integrated or plugged into the micromechanical pressure sensor devices in a simple manner.
  • the micromechanical pressure sensor device in this case comprises a
  • Micromechanical component is arranged on a mounting surface of the circuit substrate and is formed on the micromechanical component at least one pressure-sensitive bending structure or membrane.
  • micromechanical component described here may be any micromechanical component.
  • a low pressure sensor in particular, a low pressure sensor, medium pressure sensor or a
  • one or more contact connections and / or plug connections for a number of micromechanical components can be provided on the circuit carrier, whereby a space-saving arrangement of the micromechanical components is possible.
  • number is understood in the present
  • the microelectronic component and / or the circuit carrier are at least partially surrounded by at least one cured spray mass such that at least the at least one pressure-sensitive bending structure is exposed and the circuit carrier described here is designed to be flexible.
  • the microelectronic component can be easily arranged, plugged in or in contact with the flexible circuit carrier.
  • further components can be arranged on a side of the circuit carrier opposite the micromechanical component, for example clamping contacts, on the flexible circuit carrier.
  • the clamping contacts can be provided for arranging the micromechanical pressure sensor device in a housing, in particular a plastic housing.
  • the present invention relates to a method for producing the micromechanical pressure sensor device.
  • step A of the method a micromechanical component with at least one pressure-sensitive
  • step B of the method the microelectronic component and / or the circuit carrier are at least partially surrounded by at least one injection molding compound before or after the arrangement of the micromechanical component on the mounting surface of the circuit carrier.
  • the at least one pressure-sensitive bending structure is at least partially kept free during encapsulation with the at least one injection molding compound, and the micromechanical component is arranged on the flexibly formed circuit carrier. That is, if the micromechanical component and the circuit carrier are surrounded by the at least one injection molding compound, the at least one pressure-sensitive bending structure or membrane is at least partially kept free by the at least one injection molding compound.
  • the pressure-sensitive bending structure can be completely free of the at least one injection molding compound.
  • the circuit carrier is a foil with an integrated conductor pattern structure.
  • electronic components in particular the micromechanical component, can be simply arranged on the circuit carrier on the circuit carrier.
  • the components to be integrated are arranged by mounting and connection technologies in and / or on the flexible circuit carrier formed tracks. Examples of assembly and connection technologies are in particular gluing, soldering, flip chip mounting or wire bonding.
  • the circuit carrier comprises an application-specific integrated circuit.
  • Application specific integrated circuit can be understood as an ASIC.
  • an application-specific micromechanical pressure sensor device can be provided in a simple manner.
  • micromechanical component arranged micromechanical component.
  • flip-chip mounting the micromechanical component is easy on the
  • Plug in, connect or contact the application-specific integrated circuit is an electrical
  • the hardened injection composition described here can be inexpensively and simply attached to the microelectronic component and / or the circuit carrier. In other words, by means of the here described
  • Circuit carrier be largely surrounded or encapsulated.
  • the micromechanical pressure sensor device can in particular be mechanically stabilized.
  • additional mechanical functionality for example by
  • Fasteners are added to or in the cured spray mass.
  • thermoset Spray mass a thermoset. This type of polymer material can be combined particularly well with the injection molding process.
  • Pressure sensor device to a housing realized by an injection molding tool.
  • a later form of the micromechanical pressure sensor device can be produced simply and inexpensively.
  • the partial surrounding of the microelectronic component and / or of the circuit carrier takes place before or after arranging the micromechanical component with the at least one injection molding compound by injection molding.
  • injection molding can be a later form or geometric configuration of the cured
  • Spray mass of the micromechanical pressure sensor device by a corresponding injection molding tool simply predetermine.
  • Injection molding tool may in particular be designed such that the micromechanical pressure sensor device can be inserted easily into the housing, in particular into the plastic housing.
  • micromechanical pressure sensor device described here can be produced inexpensively, in particular in an integrated Reel to Reel (abbreviated: R2 R) production line.
  • Pressure sensor device are also disclosed for the corresponding manufacturing method and vice versa.
  • Figure 1 is a schematic plan view for explaining a
  • micromechanical pressure sensor device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a micromechanical pressure sensor device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a flowchart for explaining a method for producing a micromechanical pressure sensor device according to an embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the
  • FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a micromechanical pressure sensor apparatus according to a first embodiment
  • reference numeral 100 denotes a micromechanical
  • the micromechanical pressure sensor device 100 comprises a circuit carrier 10.
  • the circuit carrier 10 has a flexible design.
  • the circuit carrier 10 may be formed in particular as a film Fl having an integrated circuit pattern structure comprising contact pads PI and lines LI or circuits.
  • the micromechanical pressure sensor device 100 further comprises a micromechanical component 10, wherein the micromechanical component 20 is arranged on a mounting surface 11 of the circuit substrate 10 and at least one pressure-sensitive bending structure 15 is formed on the micromechanical component 20, wherein the microelectronic component 20 and / or the
  • Circuit carrier 10 at least partially with at least one
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a micromechanical pressure sensor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is based on the micromechanical illustrated in FIG.
  • the micromechanical component 20 is arranged on the mounting surface 11 of the circuit carrier 10, wherein the micromechanical component 20 has the at least one pressure-sensitive
  • Bending structure 15 is formed.
  • FIG. 2 shows the at least one hardened spray mass 30, the at least one hardened spray mass 30 surrounding or enclosing the microelectronic component 20 and / or the circuit carrier 10 in such a way that at least the pressure-sensitive bending structure 15 is exposed and the circuit carrier 10 is flexible ,
  • the at least one hardened spray mass 30 protects the components mentioned here, for example the contact pads PI and the lines LI, of the flexible one
  • the circuit carrier 10 may include an application-specific integrated circuit 17, which may be arranged, for example, between the circuit carrier 10 and the micromechanical component 20.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a micromechanical pressure sensor device according to an embodiment of the invention.
  • step A the micromechanical component 20 with the at least one pressure-sensitive bending structure 15 is applied to the mounting surface 11 of FIG.
  • Circuit carrier 10 is arranged.
  • the microelectronic component 20 and / or the circuit carrier 10 is at least partially surrounded by the at least one injection molding compound 30 before or after arranging the micromechanical component 20 on the mounting surface 11 of the circuit substrate 10.
  • Spray mass 30 the at least one pressure-sensitive bending structure 15 of the at least one injection molding compound 30 at least partially kept and the micromechanical component 20 is formed on the flexible
  • Circuit board 10 is arranged.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the method step B.
  • FIG. 4 schematically shows an injection molding tool Wl.
  • Injection molding tool Wl is designed such that during the
  • the at least one pressure-sensitive bending structure 15 of the at least one spray mass 30 is at least partially kept free.
  • the injection molding tool Wl may be formed such that the microelectronic component 20 after the at least partially surrounding the circuit substrate 10 with the at least one injection molding compound 30 on the
  • Circuit carrier 10 is arranged. In other words, that rejects
  • Circuit substrate 10 after surrounding, enclosing or encapsulation on a recess in which the micromechanical component 10 can be arranged or mounted on the flexibly formed circuit carrier 10.

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Abstract

Die Erfindung schafft eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Die mikromechanische Drucksensorvorrichtung umfasst hierbei einen Schaltungsträger und ein mikromechanisches Bauteil, wobei dasmikromechanische Bauteil auf einer Montagefläche des Schaltungsträgers angeordnet ist und an dem mikromechanischen Bauteil mindestens eine drucksensitive Biegestruktur oder Membran ausgebildet ist. Des Weiteren sind das mikroelektronische Bauteil und/oder der Schaltungsträger zumindest bereichsweise mit mindestens einer ausgehärteten Spritzmasse derart umgeben, dass zumindest die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur zumindest bereichsweise freiliegt, wobei der Schaltungsträger flexibel ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikromechanische
Drucksensorvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer
mikromechanischen Drucksensorvorrichtung.
Stand der Technik
Niederdrucksensoren werden typischerweise als Komponenten in gemoldeten, vergossenen und/oder gespritzten Kunststoffteilen als Aufsteck- oder
Anschraubteil angeboten. Eine elektrische Kontaktierung erfolgt hierbei über an einem Kabelbaum montierten Stecker. Weiterhin werden bei Mittel- und
Hochdrucksensoren entsprechende Elektronik und ein entsprechendes
Drucksensormodul auf anschraubbare Metallgewindestücke aufwendig gelötet, gebondet und/oder geschweißt.
Typischerweise ist bei derartigen Sensoren eine vertikale Integration der entsprechenden Komponenten aufgrund des geringen Platzangebots komplex und Bedarf kostenintensiver Verfahren. Des Weiteren sehen sich die
Drucksensoren weiterhin mit einer zunehmenden Miniaturisierung konfrontiert, wodurch die Anforderungen hinsichtlich der vertikalen Integration steigen.
Die Druckschrift WO 03/005784 betrifft Leiterbahnstrukturen auf einem elektrisch nichtleitenden Trägermaterial, die aus Metallkeimen und einer nachfolgend auf diese aufgebrachte Metallisierung bestehen. Es ist somit wünschenswert, insbesondere Schaltungsträger bereitzustellen, auf denen insbesondere Komponenten einer mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung insbesondere in vertikaler Richtung einfach zueinander angeordnet werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine mikromechanische Drucksensorvorrichtung nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach Anspruch 9.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee liegt insbesondere darin, einen Schaltungsträger für ein mikromechanisches Bauteil bereitzustellen, der flexibel ausgebildet ist. Der Schaltungsträger ermöglicht insbesondere durch seine Flexibilität sowohl eine Schaltung, insbesondere eine integrierte Schaltung, mit einem dreidimensionalen Aufbau einer mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung zu kombinieren.
Durch ein unmittelbares beziehungsweise direktes zumindest bereichsweises Umschließen oder Verkappen einer Schaltungselektronik der
mikromechanischen Drucksensorvorrichtung durch eine ausgehärtete
Spritzmasse kann eine Zuverlässigkeit der mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung verbessert werden. Hierdurch ergeben sich
Kosteneinsparungspotentiale beim Herstellen der mikromechanischen
Drucksensorvorrichtungen.
Die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung kann aufgrund eines integrierten Aufbaus insbesondere ein geringes Einbauvolumen aufweisen. Zusätzlich lassen sich auf einfache Art und Weise weitere Sensorelemente, insbesondere zusätzliche Temperaturfühler einfach in die mikromechanische Drucksensorvorrichtungen integrieren beziehungsweise einstecken. Die mikromechanische Drucksensorvorrichtung umfasst hierbei einen
Schaltungsträger und ein mikromechanisches Bauteil, wobei das
mikromechanische Bauteil auf einer Montagefläche des Schaltungsträgers angeordnet ist und an dem mikromechanischen Bauteil mindestens eine drucksensitive Biegestruktur oder Membran ausgebildet ist.
Bei dem hier beschriebenen mikromechanischen Bauteil kann es sich
insbesondere um einen Niederdrucksensor, Mitteldrucksensor oder ein
Hochdrucksensor handeln. Alternativ sind mikromechanische Bauteile
beziehungsweise Mikrosysteme denkbar, die sich zum Detektieren zum Beispiel von Feuchtigkeit und Temperatur eignen.
Hierbei können auf dem Schaltungsträger ein oder mehrere Kontaktanschlüsse und/oder Steckanschlüsse für eine Anzahl von mikromechanischen Bauteilen vorgesehen sein, wodurch ein platzsparendes Anordnen der mikromechanischen Bauteile möglich ist. Unter„Anzahl" versteht man im vorliegenden
Zusammenhang ein oder mehrere Kontaktanschlüsse und/oder
Steckanschlüsse.
Des Weiteren sind das mikroelektronische Bauteil und/oder der Schaltungsträger zumindest bereichsweise mit mindestens einer ausgehärteten Spritzmasse derart umgeben, dass zumindest die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur freiliegt und der hier beschriebene Schaltungsträger flexibel ausgebildet ist. So lässt sich das mikroelektronische Bauteil insbesondere einfach auf den flexiblen Schaltungsträger anordnen, einstecken oder kontaktieren. Insbesondere können an dem flexiblen Schaltungsträger weitere Komponenten auf einer dem mikromechanischen Bauteil gegenüberliegenden Seite des Schaltungsträgers angeordnet sein, beispielsweise Klemmkontakte. Die Klemmkontakte können zum Anordnen der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung in ein Gehäuse, insbesondere ein Kunststoffgehäuse, vorgesehen sein.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung. Im Schritt A des Verfahrens wird ein mikromechanisches Bauteil mit mindestens einer drucksensitiven
Biegestruktur auf einer Montagefläche eines Schaltungsträgers angeordnet. Im Schritt B des Verfahrens werden das mikroelektronische Bauteil und/oder der Schaltungsträger zumindest teilweise mit mindestens einer Spritzmasse vor oder nach dem Anordnen des mikromechanischen Bauteils auf die Montagefläche des Schaltungsträgers umgeben. Die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur wird während dem Umspritzen mit der mindestens einen Spritzmasse zumindest bereichsweise freigehalten und das mikromechanische Bauteil wird an dem flexibel ausgebildeten Schaltungsträger angeordnet. Das heißt, dass sofern das mikromechanischen Bauteil und der Schaltungsträger mit der mindestens einen Spritzmasse umgeben werden, die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur oder Membran von der mindestens einen Spritzmasse zumindest bereichsweise freigehalten werden. Beispielsweise kann die drucksensitive Biegestruktur vollständig frei von der mindestens einen Spritzmasse sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Schaltungsträger eine Folie mit einer integrierten Leiterbildstruktur. So lassen sich auf dem Schaltungsträger elektronische Komponenten, insbesondere das mikromechanische Bauteil, einfach auf dem Schaltungsträger anordnen. Mit anderen Worten werden die zu integrierenden Komponenten durch Montage- und Verbindungstechnologien in und/oder auf dem flexiblen Schaltungsträger ausgebildeten Leiterbahnen angeordnet. Beispiele für Montage- und Verbindungstechnologien sind insbesondere Kleben, Löten, Flip Chip Montage oder Draht-Bonden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst der Schaltungsträger eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung. Unter der
anwendungsspezifischen integrierten Schaltung kann ein ASIC verstanden werden. So lässt sich auf einfache Art und Weise eine anwendungsspezifische mikromechanische Drucksensorvorrichtung bereitstellen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die anwendungsspezifische integrierte Schaltung zwischen dem Schaltungsträger und dem
mikromechanischen Bauteil angeordnet. So lässt sich insbesondere durch Flip- Chip-Montage das mikromechanische Bauteil einfach auf die
anwendungsspezifische integrierte Schaltung aufstecken, anbinden oder kontaktieren. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein elektrisches
Kontaktieren des mikromechanischen Bauteils auf und/oder in dem
Schaltungsträger mittels Kleb-, Löt-, Flip-Chip- oder Drahtbond- Montagetechnologie durchführbar. So lässt sich auf einfache Art und Weise mittels Montagetechnologie eine platzsparende vertikale Integration des mikromechanischen Bauteils realisieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die ausgehärtete
Spritzmasse auf ein Spritzgussverfahren zurückführbar. Ferner kann die ausgehärtete Spritzmasse auf ein alternatives Moldverfahren zurückführbar sein. So lässt sich die hier beschriebene ausgehärtete Spritzmasse kostengünstig und einfach an das mikroelektronische Bauteil und/oder den Schaltungsträger anbringen. Mit anderen Worten kann mittels des hier beschriebenen
Spritzgussverfahrens mit Ausnahme der mindestens einen drucksensitiven Biegestruktur oder Membran des mikroelektronischen Bauteils der
Schaltungsträger weitestgehend umgeben oder verkapselt sein. Hierdurch kann die mikromechanische Drucksensorvorrichtung insbesondere mechanisch stabilisiert werden. Zusätzlich kann durch das hier beschriebene Verfahren eine zusätzliche mechanische Funktionalität, beispielsweise durch
Befestigungselemente, an oder in die ausgehärtete Spritzmasse hinzugefügt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die ausgehärtete
Spritzmasse ein Duroplast. Diese Art von polymerem Werkstoff lässt sich besonders gut mit dem Spritzgussverfahren kombinieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Formgebung beziehungsweise geometrische Anpassung der mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung an ein Gehäuse durch ein Spritzgusswerkzeug realisierbar. Das heißt, dass durch Wahl eines geeigneten Spritzgusswerkzeugs eine spätere Form der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung einfach und kostengünstig herstellbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das teilweise Umgeben des mikroelektronischen Bauteils und/oder des Schaltungsträgers vor oder nach dem Anordnen des mikromechanischen Bauteils mit der mindestens einen Spritzmasse durch Spritzgießen. Mittels Spritzgießen lässt sich eine spätere Form beziehungsweise geometrische Ausgestaltung der ausgehärteten
Spritzmasse der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung durch ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug einfach vorbestimmen. Das
Spritzgusswerkzeug kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die mikromechanische Drucksensorvorrichtung einfach in das Gehäuse, insbesondere in das Kunststoffgehäuse, einsteckbar ist.
Die hier beschriebene mikromechanische Drucksensorvorrichtung kann insbesondere in einer integrierten Reel to Reel (abgekürzt: R2 R) Fertigungslinie kostengünstig hergestellt werden.
Die hier beschriebenen Merkmale der mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung sind auch für das entsprechende Herstellungsverfahren offenbart sowie umgekehrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Aufsichtsdarstellung zum Erläutern einer
mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 4 eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern des
Verfahrensschritts B.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente.
Figur 1 ist eine schematische Aufsichtsdarstellung zum Erläutern einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Figur 1 bezeichnet Bezugszeichen 100 eine mikromechanische
Drucksensorvorrichtung. Die mikromechanische Drucksensorvorrichtung 100 umfasst einen Schaltungsträger 10. Der Schaltungsträger 10 ist flexibel ausgebildet. Der Schaltungsträger 10 kann insbesondere als Folie Fl mit einer integrierten Leiterbildstruktur umfassend Kontaktpads PI und Leitungen LI bzw. Schaltungen ausgebildet sein.
Die mikromechanische Drucksensorvorrichtung 100 umfasst ferner ein mikromechanisches Bauteil 10, wobei das mikromechanische Bauteil 20 auf einer Montagefläche 11 des Schaltungsträgers 10 angeordnet ist und an dem mikromechanischen Bauteil 20 mindestens eine drucksensitive Biegestruktur 15 ausgebildet ist, wobei das mikroelektronische Bauteil 20 und/oder der
Schaltungsträger 10 zumindest bereichsweise mit mindestens einer
ausgehärteten Spritzmasse 30 derart umgeben sind, dass zumindest die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur 15 zumindest bereichsweise freiliegt (siehe Figur 2). Hierbei ist der Schaltungsträger 10 flexibel ausgebildet. Das mikromechanische Bauteil 20 kann auf den flexiblen Schaltungsträger 10 aufgesteckt sein, wobei die drucksensitive Biegestruktur 15 vollkommen frei von der ausgehärteten Spritzmasse 30 sein kann. Figur 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 basiert auf der in Figur 1 illustrierten mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung. Wie in Figur 2 gezeigt ist das mikromechanische Bauteil 20 auf der Montagefläche 11 des Schaltungsträgers 10 angeordnet, wobei an dem mikromechanischen Bauteil 20 die mindestens eine drucksensitive
Biegestruktur 15 ausgebildet ist.
Ferner zeigt die Figur 2 die mindestens eine ausgehärtete Spritzmasse 30, wobei die mindestens eine ausgehärtete Spritzmasse 30 das mikroelektronische Bauteil 20 und/oder den Schaltungsträger 10 derart umgibt oder umschließt, dass zumindest die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur 15 freiliegt und der Schaltungsträger 10 flexibel ausgebildet ist. Die mindestens eine ausgehärtete Spritzmasse 30 schützt insbesondere die hier genannten Komponenten, beispielsweise die Kontaktpads PI und die Leitungen LI, des flexiblen
Schaltungsträgers 10.
Insbesondere kann der Schaltungsträger 10 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung 17 umfassen, diese kann beispielsweise zwischen dem Schaltungsträger 10 und dem mikromechanischen Bauteil 20 angeordnet sein.
Figur 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen einer mikromechanischen Drucksensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Im Verfahrensschritt A wird das mikromechanische Bauteil 20 mit der mindestens einen drucksensitiven Biegestruktur 15 auf die Montagefläche 11 des
Schaltungsträgers 10 angeordnet. Im Verfahrensschritt B des Verfahrens wird das mikroelektronische Bauteil 20 und/oder der Schaltungsträger 10 zumindest teilweise mit der mindestens einen Spritzmasse 30 vor oder nach dem Anordnen des mikromechanischen Bauteils 20 auf die Montagefläche 11 des Schaltungsträgers 10 umgeben. Hierbei wird während des zumindest teilweisen Umgebens mit der mindestens einen
Spritzmasse 30 die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur 15 von der mindestens einen Spritzmasse 30 zumindest bereichsweise freigehalten und das mikromechanische Bauteil 20 wird an dem flexibel ausgebildeten
Schaltungsträger 10 angeordnet.
Figur 4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung zum Erläutern des Verfahrensschritts B.
Die Figur 4 zeigt schematisch ein Spritzgusswerkzeug Wl. Das
Spritzgusswerkzeug Wl ist derart ausgebildet, dass während des
Verfahrensschritts B, die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur 15 von der mindestens einen Spritzmasse 30 zumindest bereichsweise freigehalten wird. Alternativ kann das Spritzgusswerkzeug Wl derart ausgebildet sein, dass das mikroelektronische Bauteil 20 nach dem zumindest teilweisen Umgeben des Schaltungsträgers 10 mit der mindestens einen Spritzmasse 30 auf dem
Schaltungsträger 10 angeordnet wird. Mit anderen Worten, weist der
Schaltungsträger 10 nach dem Umgeben, Umschließen oder Umspritzen eine Ausnehmung auf, in der das mikromechanische Bauteil 10 auf dem flexibel ausgebildeten Schaltungsträger 10 angeordnet oder montiert werden kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Anordnungen nur beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.

Claims

R. 365776 2018/069068 PCT/EP2017/074831 - 10 - Ansprüche
1. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) mit: einem Schaltungsträger (10); und einem mikromechanischen Bauteil (20), wobei das mikromechanische Bauteil (20) auf einer Montagefläche (11) des Schaltungsträgers (10) angeordnet ist und an dem mikromechanischen Bauteil (20) mindestens eine drucksensitive
Biegestruktur (15) ausgebildet ist; und wobei das mikroelektronische Bauteil (20) und/oder der Schaltungsträger (10) zumindest bereichsweise mit mindestens einer ausgehärteten Spritzmasse (30) umgeben sind, und wobei zumindest die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur (15) zumindest bereichsweise freiliegt und der Schaltungsträger (10) flexibel ausgebildet ist.
2. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Schaltungsträger (10) eine Folie mit einer integrierten Leiterbildstruktur ist.
3. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Schaltungsträger (10) eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung (17) umfasst.
4. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (17) zwischen dem
Schaltungsträger (10) und dem mikromechanischen Bauteil (20) angeordnet ist.
5. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein elektrisches Kontaktieren des
mikromechanischen Bauteils (20) auf oder/in dem Schaltungsträger (10) mittels Kleb-, Löt-, Flip-Chip- oder Drahtbond-Montagetechnologie durchführbar ist. R. 365776
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- 11 -
6. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgehärteten Spritzmasse (30) auf ein Spritzgussverfahren zurückführbar ist.
7. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgehärteten Spritzmasse (30) ein
Duroplast ist.
8. Mikromechanische Drucksensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Formgebung der mikromechanischen Drucksensorvorrichtung (100) an ein Gehäuse durch ein Spritzgusswerkzeug realisierbar ist.
9. Verfahren zum Herstellen einer mikromechanischen
Drucksensorvorrichtung (100) mit den Schritten:
A) Anordnen eines mikromechanischen Bauteils (20) mit mindestens einer drucksensitiven Biegestruktur (15) auf eine Montagefläche (11) eines
Schaltungsträgers (10);
B) zumindest teilweises Umgeben des mikroelektronischen Bauteils (20)
und/oder des Schaltungsträgers (10) mit mindestens einer Spritzmasse (30) vor oder nach dem Anordnen des mikromechanischen Bauteils (20) auf die
Montagefläche (11) des Schaltungsträgers (10), und wobei die mindestens eine drucksensitive Biegestruktur (15) von der mindestens einen Spritzmasse (30) zumindest bereichsweise freigehalten und das
mikromechanische Bauteil (20) an dem flexibel ausgebildeten Schaltungsträger (10) angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das teilweise Umgeben des
mikroelektronischen Bauteils (20) und/oder des Schaltungsträgers (10) vor oder nach dem Anordnen des mikromechanischen Bauteils (20) mit der mindestens einen Spritzmasse (30) durch Spritzgießen erfolgt.
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