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DE102018200140A1 - Umweltsensor, Umweltsensorzwischenprodukt und Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Umweltsensoren - Google Patents

Umweltsensor, Umweltsensorzwischenprodukt und Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Umweltsensoren Download PDF

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Publication number
DE102018200140A1
DE102018200140A1 DE102018200140.5A DE102018200140A DE102018200140A1 DE 102018200140 A1 DE102018200140 A1 DE 102018200140A1 DE 102018200140 A DE102018200140 A DE 102018200140A DE 102018200140 A1 DE102018200140 A1 DE 102018200140A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
adhesive
sensor
sensor chips
molding compound
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.)
Withdrawn
Application number
DE102018200140.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Haug
Tobias Henn
Michael Knauss
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 DE102018200140.5A priority Critical patent/DE102018200140A1/de
Priority to TW108100318A priority patent/TW201931475A/zh
Priority to CN201910015173.3A priority patent/CN110015635A/zh
Publication of DE102018200140A1 publication Critical patent/DE102018200140A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren (10) mit einem Aufbringen eines Klebstoffs (20) auf einer Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips (14) und einem Laminieren einer Membran (22) auf das Substrat (12) im Bereich der auf der Oberfläche (12a) des Substrats (12) angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips (14), wobei die Membran (22) die Vielzahl von Sensor-Chips (14) bedeckt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Umweltsensorzwischenprodukt und einen medienresistenten Umweltsensor (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen medienresistenten Umweltsensor. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Umweltsensorzwischenprodukt. Die Erfindung betrifft überdies ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren.
  • Stand der Technik
  • Sensoren zur Messung von Umweltfaktoren, wie z.B. Druck-, Feuchte- oder Gassensoren, benötigen zur Erfüllung ihrer Funktion einen direkten Kontakt zur Umwelt. Im Widerspruch hierzu steht die Anforderung des Schutzes der Sensoren vor Umwelteinflüssen, wenn die Sensoren z.B. in Smartphones oder Drohnen eingesetzt werden, d.h. Schutz vor Staub oder Wasser.
  • Eine bekannte Möglichkeit zur Auflösung dieses Widerspruchs ist der Verschluss des Medienzugangs des Sensors mittels einer Membran, welche für Staub und Wasser undurchlässig, jedoch für Gase permeabel ist. Ein Beispiel hierfür sind mikroporöse Membranen aus expandiertem Polytetrafluorethylen.
  • Solche Membranen müssen in einer für den Sensor benötigten Größe vorgefertigt werden und auf jeweilige Sensor-Chips aufgebracht werden.
  • DE 10 2015 222 756 A1 offenbart ein herkömmliches Sensorelement für einen Drucksensor, aufweisend eine Sensormembran, auf der eine definierte Anzahl von Piezowiderständen angeordnet sind, wobei die Piezowiderstände in einer Schaltung derart angeordnet sind, dass im Falle einer Druckänderung eine elektrische Spannungsänderung generierbar ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen medienresistenten Umweltsensor. Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Umweltsensorzwischenprodukt mit einem Substrat, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips angeordnet sind, welche zumindest abschnittsweise mit einer Moldmasse umspritzt sind, einem auf einer Oberfläche der Moldmasse in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips aufgebrachten Klebstoff, und einer auf das Substrat im Bereich der auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips auflaminierten Membran, welche die Vielzahl von Sensor-Chips bedeckt.
  • Die vorliegende Erfindung schafft überdies ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrats, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips angeordnet sind, welche zumindest abschnittsweise mit einer Moldmasse umspritzt sind.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Aufbringen eines Klebstoffs auf einer Oberfläche der Moldmasse in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips. Das Verfahren umfasst überdies ein Laminieren einer Membran auf das Substrat im Bereich der auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips, wobei die Membran die Vielzahl von Sensor-Chips bedeckt.
  • Das Verfahren umfasst ferner ein Vereinzeln der Vielzahl von Sensor-Chips zum Ausbilden einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren.
  • Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, somit einen medienresistenten Umweltsensor, ein Umweltsensorzwischenprodukt und ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren bereitzustellen, welche die kostengünstige parallelisierte Herstellung von staub- und wassergeschützten Umweltsensoren mittels Aufbringen einer Membran erlaubt.
  • Gegenüber einem seriellen Aufbringen einer Membran auf einzelne Sensor-Chips sieht das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer parallelen Prozessführung vor.
  • Bei der Implementierung des Verfahrens kann in vorteilhafter Weise auf bestehende Standard-Prozesse, wie beispielsweise Flüssig-Kleben und Package Vereinzelung zurückgegriffen werden, die bei allen gängigen Herstellern durchführbar sind. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen somit signifikante Reduktionen in den Material- und Prozesskosten.
  • Beispielsweise müssen Membrane vom Hersteller nicht mehr für einzelne Sensoren auf sehr kleine Einzelgrößen im Quadratmillimeterbereich konfektioniert werden und dadurch reduzierte Herstellungskosten erreicht werden.
  • Ferner können die Membrane in einem einzigen Prozessschritt für eine große Anzahl von Sensoren, beispielsweise mehrere Hundert bis mehrere Tausend gleichzeitig aufgebracht werden, was in einer Erhöhung des Stückzahl-Durchsatzes mit entsprechender Verringerung der Prozesskosten resultiert.
  • Darüber hinaus müssen die Membrane nicht mehr mit Platzierungsgenauigkeiten im Sub-100-Mikrometerbereich aufgebracht werden. Dies resultiert in verringerten Equipment-Anforderungen im Herstellungs-Prozessfluss mit entsprechender Verringerung der Prozesskosten.
  • Kern der Erfindung ist daher die Erkenntnis, dass das Verwenden von Film-Molding für die Herstellung von Umweltsensoren erlaubt, nach Molding auf Substratstreifen-Level eine große Membran flächig über den kompletten Substratstreifen aufzukleben. Die Membran deckt dann alle auf dem Streifen platzierte Sensoren ab. Im anschließend folgenden Package-Vereinzelungsprozess werden die Sensoren dann vereinzelt.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Klebstoff durch einen Flüssigklebstoff ausgebildet ist, welcher in einem vorgegebenen Muster, vorzugsweise in Längsrichtung und/oder in Querrichtung des Substrats, auf die Oberfläche der Moldmasse aufgebracht wird. Ein solches Aufbringungs- bzw. Dispense-Muster ist vorteilhaft, da dabei mit einer geringen Anzahl einzelner Dispense-Strecken eine sehr große Anzahl von Sensor-Chips für das anschließende Aufbringen der Membran vorbereitet werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Anzahl von n x m Sensor-Chips auf dem Substrat bereitgestellt werden, wobei n+1 + m+1 Aufbringungsstrecken des Klebstoffs auf der Oberfläche der Moldmasse aufgetragen werden. Bei Verwendung eines Substratstreifens mit 30 x 100, d.h. 3.000 Sensor-Chips, werden in vorteilhafter eine Anzahl von 31 + 101, d.h. 131 Dispense-Strecken, auf die Moldmasse aufgebracht, um alle Sensor-Chips für das anschließende Aufkleben der Membran vorzubereiten.
  • Im Gegensatz hierzu müssten bei dem bisherigen Aufkleben von Membranen auf Sensoren mit Metalldeckelgehäuse in diesem Beispiel 3.000 einzelne Dispense-Schritte mit deutlich höheren Anforderungen an Volumenkontrolle und Platzierungsgenauigkeit vorgenommen werden. Bei einer Vergrößerung der Substratstreifen wächst dieser Parallelisierungs-Vorteil entsprechend quadratisch mit der Streifen-Fläche und damit der Sensor-Anzahl an.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Klebstoff auf der Oberfläche der Moldmasse im Bereich jeweiliger zwischen den Sensor-Chips vorgesehenen Package-Sägestraßen aufgebracht wird.
  • Dies weist den Vorteil auf, dass durch das Sägen der Teil der Membran und des Klebstoffs, der im Bereich der Sägestraße aufgebracht wurde, entfernt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufbringen des Klebstoffs auf der Oberfläche der Moldmasse durch Dispensieren, Sieb- oder Schablonendruck durchgeführt wird. Im Falle der Durchführung eines Sieb- oder Schablonendrucks kann somit in vorteilhafter Weise ein effizientes Aufbringen des Klebstoffs auf die Oberfläche der Moldmasse in relativ kurzer Zeit ermöglicht werden, wodurch eine Prozessdauer sowie die Prozesskosten bei der Herstellung des Umweltsensors verringerbar sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Substrat zusammen einem Sieb oder einer Schablone zum Aufbringen des Klebstoffs auf der Oberfläche der Moldmasse mittels Bohrlöchern im Substrat und dem Sieb oder der Schablone durch eine in die Bohrlöcher eingeführte Zentriereinrichtung mechanisch zueinander ausgerichtet werden.
  • Bei diesem Vorgehen entfällt die Anforderung einer aktiven Feinausrichtung von Sieb und Substratstreifen. Hierdurch kann eine Kostenreduktion durch verringerte Anforderungen an Prozessmaschinen erreicht werden. Gegenüber dem Dispensieren von Flüssigklebstoff stellt diese Prozessalternative eine weitere Steigerung des Parallelisierungsgrads dar und bringt eine Kostenreduktion durch den erhöhten Prozessdurchsatz mit sich.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Klebstoff vor dem Aufbringen auf der Oberfläche der Moldmasse vorgehärtet wird. Somit können sowohl beim Dispensieren von Flüssigklebstoff als auch beim Siebdruckverfahren neben gewöhnlichen Klebstoffen auch sogenannte B-Stage-Klebstoffe eingesetzt werden. Bei diesen Materialien wird der Klebstoff vor dem Aufbringen der Membran zunächst vorgehärtet. Durch dieses Vorhärten wird das Klebstoff-Muster stabilisiert und es wird zusätzlich vermieden, dass der Klebstoff beim Aufbringen der Membran verschmiert wird und auf die Chip-Oberfläche gelangt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Membran im Wesentlichen vollflächig auf das Substrat im Bereich der Vielzahl von Sensor-Chips auflaminiert wird, wobei der Klebstoff bei dem Auflaminieren der Membran auf der Oberfläche der Moldmasse zwischen der Vielzahl von Sensor-Chips verteilt wird und eine Haftung zwischen der Moldmasse und der Membran vermittelt.
  • Diese Vorgehensweise bietet gegenüber dem bisherigen seriellen Aufbringen einzelner Membranen auf individuelle Sensoren mit Metalldeckelgehäuse den Vorteil, dass das Aufbringen der Membranen für alle Sensoren auf dem Substratstreifen gleichzeitig, d.h. parallelisiert, erfolgt. Dies führt zu einer signifikanten Erhöhung des Prozessdurchsatzes mit entsprechend einhergehenden verringerten Kosten.
  • Ein weiterer Vorteil gegenüber der Einzelaufbringung auf Metalldeckelgehäusen besteht darin, dass ein einzelnes großes Membranstück zur Laminierung des gesamten Substratstreifens verwendet werden kann. Dadurch entfallen bei der Membranherstellung die Prozessschritte zur Vereinzelung der Einzelmembranen. Durch die Verwendung eines kostengünstigen Flüssigklebstoffs müssen die Membrane bei der Herstellung auch mit vorstrukturierten zusätzlichen Klebefolien kombiniert werden.
  • Des Weiteren führt die Parallelisierung des Verfahrens zum Entfall der Einzelinspektion nach Aufbringen der Membran. Eine Kontrolle der Membran und deren Klebung kann in einer finalen Einzelteilinspektion nach Vereinzelung der Bauteile erfolgen, welche ohnehin fest im standardmäßigen Prozess verankert ist. Diese Vorteile führen zu einer deutlichen Kostenreduktion bei der Membranherstellung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die aus der Moldmasse herausragenden Kanten der Vielzahl von Sensor-Chips als Fluss-Stoppkanten ein Fließen des Klebstoffs auf eine Oberfläche der Vielzahl von Sensor-Chips verhindern.
  • Die scharfen Kanten der aus der Moldmasse herausragenden Chips, vorzugsweise Siliziumchips, welche einen Überstand von 20 bis 70 µm aufweisen, resultiert durch das Film-Molding, wobei der Überstand vorteilhafterweise durch geeignete Wahl des Film-Materials und der Film-Dicke einstellbar ist und weiter erhöht werden kann. Dies verhindert vorzugsweise durch die Wirkung der Kanten als Fluss-Stoppkanten das Fließen des Klebstoffs auf die Chip-Oberflächen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass nach einem Aushärten des Klebstoffs die Vielzahl von Sensor-Chips durch mechanisches Sägen vereinzelt werden, wobei das Substrat entlang der zwischen den Sensor-Chips vorgesehenen Package-Sägestraßen durchtrennt wird.
  • Nach einem Curing-Schritt zum Aushärten des Klebstoffs wird der Substratstreifen durch mechanisches Sägen, einem Standard-Prozess für die Package-Vereinzelung, zertrennt, um in vorteilhafter Weise die einzelnen Sensor-Einheiten zu erhalten. Dabei entstehen im Vergleich zur Herstellung des ungeschützten Sensors ohne Membran keine weiteren Zusatzkosten, da die Package-Vereinzelung bzw. Singulation in beiden Fällen identisch durchgeführt werden muss.
  • Durch das Sägen wird der Teil der Membran und des Klebstoffs, der im Bereich der Sägestraße aufgebracht wurde, entfernt. Der verbleibende Klebstoff und die Membran schließen bündig mit einer Außenkante des jeweiligen Sensor-Packages ab. Daher gewährleistet das vorgestellte Verfahren automatisch, dass verhindert wird, dass überstehende Membranbereiche frei beweglich bleiben bzw. flattern, was ansonsten die Zuverlässigkeit und die Weiterverarbeitbarkeit des Bauteils beeinträchtigen würde.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Substrat vor dem Durchtrennen durch mechanisches Sägen mit einer ebenen Unterseite des Substrats im Wesentlichen vollflächig auf einer Haftfläche, insbesondere einem Klebeband, fixiert wird.
  • Zum Schutz vor Eindringen von Sägewasser und Partikeln müssen Druck- und Gassensoren ohne Membran typischerweise auf Säge-Tape bzw. Klebeband in einer entsprechenden Fixierungs-Position vereinzelt werden, wobei hierfür der Substratstreifen mit der Oberseite nach unten auf dem Tape aufgeklebt und von der Rückseite her zersägt wird. Problematisch ist dabei, dass bedingt durch die Package-Topografie nur eine geringe Auflagefläche für das Tape und der Sensor-Oberfläche zur Verfügung steht.
  • Bei nicht ausreichender Haftung des Tapes durch diese geringe Auflagefläche können sich die Sensoren beim Sägen vom Tape lösen, was zur Beschädigung von Bauteilen und Ausbeute-Verlusten führen würde. Im Gegensatz hierzu werden durch die vollflächig auf dem Substratstreifen aufgebrachte Membran die Bauteile bzw. Sensor-Chips vor einem Eindringen von Verunreinigungen beim Sägen geschützt. Daher können die Umweltsensoren im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Standard-Position vereinzelt werden. Dabei kann der Substratstreifen mit der ebenen Unterseite vollflächig auf Tape aufgeklebt werden. Durch die verringerte Topografie und die vergrößerte Auflagefläche wird so verhindert, dass sich das Substrat vom Tape löst.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Umweltsensor durch einen Gassensor oder einen Drucksensor ausgebildet ist. Das Vorsehen der Membran bewirkt somit in vorteilhafter Weise neben der kostengünstigeren Herstellbarkeit das Bereitstellen eines medienresistenten Umweltsensors.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Figurenliste
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Querschnittsansicht eines Umweltsensors in einem Zustand vor einem Auflaminieren einer Membran gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 eine Draufsicht eines Substrats, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips angeordnet sind gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 eine Querschnittsansicht des Umweltsensors nach dem Aufbringen eines Klebstoffs auf eine Oberfläche einer Moldmasse gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 eine Querschnittsansicht des Umweltsensors nach dem Laminieren der Membran auf das Substrat gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 eine Mehrzahl von vereinzelten Umweltsensoren gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
    • 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des medienresistenten Umweltsensors gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Umweltsensors in einem Zustand vor einem Auflaminieren einer Membran gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der Umweltsensor 10 bzw. das in 1 gezeigte Umweltsensorzwischenprodukt weist ein Substrat 12 auf, auf dessen Oberfläche 12a ein Sensor-Chip 14 angeordnet ist.
  • Eine elektrische Verbindung zwischen der Vielzahl von Sensor-Chips 14 und auf dem Substrat 12 ausgebildeten (in 1 nicht gezeigten) Leiterbahnen innerhalb der Moldmasse 16 ist durch ein jeweiliges elektrisches Verbindungselement 18 in Form eines Bonddrahtes ausgebildet. Alternativ kann die elektrische Verbindung beispielsweise durch eine Flip-Chip Montage der Vielzahl von Sensor-Chips 14 auf dem Substrat 12 ausgebildet sein.
  • Um einen Medienzugang zum Sensor-Chip 14 zu ermöglichen, weist dieser in einem oberen Bereich eine Mehrzahl von Bohrungen auf.
  • Auf einer Oberfläche 16a der Moldmasse 16 ist im Bereich zwischen den jeweiligen Sensor-Chips 14 ein Klebstoff 20 aufgebracht.
  • 2 zeigt eine Draufsicht eines Substrats, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips angeordnet sind gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der vorliegenden Darstellung sind sechs Sensor-Chips 14 gezeigt, welche auf dem Substrat angeordnet und mit der Moldmasse 16 umspritzt sind. Auf der Oberfläche 16a der Moldmasse 16 ist im Bereich zwischen den jeweiligen Sensor-Chips 14 der Klebstoff 20 aufgebracht.
  • Der Klebstoff 20 ist vorzugsweise durch einen Flüssigklebstoff 20 ausgebildet, welcher in dem in 2 gezeigten Muster, d.h. sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung Q des Substrats, d.h. in einem Gittermuster, auf die Oberfläche der Moldmasse 16 aufgebracht ist. Alternativ zu dem Flüssigklebstoff kann beispielsweise ein anderer geeigneter Klebstoff mit einem hiervon abweichenden Viskositätsverhalten aufgetragen werden.
  • Die in 2 gezeigte Darstellung ist ein Ausschnitt aus einem größeren (in 2 nicht gezeigten) Substratstreifen, welcher beispielsweise 30 x 100 Sensor-Chips enthalten kann.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Umweltsensors nach dem Aufbringen eines Klebstoffs auf eine Oberfläche einer Moldmasse gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der Klebstoff 20 ist auf der Oberfläche 16a der Moldmasse 16 im Bereich jeweiliger zwischen den Sensor-Chips 14 vorgesehenen Package-Sägestraßen 24 aufgebracht.
  • Das Aufbringen erfolgt hierbei vorzugsweise durch Sieb- oder Schablonendruck oder alternativ durch Dispensieren.
  • Hierbei werden das Substrat 12 zusammen mit einem (in 3 nicht gezeigten) Sieb oder einer Schablone zum Aufbringen des Klebstoffs 20 auf der Oberfläche 16a der Moldmasse 16 mittels Bohrlöchern 12b1, 12b2 im Substrat 12 und dem Sieb oder der Schablone durch eine in die Bohrlöcher 12b1, 12b2 eingeführte Zentriereinrichtung 26 mechanisch zueinander ausgerichtet.
  • Alternativ kann der Klebstoff 20 beispielsweise vor dem Aufbringen auf der Oberfläche 16a der Moldmasse 16 vorgehärtet werden.
  • Die aus der Moldmasse 16 herausragenden Kanten 16b der Vielzahl von Sensor-Chips 14 dienen als Fluss-Stoppkanten und verhindern somit ein Fließen des Klebstoffs 20 auf einer Oberfläche der Vielzahl von Sensor-Chips 14.
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Umweltsensors nach dem Laminieren der Membran auf das Substrat gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In 4 ist eine Membran 22 im Wesentlichen vollflächig auf das Substrat 12 im Bereich der Vielzahl von Sensor-Chips 14 auflaminiert. Wie in 4 ersichtlich, wird der Klebstoff 20 bei dem Auflaminieren der Membran 22 auf der Oberfläche der Moldmasse 16 zwischen der Vielzahl von Sensor-Chips 14 verteilt. Dies vermittelt eine Haftung zwischen der Moldmasse 16 und der Membran 22.
  • Das Substrat wird vor dem Durchtrennen durch mechanisches Sägen mit einer ebenen Unterseite 12c des Substrats 12 im Wesentlichen vollflächig auf einer Haftfläche, insbesondere einem Klebeband 28, fixiert.
  • 5 zeigt eine Mehrzahl von vereinzelten Umweltsensoren gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Nach dem Aushärten des Klebstoffs werden die Vielzahl von Sensor-Chips 14 zum Ausbilden einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren (10) durch mechanisches Sägen vereinzelt. Das Substrat 12 wird hierbei entlang der zwischen den Sensor-Chips 14 vorgesehenen Package-Sägestraßen durchtrennt. In der vorliegenden Darstellung sind drei vereinzelte Sensor-Chips bzw. Umweltsensoren dargestellt.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen des medienresistenten Umweltsensors gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen S1 eines Substrats, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips angeordnet sind, welche zumindest abschnittsweise mit einer Moldmasse umspritzt sind, wobei eine elektrische Verbindung zwischen der Vielzahl von Sensor-Chips und auf dem Substrat ausgebildeten Leiterbahnen innerhalb der Moldmasse durch ein elektrisches Verbindungselement in Form eines Bonddrahtes erfolgt.
  • Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Aufbringen S2 eines Klebstoffs auf einer Oberfläche der Moldmasse in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips. Das Verfahren umfasst überdies ein Laminieren S3 einer Membran auf das Substrat im Bereich der auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips, wobei die Membran die Vielzahl von Sensor-Chips bedeckt.
  • Ferner umfasst das Verfahren ein Vereinzeln der Vielzahl von Sensor-Chips durch mechanisches Sägen S4, wobei das Substrat entlang der zwischen den Sensor-Chips vorgesehenen Package-Sägestraßen durchtrennt wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • Beispielsweise kann eine Form, Abmessung und/oder eine Beschaffenheit der Komponenten des Umweltsensors abgeändert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015222756 A1 [0005]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren (10), mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines Substrats (12), auf dessen Oberfläche (12a) eine Vielzahl von Sensor-Chips (14) angeordnet sind, welche zumindest abschnittsweise mit einer Moldmasse (16) umspritzt sind; Aufbringen (S2) eines Klebstoffs (20) auf einer Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips (14); Laminieren (S3) einer Membran (22) auf das Substrat (12) im Bereich der auf der Oberfläche (12a) des Substrats (12) angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips (14), wobei die Membran (22) die Vielzahl von Sensor-Chips (14) bedeckt; und Vereinzeln (S4) der Vielzahl von Sensor-Chips (14) zum Ausbilden der Vielzahl medienresistenter Umweltsensoren (10).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (20) durch einen Flüssigklebstoff (20) ausgebildet ist, welcher in einem vorgegebenen Muster, vorzugsweise in Längsrichtung (L) und/oder in Querrichtung (Q) des Substrats (12), auf die Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von n x m Sensor-Chips (14) auf dem Substrat (12) bereitgestellt werden, wobei n+1 + m+1 Aufbringungsstrecken des Klebstoffs (20) auf der Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) aufgetragen werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (20) auf der Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) im Bereich jeweiliger zwischen den Sensor-Chips (14) vorgesehenen Package-Sägestraßen (24) aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebstoffs (20) auf der Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) durch Dispensieren, Sieb- oder Schablonendruck durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) zusammen einem Sieb oder einer Schablone zum Aufbringen des Klebstoffs (20) auf der Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) mittels Bohrlöchern (12b1, 12b2) im Substrat (12) und dem Sieb oder der Schablone durch eine in die Bohrlöcher (12b1, 12b2) eingeführte Zentriereinrichtung (26) mechanisch zueinander ausgerichtet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (20) vor dem Aufbringen auf der Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) vorgehärtet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (22) im Wesentlichen vollflächig auf das Substrat (12) im Bereich der Vielzahl von Sensor-Chips (14) auflaminiert wird, wobei der Klebstoff (20) bei dem Auflaminieren der Membran (22) auf der Oberfläche der Moldmasse (16) zwischen der Vielzahl von Sensor-Chips (14) verteilt wird und eine Haftung zwischen der Moldmasse (16) und der Membran (22) vermittelt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Moldmasse (16) herausragende Kanten (16b) der Vielzahl von Sensor-Chips (14) als Fluss-Stoppkanten ein Fließen des Klebstoffs (20) auf eine Oberfläche der Vielzahl von Sensor-Chips (14) verhindern.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Aushärten des Klebstoffs (20) die Vielzahl von Sensor-Chips (14) durch mechanisches Sägen vereinzelt werden (S4), wobei das Substrat (12) entlang der zwischen den Sensor-Chips (14) vorgesehenen Package-Sägestraßen (24) durchtrennt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) vor dem Durchtrennen durch mechanisches Sägen (S4) mit einer ebenen Unterseite (12c) des Substrats (12) im Wesentlichen vollflächig auf einer Haftfläche, insbesondere einem Klebeband (28), fixiert wird.
  12. Umweltsensorzwischenprodukt, mit einem Substrat (12), auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Sensor-Chips (14) angeordnet sind, welche zumindest abschnittsweise mit einer Moldmasse (16) umspritzt sind; einem auf einer Oberfläche (16a) der Moldmasse (16) in einem Bereich zwischen jeweiligen Sensor-Chips (14) aufgebrachten Klebstoff (20); und einer auf das Substrat (12) im Bereich der auf der Oberfläche (12a) des Substrats (12) angeordneten Vielzahl von Sensor-Chips (14) auflaminierten Membran (22), welche die Vielzahl von Sensor-Chips (14) bedeckt.
  13. Medienresistenter Umweltsensor (10), hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  14. Medienresistenter Umweltsensor (10) nach Anspruch 12, wobei der Umweltsensor (10) durch einen Gassensor oder einen Drucksensor ausgebildet ist.
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