一種氣體傳感器芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于微機電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種微機電氣體傳感器芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]微機電(MEMS)氣體傳感器是基于微機電技術(shù)和半導(dǎo)體氣體敏感原理制作的傳感器件。用于檢測各種氣體，如氫氣，氮氣，甲烷，一氧化碳，酒精，V0C(揮發(fā)性有機物質(zhì))等等。微機電氣體傳感器具有體積小、功耗低的特點，適合大批量生產(chǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家居、環(huán)境檢測和消費電子領(lǐng)域。
[0003]目前基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器芯片一般具有加熱薄膜和設(shè)置在其上的氣敏元件。加熱薄膜加熱到不同溫度時，氣體傳感器能檢測的氣體類別不同。加熱薄膜和氣敏元件通常通過支撐梁固定在支撐基座上，支撐梁上分布有金屬導(dǎo)線層，金屬導(dǎo)線層用于提供加熱薄膜的加熱電流，以及將氣敏元件與外界電連接。
[0004]但是，加熱薄膜相對脆弱，容易受到外力影響而破損。然而，氣體傳感器在后續(xù)封裝過程中通常會受由于熱失配產(chǎn)生的機械應(yīng)力等封裝應(yīng)力的影響，一旦支撐基座發(fā)生變形，極易造成薄膜破裂、性能損失等問題。因此，需要對氣體傳感器的后續(xù)封裝等工藝過程提出較高的要求，大大增加了工藝難度和生產(chǎn)成本。
[0005]綜上所述，有必要對氣體傳感器的結(jié)構(gòu)進行改進，使加熱薄膜不會受到封裝應(yīng)力的影響。即使支撐基座和支撐梁發(fā)生形變，加熱薄膜也能夠保持原有的形狀，不產(chǎn)生破損。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型解決的一個技術(shù)問題是:氣敏單元受機械應(yīng)力影響產(chǎn)生變形、破損的問題。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種氣體傳感器芯片，其中包括:
[0008]基座，所述基座具有鏤空；
[0009]氣敏單元，所述氣敏單元設(shè)置在所述基座的鏤空處；
[0010]懸臂梁，所述懸臂梁以傾斜于鏤空邊緣的形式和/或以自身具有曲折結(jié)構(gòu)的形式從所述基座向鏤空處延伸，并與所述氣敏單元連接，使所述氣敏單元懸于所述基座的鏤空處；
[0011]引線組件，所述引線組件與所述氣敏單元連接。
[0012]可選地，所述曲折結(jié)構(gòu)為L型結(jié)構(gòu)，或者所述曲折結(jié)構(gòu)為弧形結(jié)構(gòu)，或者所述曲折結(jié)構(gòu)為之字形結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，所述氣體傳感器芯片可以包括四支懸臂梁。當(dāng)所述曲折結(jié)構(gòu)為L型結(jié)構(gòu)時，四支所述懸臂梁可以組成“卍”形結(jié)構(gòu)，所述氣敏單元位于“卍”形結(jié)構(gòu)的中心。當(dāng)所述曲折結(jié)構(gòu)為弧形結(jié)構(gòu)時，四支所述懸臂可以組成螺旋形結(jié)構(gòu)，所述氣敏單元位于螺旋形結(jié)構(gòu)的中心。
[0014]另外，所述氣敏單元可以包括加熱薄膜和氣敏元件，所述懸臂梁與所述加熱薄膜連接，所述氣敏元件設(shè)置在所述加熱薄膜上。
[0015]所述引線組件可以包括四支金屬引線，兩支金屬引線與所述加熱薄膜連接，另外兩支金屬引線與所述氣敏元件連接。
[0016]優(yōu)選地，所述金屬引線沿所述懸臂梁分布。
[0017]本實用新型的一個技術(shù)效果在于，懸臂梁可以吸收機械應(yīng)力，從而保護氣敏單元不受機械應(yīng)力的影響。
[0018]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0020]圖1是本實用新型一種具體實施例中氣體傳感器芯片的俯視圖；
[0021]圖2是本實用新型一種具體實施例中氣體傳感器芯片的示意圖；
[0022]圖3是本實用新型一種具體實施例中氣體傳感器芯片的示意圖；
[0023]圖4是本實用新型一種具體實施例中氣體傳感器芯片的示意圖；
[0024]圖5是圖1的側(cè)面截面圖。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實用新型的各種示例性實施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。
[0026]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0027]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0028]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。
[0029]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0030]本實用新型提供了一種氣體傳感器芯片，其中包括基座、氣敏單元、懸臂梁以及引線組件。所述基座上具有鏤空，所述氣敏單元設(shè)置在所述基座的鏤空處。通常，所述氣體傳感器芯片可以包括2-4支懸臂梁，懸臂梁為所述氣敏單元提供支撐，本領(lǐng)域技術(shù)人員在滿足支撐梁對氣敏單元的穩(wěn)定支撐的條件下，可以對懸臂梁的數(shù)量進行設(shè)計。所述懸臂梁從所述基座上向鏤空處延伸，懸臂梁的端部與所述氣敏單元相連，使氣敏單元懸于所述基座的鏤空處。特別的，不同于傳統(tǒng)氣體傳感器芯片中的支撐梁，本實用新型所述懸臂梁可以具有曲折結(jié)構(gòu)，或者可以以傾斜于鏤空邊緣的形式向鏤空處延伸。例如，所述懸臂梁可以垂直于鏤空邊緣向鏤空處延伸，懸臂梁自身具有彎折或彎曲；或者，所述懸臂梁可以與鏤空邊緣呈30度夾角向鏤空處延伸。更進一步的，所述懸臂梁也可以既具有曲折結(jié)構(gòu)又以傾斜于鏤空邊緣的形式從基座向鏤空處延伸，即懸臂梁不是以垂直于鏤空邊緣的方向沿直線向鏤空中心延伸的。這樣，懸臂梁的長度被大大增加，當(dāng)對所述氣體傳感器芯片進行封裝時，基座會受到熱失配等機械應(yīng)力的影響產(chǎn)生形變，應(yīng)力會傳到懸臂梁上，使懸臂梁也產(chǎn)生變形。但由于懸臂梁的長度較長，能夠通過變形吸收機械應(yīng)力，從而保證氣敏單元不會產(chǎn)生變形，氣敏單元的性能不會受到封裝應(yīng)力的影響。
[0031]具體的，如圖1所示，所述基座1的中心可以具有正方形鏤空，所述氣敏單元設(shè)置在鏤空處。在該實施例中，所述曲折結(jié)構(gòu)為L型結(jié)構(gòu)，即懸臂梁3整體呈L型。所述懸臂梁3以垂直于鏤空邊緣的形式向鏤空處延伸，并在一定位置具有直角彎折，懸臂梁3的端部連接到氣敏單元的側(cè)面，氣敏單元與該懸臂梁3連接的一側(cè)