KR20200000347A

KR20200000347A - 압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지

Info

Publication number: KR20200000347A
Application number: KR1020190070927A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 지. 디. 모르징크; 앤드류 씨. 헤론
Original assignee: 센사타 테크놀로지스, 인크
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-01-02
Also published as: DE102019116217A1; GB2575706A; GB201906642D0; CN110631763A; US20190391046A1

Abstract

본 발명에 따른 압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지는, 하나 이상의 수동 소자와 회로를 갖는 리드 프레임을 포함한다. 세라믹 기판이 접착성 본드를 통해 리드 프레임에 부착된다. 기판은 기판 상에 인쇄된 전도성 트레이스를 갖는다. 전도성 본드는 회로, 기판 및 리드 프레임을 함께 연결하는 데 사용된다. 접합 이후에, 압력 센서 모듈은 열경화성 에폭시 수지 오버몰드에 의해 캡슐화되고, 그 후에 압력 센서 하우징 내에 밀봉된다.

Description

압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지{FIRST LEVEL PACKAGE FOR PRESSURE SENSOR MODULE}

본원은 압력 센서에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 내연기관에 사용하는 압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지에 관한 것이다.

자동차 산업에서, 압력 센서는 통상적으로 연료 시스템, 제동 시스템, 차량 안정성 시스템 등에 통합된다. 예를 들어, 승용차 및 상용차에 있어서 내연기관의 배기 시스템은 산업 요건을 충족시키기 위해 미립자 필터(예컨대, 매연 필터 등)의 존재를 대개 요구한다. 그러나, 필터가 막힐 때, 필터의 주기적인 재생이 요구된다. 이러한 재생 프로세스를 트리거하기 위해, 필터를 가로질러 압력 강하를 측정하는 센서가 종종 사용된다.

일부 용례에서, 압력 강하 측정은 MEMS-기반 압력 감지 요소에 의해 이루어질 수 있다. 퇴적물에 대하여 기계적으로 격리하고 환경에 의한 손상으로부터 감지 요소를 보호하도록, 대개 감지 요소 주위에 보호 겔이 배치된다. 상대 압력 측정의 경우, 감지 요소의 일측은 필터를 통과하기 전의 배기 압력을 통상적으로 측정하고, 감지 요소의 타측은 필터를 통과한 이후의 배기 압력을 측정한다. 절대 압력 측정의 경우, 감지 요소의 일측만이 소정의 압력에 관하여 배기 압력을 측정한다.

감지 요소를 집적 회로 칩에 직접 상호 연결하는 "제1 레벨 패키지"로 알려진 전자 패키징은 대개, 재료 비용을 줄이고 압력 센서를 제조하는 데 필요한 조립 단계의 수를 줄이기 위해 사용된다. 압력 감지 기술의 사용이 점점 확산됨에 따라, 산성 조건에 대해 강건성을 보이는 제1 레벨 패키지에 대한 요구가 점차 증가하고 있다. 그러나, 표준 제1 레벨 패키지에 대한 매체 노출 시험은, 특히 배기가스 환경에 있어서의, 부식에 대해 취약성을 드러내 보였다.

본원에는, 자동차 배기 환경에서 발견되는 것과 같은 산성 조건에 대하여 향상된 강건성을 갖는 압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지가 기술되어 있다. 상기 제1 레벨 패키지는, 하나 이상의 수동 소자와 회로를 갖는 리드 프레임을 포함한다. 세라믹 기판이 접착성 본드를 통해 리드 프레임에 부착된다. 기판은 기판 상에 인쇄된 전도성 트레이스를 갖는다. 전도성 본드는 회로, 기판 및 리드 프레임을 함께 연결하는 데 사용된다. 접합 이후에, 압력 센서 모듈은 열경화성 에폭시 수지 오버몰드에 의해 캡슐화되고, 그 후에 압력 센서 하우징 내에 밀봉된다. 유리하게는, 본원의 제1 레벨 패키지는 압력 센서 모듈의 강건성을 증가시킬 뿐만 아니라 패키지를 소형화 및 단순화하고, 그 결과 제조 비용을 낮출 수 있다.

본원의 제1 레벨 패키지의 다른 실시예들은 하기의 것 중의 하나 이상을, 임의의 적절한 조합으로 포함할 수 있다.

실시예들에서, 본원의 제1 레벨 패키지 시스템은 전기 부품을 갖는 리드 프레임과 리드 프레임에 결합된 기판을 포함한다. 감지 요소는 기판에 장착되며 리드 프레임과 전기적으로 통신한다. 상기 감지 요소는 감지 요소에 가해지는 압력에 응답하여 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 상기 기판과 상기 리드 프레임의 적어도 일부분을 캡슐화하는 오버몰드가, 상기 기판 상의 상기 감지 요소 주위에 제1 캐비티를 형성한다.

다른 실시예들에서, 상기 전기 부품은 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함한다. 실시예들에서, 상기 기판은 상기 오버몰드에 의해 부분적으로 덮인 복수의 전도성 요소를 더 포함하나다. 실시예들에서, 상기 오버몰드는 열경화성 에폭시 수지 재료로 제조된다. 실시예들에서, 상기 시스템은 차량의 내연기관용으로 구성된다. 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 전기 부품과 상기 리드 프레임을 연결하는 복수의 전도성 본드를 더 포함한다. 실시예들에서, 상기 기판에는 기판의 제1 면과 상기 제1 면의 반대편에 있는 상기 기판의 제2 면 사이에서 연장되는 중앙 개구가 획정되고, 상기 감지 요소는 상기 기판의 제2 면으로부터 상기 제1 캐비티를 밀봉하도록 상기 중앙 개구를 덮는다. 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 제1 캐비티 내에 있고 상기 감지 요소를 덮는 캡슐화 물질을 더 포함한다. 실시예들에서, 상기 리드 프레임, 상기 전기 부품 및 상기 기판은 상기 오버몰드에 의해 캡슐화되기 전에 사전 조립된다.

또 다른 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하는 하우징을 포함한다. 실시예들에서, 상기 하우징은 가압 유체가 상기 제1 압력 챔버에 들어가는 것을 허용하도록 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 적어도 하나의 입구를 포함한다. 실시예들에서, 상기 감지 요소는 절대 압력 감지 요소이다. 실시예들에서, 상기 감지 요소는 상기 기판의 제1 면과 상기 기판의 제2 면 사이의 압력차를 감지하도록 구성된 MEMS-기반 압력 감지 요소이다. 실시예들에서, 상기 기판에는 제1 면에서부터 상기 제1 면의 반대편에 있는 제2 면으로 연장되는 중앙 개구가 획정되고, 상기 오버몰드는 상기 감지 요소 주위에 제1 캐비티를 형성하며, 제2 면 상의 중앙 개구 주위에 제2 캐비티를 형성한다. 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하고 상기 제2 캐비티 주위에 제2 압력 챔버를 형성하는 하우징을 더 포함한다. 실시예들에서, 상기 시스템은, 상기 감지 요소가 차압을 나타내는 신호를 생성하도록, 상기 하우징은 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 제1 입구 및 상기 제2 압력 챔버와 유체 연통하는 제2 입구를 적어도 포함하여, 제1 압력을 갖는 유체가 제1 압력 챔버에 들어가는 것과, 제2 압력을 갖는 유체가 제2 압력 챔버에 들어가는 것을 허용한다.

본원의 제1 레벨 패키지 시스템을 제조하는 방법의 실시예는, 리드 프레임을 포함하는 전자 모듈 어셈블리를 제조하는 단계를 포함한다. 그 후에, 기판이 상기 리드 프레임에 결합된다. 상기 기판은, 기판의 제1 면과 상기 제1 면의 반대편에 있는 상기 기판의 제2 면 사이에서 연장되는 중앙 개구를 포함한다. 그 후에, 상기 전자 모듈 어셈블리와 전기적으로 통신하는 감지 요소가 상기 기판의 제1 면에 상기 중앙 개구의 주위에 장착된다. 그 후에, 상기 전자 모듈 어셈블리는, 상기 기판의 제1 면의 주위에 제1 캐비티가 형성되도록, 열경화성 에폭시 수지 오버몰드로 캡슐화된다.

다른 실시예들에서, 상기 방법은, 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하는 하우징 내에 상기 시스템을 밀봉하는 단계를 포함한다. 상기 하우징은 가압 유체가 상기 제1 압력 챔버에 들어가는 것을 허용하도록 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 적어도 하나의 입구를 포함한다. 실시예들에서, 상기 방법은, 상기 감지 요소가 상기 중앙 개구를 완전히 덮어 상기 제1 캐비티를 상기 기판의 제2 면으로부터 밀봉하도록, 상기 제1 캐비티 내의 캡슐화 물질로 상기 감지 요소를 덮는 단계를 포함한다. 실시예들에서, 상기 방법은, 상기 전자 모듈 어셈블리의 전자 장치를 복수의 전도성 본드를 통해 상기 리드 프레임에 연결하는 단계를 포함한다.

전술한 특징 및 이점과 그 밖의 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명을 읽고 관련 도면을 검토하는 것을 통해 분명해질 것이다. 전술한 개괄적인 설명과 이하의 상세한 설명은 모두, 청구되는 양태를 단지 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것은 아닌 것으로 이해되어야 한다.

이하의 도면과 함께 상세한 설명을 참조하는 것을 통해, 본원은 보다 완벽하게 이해될 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 제1 레벨 패키지의 조립의 중간 단계에 있어서 압력 센서 모듈의 일부분의 사시도이고;
도 2a 및 도 2b는 본원의 일 실시예에 따른 제1 레벨 패키지의 조립의 후중반 단계에 있어서 압력 센서 모듈의 다른 부분의 상측 사시도(도 2a) 및 하측 사시도(도 2b)이며;
도 3a 및 도 3b는 조립된 제1 레벨 패키지의 상측 사시도(도 3a) 및 상측 평면도(도 3b)이고;
도 3c는 조립된 제1 레벨 패키지의 단면도이며;
도 3d는 압력 센서 하우징과 함께 제1 레벨 패키지를 갖는 압력 센서 모듈의 분해도이고;
도 4는 압력 센서의 출력 오차 대 제1 레벨 패키지의 압력의 그래프이며;
도 5a 및 도 5b는 본원의 일 실시예에 따라 리드 프레임에 장착된 세라믹 기판 상의 트레이스에 있어서의 산(酸) 시험의 결과를 보여준다.

후속하는 설명에서는, 유사한 구성요소들이 서로 다른 예들에서 제시되는지의 여부와 관계없이, 유사한 구성요소에 동일한 참조부호가 주어진다. 예(들)를 명확하고 정확한 방식으로 예시하기 위해, 도면이 실축적일 필요가 있다라고는 할 수 없고, 특정 피처(feature)가 다소 개략적인 형태로 도시될 수 있다. 어느 한 예에 대하여 설명 및/또는 예시되는 피처는, 하나 이상의 다른 예에서 동일한 방식이나 유사한 방식으로, 및/또는 다른 예의 피처와 조합되거나 다른 예의 피처를 대신하여 사용될 수 있다.

본 명세서와 청구범위에서, 본 발명을 설명 및 규정하기 위한 목적으로 사용되는 바와 같이, 용어 "약" 및 "실질적으로"는, 임의의 정량적인 비교, 값, 측정, 또는 그 밖의 표현에 기인할 수 있는 고유한 불확실성을 나타내는 데 사용된다. 용어 "약" 및 "실질적으로"는 또한, 본원에서 정량적인 표현이 해당 대상의 기본적인 기능에서의 변화를 초래하는 일 없이 언급된 기준으로부터 변할 수 있는 정도를 나타내기 위해 사용된다. "포함하다", "구비하다" 및/또는 각각의 복수형은 개방형이고, 열거된 부품을 포함하며, 열거되지 않은 추가적인 부품을 포함할 수 있다. "및/또는"은 개방형이고, 열거된 부품 중의 하나 이상과, 열거된 부품의 조합을 포함한다.

이제 도 1을 참조해 보면, 본원의 실시예에 따른 압력 감지 모듈용 제1 부분(101)이 도시되어 있다. 압력 감지 모듈은, 예를 들어 자동차 배기 시스템에서 미립자 필터를 가로질러 압력을 측정하는, 상대 압력 센서 또는 절대 압력 센서로서 사용될 수 있다. 실시예들에서, 압력은 이하에 보다 상세히 기술된 MEMS-기반 압력 감지 요소에 의해 측정된다. 대안적으로, 감지 요소는 박막, 호일 게이지, 또는 벌크 실리콘 게이지 디자인을 가질 수 있다. 압력 감지 모듈은, 최종 어셈블리가 압력 센서로서 사용될 수 있기 전에, 센서 오버몰드 내에 캡슐화되는 서브-어셈블리로 사용된다. 압력 감지 모듈은 바람직하게는, 센서 오버몰드 내에 캡슐화되기 전에 완전히 제조된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 레벨 패키지(117)(도 3a~도 3c 참조)의 제1 부분(101)이 신호를 조정 및 전송하기 위한 전자 부품(102)에 결합된 리드 프레임(103)을 포함한다. 리드 프레임(103)과 전자 부품(102)은 일반적으로 유선 접속되거나 또는 다른 방식으로 접속되어 회로를 형성한다. 전자 부품(102)은 주문형 집적 회로(ASIC) 등과 같은 집적 회로(104)와, 하나 이상의 저항기, 커패시터, 인덕터, 변압기 등을 포함할 수 있는 복수의 수동 소자(106)를 포함한다. 제1 부분(101)은 다양한 다른 구성요소들로부터의 신호를 저장, 해석, 변형, 및/또는 전송하기 위한 하나 이상의 다른 전자 부품을 더 포함할 수 있다. 기판(108)이 리드 프레임(103)에, 바람직하게는 접착성 본드(131)를 통해, 부착된다. 바람직하게는, 접착성 본드(131)는 후술하는 바와 같이 시일으로서의 역할을 한다. 기판(108)은 바람직하게는 세라믹 재료, 예를 들어 96% Al₂O₃ 세라믹 재료로, 제조된다. 대안적으로, 보다 순수한 Al₂O₃ 세라믹 또는 다른 적절한 세라믹 재료가 사용될 수 있다.

기판(108)에는 기판(108)의 제1 면(109)에서부터 기판(108)의 제2 면(113)(도 2b)으로 연장되는 중앙 개구(107)가 획정된다. 중앙 개구(107)는, 예를 들어 CO2 레이저를 통한 레이저 절단에 의해 또는 소결 프로세스에 의해, 만들어질 수 있다. 기판(108)에는 또한, 전기 전도성 요소(111), 또는 기판(108) 상에 인쇄된 "트레이스"가 있다. 와이어 본드 등과 같은 복수의 전도성 본드(110)가 전기 구성요소(102), 트레이스(111) 및 리드 프레임(103)을 함께 연결하여 회로를 완성한다. 바람직하게는, 트레이스(111)와 전도성 본드(110)는 기판(108)의 양면에 존재하는 산성 환경으로 인한 화학 침식 및 부식에 대한 특성을 향상시키도록 귀금속으로 만들어진다. 실시예들에서, 전도성 본드(110) 및/또는 트레이스(111)는 금으로 구성된다. 다른 실시예들에서, 트레이스(111)는 후막 금으로 구성된다.

이제 도 2a 및 도 2b를 참조해 보면, 기판(108)을 리드 프레임(103)에 접합한 후, 제1 부분(101)은 오버몰드(112) 내에 캡슐화되어 제2 부분(105)을 형성한다. 도 2a는 제2 부분(105)의 상측 사시도를 도시하고, 도 2b는 제2 부분(105)의 하측 사시도를 도시한다. 실시예들에서, 오버몰드(112)는 열경화성 에폭시 수지를 포함하고 일체로 형성된다. 그러나, 제1 몰드(101)를 둘러싸도록 착탈 가능하게 결합되는 개별 부품들로 오버몰드(112)가 형성되는 것도 또한 본 개시내용에 의해 고려된다. 오버몰드(112)에는, 기판(108)의 제1 면(109)과 정렬된 제1 캐비티(114)와, 기판(108)의 제2 면(113)과 정렬된 제2 캐비티(115)가 획정된다. 그러나, 이하에 보다 상세히 기술되는 바와 같이 기판(108)의 제1 면(109)과 정렬된 제1 캐비티(114)만이 오버몰드(112)에 획정되는 것도 또한 본 개시내용에 의해 고려된다.

도 3a와 도 3b는 최종 조립된 제1 레벨 패키지(117)를 상측 사시도(도 3a)와 상측 평면도(도 3b)로 도시한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 레벨 패키지(117)를 완성하기 위해, MEMS-기반 압력 감지 요소일 수 있는 압력 감지 요소(116)가 기판(108)의 제1 면(109)에 있는 중앙 개구(107)를 덮도록, 제1 캐비티(114) 내에 압력 감지 요소(116)가 배치된다. 감지 요소(116)는 실런트(121)에 의해 기판(108)에 부착된다. 이와 같이, 감지 요소(116), 실런트(121), 기판(108) 및 접착성 본드(108)는 제1 캐비티(114)와 제2 캐비티(115) 사이에 누설-방지 밀봉부를 형성한다. 실시예들에서, 압력 감지 요소(116)는, 2017년 9월 14일자로 출원되었고 본원에 참조로 인용되어 있는 미국 출원 제15/704,797호에 제시된 바와 같은 상대 압력 센서이다. 압력 감지 요소(116)는 또한, 2015년 9월 16일자로 출원되었고 본원에 참조로 인용되어 있는 미국 공개 공보 제2017-0074740호에 제시된 바와 같은 절대 압력 센서일 수 있다.

이제 도 3c를 참조해 보면, 조립된 제1 레벨 패키지(117)의 단면도가 도시되어 있다. 감지 요소(116)를 기판(108)에 밀봉한 후, 전도성 본드(110)가 감지 요소(116)와 트레이스(111) 사이에 연결된다. 그 후에, 감지 요소(116)를 오염 물질로부터 보호하도록, 제1 캐비티(114)에 캡슐화 물질(118)이 충전된다. 캡슐화 물질(118)은, 용액보다는 더 고체 형태인 젤리형 물질을 형성하는, 고체 상태인 액체의 콜로이드 서스펜션의 형태일 수 있다. 캡슐화 물질(118)은 바람직하게는, 감지 요소(116)를 주변 환경으로부터 격리하면서 감지 요소(116)에 압력을 정확하게 전달하도록 선택된다. 실시예들에서, 캡슐화 물질(118)은 비교적 투명하지만, 일부 실시형태에서 캡슐화 물질(118)은 불투명할 수 있다. 바람직하게는, 캡슐화 물질(118)은 감지 요소(116)에 추가적인 압력을 가하지 않으며 배기가스에 대한 내성이 있다.

이제 도 3d를 참조해 보면, 압력 센서 하우징(124)에 조립된 제1 레벨 패키지(117)를 갖는 압력 센서 모듈(100)의 분해도가 도시되어 있다. 압력 센서 모듈(100)을 조립하기 위해, 제1 레벨 패키지(117)는 하우징(124)의 내부(132) 안에 배치되고, 제1 시일(122)을 이용하여 하우징(124) 내에 밀봉된다. 그 후에, 제1 캐비티(114) 주위에 제1 압력 챔버(134)를 형성하도록, 커버(119)가 제2 시일(120)을 이용하여 하우징(124)에 부착된다. 하우징(124)은 또한 제2 캐비티(115) 주위에 제2 압력 챔버(명백하게 도시되어 있지는 않음)를 형성한다. 제1 압력 챔버와 제2 압력 챔버를 소기의 환경에 선택적으로 연결하기 위해, 하우징(124)은 제1 압력 챔버(134)와 유체 연통하는 제1 입구(126) 및 제2 압력 챔버와 유체 연통하는 제2 입구(128)를 포함한다. 예를 들어, 제1 압력 챔버(134)는 비교적 고압의 산성 유체에 연결될 수 있고, 제2 압력 챔버는 비교적 저압의 산성 유체에 연결될 수 있다.

사용시, 감지 요소(116)의 양측에 작용하는 상대 압력은 감지 요소(116)의 구조의 형태에 변화를 초래한다. 예를 들어, 감지 요소(116)는 감지 요소(116)의 양측간 차압에 반응하여 휘도록 구성되어 있는 다이어프램(도시 생략)을 포함할 수 있는 것이 본 개시내용에 의해 고려된다. 이는 감지 요소(116)의 게이지(예를 들어, 압전 저항 요소)의 저항 변화를 야기하는데, 이 저항 변화는 리드 프레임(103)에 장착된 조정 전자 부품(102)에 의해 증폭 및 조정된다. 조정 전자 부품(102)은 감지 요소(106)의 하나 이상의 전기적 특성을 감지하고 상기 하나 이상의 전기적 특성을 차량의 전자 제어 유닛용 출력 신호로 조정 및 변환하는 전기 회로를 형성한다.

도 3a~도 3d와 관련하여 전술한 제1 레벨 패키지(117)의 실시예들은 상대 압력 센서에 관한 것이다. 그러나, 제1 레벨 패키지(117)의 실시예들은 절대 압력 센서를 제공하는 데에도 또한 사용될 수 있다는 점을 주목해야 할 필요가 있다. 이러한 경우에, 기판(108)의 중앙 개구(107)는 생략될 것이고, 제1 레벨 패키지(117)의 센서 오버몰드(112)에는 제1 캐비티(114)만이 획정될 것이다. 소정의 조정 압력(예를 들어, 진공)이 통상적으로 감지 요소(116)의 내측에 형성될 것이다. 따라서, 측정될 압력은 기판(108)의 제1 면(109)을 통하여 작용할 것이다. 이러한 제1 레벨 패키지(117)는, 센서 오버몰드(112) 내에 캡슐화되기 전에 시험 및 제조될 수 있다는 이점을 갖는다. 또 다른 실시예들(도시되어 있지 않음)에서, 제2 캐비티(115)를 생략한, 복수의 제1 레벨 패키지(117)는, 이중 압력 센서를 제공하도록 오버몰드(112) 내에 캡슐화될 수 있다. 전자 부품(102)은 리드 프레임(103) 없이 세라믹 기판(108) 상에 배치될 수 있고, 기판(108)은 기판(108)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 형성된 캐비티(114, 115)를 갖는 오버몰드(112) 내에 캡슐화될 수 있는 것도 또한 고려된다.

도 4는 제1 레벨 패키지(117)의 성공적인 교정 및 특성화를 입증하는, 제1 압력 감시 요소(116)의 출력 오차 대 제1 레벨 패키지(117)의 압력의 그래프를 보여준다. 도 5a 및 도 5b는 리드 프레임(103) 등과 같은 리드 프레임에 장착된 세라믹 기판 상의 트레이스에 있어서의 산 시험의 결과를 보여준다. 상기 산 시험 결과는 트레이스(111)의 부식에 대한 내성이 증가됨을 입증한다.

본원의 바람직한 실시예를 참조로 하여 본원을 구체적으로 보여주고 기술하였지만, 당업자라면 첨부된 청구범위에 의해 정해지는 바와 같은 본 출원의 정신 및 범위를 벗어나지 않고서도, 형태 및 세부 사항에 있어서의 다양한 변형이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변형은 본 출원의 범위에 의해 커버되도록 되어 있다. 이와 같이, 본 출원의 실시예들의 전술한 설명은 제한을 의도하고 있지 않고, 오히려 전체 범위는 첨부된 청구범위에 의해 전달된다.

Claims

압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지 시스템으로서:
전기 부품을 갖는 리드 프레임;
상기 리드 프레임에 결합된 기판;
상기 기판에 장착되고, 상기 리드 프레임과 전기적으로 통신하는 감지 요소로서, 이에 가해지는 압력에 응답하여 신호를 생성하도록 구성되어 있는 것인 감지 요소; 및
상기 기판 상의 상기 감지 요소 주위에 제1 캐비티를 형성하도록, 상기 기판과 상기 리드 프레임의 적어도 일부분을 캡슐화하는 오버몰드
를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 오버몰드에 의해 부분적으로 덮인 복수의 전도성 요소를 더 포함하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 오버몰드는 열경화성 에폭시 수지 재료로 제조되는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전기 부품과 상기 리드 프레임을 연결하는 복수의 전도성 본드를 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기판에는 기판의 제1 면과 상기 제1 면의 반대편에 있는 상기 기판의 제2 면 사이에서 연장되는 중앙 개구가 획정되고; 상기 감지 요소는 상기 기판의 제2 면으로부터 상기 제1 캐비티를 밀봉하도록 상기 중앙 개구를 덮는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 캐비티 내에 있고 상기 감지 요소를 덮는 캡슐화 물질을 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 리드 프레임, 상기 전기 부품 및 상기 기판은 상기 오버몰드에 의해 캡슐화되기 전에 사전 조립되는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하는 하우징을 더 포함하고;
상기 하우징은 가압 유체가 상기 제1 압력 챔버에 들어가는 것을 허용하도록 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 적어도 하나의 입구를 포함하는 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 감지 요소는 상기 기판의 제1 면과 상기 기판의 제2 면 사이의 압력차를 감지하도록 구성된 MEMS-기반 압력 감지 요소 또는 절대 압력 감지 요소 중의 적어도 하나인 것인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 기판에는 제1 면에서부터 상기 제1 면의 반대편에 있는 제2 면으로 연장되는 중앙 개구가 획정되고;
상기 오버몰드는 상기 중앙 개구를 덮는 상기 감지 요소 주위에 제1 캐비티를 형성하며;
상기 오버몰드는 제2 면 상의 중앙 개구 주위에 제2 캐비티를 형성하는 것인 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하고 상기 제2 캐비티 주위에 제2 압력 챔버를 형성하는 하우징을 더 포함하고,
상기 감지 요소가 차압을 나타내는 신호를 생성하도록, 상기 하우징은 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 제1 입구 및 상기 제2 압력 챔버와 유체 연통하는 제2 입구를 적어도 포함하여, 제1 압력을 갖는 유체가 제1 압력 챔버에 들어가는 것과, 제2 압력을 갖는 유체가 제2 압력 챔버에 들어가는 것을 허용하는 것인 시스템.
압력 센서 모듈용 제1 레벨 패키지 시스템을 제조하는 방법으로서:
리드 프레임을 포함하는 전자 모듈 어셈블리를 제조하는 단계;
상기 리드 프레임에 기판을 결합하는 단계로서, 상기 기판은 기판의 제1 면과 상기 제1 면의 반대편에 있는 상기 기판의 제2 면 사이에서 연장되는 중앙 개구를 포함하는 것인 단계;
상기 전자 모듈 어셈블리와 전기적으로 통신하는 감지 요소를 상기 기판의 제1 면에서 상기 중앙 개구의 주위에 장착하는 단계; 및
상기 기판의 제1 면의 주위에 제1 캐비티가 형성되도록 상기 전자 모듈 어셈블리를 열경화성 에폭시 수지 오버몰드로 캡슐화하는 단계
를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 캐비티 주위에 제1 압력 챔버를 형성하는 하우징 내에 상기 시스템을 밀봉하는 밀봉 단계로서, 상기 하우징은 가압 유체가 상기 제1 압력 챔버에 들어가는 것을 허용하도록 상기 제1 압력 챔버와 유체 연통하는 적어도 하나의 입구를 포함하는 것인 밀봉 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 감지 요소가 상기 중앙 개구를 완전히 덮어 상기 제1 캐비티를 상기 기판의 제2 면으로부터 밀봉하도록, 상기 제1 캐비티 내의 캡슐화 물질로 상기 감지 요소를 덮는 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 전자 모듈 어셈블리의 전자 장치를 복수의 전도성 본드를 통해 상기 리드 프레임에 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.