압력 센서 패키지와, 그 제조 방법, 및 유체 압력 결정방법 document_id A220623065379

습한 적용에서, 압력 센서는 높은 함수율(moisture content)을 갖는 유체와 가스와 접촉하게 된다. 이러한 습기는 센서와, 이 센서의 표면에 도핑된 압저항체를 접착하는데 이용되는 와이어 본드를 손상시킨다. 그 결과, 실리콘 압저항 감지 기술(silicon piezoresistive sensing technology)은 지금까지 건조한 매체 적용을 위해 직접적으로 사용되어 왔고 습한 적용을 위해 에폭시로 보호함으로써 사용되어 왔다. 그러나, 에폭시가 측정을 간섭하기 때문에, 당해기술에서는 습식 매체 내의 압력을 직접 측정하기 위한 필요성이 있다. 몇몇 적용에 있어서는, 센서 패키지 내에 내장되는 신호 조절/신호 증폭기를 추가적으로 구비할 필요성이 있다. 대부분의 습식 타입의 센서는 금속의 전기용량성 압력 센서를 이용한다. 현재에는, 표면 장착식 기술(SMT) 패키지를 갖는 압저항성 감지 기술에 기초한 습식 증폭 차압이 없다. SMT 패키지식 압력 센서는 보다 소형의 패드 치수를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착될 수 있는 소형이고 저렴하며 고가치의 압력 센서를 제공하므로, PCB 상에 차지하는 공간도 줄인다. 또한, 이는 설치 비용을 줄이며 부수적인 작동도 없앤다. 이러한 센서는 SMT 패키지를 필요로 하는 다수의 의학 센서 적용 또한 증폭된 압력 판독이 이용되는 장소에서 충족될 수 있다. 센서 패키지를 제조하는 기술이 공지되어 있다. 미국 특허 제6,117,292호는 하우징 내에 수용된 전도성 탄성중합체 패드와 탄성중합체 매체 시일 사이에 이온 감응성 다이가 개재되는 화학적 센서 장치를 제공한다. 미국 특허 제6,153,070호는 히트 스테이킹 기술(heat staking technique)을 이용하는 센서 패키지를 제공한다. 환경 센서 장치는, 하우징 내에 수용된 전도성 탄성중합체 패드와 탄성중합체 매체 시일 사이에 환경적으로 민감한 실리콘 다이가 개재되는 것을 개시한다. 미국 특허 제5,184,107호는 전도성 탄성중합체 시일을 갖는 압저항 압력 변환기를 제공한다. 압저항 압력 변환기는 적어도 하나의 시일이 전기 전도성인 사전 성형된 탄성중합체 시일을 이용한다. 두껍게 한 림을 갖는 반도체 재료의 다이아프램의 형태인 압저항 응력 감응성 요소는 2개 피스의 하우징 내에 한 쌍의 사전 성형된 탄성중합체 시일 사이의 림에 유지된다. 이들은 하우징의 일 구획부 내에 배치된 압력 센서와, 하우징의 분리된 구획부 내에 배치된 신호 증폭기를 채용하지 않으므로, 신호 증폭기는 비교적 가혹하고 습한 압력 감지 환경으로부터 격리된다. 개선된 센서 패키지는 2개의 반부 내에 플라스틱 하우징을 배치함으로써 분리될 수 있다. 반부들 중 하나에 있어서, 압력 센서는 전기 전도성 시일과 탄성중합체 매체 시일 사이에 개재되고, 다른 반부 내에 주문형 반도체(application specific integrated circuit: ASIC)의 형태인 신호 증폭기가 제공된다. ASIC 위의 캡이 초음파 용접되는 한편, 압력 센서 위의 캡은 초음파 용접 또는 히트 스테이킹(heat staking)될 수 있다. 전도성 시일은 압력 센서와 리드프레임 사이의 전지 접점을 확립하기 위해 와이어 본드를 대체할 수 있다. 탄성중합체 시일, 즉 매체 시일은 센서 표면 상의 금속 접점을 공격하는 유체로부터 격리하는데 이용된다. 센서 출력을 확대하기 위해, ASIC/매개 증폭기/연산 증폭기가 이용될 수 있다. ASIC는 증폭과 함께 신호 조절을 할 수 있다. ASIC가 이러한 유형의 구성을 내장하는 경우, ASIC의 기능을 손상시킬 수 있는 가스 내에 존재하는 습기 또는 유체와의 접촉을 회피할 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 기계식 패키지 구성은 2개의 반부로서 하우징을 구획한다. 반부 중 하나에 있어서, 전도성 시일과 매체 시일을 갖는 압력 센서가 패키지되고, 다른 반부 내에 ASIC이 패키지된다.