公开了可以应用于需要气密密封的MEMS传感器并且可以简单地制造的应力消除结构和方法。所述系统包括具有第一表面和第二表面的传感器，所述第二表面远离所述第一表面布置，所述第二表面还远离封装表面布置并且位于所述第一表面和所述封装表面之间，多个支撑构件，每个支撑构件从所述第二表面延伸到所述封装表面，所述支撑构件布置在所述第二表面的仅一部分上并且操作性地连接到所述部分。所述支撑构件配置成减小由封装‑传感器相互作用产生的应力。
具有第一表面和第二表面的传感器，所述第二表面远离所述第一表面布置，所述第二表面还远离封装表面布置并且位于所述第一表面和所述封装表面之间；
来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件从所述第二表面延伸到所述封装表面；
所述一个或多个支撑构件布置在所述第二表面的仅一部分上并且操作性地连接到所述部分；
所述一个或多个支撑构件配置成减小由封装-传感器相互作用产生的应力；
其中，来自所述一个或多个支撑构件的第一支撑构件围绕所述第二表面的中心区域；
并且其中，来自所述一个或多个支撑构件的第二支撑构件围绕所述第一支撑构件。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括闭合结构。
3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括中空圆柱形结构。
4.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件由与邻近所述第二表面的所述传感器的部段相同的材料组成。
5.根据权利要求1所述的传感器系统，还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个支撑构件之间的软材料。
6.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件由与所述封装表面相同的材料组成。
7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述一个或多个支撑构件包括：远离所述第二表面延伸的一个或多个第一支撑构件；以及
从所述封装表面延伸到所述第二表面的一个或多个第二支撑构件；
所述一个或多个第二支撑构件配置成接收所述一个或多个第一支撑构件。
8.根据权利要求7所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个第一支撑构件的每个支撑构件远离所述第二表面延伸一定距离，所述距离小于所述第二表面和所述封装表面之间的距离。
9.根据权利要求7所述的传感器系统，还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个第二支撑构件之间的软材料。
10.根据权利要求7所述的传感器系统，还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个第一支撑构件及一个或多个第二支撑构件之间的软材料。
11.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，一个支撑构件的宽度小于其他支撑构件的宽度。
12.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，密封材料施加在所述封装表面和至少一个支撑构件之间；所述密封材料配置成提供气密密封。
13.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，至少一个支撑构件结合到所述封装表面。
14.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积；所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而增加。
15.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括两个子部件：从所述第二表面延伸到所述第二表面和所述封装表面之间的预定位置的第一子部件和从所述预定位置延伸到所述封装表面的第二子部件；所述第一子部件的横截面面积小于所述第二子部件的横截面面积。
16.根据权利要求3所述的传感器系统，其中，所述圆柱形结构中的闭合曲线不是圆。
17.根据权利要求16所述的传感器系统，其中，所述闭合曲线中的每一个包括多个部段，来自所述多个部段的每个部段在一个或多个点处联结到来自所述多个部段的另一部段；在所述一个或多个点中的至少一个处所述每个部段的斜率不等于所述另一部段的斜率。
18.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积；所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而减小。
19.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括两个子部件；从所述第二表面延伸到所述第二表面和所述封装表面之间的预定位置的第一子部件和从所述预定位置延伸到所述封装表面的第二子部件；所述第一子部件的横截面面积大于所述第二子部件的横截面面积。
蚀刻到传感器结构的部件的表面中，其中，所述传感器结构具有第一表面，以便形成所述传感器结构的第二表面和布置在所述第二表面上的一个或多个支撑构件；所述第二表面远离所述第一表面布置；所述第二表面还远离封装表面布置并且位于所述第一表面和所述封装表面之间；所述一个或多个支撑构件配置成减小由封装-传感器相互作用产生的应力；
其中，来自所述一个或多个支撑构件的第一支撑构件围绕所述第二表面的中心区域；并且，来自所述一个或多个支撑构件的第二支撑构件围绕所述第一支撑构件。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述一个或多个支撑构件配置成使得在所述传感器系统中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件从所述第二表面延伸到所述封装表面。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述部件是硅部件。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括闭合结构。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括中空圆柱形结构。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述圆柱形结构中的闭合曲线不是圆。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述闭合曲线中的每一个包括多个部段，来自所述多个部段的每个部段在一个或多个点处联结到来自所述多个部段的另一部段；在所述一个或多个点中的至少一个处所述每个部段的斜率不等于所述另一部段的斜率。
27.根据权利要求20所述的方法，其中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件远离所述第二表面延伸一定距离，所述距离小于所述第二表面和所述封装表面之间的距离。
修整每个支撑构件，使得来自所述一个或多个支撑构件的所述每个支撑构件具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积；所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而增加。
修整每个支撑构件，使得来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积；所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而减小。
修整每个支撑构件，使得来自所述一个或多个支撑构件的所述每个支撑构件包括两个子部件；从所述第二表面延伸到所述第二表面和所述封装表面之间的预定位置的第一子部件和从所述预定位置延伸到所述封装表面的第二子部件；所述第一子部件的横截面面积小于所述第二子部件的横截面面积。
应力消除MEMS结构和封装
技术领域
[0001] 本发明总体上涉及MEMS传感器，并且更特别地，涉及用于MEMS传感器中的应力消除的结构。
背景技术
[0002] 诸如传感器的微机电系统(MEMS)可以广泛地用于诸如汽车，家用电器，建筑通风和一般工业应用的应用中以感测诸如压力，温度或加速度的物理状况，并且提供表示被感测的物理状况的电信号。
[0003] 大多数传感器除了对感兴趣的被测量敏感之外，还对其物理结构的应力或应变敏感。这样的应力可以由于传感器结构本身在内部产生，或者可以被传感器的壳体或封装在外部生成。诸如热应力的封装应力会影响MEMS传感器的输出。封装-传感器相互作用应力的一个示例是由封装的部件和传感器的部件的热膨胀系数的不匹配导致的应力。以前已公开用于从封装提供热应力消除的不同方法。一些常规方法使用挠性支撑梁来悬挂传感器元件。所有其他常规方法应用封装结合修改，例如通过使用挠性支撑膜片，挠性支撑卡盘，或将应力缓冲材料放置在MEMS器件和封装之间。
[0004] 常规方法不适合于一些MEMS压力传感器封装。例如，使用挠性支撑梁需要额外的应力消除支撑结构，其不是密封的并且不能承受高的施加压力。其他常规方法需要额外的部件或由于复杂的制造要求导致高成本。
[0005] 需要应力消除结构和方法，其可以应用于需要气密密封的MEMS传感器并且可以简单地制造。
发明内容
[0006] 在下文中公开了可以应用于MEMS传感器(包括需要气密密封的MEMS传感器)并且可以简单地制造的应力消除结构和方法。
[0007] 在一个或多个实施例中，这些教导的系统包括具有第一表面和第二表面的传感器，所述第二表面远离所述第一表面布置，所述第二表面还远离封装表面布置并且位于所述第一表面和所述封装表面之间。所述系统还包括一个或多个支撑构件，每个支撑构件从所述第二表面延伸到所述封装表面。所述支撑构件布置在所述第二表面的仅一部分上并且操作性地连接到所述部分。所述一个或多个支撑构件配置成减小由封装-传感器相互作用产生的应力。
[0008] 在这些教导的系统的另外的实施例中，来自所述一个或多个支撑构件的第一支撑构件围绕所述第二表面的中心区域，并且来自所述一个或多个支撑构件的第二支撑构件围绕所述第一支撑构件。来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括闭合结构和/或中空圆柱形结构，其中所述圆柱形结构中的闭合曲线不是圆。所述闭合曲线中的每一个包括多个部段，来自所述多个部段的每个部段在一个或多个点处联结到来自所述多个部段的另一部段，在所述一个或多个点中的至少一个处每个部段的斜率不等于另一部段的斜率。
[0009] 在这些教导的系统的另外的其他实施例中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件由与邻近所述第二表面的传感器的部段相同的材料和/或与所述封装表面相同的材料组成。所述一个或多个支撑构件包括远离所述第二表面延伸的一个或多个第一支撑构件和从所述封装表面延伸到所述第二表面的一个或多个第二支撑构件，所述一个或多个第二支撑构件配置成接收所述一个或多个第一支撑构件。来自所述一个或多个第一支撑构件的每个支撑构件远离所述第二表面延伸一定距离，其中所述距离小于所述第二表面和所述封装表面之间的距离。在一个实例中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积。在一个实施例中，所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而减小。在另一实施例中，所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而增加。在另外的其他实施例中，来自所述一个或多个支撑构件的每个支撑构件包括两个子部件：从所述第二表面延伸到所述第二表面和所述封装表面之间的预定位置的第一子部件和从所述预定位置延伸到所述封装表面的第二子部件。在一个实例中，所述第一子部件的横截面面积大于所述第二子部件的横截面面积。在另一实例中，所述第一子部件的横截面面积小于所述第二子部件的横截面面积。
[0010] 在这些教导的系统的另外的其他实施例中，所述系统还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个支撑构件之间的软材料。所述系统还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个第二支撑构件之间的软材料。所述系统还包括布置在所述第二表面、所述封装表面和所述一个或多个第一支撑构件以及一个或多个第二支撑构件之间的软材料。所述一个或多个支撑构件包括至少两个支撑构件。一个支撑构件的宽度小于其他支撑构件的宽度。密封材料施加在所述封装表面和至少一个支撑构件之间，所述密封材料配置成提供气密密封。至少一个支撑构件结合到所述封装表面。
[0011] 在一个或多个实施例中，用于制造具有减小的由于封装-传感器相互作用的应力的传感器系统的这些教导的方法包括蚀刻到传感器结构的部件的表面中，所述传感器结构具有第一表面，以便形成所述传感器结构的第二表面和布置在所述第二表面上的一个或多个支撑结构。所述第二表面远离所述第一表面布置。所述第二表面还远离封装表面布置并且位于所述第一表面和所述封装表面之间。所述一个或多个支撑结构配置成减小由封装-传感器相互作用产生的应力。
[0012] 在这些教导的方法的另外的其他实施例中，所述一个或多个支撑结构配置成使得在所述传感器系统中，来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑结构从所述第二表面延伸到所述封装表面。所述部件是硅部件。来自所述一个或多个支撑结构的第一支撑构件围绕所述第二表面的中心区域，并且每个后续的支撑结构围绕先前的支撑结构。来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑结构包括闭合结构和/或中空圆柱形结构，其中所述圆柱形结构中的闭合曲线不是圆。所述闭合曲线中的每一个包括多个部段，来自所述多个部段的每个部段在一个或多个点处联结到来自所述多个部段的另一部段，在所述一个或多个点中的至少一个处每个部段的斜率不等于另一部段的斜率。来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑构件远离所述第二表面延伸一定距离，所述距离小于所述第二表面和所述封装表面之间的距离。
[0013] 在这些教导的方法的另外的其他实施例中，所述方法还包括修整每个支撑结构，使得来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑结构具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积，所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而增加。在又一实施例中，所述方法还包括修整每个支撑结构，使得来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑结构具有随着远离所述第二表面的距离而变化的横截面面积；所述横截面面积随着远离所述第二表面的距离而减小。在又一实施例中，所述方法还包括修整每个支撑结构，使得来自所述一个或多个支撑结构的每个支撑结构包括两个子部件，从所述第二表面延伸到所述第二表面和所述封装表面之间的预定位置的第一子部件和从所述预定位置延伸到所述封装表面的第二子部件，所述第一子部件的横截面面积小于所述第二子部件的横截面面积。
[0014] 还公开了这些教导的系统和方法的许多其他实施例。
[0015] 为了更好地理解本发明的教导，以及本发明的其他和另外的目的，参考附图和详细描述，并且将在附带的权利要求中指出其范围。
附图说明
[0016] 图1是封装部件上的传感器的常规安装的横截面图；
[0017] 图2是这些教导的系统的一个实施例的横截面图；
[0018] 图3(a)-3(e)示出了这些教导的应力消除结构的图案的不同实施例；
[0019] 图4是这些教导的应力消除结构的另一实施例的横截面图；
[0020] 图5示出了这些教导的应力消除结构的又一实施例的横截面图；
[0021] 图6是这些教导的应力消除结构的另一实施例的横截面图；
[0022] 图7a、7b表示这些教导的应力消除结构的再一实施例的横截面图；
[0023] 图8示出了用于制造这些教导的系统的传感器结构的示例性实施例；以及[0024] 图9示出了这些教导的一些实施例和常规实施例的模拟结果。
具体实施方式
[0025] 在下文中公开了应力消除结构和方法。这些教导的应力消除结构和方法可以应用于MEMS传感器并且导致可以简单地制造的系统。
[0026] 描述不应被认为是限制性的，而是仅仅出于说明这些教导的一般原理的目的，原因是这些教导的范围由附带的权利要求最佳地限定。尽管已关于各种实施例描述了教导，但是应当认识到，在附带的权利要求的精神和范围内，这些教导也能够具有多种多样的另外和其他实施例。
[0027] 当在本文中使用时，单数形式“一”和“所述”包括多个引用，除非上下文另有明确规定。
[0028] 当在本文中使用时，“封装-传感器相互作用”是指由传感器和封装之间的相互作用生成的应力。封装-传感器相互作用应力的一个示例(这些教导不仅限于该示例)是由封装的部件和传感器的部件的热膨胀系数的不匹配导致的应力。
[0029] 图1示出了封装部件上的传感器的常规安装的横截面图。参考图1，压力传感器15布置在封装部件20上。压力传感器15具有第一表面30和第二表面35。第二表面35直接安装在封装部件20的表面25上。
[0030] 在MEMS、陶瓷或其他非金属传感器的情况下，传感器通常用焊料，钎焊，焊接或环氧型粘合剂结合到金属封装。典型地，传感器的整个配合表面被结合以便获得最强的、最气密的密封，或简单地用于制造简单。
[0031] 在一个或多个实施例中，这些教导的系统包括具有第一表面和第二表面的传感器，第二表面远离第一表面布置，第二表面还远离封装表面布置并且位于第一表面和封装表面之间，多个支撑构件，每个支撑构件从第二表面延伸到封装表面，支撑构件布置在第二表面的仅一部分上并且操作性地连接到所述部分。支撑构件配置成减小由封装-传感器相互作用(例如但不限于封装-传感器热相互作用)产生的应力。
[0032] 图2示出了这些教导的系统的一个实施例的横截面图。参考图2，在其中所示的实施例中，传感器15具有第一表面30和第二表面35。第二表面35远离封装部件20的该表面25布置。多个支撑构件40从传感器15的第二表面35延伸到封装部件20的表面25。支撑构件40布置在第二表面35的仅一部分上并且操作性地连接到所述部分。由于将支撑构件放置在封装部件20和传感器15之间，因此传感器15和封装部件20之间的接触面积减小，并且传感器15和封装部件20之间的连接更灵活。
[0033] 在图2所示的实施例中，支撑构件40的材料是与邻近第二表面35的传感器15的部段的材料相同的材料。当在本文中使用时，邻近是指在空间上挨着或最靠近，其是字典的定义。应当注意，其他实施例(包括使用其他材料的实施例)在这些教导的范围内。
[0034] 图3(a)-3(e)示出了在这些教导中使用的支撑构件的图案的不同实施例。在图3(a)-3(d)所示的实施例中，第一支撑构件45围绕第二表面(35，图2)的中心区域50，并且每个后续的支撑构件55围绕先前的支撑构件。在图3(a)-3(d)所示的实施例中，每个支撑构件是闭合结构。在图3(a)-3(d)所示的实施例中，每个支撑构件包括中空圆柱形结构45、55、70、75、60、65。当在本文中使用时，也称为中空圆柱形结构的圆筒是由相同闭合曲线所界定的两个平行的平面组成的实体，所述闭合曲线在每个点处通过通常垂直于平面的一组平行线互连。在图3(b)-3(c)所示的实施例中，中空圆柱形结构中的闭合曲线不是圆。在图3(b)-
3(c)所示的实施例中，闭合曲线中的每一个具有多个部段75，每个部段75在一个或多个交点70处联结到另一部段75。在一个或多个交点70处每个部段75的斜率不等于另一部段75的斜率。当在本文中使用时，“斜率”是指限定或近似该部段的数学函数的一阶导数的大小，其中术语“导数”如微积分中定义被使用。在交点处一个部段的斜率不等于另一部段的斜率对应于函数是连续的但导数不连续的数学条件。在图3(d)所示的实施例中，一个支撑构件60的宽度d2小于其他支撑构件65的宽度d1。在图3(a)-3(d)的实施例中，其中支撑构件是闭合结构并且其中存在两个或更多个支撑构件，密封或结合材料可以施加到一个或多个支撑构件，而一个或多个其他支撑构件能够沿着封装部件20的表面25移动。该配置能够在传感器
15和封装部件20之间进行完全密封，同时保持结构的挠性。在图3(e)所示的实施例中，支撑构件80围绕第二表面的中心区域50，但不是闭合结构。
[0035] 图4示出了这些教导的系统的另一实施例的横截面图。参考图4，在其中所示的实施例中，软材料85布置在第二表面35，封装表面25和支撑构件40之间。当在本文中使用时，“软材料”是具有的杨氏模量小于或等于第二表面材料的杨氏模量或封装表面的杨氏模量的五分之一的材料。软材料可用于更改结构的刚度。
[0036] 图5示出了这些教导的系统的又一实施例的横截面图。参考图5，在其中所示的实施例中，支撑构件包括远离第二表面35延伸的第一多个支撑构件90和从封装表面25延伸到第二表面35的第二多个支撑构件95，第二多个支撑构件95配置成接收第一多个支撑构件90。在图5所示的实施例中，来自第一多个支撑构件90的每个支撑构件远离第二表面35延伸一定距离，所述距离小于第二表面35和封装表面25之间的距离。同样在图5所示的实施例中，软材料85布置在第二表面35、封装表面25和第一及第二多个支撑构件90、95之间。应该注意，软材料可以在组装系统之前施加到第一多个支撑构件90上，或者可以在组装系统之前施加到第二多个支撑构件95上。(软材料可以通过适用于软材料的任何常规技术施加。常规沉积技术可以适合于一些材料。对于其他软材料，逐层沉积技术，喷涂技术，脉冲激光蒸发，基质辅助脉冲激光操作和直接局部施加可以用于施加材料。)其中软材料布置在第二表面35、封装表面25和第二多个支撑构件95上的实施例以及其中软材料布置在第二表面35、封装表面25和第一多个支撑构件90上的实施例也在这些教导的范围内。图5中所示的实施例能够进行一种配置，其中通过将软材料放置在第一和第二多个支撑构件90、95之间来控制结构的刚度。应当注意，其中不使用软材料的实施例也在这些教导的范围内。
[0037] 其中每个支撑构件包括中空圆柱形结构的诸如图3(a)-3(d)中所示的支撑构件的实施例中可以在系统的实施例中被使用，其中密封材料施加在封装表面和至少一个支撑构件之间。密封材料提供封装表面和至少一个支撑构件之间的气密密封。使用常规技术施加密封材料，例如但不限于局部施加粘合剂或密封化合物。诸如图3(a)-3(d)中所示的支撑构件的实施例也可以在系统的实施例中被使用，其中使用常规的结合技术将至少一个支撑构件结合到第二表面(25，图2)以便提供气密密封。在一些实施例中，围绕并最接近第二表面的中心区域的支撑构件被密封或结合到第二表面。应当注意，其他支撑构件被密封或结合到第二表面的其他实施例也在这些教导的范围内。
[0038] 图6是这些教导的系统的另一实施例的横截面图。参考图6，在其中所示的实施例中，支撑构件105由与封装表面25的材料相同的材料组成。应当注意，其中其他材料用于支撑构件105的实施例也在这些教导的范围内。
[0039] 图7a、7b表示这些教导的应力消除封装的再另一实施例的横截面图。参考图7a，在其中所示的实施例中，每个支撑构件115具有随着远离第二表面35的距离而变化的横截面面积。当在本文中使用时，支撑构件或支撑构件的部件的横截面面积是指基本上垂直于每个支撑构件的中心线的横截面面积，中心线从第二表面35朝着封装表面25延伸。在图7a所示的实施例中，每个支撑构件的横截面面积115随着距离而增加，所述距离从第二表面朝着封装表面被测量(在下文中称为远离第二表面的距离)，但是应当注意，其中每个支撑构件的横截面面积随着远离第二表面35的距离而减小的实施例也在这些教导的范围内。
[0040] 参考图7b，在其中所示的实施例中，每个支撑构件具有两个子部件；从第二表面35延伸到第二表面35和封装表面25之间的预定位置的第一子部件125和从预定位置延伸到封装表面的第二子部件135。在图7b所示的实施例中，第一子部件125的横截面面积小于第二子部件135的横截面面积。其中第一子部件的横截面面积大于第二子部件的横截面面积的实施例也在这些教导的范围内。诸如图7a、7b中所示的实施例能够影响应力从封装部件20(图2)到传感器15(图2)的传播。在应力是热应力的情况下，诸如图7a、7b中所示的实施例能够影响热阻和热传导。
[0041] 参考图7a和7b，在其中所示的实施例中，支撑构件包括与传感器的材料相同的材料。应当注意，其中支撑构件包括与传感器的材料不同的材料的实施例也在这些教导的范围内。
[0042] 在一个或多个实施例中，用于制造具有减小的由于封装-传感器相互作用的应力的传感器系统的这些教导的方法包括蚀刻到传感器结构的部件的表面中，传感器结构也具有第一表面，以便形成传感器结构的第二表面和布置在第二表面上的一个或多个支撑结构。第二表面远离第一表面布置。第二表面还远离封装表面布置并且位于第一表面和封装表面之间。支撑构件配置成减小由封装-传感器相互作用产生的应力。在该实施例中，提供传感器的第二表面的部件的表面被蚀刻以产生多个连续变化和支撑构件。在几个实施例中，对应于图2、3(a)-3(e)和5的上文中所述的支撑结构通过蚀刻产生。
[0043] 为了阐明这些教导的方法的以上实施例，下文中提供了示例性实施例。图8示出了示例性传感器结构17，其在处理之后提供图2的传感器15和支撑结构40。参考图8，在其中所示的实施例中，传感器结构17具有第一表面25、内表面36和远离内表面36布置的部段37。蚀刻到部段37的表面39中，形成第二表面35和支撑结构40(图2)。
[0044] 在一个实例中，提供传感器结构的第二表面的部段37由硅组成。
[0045] 在一个实例中，这些教导的方法还包括修整每个支撑构件，使得每个支撑构件具有随着远离第二表面的距离而变化的横截面面积。在一个实施例中，横截面面积随着远离第二表面的距离而增加。在另一实施例中，横截面面积随着远离第二表面的距离而减小。
[0046] 在另一实例中，这些教导的方法还包括修整每个支撑构件，使得每个支撑构件包括两个子部件。两个子部件包括从第二表面延伸到第二表面和封装表面之间的预定位置的第一子部件和从预定位置延伸到封装表面的第二子部件。在一个实施例中，第一子部件的横截面面积小于第二子部件的横截面面积。其中第一子部件的横截面面积大于第二子部件的横截面面积的实施例也在这些教导的范围内。
[0047] 与常规的系统和方法相比，本发明有许多优点。那些优点之一是，在本教导的系统中，与封装表面的结合或接触面积减小并且应力被局部化到隔离位置。本教导的配置在封装过程期间抑制应力。具有多个闭合支撑结构的实施例能够通过基本上密封焊接或密封一个或多个支撑结构和封装表面之间的空间(在一个实例中，从接触区域去除气泡)来改善封装气密性。可以通过将密封材料或焊接材料施加到支撑结构面来实现基本上密封空间。
[0048] 图9示出了这些教导一些实施例和常规实施例的模拟结果。参考图9，在其中所示的结果中，“无环”指示常规的平坦到平坦表面结合。“1-500μm”指示如图2中的单个硅环形支撑构件，单个硅环形支撑构件具有500μm宽度(在图3(d)中宽度为d1或d2)。再次参考图9，“5-100μm”指示如图2中的五个100μm宽的硅环形支撑构件。再次参考图9，“1-100μm”指示如图2中的单个100μm宽的硅环形支撑构件。从图9可以看出，如在本教导中获得的，减小的接触面积或具有多个子部件减小了由于温度变化的性能漂移(例如，电容式压力传感器的电容漂移)。
[0049] 为了描述和限定本教导，应当注意，术语“基本上”在本文中用于表示可以归因于任何定量比较、值、测量或其他表示的固有程度的不确定性。术语“基本上”也在本文中用于表示定量表示可以从所述参考变化而不导致所讨论的主题的基本功能的改变的程度。
[0050] 尽管已关于各种实施例描述了本发明，但是应当认识到，在附带的权利要求的精神和范围内，这些教导也能够具有各种各样的另外和其他实施例。
