Einfluss der Aufbau- und Verbindungstechnik auf die funktionalen Eigenschaften von Hallsensoren

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Der Einfluss der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) stellt einen wichtigen und limitierenden Faktor für die Genauigkeit und Langzeitstabilität von Sensoren dar. Dies ist auf das nichtlineare temperatur- und zeitabhängige Verhalten der Gehäusematerialien zurück zu führen. Insbesondere zeigen Klebstoffe und Pressmassen ausgeprägtes viskoelastisches und viskoplastisches Verhalten oberhalb und unterhalb des Glasübergangsbereiches. Es wurde eine Methode entwickelt um den Einfluss von Konstruktion, Materialien und technologischen Prozessen auf die funktionalen Eigenschaften von Sensoren zu modellieren. Auf Grundlage umfangreicher Materialmessungen an Pressmassen wurde das temperaturabhängige elastische, viskoelastische und viskoplastische Materialverhalten charakterisiert. Am Beispiel von CMOS-integrierten Hallplatten wurde die Methode angewendet. Durch Messungen der piezoresistiven Koeffizienten und der Piezo-Hallkoeffizienten wurde die Abhängigkeit der elektrischen Eigenschaften von der Temperatur und der mechanischen Spannung bestimmt. Demnach führen die während des AVT-Prozesses auftretenden mechanischen Spannungen zu einer Veränderung der Offsetspannung von bis zu 80 % des Full-Scale-Signals (FS). Die Empfindlichkeit ändert sich um etwa ± 4 %.