本實用新型涉及一種氣體傳感器封裝件，尤其是一種基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件。

背景技術(shù)：

氣體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計算機(jī)等利用的信息的裝置，氣體傳感器一般被歸為化學(xué)傳感器的一類。

傳統(tǒng)的氣體傳感器具有將氣體傳感材料或傳感芯片安裝至氣體傳感器的封裝件結(jié)構(gòu)，并且所述封裝件結(jié)構(gòu)具有用于保護(hù)氣體傳感材料的上表面或傳感芯片的上表面的單獨的帽構(gòu)件，該帽構(gòu)件的上表面上設(shè)置由微小的網(wǎng)形成的網(wǎng)狀構(gòu)件以允許氣體的通風(fēng)；同時，現(xiàn)有的管殼類封裝件，如附圖6所示，往往都會設(shè)置有若干延伸到封裝件結(jié)構(gòu)外一定距離的電極引腳，這種封裝件結(jié)構(gòu)造成傳統(tǒng)的氣體檢測傳感器封裝件的尺寸大，并且由于其結(jié)構(gòu)特點，只適合直插式組裝，因此，不適用智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制；另外由于其結(jié)構(gòu)特征，致使封裝時無法進(jìn)行批量的表面貼裝，從而導(dǎo)致封裝效率低且封裝工藝復(fù)雜，成本增大。

MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化的特點。

目前，MEMS傳感器種類日益增多，有較為成熟的MEMS壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀、MEMS流量傳感器、MEMS溫度傳感器， MEMS濕度傳感器。

隨著信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們對于隨時獲取環(huán)境中有害氣體的情況以便進(jìn)行安全防護(hù)的要求逐步提高，而傳統(tǒng)的空氣傳感器并不適用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備，因此，基于 MEMS技術(shù)的氣體傳感器就成為亟待研究的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件。

本實用新型的目的將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)：

基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，包括微型陶瓷殼體，所述微型陶瓷殼體包括凹設(shè)的安裝槽、位于安裝槽內(nèi)的印刷電路以及與印刷電路電連接且位于所述微型陶瓷殼體外表面上的信號引出端；所述安裝槽的底部固定一MEMS氣體檢測芯片，所述MEMS氣體檢測芯片通過鍵合線與所述安裝槽內(nèi)的印刷電路連接通信，所述鍵合線的弧頂高度小于所述安裝槽的頂面高度；所述微型陶瓷殼體的頂部固接一具有至少一個通氣孔的金屬蓋板。

優(yōu)選的，所述的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，其中：所述陶瓷殼體的尺寸在3×3×1ｍｍ³－3.8×3.8×1ｍｍ³之間。

優(yōu)選的，所述的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，其中：所述MEMS氣體檢測芯片通過耐高溫粘結(jié)膠層粘接在所述安裝槽的底部。

優(yōu)選的，所述的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，其中：所述通氣孔為多個且呈圓形分布或呈九宮格狀分布或呈網(wǎng)格狀分布或隨機(jī)分布。

優(yōu)選的，所述的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，其中：所述金屬蓋板膠接或焊接于所述陶瓷殼體上。

優(yōu)選的，所述的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，其中：所述金屬蓋板的厚度在0.1-0.3mm之間。

本實用新型技術(shù)方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：

本實用新型設(shè)計精巧，結(jié)構(gòu)簡單，通過設(shè)計專有的微型陶瓷殼體，用于盛裝并與MEMS氣體檢測芯片進(jìn)行通信，省去了傳統(tǒng)氣體傳感器的插接式電極結(jié)構(gòu)以及帽構(gòu)件，整體尺寸相對于傳統(tǒng)氣體傳感器大大減小，甚至只有傳統(tǒng)氣體傳感器體積的1.2%，并且由于不再使用直插式組裝，因此更加適用于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用，適用范圍大大擴(kuò)展，并且有利于降低企業(yè)的材料成本，并且本實用新型的檢測靈敏度相對傳統(tǒng)氣體傳感器大大提高。

本實用新型的結(jié)構(gòu)由于沒有插接式電極結(jié)構(gòu)，因此更加便于進(jìn)行批量表面貼裝，從而為整個氣體傳感器封裝件的批量加工創(chuàng)造了條件，并且結(jié)合各種專有的承載治具、吸附治具，從而提供了一種操作簡單、加工效率大大提升的批量加工方法；同時，相對傳統(tǒng)的封裝工藝，采用本實用新型的方法能夠降低一半的成本。

附圖說明

圖1 是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中金屬蓋板上的通氣孔的呈圓形分布的示意圖；

圖3是本實用新型中金屬蓋板上的通氣孔的呈九宮格分布的示意圖；

圖4是本實用新型中承載治具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型中的MEMS芯片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型背景技術(shù)中傳統(tǒng)氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋。這些實施例僅是應(yīng)用本實用新型技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。

本實用新型揭示的基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件，如附圖1所示，包括微型陶瓷殼體1以及MEMS氣體檢測芯片4。

所述微型陶瓷殼體1用于收納所述MEMS氣體檢測芯片4并將所述MEMS氣體檢測芯片4測得的氣體狀態(tài)參數(shù)傳輸給與所述微型陶瓷殼體1通信的裝置，所述微型陶瓷殼體1的形狀可以是任意可行的形狀，如長方體、圓柱體等，本實用新型中優(yōu)選為長方體、正方體、倒角長方體或倒角正方體；并且為了實現(xiàn)整個氣體傳感器封裝件的小型化、微型化，所述微型陶瓷殼體1的尺寸在3×3×1ｍｍ³－3.8×3.8×1ｍｍ³之間。

并且，所述微型陶瓷殼體1包括凹設(shè)的安裝槽2，所述安裝槽2的形狀可以是各種可行的形狀，以滿足能夠收納所述MEMS氣體檢測芯片4為準(zhǔn)，所述安裝槽2內(nèi)設(shè)置有印刷電路以及與所述印刷電路電連接且位于所述微型陶瓷殼體1外表面上的信號引出端3，如附圖1所示，所述信號引出端3位于所述微型陶瓷殼體1的底面上，所述信號引出端3的高度為0.1mm。

進(jìn)一步，所述安裝槽2的底部中心位置為所述MEMS氣體檢測芯片4的安裝區(qū)域，所述印刷電路位于所述安裝區(qū)域之外的區(qū)域中，所述MEMS氣體檢測芯片4的結(jié)構(gòu)如附圖5所示，其支座部通過耐高溫粘結(jié)膠層8粘接在所述安裝槽2的底部，當(dāng)然所述MEMS氣體檢測芯片4也可以通過其他可行的方式固定在所述安裝區(qū)域上，在此不再贅述。

同時，所述MEMS氣體檢測芯片4的電極分別通過鍵合線5與所述安裝槽2內(nèi)的印刷電路連接通信，并且，所述鍵合線5的弧頂高度小于所述安裝槽2的頂面高度。

并且，為了能夠為所述MEMS氣體檢測芯片4提供有效的防護(hù)結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)通氣，在所述微型陶瓷殼體1的頂部固接一金屬蓋板7，所述金屬蓋板7膠接或焊接于所述陶瓷殼體1上，優(yōu)選它們通過粘接膠層10連接在一起；并且所述金屬蓋板7具有至少一個用于通氣的通氣孔6，從而所述金屬蓋板7與所述安裝槽2形成一個具有收容器的半封閉保護(hù)殼體。

當(dāng)所述通氣孔6為一個時，優(yōu)選其位于所述金屬蓋板7的中心位置，從而能夠使通氣孔6能夠與所述MEMS氣體檢測芯片4上的氣體敏感材料對應(yīng)；本實施例中，優(yōu)選所述通氣孔6為多個且它們的布局形式可以是任意的方式，優(yōu)選它們呈圓形分布或呈九宮格狀分布或呈網(wǎng)格狀分布或隨機(jī)分布，進(jìn)一步優(yōu)選為如附圖2、附圖3所示的呈圓形分布或呈九宮格狀分布。

更進(jìn)一步，為了進(jìn)一步減小最終形成的封裝件的尺寸，所述金屬蓋板7的厚度在0.1-0.3mm之間，從而使得所述氣體傳感器封裝件的尺寸能夠維持在3×3×1.1ｍｍ³－3.8×3.8×1.3ｍｍ³之間。

本實用新型進(jìn)一步揭示了一種基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器封裝件的批量加工方法，包括如下步驟：

S1，人工或通過自動化上料機(jī)器人將若干微型陶瓷殼體1放置于專用的承載治具9上并且使所述安裝槽2的開口朝上，并且，如附圖4所示，所述承載治具9包括若干個并排設(shè)置且通過隔離凸起93分隔的放置區(qū)91，本實施例中，所述放置區(qū)91優(yōu)選為3個，且每個放置區(qū)91均包括由若干等間隙且沿經(jīng)線方向延伸的側(cè)壁與沿緯線方向延伸的側(cè)壁交織形成的收容槽92，所述收容槽92優(yōu)選為正方形且其尺寸與所述微型陶瓷殼體1相匹配，所述隔離凸起93的高度優(yōu)選為0.4mm。

S2，通過點膠設(shè)備在每個微型陶瓷殼體1的安裝槽2底部的安裝區(qū)域點膠。

S3，接著，通過專用吸取治具將與所述微型陶瓷殼體1數(shù)量及位置匹配的MEMS氣體檢測芯片4吸附并移動貼裝到對應(yīng)的安裝槽2中，即使一個MEMS氣體檢測芯片4位于一個安裝槽2內(nèi)的點膠位置，以實現(xiàn)它們的粘接；同時，考慮到所述MEMS氣體檢測芯片4中的氣體敏感材料的易受損性質(zhì)，因此，所述專用吸附治具在每個MEMS氣體檢測芯片4頂面的吸附位置是除懸空膜區(qū)域以及四個焊線方框和與其連接的導(dǎo)電金屬層部分之外的任一位置，從而能夠避免對氣體敏感材料的損害以及避免焊線連接或電連接的異常。

接著，對MEMS氣體檢測芯片4和安裝槽2之間的膠烘烤固化，隨后進(jìn)行等離子清洗，消除存在的污染物。

S4，隨后通過引線鍵合工藝實現(xiàn)每個MEMS氣體檢測芯片4與印刷電路的連接通信。

S5，通過點膠設(shè)備在每個微型陶瓷殼體1的頂部點膠，然后通過專用治具將與所述微型陶瓷殼體1數(shù)量及位置匹配的金屬蓋板7吸附并分別膠接到對應(yīng)的微型陶瓷殼體1的頂部。

接著，對金屬蓋板7和微型陶瓷殼體1之間的膠水進(jìn)行烘烤固化，再經(jīng)過激光打標(biāo)和測試后，包裝出貨。

本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。