壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，包括管座、管帽、壓力傳感器芯片、基板及流體管，所述管座設(shè)有通孔并固定在基板上方，所述壓力傳感器芯片粘貼在管座上并覆蓋通孔，壓力傳感器芯片包括與通孔相通的背腔，所述管帽罩設(shè)在管座上方從而在管帽與管座之間形成封閉腔體，所述流體管連接至管座的下方并設(shè)有與通孔相通的通道。本發(fā)明壓力傳感器芯片直接貼于管座上，壓力背腔直接通過流體管與待測流體接觸，省去了如灌油等一系列復(fù)雜工藝的其他介質(zhì)隔離技術(shù)，結(jié)構(gòu)更加緊湊。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝 結(jié)構(gòu)。 壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)

【背景技術(shù)】
[0002] 壓力傳感器封裝技術(shù)是實現(xiàn)壓力傳感器應(yīng)用的核心技術(shù)。目前工業(yè)應(yīng)用中，由于 應(yīng)用環(huán)境的嚴(yán)格要求，通常壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝會采用金屬膜片的介質(zhì)隔離技術(shù)，即 將壓力敏感芯片通過直接粘接或者玻璃過渡粘接的方式封接在金屬管殼上，為了使敏感膜 片與被測介質(zhì)分離，在壓力芯片與金屬隔離膜片之間充滿硅油，外界壓力通過金屬膜片及 硅油傳遞到壓力芯片上以達(dá)到測試的目的。然而，此種封裝方式工藝復(fù)雜、成本昂貴、體積 大且穩(wěn)定性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其外形尺寸小、成本 低廉、穩(wěn)定性更佳。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)， 包括管座、管帽、壓力傳感器芯片、基板及流體管，所述管座設(shè)有通孔并固定在基板上方，所 述壓力傳感器芯片粘貼在管座上并覆蓋通孔，壓力傳感器芯片包括與通孔相通的背腔，所 述管帽罩設(shè)在管座上方從而在管帽與管座之間形成封閉腔體，所述流體管連接至管座的下 方并設(shè)有與通孔相通的通道。
[0005] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器芯片與管座之間的粘結(jié)膠為硅橡膠。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器芯片四周包裹有硅凝膠。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述管帽及流體管通過儲能焊與管座連接。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述流體管的口徑大于管座上通孔直徑。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基板與管座之間連接有可伐引線，所述可伐引線 具有突伸入封閉腔體的第一端及固定于基板中的第二端。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器芯片上的輸入、輸出端通過第一導(dǎo)線 連接到可伐引線的第一端，所述基板內(nèi)具有連接可伐引線第二端并延伸至外界的第二導(dǎo) 線。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基板為PCB基板或陶瓷基板。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述流體管為銅管或銅螺母。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明壓力傳感器芯片直接貼于管座上，壓力背腔直接通過流 體管與待測流體接觸，省去了如灌油等一系列復(fù)雜工藝的其他介質(zhì)隔離技術(shù)，結(jié)構(gòu)更加緊 湊，在壓力傳感器的封裝體積及封裝成本上有明顯的優(yōu)勢，能夠有效地解決低成本直接檢 測液體壓力與氣體壓力的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的 附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的 前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1所示為本發(fā)明壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)第一實施方式的截面圖。
[0016] 圖2所示為本發(fā)明壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)第二實施方式的截面圖。
[0017] 圖3所示為本發(fā)明壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)第三實施方式的截面圖。
[0018] 圖4所示為本發(fā)明壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)第四實施方式的截面圖。

【具體實施方式】
[0019] 以下將結(jié)合附圖所示的各實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施例并不限制 本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施例所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0020] 實施方式一： 請參圖1所示，本發(fā)明壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)包括壓力傳感器芯片1、管座2、可 伐引線3、PCB基板4、管帽5及銅螺母6。所述管座2于中間位置設(shè)有通孔21，所述傳感器 芯片1包括上表面11及與上表面11相對的背腔12,傳感器芯片1粘貼于管座2上，從而覆 蓋通孔21并使背腔12與通孔21相通。傳感器芯片1粘貼膠為硅橡膠，粘貼完成后，再用 硅凝膠填充在傳感器芯片1的四周，既傳遞了壓力又起到密封的作用。所述硅橡膠、硅凝膠 具有彈性模量小、柔軟、富有彈性的優(yōu)點(diǎn)，從而能夠盡可能小的減小封裝材料對芯片性能的 影響。所述管帽5罩設(shè)在管座2的上方從而在管帽5及管座2之間形成一封閉腔體7,管帽 5既起到密封作用，也很好地保護(hù)了壓力傳感器芯片1、第一導(dǎo)線8和硅凝膠因受外力擠壓 碰撞而損壞。所述可伐引線3貫穿管座2,形成突伸入腔體7的第一端31及插入PCB基板 4中的第二端32,具體地，第二端32通過焊接固定于PCB基板4中。在本實施方式中，可伐 引線3具有兩個，設(shè)置于壓力傳感器芯片1的兩側(cè)。所述壓力傳感器芯片1上表面11上的 輸入、輸出端分別通過第一導(dǎo)線8鍵合連接到可伐引線3的第一端31，進(jìn)一步地，所述PCB 基板4中設(shè)有連接可伐引線3第二端32并延伸至外部的第二導(dǎo)線9,這樣壓力傳感器芯片 1感應(yīng)到的信號可通過第一導(dǎo)線8、可伐引線3及第二導(dǎo)線9傳遞到外部。所述銅螺母6連 接于管座2的下表面，銅螺母6具有與通孔21相通的通道61，通道61的口徑大于通孔21 直徑，這樣可以方便流體進(jìn)入傳感器芯片1的背腔12。具體使用中，流體通過銅螺母6與壓 力傳感器芯片1背膜(未圖示）直接接觸以感應(yīng)壓力，最終信號輸出從PCB基板中第二導(dǎo)線 9引出。優(yōu)選地,背膜為硅膜。
[0021] 實施方式二： 請參圖2所示，本實施方式所揭示的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)與實施方式一的主 要區(qū)別在于：本實施方式中用陶瓷基板4'代替了實施方式一中的PCB基板4。
[0022] 實施方式三： 請參圖3所示，本實施方式所揭示的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)與實施方式一的主 要區(qū)別在于：本實施方式中用銅管6'代替了實施方式一中的銅螺母6。
[0023] 實施方式四： 請參圖4所示，本實施方式所揭示的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)與實施方式三的主 要區(qū)別在于：本實施方式中用陶瓷基板4'代替了實施方式三中的PCB基板4。
[0024] 在以上四種實施方式中，壓力傳感器為硅壓阻式壓力傳感器，管帽5及銅螺母6 (銅管6'）通過儲能焊與管座2結(jié)合在一起，并且銅管或銅螺母材料為黃銅，與管座可以很 好的進(jìn)行焊接，銅管和銅螺母作為流體管供流體與壓力傳感器芯片背膜直接接觸。
[0025] 本發(fā)明壓力傳感器芯片直接貼于管座上，壓力背腔直接通過銅管或銅螺母與待測 流體接觸，以硅膜為介質(zhì)隔離，而省去了如灌油等一系列復(fù)雜工藝的其他介質(zhì)隔離技術(shù)，結(jié) 構(gòu)更加緊湊，在壓力傳感器的封裝體積及封裝成本上有明顯的優(yōu)勢，能夠有效地解決低成 本直接檢測液體壓力與氣體壓力的難題。
[0026] 應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一 個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說 明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的其他實施方式。
[0027] 上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說 明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式 或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括管座、管帽、壓力傳感器芯片、 基板及流體管，所述管座設(shè)有通孔并固定在基板上方，所述壓力傳感器芯片粘貼在管座上 并覆蓋通孔，壓力傳感器芯片包括與通孔相通的背腔，所述管帽罩設(shè)在管座上方從而在管 帽與管座之間形成封閉腔體，所述流體管連接至管座的下方并設(shè)有與通孔相通的通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感 器芯片與管座之間的粘結(jié)膠為硅橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感 器芯片四周包裹有硅凝膠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管帽及流 體管通過儲能焊與管座連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流體管的 口徑大于管座上通孔直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述基板與管座之間連接有可伐引線，所述可伐引線具有突伸入封閉腔體的第一端及固定于 基板中的第二端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感 器芯片上的輸入、輸出端通過第一導(dǎo)線連接到可伐引線的第一端，所述基板內(nèi)具有連接可 伐引線第二端并延伸至外界的第二導(dǎo)線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板為PCB 基板或陶瓷基板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力傳感器介質(zhì)隔離封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述流體管為 銅管或銅螺母。
【文檔編號】G01L19/00GK104101456SQ201310123972
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】王剛, 于成奇, 梅嘉欣 申請人:蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司