CN100487385C - 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片 - Google Patents

胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN100487385C
CN100487385C CNB2005100260368A CN200510026036A CN100487385C CN 100487385 C CN100487385 C CN 100487385C CN B2005100260368 A CNB2005100260368 A CN B2005100260368A CN 200510026036 A CN200510026036 A CN 200510026036A CN 100487385 C CN100487385 C CN 100487385C
Authority
CN
China
Prior art keywords
accelerometer
chip
temperature
pressure
monitoring system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2005100260368A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1865864A (zh
Inventor
陈斌
刘胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Finemems Inc
Original Assignee
FEIEN MICROELECTRONICS Co Ltd SHANGHAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEIEN MICROELECTRONICS Co Ltd SHANGHAI filed Critical FEIEN MICROELECTRONICS Co Ltd SHANGHAI
Priority to CNB2005100260368A priority Critical patent/CN100487385C/zh
Publication of CN1865864A publication Critical patent/CN1865864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100487385C publication Critical patent/CN100487385C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,主要包括压力传感器、加速度计、温度传感器、和集成电路,其特征在于所述加速度计、温度传感器、压力传感器和集成电路封装在一个定制的塑料壳体内,压力传感器的微机械系统部件用硅凝胶保护。本发明的优点是将加速度计、温度传感器、压力传感器及集成电路集成并封装在一个定制的紧凑塑料壳体内,提高了胎压温度监测系统的可靠性及稳定性,使系统具备更强的耐高温抗腐蚀性性能。

Description

胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片
技术领域
本发明涉及一种汽车轮胎压力温度监测系统,特别涉及一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片。
技术背景
轮胎压力温度的直接感测是监测系统最重要的部分之一,为了在轮胎里的典型强腐蚀性、高温环境中保护系统的传感器器件,封装是很重要的关键。监测系统的传感器会遭受相对较高的加速度影响,导致传感器脱离轮胎边缘从而在接合界面出现应力集中和可靠性的问题,传感器系统越紧凑,性能就越好,就越容易通过发射器监控汽车轮胎的情况。由于车轮胎压力温度监测系统要安装在轮胎里,而轮胎里是典型腐蚀性强、高温的工作环境,所以对汽车轮胎压力温度监测系统的工作稳定性有较高的要求。现有的大部分轮胎压力传感器是体硅加工而成的。这样的压传感器的缺点是没有内在的过压保护,故悬臂梁容易破裂。此外,悬臂梁的厚度和尺寸很难通过常规的体硅加工准确控制。另外,胎压监控系统是将压力传感器和温度传感器安装在轮胎上,但它的缺点是系统不知道机动车是否正在移动,或者由于不均的磨损,备用胎、替换胎和换胎等情况的发生,当驾驶员不知道哪个轮胎出现故障时更无法对四个轮胎设定初值,现有产品的可靠性、稳定性还不能完全满足人们的要求。
发明内容
针对已有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片。本发明集成了一个更精确的尺寸控制的微制造压力传感器,本发明在背面体硅加工中应用了低应力的氮化硅薄膜SiN来停止刻蚀以获得厚度可控制的薄膜。加速度计能监控轮胎的运动并能对相关轮胎识别进行准确的设定初始值,集成电路实现信号调节和对传感器数字化的输出,并在系统中集成了温度和电压感应功能。
胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,主要包括一个压力传感器、一个监测机动车运动的加速度计、一个温度传感器、和一个实现信号调节和对压力进行数字化输出的集成电路,其特征在于所述加速度计、温度传感器、压力传感器和一个实现信号调节和对压力进行数字化输出的集成电路封装在一个用定制的模具和树脂成型工艺制成的塑料壳体内,压力传感器的微机械系统部件用硅凝胶保护,用体硅微加工制作,封装的开口处用一钢帽密封,并留有一个小的压力检测孔。加速度计是用来测定转轮Z轴的离心加速度,和在省电模式下或当机动车的速度高于某个门限速度时唤醒监测系统,进行常规测量,加速度计是用兼容CMOS的微机电系统工艺制作的,加速度计为Z轴热加速度计,用玻璃进行圆片级封装,加速度计中Z轴信号是从Z,Y轴信号的共模电压中提取,作用是在省电模式下唤醒监测系统。压力传感器和加速度计集成在同一芯片上,传感器和加速度计都是压阻式的,底板上芯片用金属及陶器盖保护或涂上一层聚合物保护,例如采用帕利灵层进行保护。信号调节和压力传感器的微调由集成电路实现,专用集成电路是混合信号芯片,芯片的数字部分是通过Verilog硬件描述语言VHDL实现,模拟信号的主要部分是仪表放大器,集成电路上的放大器是可编程的放大器,偏移量和增益通过多晶硅熔丝进行微调,两者都有6比特bits的分辨率,温度感应功能部分集成在集成电路上,用温度传感器对压力传感器的温度进行补偿,同时也反应了轮胎温度。电池电压感应功能部分集成在集成电路上,当电池用完或关闭时,传感器将给系统发送警告。微机械系统传感器与集成电路一起以板上芯片COB封装,作为板上芯片封装的衬底采用FR4材料或陶瓷衬底。封装加速度计中采用没有玻璃或硅底座的引线键合,允许一定的零点漂移、周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象。封装加速度计中采用玻璃或硅底座的引线键合,用一定高度的玻璃或硅底座的引线键合方式使零点信号漂移,周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象达到最小化。封装加速度计中采用玻璃或硅底座的倒装焊和圆片键合不用玻璃或硅底座的引线键合方式,使零点信号漂移,周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象达到最小化。封装加速度计的键合层或印制电路板上的焊球采用软粘合剂或焊接剂使在传感元件上额外的封装应力达到最小化。
本发明的优点是将加速度计、温度传感器、压力传感器及集成电路集成并封装在一个定制的紧凑塑料壳体内,提高了胎压温度监测系统的可靠性及稳定性,使系统具备更强的耐高温抗腐蚀性性能。
附图说明
图1本发明的多功能传感器塑料封装的截面图;
图2本发明的多功能传感器塑料封装的俯视图;
图3本发明的Z轴热加速度计的原理图;
图4本发明的3轴热加速度计的封装图;
图5A在同一切片上的体硅加工技术示意图;
图5B在同一切片上的体硅加工技术示意图;
图5C在同一切片上的体硅加工技术示意图;
图5D在同一切片上的体硅加工技术示意图;
图5E在同一切片上的体硅加工技术示意图;
图6A无硅底座的引线键合截面图;
图6B有硅底座的引线键合截面图;
图6C引线键合后涂上聚合物层的截面图;
图7本发明的倒装焊键合的圆片级封装形式;
图8本发明的集成电路的功能模块图;
图9本发明的参考电压和温度传感器图;
图10本发明的是仪器放大器的电路原理图。
30 硅衬底、31 冷结合处、32 热电偶、33 热结合处、34 热气泡、35 加热器、40 传感器圆片、42 玻璃、43 金属铜、45 热加速度计的加热器、46 封盖芯片的通孔、60 COB封装的衬底、61 粘合剂、62 通孔、63 传感器、64专用集成电路、66 金属帽、67 粘合剂树脂、68 硅底座、69 聚合物层、100全浇注塑料封装、101 塑料封装体、102 插脚引线、103 引线框架、104 加速度计、105 温度传感器的集成电路、106 压力传感器、107 引线键合、108硅树脂凝胶、109 钢帽、110 粘合剂、111 粘合剂、112 粘合剂、113 压力检测孔、500 硅圆片、501 氮化硅、502 多晶硅薄膜、503 压电电阻、504压电电阻、505 压电电阻、506 电信号金属层、507 氮化硅层、508 蚀刻成的腔、509 蚀刻成的腔、600 输入电阻、601 输入电阻、602 运算放大器OpAmp、603 运算放大器OpAmp、604 反馈电阻、605 反馈电阻、606 输入电阻、607 输入电阻、608 运算放大器、609 反馈电阻、610 电流源DAC、700 穿孔玻璃圆片、701 压力入口、702 传感器、703 底座圆片、704 凸点、705 凸点底层金属、706、707 压力传感器、708 Z轴加速度计、709 金层、900 p-沟道晶体管、901 双极晶体管、902 运算放大器、903 电阻、904 电阻、905 双极晶体管、906 n-沟道晶体管、907 n-沟道晶体管、908 p-沟道晶体管、909 p-沟道晶体管。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例:
本发明涉及智能集成的多功能感应系统,对监测胎压,温度,电池电压,低频信号和机动车的轮胎加速度系统更显优越。本发明将压力传感器,加速度计,温度传感器,和电池电压集成在单芯片或多芯片上。单芯片或多芯片与集成电路集成封装在塑料体中或粘贴在电路板上。
本发明的外形紧凑封装可以产生轮胎压力信号,温度信号,电池电压电平,作为每个轮胎的初始识别的低频以及加速度计引起的振动开关信号。拥有集成电路的智能控制系统。加速度计广泛应用于汽车行业,尤其在安全气囊,防抱死刹车系统ABS和翻侧倾斜感应上。
本发明将低成本和高可靠性的加速度计集成在一个外形紧凑的有压力传感器、温度传感器、集成电路芯片和电池电压传感器的封装里,它可监控机动车的工作状况。因而,这新颖的系统能智能地初始化胎压温度监测系统、连续监控胎压、温度和车轮运动。本发明经研究了轮胎和车辆稳定性的相互关系,并发现在翻侧和不稳定运动中过压和低压情况下都会影响车辆的动态性和稳定性。监测每个轮胎的运动与单独应用加速度计作为振动开关同样重要。将不同的传感器和相关的集成电路集成在一起实现微型化是很理想的,但由于硅半导体制造工艺和微制造工艺的兼容性而难以实现。随着兼容CMOS的微制造工艺的发展,本发明将压力传感器、温度传感器、低频装置的晶体管和加速度计集成在单片或多片上,然后将相关的交互电路系统封装在一起,这种封装有合适的紧凑的管脚和外形,是终端用户的理想选择。在成熟的半导体工业中,由于微机械系统MEMS的技术发展,具备了微制造的特点,故此微型化可以通过基于微机械系统MEMS技术来实现。微机械系统MEMS装置包括安全气囊加速度计、压力传感器、光开关等等,大部分是体硅加工或表面加工完成的。由于氮化硅比多晶硅应力更小且对停止腐蚀起作用,故应用氮化硅可以更精确的控制得到所需的悬臂梁。本发明采用低成本、高可靠性的方式将多功能微机械系统MEMS仪器集成在塑料封装中,或将这些芯片直接粘贴在板上芯片COB的电路板上而不牺牲新封装的可靠性。选择适当的最小热应力失配的材料、低应力键合材料提高整个系统可靠性。
参见图1。这个模块将胎压温度监测系统的感应器件集成在单一的全浇注塑料封装100里。感应器件包括三个芯片:加速度计104,集成了温度传感器的集成电路105和压力传感器106。101是塑料封装体,它需要一个特定设计的模具。树脂成型工艺塑封了加速度计104、温度传感器的集成电路105。102是插脚引线。塑料外壳可以是基于模塑料的环氧物。这三个芯片在内部通过引线框架103互连。利用引线键合107实现对芯片焊盘和引线框架之间的互连。三个芯片用特殊的粘合剂粘合在引线框架上。加速计用的粘合剂110可以是银Ag玻璃粘合剂。集成电路用的粘合剂111是环氧粘合剂或一些焊料合金。压力传感器用的粘合剂112可以是低应力粘合剂。压力传感器106通过硅树脂凝胶108进行保护。当填充硅树脂凝胶时,必须要特别小心,否则压力传感器的微机械系统MEMS部分可能被损坏。凝胶是几乎不引入压力错误的低系数橡胶,但可以通过电路校准或通过基于非线性粘塑性有限元的设计建模进行补偿。最后,封装的开口处用一钢帽109密封并留有一个小的压力检测孔113。
参见图2,图2是在胎压温度监测系统里塑料封装的感应器件的俯视图。在这里加速度计104,温度传感器的集成电路105和压力传感器106和引线键合107都在同一个引线框架103上。
参见图3,图3是3轴热加速度计的原理图。在省电模式、初始化模式和需要正常运动传感器的情况下,加速度计是为了唤醒胎压温度监测系统。当在每个轮胎上安装传感器时,温度传感器的集成电路105将自动地发送低频信号到传感器附近的接收单元,然后传送到中心控制单元以实现初始值的设定。当轮胎不转动或角速度太高时,工作在省电模式,节省电池能量。将测到的加速度信号与唤醒系统的阈值相比较,如果加速度值大于阈值,装置转向“运行”模式。加速度计通常需要气密性封装。在这里,加速度计是用来监测机动车的运动情况。加速计可以是基于压阻效应、电容或热效应。众所周知,掺杂硅的压阻效应可以感应外部压力引起的应变变化导致的电阻变化。改变两板或多板之间的介质、间隔或面积可以引起电容的变化。
由于二维CMOS工艺的局限,当前的热加速度计仅能提供X和Y方向上的灵敏度。图3是热加速度计图。由图可见,等温线并不垂直对称的。30是硅衬底,35是加热器和34是热气泡。热电偶32是用来测量在热结合处33和冷结合处31之间的温度差异。在热结合处那一点的热梯度显示了垂直分量,振幅取决于在垂直的方向上的热的不对称以及热连接点的位置。沟深和封装高度将影响到在垂直的方向上热的不对称性。本发明用热电偶的共模电压获取Z轴的加速度信号。虽然这信号的灵敏度比X,Y轴的灵敏性小得多,但这对作为胎压温度监测系统传感器在不同的工作模式之间的切换测量径向加速度已经足够了。通过本发明精密的基于计算流体动力学CFD原理和实验工作的建模,对于在加速度计上的平面热交换而言,在Z轴上的灵敏度可达到1/6—1/10的灵敏度。这也使加速度计的成本在集成传感器系统中达到最小。
参见图4,图4是加速度计的封装截面图。圆片级封装能降低装置的尺寸和成本。3轴加速度计是圆片级封装的。传感器芯片40和封盖芯片用玻璃42合在一起。45是热加速度计的加热器,提供基于加速度计传感器的热量。为了给气泡提供足够的空间,对两圆片进行等离子体刻蚀约300um深。在这里使用的玻璃的热膨胀系数与硅的相似,因此,在芯片和封装之间将没有较大的热应力失配。热加速度计成本低且具有较高可靠性。因此,加速度计引入的应力是很小的。用丝网印刷术在传感器圆片40上涂上15um厚的玻璃料。使用玻璃料的是为了补偿由于表面的不平坦而导致的线路。然后两圆片在400℃的温度下键合在一起。电信号从封盖芯片的通孔46传出,通孔是金属铜43。通孔的刻蚀剂是KOH溶液。铝焊盘淀积在封盖芯片上,通过引线键合或倒装焊进行互连,与压力传感器和集成电路附属在同一引线框架上。
为降低成本和提高可靠性,体硅加工的压力传感器也应用于胎压温度监测系统感应系统中,压力传感器和Z轴加速度计是在同一芯片上制作并封装在一起。
参见图5展示了在同一芯片上对压力传感器和加速度计进行体加工的技术,两个器件都是压阻式的。
在图5A中,具有一致性的氮化硅501和多晶硅薄膜502淀积在硅圆片500上。在进行背面体硅加工时,先在圆片背面淀积一氮化硅层,然后设置刻蚀窗口。用传统技术淀积的多晶硅层,例如低压化学气相淀积LPCVD。
在图5B中,形成压电电阻503,504,505。电阻器根据上面的方法淀积和成图案。压电电阻503,504用作压力传感器,压电电阻505用作加速度计。
在图5C中,另一0.1um厚的氮化硅层507被淀积作为钝化层。作为电信号金属层506也被淀积和成图。
在图5D中,在圆片背面用氢氧化钾KOH溶液进行各向异性刻蚀以形成悬臂梁,508和509是蚀刻成的腔。在刻蚀过程中,用O型环在刻蚀溶液中来保护圆片的正面。
在图5E中,KOH溶液也可用来从圆片的正面刻蚀掉加速度计的质量块。
参见图6,图6显示了封装在板上芯片COB中的胎压温度监测系统传感器截面图。考虑到零点漂移、滞回现象、循坏漂移的设计和需求,玻璃或硅底座是需要的。下面将讨论无硅底座的引线键合图6A和有硅底座引线键合图6B。
胎压温度监测系统传感器是用板上芯片COB封装的,以降低制造成本和减少尺寸。引线键合板上芯片COB封装一般应用在低成本、多芯片模式下的,例如对由于有机板和芯片的热应力失配的监控。然而,正如第一发明者在2003年的美国社会机械工程会议上指出,可以通过低应力的切片粘贴或者应用适当厚度的硅/玻璃底座,使得滞回现象、循环漂移和零点漂移达到最小。这构成在胎压温度监测系统中作为板上芯片新封装技术的基础。此外,当前的20%到25%的压力下降对正常胎压30psi来说是非常大的问题。而板上芯片COB封装可以为胎压温度监测系统提供准确的传感器,而且成本低廉。
在图6A中,60是COB封装的衬底,是FR4制造的印制电路板PCB。衬底为电子封装提供了许多优势,例如低成本、低介电常数和好的电绝缘。陶器衬底也可在一些临界应用中使用。当进行PCB布局时,通孔62作为压力入口,PCB上的铜走线和焊料掩膜提供了键合焊盘以及在MEMS传感器63和集成电路64之间的互连。粘合剂树脂67不仅将芯片粘贴在板上,而且也对芯片和衬底之间的热膨胀系数的不匹配进行补偿。两芯片都通过低成本的引线键合连接到衬底上。最后,整个电路板被金属帽66完全密封。金属帽66和衬底60被粘合剂61粘在一起。
图6B展示了有硅底座的引线键合。该引线键合使得零点信号漂移、循坏信号漂移和从低温到高温循坏滞回现象达到最小。68是硅底座,它用玻璃与传感器圆片结合一起的,制作过程与上面的加速度计键合过程相似。
图6C显示了在COB封装上涂上聚合物层69,该聚合物可以是帕利灵或是其它硬聚合物材料。贴片和引线键合之后涂上聚合物层,然后将整个芯片放到炉里加热固化。
参见图7,图7表示胎压温度监测系统传感器的圆片级封装。体硅加工的传感器702用一个穿孔玻璃圆片700保护,在702上面有个压力入口701,并堆叠了硅晶片703。微加工传感器包括压力传感器707和Z轴加速度计708。加速度计是密封封装的。传感器圆片702和底座圆片703用金层709键合在一起作为中间层。传感器圆片和玻璃圆片700通过阳极键合在一起的。首先在传感器圆片上溅射一层大约0.1um厚的金。溅射操作是物理气象淀积PVD。光刻过程界定电镀范围。然后电镀一0.1um高的金层。在两圆片清洁之后,将两圆片在共熔温度400C进行键合。使用的玻璃圆片700是平整度优于5um的耐热玻璃Pyrex 7740。在玻璃圆片和传感器圆片之间对准之后,在两圆片间作用600V电压进行阳极结合。凸点底层金属UBM 705由钛钨Ti-W和铜Cu组成。UBM和凸点704是通过电镀形成的。圆片级封装后,压力传感器和加速度计可以通过倒装焊键合粘贴在印刷电路板上。
参见图8,图8是集成电路功能块图。混合信号ASIC实现信号调节和传感器数字化输出到RF模块。数字部分是用标准Verilog HDL语言设计的。模拟部分是全客户定制设计的,当完成芯片布局时,模拟和数字部分混合在一起。8位CPU控制集成电路芯片。加速度信号和压力信号作为多路复用模块的输入信号,可以通过集成电路的数字I/O端进行对输入的选择。为了对MEMS仪器进行微调,仪器放大器工作在可编程增益的差分模式下。模数转换ADC应用一阶的∑—△ADC(Sigma-Delta ADC)。Sigma-Delta ADC调节器是全微分可变电容器电路,由单芯片振荡器计时。电池传感器发出的电压信号与电池电压成比例,这样当电池用完时系统会给出指示。为了在制造时更高的产出,压力传感器需要调配。当压力校准之后,控制记录存储在
单片EEROM里,下面是19位控制寄存器的定义:
B0.MASTER-在这一位上的存储值是没有意义的,除非相关的熔丝被烧断。一旦熔丝被烧断,串行接口就不工作,所以不会产生进一步的修正。B1.REF1-这个控制位作为在微调时允许观察带隙参考电压。
B2-B4.BG[0:2]-.这3位微调输出电压,以及提高带隙参考的温度系数。控制字为二进制补码,全0代表额定的微调设定。每改变1相当于在带隙参考电压中1%改变。
B5-B8TOFF[0:3]-.这4位微调温度传感器输出的偏移量。控制字为二进制补码,全0代表额定的微调设定。温度传感器偏移量都是可调整的,每变化1等于总量程的1%。
B9-B12Ex[0:3]-.这4位通过微调输出阻抗调整压电晶体管的激发电压。控制字为二进制补码。
B13-B18AOFF[0:5]-.这6位微调压力传感器输出的偏移量。控制字为2进制补码,全0代表额定的微调设定。压力传感器偏移量是可调整的,每改变1等于全部刻度的3%的变化。
参见图9,图9显示集成在集成电路上的参考电压和温度传感器。带隙电路包括运算放大器902;p-沟道晶体管900,908,909;双极晶体管901和905,电阻903和904,来提供参考电压VREF。提供单片参考电压以允许提供独立的传感器敏感性和参考偏移量,并有约1.25伏特的值。带隙参考自然的副产品是与绝对温度成比例PTAT的电流。PTAT电流电路包括含有n-沟道晶体管906和907的电流反射。PTAT作为切片温度传感器,它能对压力传感器信号进行温度补偿。
参见图10,图10是仪器放大器的电路原理图。仪器放大器的目的是为提供模拟的与压力成比例的输出电压。仪器放大器包括差分输入阶段,包含运算放大器OpAmp 602,输入电阻600和反馈电阻604,和运算放大器OpAmp 603,输入电阻601和反馈电阻605。第二阶段的仪器放大器包括运算放大器608,输入电阻606,607,和反馈电阻609,和电流源DAC610。电流源是调整偏移量的,电阻609是可调电阻,它是用来微调信号的增益。

Claims (11)

1.一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,包括一个压力传感器、一个监测机动车运动的加速度计、一个温度传感器、和一个实现信号调节和对压力进行数字化输出的集成电路,其特征在于所述加速度计、温度传感器、压力传感器和一个实现信号调节和对压力进行数字化输出的集成电路封装在一个用定制的模具和树脂成型工艺制成的塑料壳体内,压力传感器的微机械系统部件用硅凝胶保护,用体硅微加工制作,封装的开口处用一钢帽密封,并留有一个小的压力检测孔。
2.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述加速度计是用来测定转轮Z轴的离心加速度,和在省电模式下或当机动车的速度高于某个门限速度时唤醒监测系统,进行常规测量,加速度计是用兼容CMOS的微机电系统工艺制作的,加速度计为Z轴热加速度计,用玻璃进行圆片级封装,加速度计中Z轴信号是从Z,Y轴信号的共模电压中提取,作用是在省电模式下唤醒监测系统。
3.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述压力传感器和加速度计集成在同一芯片上,传感器和加速度计都是压阻式的,底板上芯片用金属及陶器盖保护或涂上一层聚合物保护。
4.根据权利要求3所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述所述压力传感器和加速度计集成在同一芯片上,传感器和加速度计都是压阻式的,底板上芯片涂上帕利灵层进行保护。
5.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述信号调节和压力传感器的微调由集成电路实现,集成电路是混合信号芯片,芯片的数字部分是通过Verilog硬件描述语言VHDL实现,模拟信号的主要部分是仪表放大器,集成电路上的放大器是可编程的放大器,偏移量和增益通过多晶硅熔丝进行微调,两者都有6比特bits的分辨率,温度感应功能部分集成在集成电路上,用温度传感器对压力传感器的温度进行补偿,同时也反应了轮胎温度。
6.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述电池电压感应功能部分集成在集成电路上,当电池用完或关闭时,传感器将给系统发送警告。
7.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述微机械系统传感器与集成电路一起以板上芯片COB封装,作为板上芯片封装的衬底采用FR4材料或陶瓷衬底。
8.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述封装加速度计中采用没有玻璃或硅底座的引线键合,允许一定的零点漂移、周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象。
9.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述封装加速度计中采用玻璃或硅底座的引线键合,用一定高度的玻璃或硅底座的引线键合方式使零点信号漂移,周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象达到最小化。
10.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述封装加速度计中采用玻璃或硅底座的倒装焊和圆片键合不用玻璃或硅底座的引线键合方式,使零点信号漂移,周期性信号漂移和从低温到高温的滞回现象达到最小化。
11.根据权利要求1所述的一种胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片,其特征在于所述封装加速度计的键合层或印制电路板上的焊球采用软粘合剂或焊接剂,使在传感元件上额外的封装应力达到最小化。
CNB2005100260368A 2005-05-20 2005-05-20 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片 Active CN100487385C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100260368A CN100487385C (zh) 2005-05-20 2005-05-20 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100260368A CN100487385C (zh) 2005-05-20 2005-05-20 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1865864A CN1865864A (zh) 2006-11-22
CN100487385C true CN100487385C (zh) 2009-05-13

Family

ID=37424948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100260368A Active CN100487385C (zh) 2005-05-20 2005-05-20 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100487385C (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7377156B1 (en) * 2007-02-16 2008-05-27 Lear Corporation Tire pressure monitor system with side entry pressure port
US7798010B2 (en) * 2007-10-11 2010-09-21 Honeywell International Inc. Sensor geometry for improved package stress isolation
CN101337652B (zh) * 2008-08-11 2011-08-10 美新半导体(无锡)有限公司 传感器元件接触表面的封装结构及其封装方法
CN101551403B (zh) * 2009-05-22 2012-09-05 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种测试加速度,压力和温度的集成硅芯片及制作方法
US8618620B2 (en) * 2010-07-13 2013-12-31 Infineon Technologies Ag Pressure sensor package systems and methods
CN102680018A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 刘胜 多功能组合传感器
US9608297B2 (en) 2011-11-16 2017-03-28 Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. In-cell battery management device
DE102012216563A1 (de) * 2012-09-17 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung zur Unterbringung in einer galvanischen Zelle
CN103063317B (zh) * 2012-12-18 2017-03-01 上海集成电路研发中心有限公司 片上温度传感器
CN103968886A (zh) * 2013-02-04 2014-08-06 刘胜 一种多自由度微传感器模块及其封装
CN103419577B (zh) * 2013-08-20 2016-06-15 深圳市道通科技股份有限公司 一种可升级通用型胎压感测装置、系统及系统实现方法
CN103487175B (zh) * 2013-09-02 2015-09-30 无锡慧思顿科技有限公司 一种塑料封装的压力传感器的制作方法
CN104236628A (zh) * 2014-09-16 2014-12-24 武汉大学 一种四自由度组合传感器
CN104362144B (zh) * 2014-09-22 2017-05-17 广东合微集成电路技术有限公司 胎压监测系统的封装结构及其封装方法
CN104649217B (zh) * 2014-12-23 2016-03-23 北京时代民芯科技有限公司 一种多mems传感器的单芯片加工方法
FR3045498B1 (fr) * 2015-12-18 2017-12-22 Continental Automotive France Procede d'adaptation de la strategie d'acquisition des mesures d'acceleration radiale des roues d'un vehicule
EP3196952B1 (en) 2016-01-21 2019-06-19 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Mems piezoelectric transducer formed at a pcb support structure
CN107527874B (zh) * 2016-06-20 2023-08-01 恩智浦美国有限公司 腔式压力传感器器件
CN107705529A (zh) * 2017-09-28 2018-02-16 河南汇纳科技有限公司 一种基于LoRa的矿井用无线数据采集装置
EP4047337A4 (en) * 2019-10-17 2023-11-22 TDK Corporation MEASURING DEVICE AND MEASURING SYSTEM
CN111855076B (zh) * 2020-07-24 2021-10-08 深圳信息职业技术学院 用于压力传感器芯片封装测试的封装机构及其封装方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1865864A (zh) 2006-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100487385C (zh) 胎压温度监测系统的多功能传感器集成芯片
US20060185429A1 (en) An Intelligent Integrated Sensor Of Tire Pressure Monitoring System (TPMS)
US5437189A (en) Dual absolute pressure sensor and method thereof
US7216547B1 (en) Pressure sensor with silicon frit bonded cap
KR100486322B1 (ko) 반도체압력센서
US5856914A (en) Micro-electronic assembly including a flip-chip mounted micro-device and method
EP2474819B1 (en) Media isolated pressure sensor
EP1407239B1 (en) Temperature compensated strain sensing apparatus
US9663350B2 (en) Stress isolated differential pressure sensor
US20050186703A1 (en) Method for packaging semiconductor chips and corresponding semiconductor chip system
JP5412682B2 (ja) 抵抗式ひずみゲージを有する圧力センサ
WO2007117198A1 (en) Microelectromechanical pressure sensor with integrated circuit and method of manufacturing such
US6901794B2 (en) Multiple technology flow sensor
US20060179940A1 (en) Ultra-small Profile, Low Cost Chip Scale Accelerometers of Two and Three Axes Based on Wafer Level Packaging
JPH07280681A (ja) センサ・ダイを保護するため気密封止された応力分離プラットフォームを有する圧力センサ
US6201285B1 (en) Sensor with diaphragm sensor chip
US20230184603A1 (en) Temperature coefficient of offset compensation for force sensor and strain gauge
US10830590B2 (en) Micromechanical sensor
US5932809A (en) Sensor with silicon strain gage
CN104986720A (zh) Mems圆片级真空封装结构及方法
EP3515858B1 (en) Method of manufacturing a sensor using anodic bonding
US9506831B2 (en) Micromechanical measuring element and method for producing a micromechanical measuring element
CN102494832A (zh) 基于转印技术的微纳薄膜压力传感器及其制备方法
JPS61110023A (ja) 圧力電気変換器の構造
CN219369005U (zh) 电容式压力传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: WUHAN FINE MEMS INC.

Free format text: FORMER OWNER: FEIEN MICROELECTRONICS CO., LTD., SHANGHAI

Effective date: 20130129

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201203 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 430074 WUHAN, HUBEI PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130129

Address after: 14 building, 7 building, Optics Valley Pioneer Street, East Lake Development Zone, Wuhan, Hubei, 430074

Patentee after: Wuhan FineMEMS Inc.

Address before: 201203. B, Room 309, block 518, blue wave road, Zhangjiang, Shanghai

Patentee before: Feien Microelectronics Co., Ltd., Shanghai