CN110174210A - 压力传感器及其封装方法 - Google Patents
压力传感器及其封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110174210A CN110174210A CN201910599660.9A CN201910599660A CN110174210A CN 110174210 A CN110174210 A CN 110174210A CN 201910599660 A CN201910599660 A CN 201910599660A CN 110174210 A CN110174210 A CN 110174210A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- pressure sensor
- articulamentum
- chamber
- conductive
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 102
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 17
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 241000218202 Coptis Species 0.000 abstract description 5
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
Abstract
本发明提供一种压力传感器及其封装方法，压力传感器包括外壳，外壳具有容纳腔及与容纳腔连通的测量孔；基板固定设置在容纳腔内，基板具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面朝向测量孔；传感器芯片包括相对设置的测量端及电连接端，测量端朝向所述测量孔，电连接端具有至少一焊垫，电连接端通过一连接层固定连接在基板的第一表面上，连接层包括密封环及设置在密封环内的至少一导电连接块，导电连接块将焊垫与基板电连接，密封环分别与传感器芯片的电连接端及基板的第一表面连接。本发明优点是，不需要通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，且保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及微电子机械系统领域，尤其涉及一种压力传感器及其封装方法。
背景技术
压力传感器是能感受压力信号并能按照一定的规律将压力信号转换成可用电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。
传统的机械式压力传感器，体积大，精度不高，成本高昂。基于微电子机械系统的压力传感器(MEMS压力传感器)，以集成电路技术实现高精度、低成本的大批量生产。MEMS压力传感器是以硅基薄膜为敏感元器件，受到压力时产生形变，可以利用压阻型压力传感器来测量这种形变，也可以通过电容感测两个面之间距离的变化来加以测量。
MEMS压力传感器常见生产工艺有正面进气、背面进气和充油介质隔离的方式。正面进气是指压力传感器芯片的敏感膜、引线键合直接裸露在待测介质中，仅能用于洁净气体的测量，极易受到测试介质的玷污和损坏，通常需要添加正面保护结构或者限制测试介质来保证正常使用。背面进气的方式是压力传感器芯片通过胶粘接，再通过金线或铝线实现电信号连接传输，待测试介质从压力传感器芯片背部接触到硅机体，避开了压力传感器芯片的膜片和引线键合部分。但是此种的方式仍无法使用于极端情况，如强腐蚀性气体、液体会对芯片粘结胶水产生腐蚀，且大颗粒的杂质容易堵住背面进气的气孔。充油介质隔离的方式是将压力传感器芯片封装于充满硅油的密闭结构中，外加压力通过硅油从不锈钢膜片传递到压力传感器芯片上，此方式的问题在于零部件多，工艺复杂，产品的成本非常高。
目前对于检测带有腐蚀性的气体或液体压力变化，通常是用介质隔离压力传感器，用此种设计的压力传感器存在以下不足之处：
(1)金属膜片制造工艺难度复杂，成本较高，且易损坏。当膜片变形就会影响压力传感器的输出精度，也会增加终端产品的成本。
(2)金属膜片与外端的金属环壁需要通过焊接形成一个壳体，在焊接难度大，膜片易损坏，存在漏气的风险。当焊接处理不当时，金属表面会氧化，会使得金属环壁与基板粘接不牢固，介质液体会有渗漏的风险。
(3)在极端高温或低温状态下，介质隔离的封装腔体内的介质液体会热胀冷缩，影响压力传感器的输出精度。
(4)缩小尺寸和体积是产品发展的趋势，采用介质隔离的封装方式，会占用较多的空间。
现有的MEMS压力传感器的生产封装工艺严重限制了其应用范围，且现有MEMS压力传感器不能耐受腐蚀性介质，同样限制了其应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种压力传感器及其封装方法，其能够不通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，且能够保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种压力传感器，其包括：一外壳，所述外壳具有一容纳腔及一与所述容纳腔连通的测量孔；一基板，固定设置在所述容纳腔内，所述基板具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述测量孔；一传感器芯片，包括相对设置的测量端及电连接端，所述测量端朝向所述测量孔，所述电连接端具有至少一焊垫，所述电连接端通过一连接层固定连接在所述基板的第一表面上，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块，所述导电连接块将所述焊垫与所述基板电连接，所述密封环分别与所述传感器芯片的电连接端及所述基板的第一表面连接。
进一步，所述密封环围成一个间隔区，多个所述焊垫间隔设置在所述间隔区内。
进一步，所述密封环围成多个间隔区，所述导电连接块分别设置在所述间隔区内。
进一步，所述压力传感器还包括一密封构件，所述密封构件设置在所述基板的第一表面与所述外壳之间，并环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。
进一步，所述基板的第一表面具有一环槽，所述密封构件设置在所述环槽内。
进一步，所述基板内设置有至少一贯穿所述基板的导电柱，所述基板的第二表面上设置有导电线路层，所述导电柱的两端分别与所述导电连接块及所述导电线路层连接。
进一步，所述压力传感器还包括至少一功能器件，所述功能器件设置在所述基板的第二表面，并与所述导电线路电连接，所述传感器芯片通过所述导电连接块、所述导电柱及所述导电线路与所述功能器件电连接。
进一步，所述外壳包括：一固定件，包括一第一腔室及一延伸段，所述基板设置在所述第一腔室内，所述测量孔设置在所述延伸段，并与所述第一腔室连通；一铆压支撑垫块，其第一端设置有一第二腔室，第二端设置有至少一引脚，所述第一端置于所述第一腔室内，且所述第一端抵压所述基板的第二表面，使所述基板的第一表面与所述第一腔室的底面接触，以固定所述基板，所述功能器件被密封于所述第二腔室内且与所述引脚电连接。
本发明还提供一种如上所述的压力传感器的封装方法，其包括如下步骤：在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块；将所述传感器芯片的电连接端与所述连接层连接，所述导电连接块与所述电连接端的焊垫连接；固化所述连接层，以将所述传感器芯片固定在所述基板的第一表面上；将所述基板置于所述外壳的容纳腔内，并密封，所述传感器芯片与所述测量孔对应。
进一步，在将所述传感器芯片的电连接端与所述连接层连接的步骤之前，还包括一对所述连接层进行预烧结的步骤。
进一步，在所述基板上形成所述连接层的步骤之前，还包括如下步骤：在所述基板上形成贯穿所述基板的过孔；在所述过孔中填充导电材料，形成导电柱；在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层的步骤中，所述导电连接块与所述导电柱连接。
进一步，在将所述基板置于所述外壳的容纳腔内的步骤之前还包括如下步骤：在所述基板的第二表面设置至少一功能器件及导电线路层，所述功能器件通过所述导电线路层及所述导电柱与所述传感器芯片电连接。
进一步，在所述基板的第一表面具有一环槽，在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层的步骤还包括：在所述环槽中涂覆密封料；固化所述连接层的步骤还包括固化所述环槽中的密封料以形成密封构件的步骤，所述密封构件环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。
本发明的优点在于，所述压力传感器芯片倒装焊接在基板上，并通过密封环密封，该压力传感器可直接接触被测介质，且不需要通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，有效的延长了压力传感器的使用寿命。另外，本发明压力传感器可以保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。
附图说明
图1是本发明压力传感器的一具体实施方式的结构示意图；
图2是图1中A处的放大示意图；
图3是压力传感器的连接层的一结构示意图；
图4是压力传感器的连接层的另一结构示意图；
图5是本发明压力传感器的另一具体实施方式的结构示意图；
图6是本发明封装方法的一具体实施方式的步骤示意图；
图7A～图7F是本发明封装方法的该具体实施方式的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的压力传感器及其封装方法的具体实施方式做详细说明。
图1是本发明压力传感器的一具体实施方式的结构示意图，图2是图1中A处的放大示意图。请参阅图1及图2，本发明压力传感器包括一外壳10、一基板20及一传感器芯片30。
所述外壳10具有一容纳腔11及一测量孔12。所述测量孔12与所述容纳腔11连通。在应用所述压力传感器进行测量时，所述测量孔12作为所述压力传感器的进气孔。40
所述基板20固定设置在所述容纳腔11内，所述基板20具有相对设置的第一表面20A及第二表面20B，所述第一表面20A朝向所述测量孔12。所述基板20包括但不限于双面陶瓷基板。
所述传感器芯片30为MEMS传感器芯片，其包括相对设置的测量端30A及电连接端30B。所述测量端30A朝向所述测量孔12。即所述测量孔12暴露出所述传感器芯片30的测量端30A，以使得在测量时被测介质能够通过所述测量孔12作用于所述测量端30A。所述电连接端30B具有至少一焊垫(附图中未绘示)，所述焊垫作为所述传感器芯片30与外界连接的焊点。
所述电连接端30B通过一连接层40固定连接在所述基板20的第一表面20A上。即所述传感器芯片30以倒装焊的方式固定在所述基板20的第一表面20A上。图3是所述连接层40的一结构示意图。请参阅图3，所述连接层40包括密封环41及设置在所述密封环41内的至少一导电连接块42。所述导电连接块42将所述焊垫与所述基板20电连接。所述导电连接块42的数量与所述传感器芯片30的焊垫的数量对应。在附图3中示意性地绘示四个导电连接块42。所述密封环41分别与所述传感器芯片30的电连接端30B及所述基板20的第一表面20A连接。所述密封环41、所述传感器芯片30的电连接端30B及所述基板20的第一表面20A形成一密封腔，以将所述导电连接块42与所述焊垫的连接处、所述导电连接块42及所述导电连接块42与所述基板20的连接处密封，从而避免外界腐蚀性介质腐蚀所述导电连接块42。所述密封环41保护所述导电连接块42，且能够达到气密性的要求，该种封装形式能够保证所述传感器芯片的灵敏度。
在本具体实施方式中，所述密封环41围成一个间隔腔，多个所述导电连接块42均设置在该间隔腔内，相邻的导电连接块42间隔设置，以避免所述导电连接块42彼此导通。图4是所述连接层40的另一结构示意图，请参阅图4，在本发明另一具体实施方式中，所述密封环41围成多个间隔区，所述导电连接块42分别设置在所述间隔区内，其能够进一步增加密封性，以进一步避免外界腐蚀性介质腐蚀所述导电连接块42。
进一步，请继续参阅图1，所述压力传感器还包括一密封构件50，所述密封构件50设置在所述基板20的第一表面20A与所述外壳10之间，并环绕包围所述测量孔12及所述传感器芯片30。所述密封构件50能够密封所述容纳腔11，以避免腐蚀性介质进入所述容纳腔11而腐蚀所述容纳腔11内的器件。进一步，所述基板20的第一表面20A具有一环槽，所述密封构件50设置在所述环槽内。在本具体实施方式中，所述密封构件50为密封料涂覆在所述环槽内后固化而形成的密封结构，在本发明另一具体实施方式中，请参阅图5，所述密封构件50为O形圈，O形圈设置在所述环槽内。
进一步，所述基板20内设置有至少一贯穿所述基板20的导电柱22，所述基板20的第二表面20B上设置有导电线路层(附图中未绘示)，所述导电柱22的两端分别与所述导电连接块42及所述导电线路层连接。所述传感器芯片30通过所述导电连接块42、所述导电柱22及所述导电线路层电连接至所述基板20的第二表面20B。其中，可在所述基板20上形成过孔，在所述过孔中填充导电材料而形成所述导电柱22。所述导电柱22的材料包括但不限于金属、陶瓷或玻璃釉。
进一步，所述压力传感器还包括至少一功能器件60。在本具体实施方式中，所述功能器件为信号处理芯片(ASIC芯片)及所述导电线路层的各种元器件。所述功能器件60设置在所述基板20的第二表面20B，并与所述导电线路层电连接，所述传感器芯片30通过所述导电连接块41、所述导电柱22及所述导电线路层与所述功能器件60电连接。所述功能器件60进一步通过导线或者柔性线路板61与外部的引脚电连接，以将电信号传递至处理器。
进一步，所述外壳10包括一固定件101及一铆压支撑垫块102。所述固定件101及所述铆压支撑垫块102扣合形成所述容纳腔11。
所述固定件101包括一第一腔室101A及一延伸段101B，所述测量孔12设置在所述延伸段101B，并与所述第一腔室101A的底部连通。所述基板20置于所述第一腔室101A的底部，所述第一表面20A与所述第一腔室101A的底部接触，所述传感器芯片30暴露于所述测量孔12。在所述基板20的第一表面20A与所述第一腔室101A的底部之间设置有所述密封构件50。进一步，在所述延伸段101B的外壁设置有螺纹结构，以将所述传感器芯片固定在外部结构上。
所述铆压支撑垫块102的第一端设置有一第二腔室102A，第二端设置有至少一引脚102B。所述第一端与所述第二端相对设置。所述第一端设置在所述第一腔室101A内，所述铆压支撑垫块102的第一端与所述基板20的第二表面20B接触，所述功能器件60被密封于所述第二腔室102A内且与所述引脚102B电连接。在制作所述压力传感器时，铆压所述第一腔室101A的侧壁，以使得所述第一腔室101A的侧壁抵压所述第一端的外壁，使所述铆压支撑垫块102的第一端抵压所述基板20的第二表面20B，使所述基板20的第一表面20A与所述第一腔室101A的底面接触，以固定所述基板20。
本发明压力传感器可直接接触被测介质，且不需要通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，有效的延长了压力传感器的使用寿命，能够保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。
本发明还提供一种上述的压力传感器的封装方法。图6是本发明封装方法的一具体实施方式的步骤示意图。图7A～图7F是本发明封装方法的该具体实施方式的工艺流程图。
在本具体实施方式中，所述封装方法包括一在基板400上形成导电柱402的步骤。在本发明其他具体实施方式中，也可不形成所述导电柱402，而是形成其他导电结构。形成所述导电柱402的步骤具有包括如下步骤：
请参阅步骤S40及图7A，在所述基板400上形成贯穿所述基板400的过孔401。其中，可采用光刻及刻蚀的方法形成所述过孔401。
请参阅步骤S41及图7B，在所述过孔401中填充导电材料，形成导电柱402。所述导电材料包括但不限于金属、陶瓷或玻璃釉。
形成所述导电柱402后，所述封装方法包括如下步骤：
请参阅步骤S42及图7C，在所述基板400的第一表面400A上涂布形成连接层410。其中，可采用丝网印刷的方法形成所述连接层410，或者采用点胶或者划胶的方法形成所述连接层410。所述连接层410包括密封环411及设置在所述密封环411内的至少一导电连接块412。所述连接层410的图案包括但不限于图4及图5所示的连接层的结构。所述密封环411的材质为密封浆料，所述导电连接块412的材质为导电焊料。在本具体实施方式中，所述导电连接块412对应所述导电柱402并与所述导电柱402连接。
请参阅步骤S43及图7D，将传感器芯片420的电连接端与所述连接层410连接。其中，所述密封环411分别与所述传感器芯片420的电连接端及所述基板400的第一表面400A连接，所述导电连接块412与所述电连接端的焊垫连接。
可选地，在步骤S43之前，还包括一对所述连接层410进行预烧结的步骤。以去除密封浆料及导电焊料中的有机溶剂，便于传感器芯片420的电连接端与所述连接层410的连接。
请参阅步骤S44，固化所述连接层410，以将所述传感器芯片420固定在所述基板400的第一表面400A上。其中，可采用高温固化的方式固化所述连接层410。
进一步，所述封装方法还包括一密封步骤。具体地说，在所述基板400的第一表面400A具有一环槽403，在所述基板400的第一表面400A上涂布形成所述连接层410的步骤还包括：在所述环槽403中涂覆密封料，其中，可采用丝网印刷的方法涂覆所述密封料。进一步，固化所述连接层410的步骤还包括固化所述环槽403中的密封料以形成密封构件404。所述密封构件环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。在本发明其他具体实施方式中，也可在执行步骤S46之前，在所述环槽403中放置一O型圈，以密封所述容纳腔。
可选地，请参阅步骤S45及图7E，在所述基板400的第二表面400B设置至少一功能器件430及导电线路层(附图中未绘示)。在本具体实施方式中，所述功能器件430通过所述导电线路层440及所述导电柱402与所述传感器芯片420电连接。其中，所述功能器件包括ASIC芯片，ASIC芯片通过SMT工艺连接在基板400上，使ASIC芯片固定。所述导电线路层440包括厚膜电路及密封釉层。形成所述导电线路层的方法为，在基板400的第二表面400B印刷厚膜电路，在厚膜电路上刷上密封釉，使密封釉覆盖厚膜电路。所述密封釉保护基板400上的厚膜电路应用在多种介质中而不受侵蚀。
请参阅步骤S46及图7F，将所述基板400置于所述外壳450的容纳腔内，并密封，所述传感器芯片420与测量孔460对应。在本具体实施方式中，所述外壳包括一固定件451及一铆压支撑垫块452。所述固定件451包括一第一腔室451A及一延伸段451B，所述测量孔460设置在所述延伸段451B，并与所述第一腔室451A的底部连通。所述铆压支撑垫块452的第一端设置有一第二腔室452A，第二端设置有至少一引脚452B。在该步骤中，将所述基板400置于所述第一腔室451A的底部，所述第一表面400A与所述第一腔室451A的底部接触，所述传感器芯片420暴露于所述测量孔460；所述铆压支撑垫块452的第一端设置在所述第一腔室451A内，且所述铆压支撑垫块452的第一端与所述基板400的第二表面400B接触，所述功能器件60被密封于所述第二腔室452A内且与所述引脚101A电连接。在本步骤中，铆压所述第一腔室451A的外侧壁，所述第一腔室451A的内侧壁弯折并挤压所述第一端的外壁，从而使所述铆压支撑垫块452的第一端抵压所述基板400的第二表面400B，所述基板400的第一表面400A与所述第一腔室451A的底面接触，进而固定所述基板400。
本发明提供了一种工艺简单的压力传感器的封装方法，以高的性价比实现MEMS压力传感器在恶劣环境及介质中稳定可靠地工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：
一外壳，所述外壳具有一容纳腔及一与所述容纳腔连通的测量孔；
一基板，固定设置在所述容纳腔内，所述基板具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述测量孔；
一传感器芯片，包括相对设置的测量端及电连接端，所述测量端朝向所述测量孔，所述电连接端具有至少一焊垫，所述电连接端通过一连接层固定连接在所述基板的第一表面上，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块，所述导电连接块将所述焊垫与所述基板电连接，所述密封环分别与所述传感器芯片的电连接端及所述基板的第一表面连接。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述密封环围成一个间隔区，多个所述焊垫间隔设置在所述间隔区内。
3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述密封环围成多个间隔区，所述导电连接块分别设置在所述间隔区内。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括一密封构件，所述密封构件设置在所述基板的第一表面与所述外壳之间，并环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。
5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述基板的第一表面具有一环槽，所述密封构件设置在所述环槽内。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的压力传感器，其特征在于，所述基板内设置有至少一贯穿所述基板的导电柱，所述基板的第二表面上设置有导电线路层，所述导电柱的两端分别与所述导电连接块及所述导电线路层连接。
7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括至少一功能器件，所述功能器件设置在所述基板的第二表面，并与所述导电线路电连接，所述传感器芯片通过所述导电连接块、所述导电柱及所述导电线路与所述功能器件电连接。
8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述外壳包括：
一固定件，包括一第一腔室及一延伸段，所述基板设置在所述第一腔室内，所述测量孔设置在所述延伸段，并与所述第一腔室连通；
一铆压支撑垫块，其第一端设置有一第二腔室，第二端设置有至少一引脚，所述第一端置于所述第一腔室内，且所述第一端抵压所述基板的第二表面，使所述基板的第一表面与所述第一腔室的底面接触，以固定所述基板，所述功能器件被密封于所述第二腔室内且与所述引脚电连接。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的压力传感器的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块；
将所述传感器芯片的电连接端与所述连接层连接，所述导电连接块与所述电连接端的焊垫连接；
固化所述连接层，以将所述传感器芯片固定在所述基板的第一表面上；
将所述基板置于所述外壳的容纳腔内，并密封，所述传感器芯片与所述测量孔对应。
10.根据权利要求9所述的压力传感器的封装方法，其特征在于，在将所述传感器芯片的电连接端与所述连接层连接的步骤之前，还包括一对所述连接层进行预烧结的步骤。
11.根据权利要求9所述的压力传感器的封装方法，其特征在于，在所述基板上形成所述连接层的步骤之前，还包括如下步骤：
在所述基板上形成贯穿所述基板的过孔；
在所述过孔中填充导电材料，形成导电柱；
在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层的步骤中，所述导电连接块与所述导电柱连接。
12.根据权利要求11所述的压力传感器的封装方法，其特征在于，在将所述基板置于所述外壳的容纳腔内的步骤之前还包括如下步骤：
在所述基板的第二表面设置至少一功能器件及导电线路层，所述功能器件通过所述导电线路层及所述导电柱与所述传感器芯片电连接。
13.根据权利要求11所述的压力传感器的封装方法，其特征在于，在所述基板的第一表面具有一环槽，在所述基板的第一表面上涂布形成所述连接层的步骤还包括：在所述环槽中涂覆密封料；固化所述连接层的步骤还包括固化所述环槽中的密封料以形成密封构件的步骤，所述密封构件环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910599660.9A CN110174210A (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 压力传感器及其封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910599660.9A CN110174210A (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 压力传感器及其封装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110174210A true CN110174210A (zh) | 2019-08-27 |
Family
ID=67699742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910599660.9A Pending CN110174210A (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 压力传感器及其封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110174210A (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100258891A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-10-14 | En-Min Jow | Fingerprint sensor chip package method and the package structure thereof |
| CN104101456A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 压力传感器介质隔离封装结构 |
| CN104748905A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-01 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 同时检测空调制冷剂温度和压力的传感器装置 |
| CN204461670U (zh) * | 2015-03-04 | 2015-07-08 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 一种压力传感器封装结构 |
| CN105236346A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-13 | 华天科技（昆山）电子有限公司 | Mems芯片封装结构及其制作方法 |
| CN105236343A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-01-13 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 介质隔离式压力传感器封装结构 |
| CN106546363A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-03-29 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种薄膜压力传感器及其封装方法 |
| CN206362482U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-28 | 无锡盛邦电子有限公司 | 一种气压传感器 |
| CN107892268A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-10 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 压力传感器及其制造方法 |
| CN108871653A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-11-23 | 江西新力传感科技有限公司 | 介质隔离型压力传感器封装结构及其封装方法 |
| CN109534282A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-29 | 江西新力传感科技有限公司 | 基于倒装焊芯片介质隔离型压力传感器的生产工艺 |
| CN210089911U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-02-18 | 昆山灵科传感技术有限公司 | 压力传感器 |
-
2019
- 2019-07-04 CN CN201910599660.9A patent/CN110174210A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100258891A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-10-14 | En-Min Jow | Fingerprint sensor chip package method and the package structure thereof |
| CN104101456A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 压力传感器介质隔离封装结构 |
| CN204461670U (zh) * | 2015-03-04 | 2015-07-08 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 一种压力传感器封装结构 |
| CN104748905A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-01 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 同时检测空调制冷剂温度和压力的传感器装置 |
| CN105236343A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-01-13 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 介质隔离式压力传感器封装结构 |
| CN105236346A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-13 | 华天科技（昆山）电子有限公司 | Mems芯片封装结构及其制作方法 |
| CN106546363A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-03-29 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种薄膜压力传感器及其封装方法 |
| CN206362482U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-28 | 无锡盛邦电子有限公司 | 一种气压传感器 |
| CN108871653A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-11-23 | 江西新力传感科技有限公司 | 介质隔离型压力传感器封装结构及其封装方法 |
| CN107892268A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-10 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 压力传感器及其制造方法 |
| CN109534282A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-29 | 江西新力传感科技有限公司 | 基于倒装焊芯片介质隔离型压力传感器的生产工艺 |
| CN210089911U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-02-18 | 昆山灵科传感技术有限公司 | 压力传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6550337B1 (en) | Isolation technique for pressure sensing structure | |
| US6883380B2 (en) | Pressure sensor capsule | |
| US7762139B2 (en) | Pressure transducer apparatus adapted to measure engine pressure parameters | |
| US9352958B2 (en) | Physical quantity measurement sensor | |
| CN102356307B (zh) | 具有真空电介质的电容性表压传感器 | |
| EP2474819B1 (en) | Media isolated pressure sensor | |
| US5209121A (en) | Pressure sensor | |
| CN111638002A (zh) | 一种mems压力传感器充油芯体及其封装方法 | |
| CN112188728B (zh) | 一种基于倒装芯片的温度压力集成传感器及其封装方法 | |
| CN109534282B (zh) | 基于倒装焊芯片介质隔离型压力传感器的生产工艺 | |
| EP3998465A1 (en) | Flip chip-based pressure sensor core, core manufacturing and packaging method, and pressure sensor | |
| CN210089911U (zh) | 压力传感器 | |
| CN113526455A (zh) | 一种mems压力传感器的封装结构 | |
| CN110132462B (zh) | 压力传感器封装结构及其封装方法 | |
| CN210089909U (zh) | 介质隔离式压力传感器 | |
| CN110174210A (zh) | 压力传感器及其封装方法 | |
| CN213985403U (zh) | 一种mems热电堆芯片温度传感器的封装结构 | |
| CN115417370A (zh) | 一种压力传感器芯片的封装结构及其封装方法 | |
| CN113483941A (zh) | 一种集成asic芯片的无引线封装动态压力传感器 | |
| CN208984269U (zh) | 基于倒装焊芯片介质隔离型压力传感器 | |
| JPS62226031A (ja) | 圧力センサユニツト | |
| CN209878186U (zh) | 压力传感器封装结构 | |
| JP6721529B2 (ja) | 差圧センサチップ、差圧発信器、および差圧センサチップの製造方法 | |
| CN110174209A (zh) | 介质隔离式压力传感器 | |
| CN215492215U (zh) | 介质隔离式压力传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215300 Building M1A, Building No. 6, 88 Qianjin East Road, Kunshan Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province, 2nd Floor Applicant after: Kunshan Lingke Sensing Technology Co.,Ltd. Address before: 215335 floor 2, building m1a, building 6, No. 88, Qianjin East Road, Kunshan Development Zone, Suzhou, Jiangsu Province Applicant before: Kunshan Lingke Sensing Technology Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |