CN110501097A - 一种低应力的硅压传感器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低应力的硅压传感器模块，包括平台，所述平台中部设有腔体，腔体底部设有进气孔，进气孔上方设置MEMS芯片，所述腔体底部在进气孔外侧设有若干凸起的支点，MEMS芯片放置在支点上方，MEMS芯片与腔体底部之间灌有胶水。所述腔体底部在进气孔外侧设有一圈凸状空槽，用于灌入胶水，辅助密封。通过调整支点的高度，增厚MEMS芯片与腔体底部之间的胶水厚度，当P1变化时，平台受力会通过支点传递至MEMS芯片上，芯片会跟随做出自适应调整，同时MEMS芯片下方的胶水做出应力释放。本发明提供一种低应力、高精度的硅压传感器，具有结构简单、成本低、不同的工作环境皆能保持稳定的产品特性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及硅压传感器，特别涉及一种低应力的硅压传感器模块。
背景技术
采用压力应变片的硅压传感器具有结构简单、灵敏度高、高可靠性等特点，广泛用于各种环境下的压力监测和数据采集。然而由于其核心MEMS微型结构芯片需要通过胶水粘接在平台上，再封装为压力传感器模块或配合各种不同的装配工艺，由于结构中材料特性变化而产生不同的应力，会导致性能漂移现象，主要表现为零位漂移和灵敏度漂移。
目前常见的硅压传感器针对漂移改善有两种方案：
一是通过硅胶粘接芯片,利用胶水的可延伸弹性特性来抵消结构中的应力变化；如图1和2所示，一种现有的低应力的硅压传感器模块，包括平台1，所述平台1中部设有腔体2，腔体底部设有进气孔3，进气孔上方设置MEMS芯片4，MEMS芯片4与腔体底部之间灌有芯片胶水5，所述腔体底部还通过电路胶水6固定有传感器的电路模块7。
二是利用后置的电路对有规律的定向漂移针对性修调。
上述方案限于封装制程中的工艺要求（较水使用量过多会接触芯片感应膜，影响输出特性）和胶水在不同温度下呈现出不同的收缩比特性，在装配紧密性高、微压、超微压测量等各种较特殊的应用场合，使用上述方案难以补偿修正。目前在高精度的数据采集、高可靠性的应用领域，存在大量的压力测试需求无法满足，急需低应力、高精度、环境适应能力强的传感器模块进行填补。
发明内容
本发明目的是：提供一种高精度、低应力的硅压传感器模块，满足高端市场的需求。
本发明的技术方案是：
一种低应力的硅压传感器模块，包括平台，所述平台中部设有腔体，腔体底部设有进气孔，进气孔上方设置MEMS芯片，所述腔体底部在进气孔外侧设有若干凸起的支点， MEMS芯片放置在支点上方，MEMS芯片与腔体底部之间灌有胶水。
优选的，所述腔体底部在进气孔外侧设有一圈凸状空槽，用于灌入胶水，辅助密封。
优选的，所述腔体底部还通过胶水固定有传感器的电路模块。
优选的，作用在MEMS芯片上产生力的临界点定义为P0，平台受力时应力定义为P1，胶水的弹性定义为Q；通过调整支点的高度，增厚MEMS芯片与腔体底部之间的胶水厚度，当P1变化时，平台受力会通过支点传递至MEMS芯片上，由于凸点的变化，芯片会跟随做出自适应调整，同时MEMS芯片下方的胶水做出应力释放。
优选的，所述支点的数量不少于3个。
本发明的优点是：
本发明提供一种低应力、高精度的硅压传感器，具有结构简单、成本低、不同的工作环境皆能保持稳定的产品特性等优点，本发明可以替代传统硅压传感器的市场化应用，同时填补当前国内在高端市场的空白。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为现有的硅压传感器模块的俯视图；
图2为现有的硅压传感器模块的剖视图；
图3为本发明低应力的硅压传感器模块的俯视图；
图4为本发明低应力的硅压传感器模块的剖视图。
具体实施方式
如图3和4所示，本发明的低应力的硅压传感器模块，包括平台1，所述平台中部设有腔体2，腔体2底部设有进气孔3，进气孔3上方设置MEMS芯片4，所述腔体2底部在进气孔3外侧设有四个凸起的支点8， MEMS芯片4放置在支点8上方，所述腔体2底部在进气孔3外侧还设有一圈凸状空槽，用于灌入芯片胶水5，辅助密封，溢出的芯片胶水5填充在MEMS芯片4与腔体2底部之间。所述腔体2底部还通过电路胶水6固定有传感器的电路模块7。
作用在MEMS芯片上产生力的临界点定义为P0，平台受力时应力定义为P1，芯片胶水5的弹性定义为Q；假设Q恒定时，由于传统结构上芯片是全贴合在平台上，当平台由于自身材特性受温湿度或外力作用而变化产生P1，P1>P0且超出Q的纠正区间，芯片会受P1的拉扯改变惠斯通电桥原始的静态平衡。
本发明通过调整支点8的高度，增厚MEMS芯片与腔体底部之间的芯片胶水5厚度，当P1变化时，平台受力会通过支点传递至MEMS芯片上，由于支点8的变化，MEMS芯片会跟随做出自适应调整，同时MEMS芯片下方的芯片胶水5做出应力释放。
本实施例的所述支点8的数量为4个，分布在MEMS芯片对应的的四个角位置，具体实施时，支点8的数量还可以为3个或5个及以上。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低应力的硅压传感器模块，包括平台，所述平台中部设有腔体，腔体底部设有进气孔，进气孔上方设置MEMS芯片，其特征在于，所述腔体底部在进气孔外侧设有若干凸起的支点， MEMS芯片放置在支点上方，MEMS芯片与腔体底部之间灌有胶水。
2.根据权利要求1所述的低应力的硅压传感器模块，其特征在于，所述腔体底部在进气孔外侧设有一圈凸状空槽，用于灌入胶水，辅助密封。
3.根据权利要求1所述的低应力的硅压传感器模块，其特征在于，所述腔体底部还通过胶水固定有传感器的电路模块。
4.根据权利要求2所述的低应力的硅压传感器模块，其特征在于，作用在MEMS芯片上产生力的临界点定义为P0，平台受力时应力定义为P1，胶水的弹性定义为Q；通过调整支点的高度，增厚MEMS芯片与腔体底部之间的胶水厚度，当P1变化时，平台受力会通过支点传递至MEMS芯片上，由于支点的变化，芯片会跟随做出自适应调整，同时MEMS芯片下方的胶水做出应力释放。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的低应力的硅压传感器模块，其特征在于，所述支点的数量不少于3个。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112857631A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-05-28 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 一种芯体结构及压力传感器 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101685037A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-03-31 | 森萨塔科技公司 | 用于测量介质中压力的压力传感器 |
| CN102426070A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-04-25 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种预应力钢束沿程应力分布状态测试装置及其测试方法 |
| CN106134489B (zh) * | 2012-12-26 | 2014-10-22 | 北京遥测技术研究所 | 一种高温压力传感器封装结构 |
| CN204007944U (zh) * | 2014-05-31 | 2014-12-10 | 歌尔声学股份有限公司 | 微机电传感器 |
| CN204964102U (zh) * | 2015-09-14 | 2016-01-13 | 苏州感芯微系统技术有限公司 | 一种压力传感器 |
| CN206847841U (zh) * | 2017-06-26 | 2018-01-05 | 上海微联传感科技有限公司 | 一种mems压力传感器 |
| CN108645544A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-12 | 厦门多彩光电子科技有限公司 | 一种检测封装胶的应力的方法及装置 |
| CN109115391A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 上海微联传感科技有限公司 | 一种mems压力传感器 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101685037A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-03-31 | 森萨塔科技公司 | 用于测量介质中压力的压力传感器 |
| CN102426070A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-04-25 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种预应力钢束沿程应力分布状态测试装置及其测试方法 |
| CN106134489B (zh) * | 2012-12-26 | 2014-10-22 | 北京遥测技术研究所 | 一种高温压力传感器封装结构 |
| CN204007944U (zh) * | 2014-05-31 | 2014-12-10 | 歌尔声学股份有限公司 | 微机电传感器 |
| CN204964102U (zh) * | 2015-09-14 | 2016-01-13 | 苏州感芯微系统技术有限公司 | 一种压力传感器 |
| CN206847841U (zh) * | 2017-06-26 | 2018-01-05 | 上海微联传感科技有限公司 | 一种mems压力传感器 |
| CN109115391A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 上海微联传感科技有限公司 | 一种mems压力传感器 |
| CN108645544A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-12 | 厦门多彩光电子科技有限公司 | 一种检测封装胶的应力的方法及装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112857631A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-05-28 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 一种芯体结构及压力传感器 |
| CN112857631B (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-20 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 一种芯体结构及压力传感器 |
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