CN111463200B - 一体式隔离封装结构 - Google Patents

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Abstract

一体式隔离封装结构，包括安装底座，安装底座由上腔室、下腔室以及上腔室和下腔室之间设置的分割层组成，上腔室通过上盖密封封装，下腔室通过下盖密封封装，分割层用于完全分割开上腔室和下腔室，上腔室用于传感器芯片的安装，下腔室用于传感器激励和测试电路的安装；本发明采用上下分割的两个独立腔室的模式，完全隔绝开传感器芯片和其配套电路，避免了电路部分对于传感器芯片的影响，封装长期稳定性好，体积小，可批量化生产。

Description

一体式隔离封装结构
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一体式隔离封装结构。
背景技术
在传感器的设计制作过程中，传感器的封装对其性能的影响起到关键性作用，传感器的封装目的为了把芯片及配套电路等集成到一个壳体内，保证芯片能够免受外界环境的影响，稳定良好的运行，发挥其应有的作用。
一般传感器的封装要求真空或者填充惰性气体等，目前现有的封装结构通常采用的是电路和芯片在一个腔室内，进行密封，这种封装方式的问题在于电子元器件内部的水汽难以清除干净，会对封装内部的真空度和长期稳定性产生影响。首先，在器件长期存放过程中，元器件内部的水气会被缓慢释放出来，使得传感器的真空度发生变化。其次，在器件使用过程中，复杂环境中必然存在高低温的可能性，电子元器件内部的水汽会在传感器高温的时挥发出来，而在低温的时候需要较长时间回到元器件内部，即芯片状态在高低温时不一样，这就造成了传感器高低温测试性能的不一致，主要体现在影响传感器的温漂、线性度、迟滞等性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一体式隔离封装结构，封装长期稳定性好，体积小，可批量化生产。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一体式隔离封装结构，包括安装底座1，安装底座1由上腔室4、下腔室5以及上腔室4和下腔室5之间设置的分割层6组成，上腔室4通过上盖2密封封装，下腔室5通过下盖3密封封装，分割层6用于完全分割开上腔室4和下腔室5，上腔室4用于传感器芯片的安装，下腔室5用于传感器激励和测试电路的安装。
所述的上腔室4内部设有芯片安装基座7，芯片安装基座7上有安装定位基准线14、芯片安装空槽15和溢胶槽16，安装定位基准线14用于安装传感器芯片时对准；芯片安装空槽15确保传感器芯片可动结构悬空；溢胶槽16用于芯片和基座胶键合时，多余胶水的排出；
上腔室4侧壁设有相对的第一气孔9A、第二气孔9B，第一气孔9A、第二气孔9B用于传感器芯片封装过程中抽真空和填充惰性气体；
上腔室4侧壁外侧设有安装定位台8，安装定位台8用于上盖2密封上腔室4时的安装定位及焊接。
所述分割层6设有第一气孔对准标记11A、第二气孔对准标记11B、引线柱孔12以及传感器安装定位孔13，第一气孔对准标记11A、第二气孔对准标记11B用于激光焊接密封时定位第一气孔9A、第二气孔9B的位置；引线柱孔12以玻璃烧结焊的形式固定引线柱，用于上腔室4中传感器芯片与下腔室5中的传感器激励和测试电路进行电气连接；传感器安装定位孔13用于传感器测试和使用过程中的对准和固定。
所述下腔室5设有电路PCB安装定位台10，电路PCB安装定位台10同时为下盖3的安装定位。
所述下盖3上设有引线孔17，引线孔17用于传感器的供电、接地以及与外部设备之间的信号传输。
所述上盖2、下盖3与安装底座1以激光焊接的方式固定到一起。
所述安装底座1材料选择为4J29可伐合金，上盖2和下盖3采用1铬18镍9钛不锈钢材料。
本发明的有益效果为：
本发明采用上下分割的两个独立腔室的模式，完全隔绝开传感器芯片和其配套电路，避免了电路部分对于传感器芯片的影响，一方面为避免了电路电磁干扰对传感器芯片性能的影响，另一方面避免了电路中电子元器件中水汽对于封装长期真空度的影响；同时因为真空腔室只有传感器芯片需要胶键合，避免了电路芯片安装的胶粘问题，减少了整个腔室的胶水使用量，有利于传感器芯片真空封装过程中对于水汽的去除，有利于提高传感器的长期稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明上腔室的结构示意图。
图3为本发明下腔室的结构示意图。
图4为本发明下盖结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。
参照图1、图2和图3，一体式隔离封装结构，包括安装底座1，安装底座1由上腔室4、下腔室5以及上腔室4和下腔室5之间设置的分割层6组成，上腔室4通过上盖2密封封装，下腔室5通过下盖3密封封装，分割层6用于完全分割开上腔室4和下腔室5，上腔室4用于传感器芯片的安装，下腔室5用于传感器激励和测试电路的安装。
参照图2，所述的上腔室4内部设有芯片安装基座7，芯片安装基座7用于传感器芯片的安装固定；芯片安装基座7上有安装定位基准线14、芯片安装空槽15和溢胶槽16，安装定位基准线14用于安装传感器芯片时对准，以使传感器芯片能够位置和方向准确无误，正常工作；芯片安装空槽15确保传感器芯片可动结构悬空，能够正常工作；溢胶槽16用于芯片和基座胶键合时，多余胶水的排出；
上腔室4侧壁设有相对的第一气孔9A、第二气孔9B，第一气孔9A、第二气孔9B用于传感器芯片封装过程中抽真空和填充惰性气体，两个气孔的存在有利于气体的流动；
上腔室4侧壁外侧设有安装定位台8，安装定位台8用于上盖2密封上腔室4时的安装定位及焊接。
所述分割层6设有第一气孔对准标记11A、第二气孔对准标记11B、引线柱孔12以及传感器安装定位孔13，第一气孔对准标记11A、第二气孔对准标记11B用于激光焊接密封时定位第一气孔9A、第二气孔9B的位置；引线柱孔12以玻璃烧结焊的形式固定引线柱，用于上腔室4中传感器芯片与下腔室5中的传感器激励和测试电路进行电气连接，保证传感器芯片的供电和信号的传输；4个同样大小且对称的传感器安装定位孔13用于传感器测试和使用过程中的对准和固定。
参照图3，所述下腔室5设有电路PCB安装定位台10，电路PCB安装定位台10同时为下盖3的安装定位。
参照图4，所述下盖3上设有引线孔17，引线孔17用于传感器的供电、接地以及与外部设备之间的信号传输。
所述上盖2、下盖3与安装底座1以激光焊接的方式固定到一起。
所述安装底座1材料选择为4J29可伐合金，上盖2和下盖3采用1铬18镍9钛不锈钢材料。
本发明的工作原理是：
一体式隔离封装结构，安装底座1上的上腔室4安装传感器芯片，通过气孔抽真空并填充惰性气体，上盖2以焊接的方式密封上腔室4，下腔室5安装传感器配套电路，以下盖3密封。上腔室4和下腔室5之间以分割层6分割开来，形成两个独立的密封腔室，并通过引线柱玻璃烧结焊的方式进行电气连接。

Claims (6)

1.一体式隔离封装结构，包括安装底座(1)，其特征在于：安装底座(1)由上腔室(4)、下腔室(5)以及上腔室(4)和下腔室(5)之间设置的分割层(6)组成，上腔室(4)通过上盖(2)密封封装，下腔室(5)通过下盖(3)密封封装，分割层(6)用于完全分割开上腔室(4)和下腔室(5)，上腔室(4)用于传感器芯片的安装，下腔室(5)用于传感器激励和测试电路的安装；
所述的上腔室(4)内部设有芯片安装基座(7)，芯片安装基座(7)上有安装定位基准线(14)、芯片安装空槽(15)和溢胶槽(16)，安装定位基准线(14)用于安装传感器芯片时对准；芯片安装空槽(15)确保传感器芯片可动结构悬空；溢胶槽(16)用于芯片和基座胶键合时，多余胶水的排出；
上腔室(4)侧壁设有相对的第一气孔(9A)、第二气孔(9B)，第一气孔(9A)、第二气孔(9B)用于传感器芯片封装过程中抽真空和填充惰性气体；
上腔室(4)侧壁外侧设有安装定位台(8)，安装定位台(8)用于上盖(2)密封上腔室(4)时的安装定位及焊接。
2.根据权利要求1所述的一体式隔离封装结构，其特征在于：所述分割层(6)设有第一气孔对准标记(11A)、第二气孔对准标记(11B)、引线柱孔(12)以及传感器安装定位孔(13)，第一气孔对准标记(11A)、第二气孔对准标记(11B)用于激光焊接密封时定位第一气孔(9A)、第二气孔(9B)的位置；引线柱孔(12)以玻璃烧结焊的形式固定引线柱，用于上腔室(4)中传感器芯片与下腔室(5)中的传感器激励和测试电路进行电气连接；传感器安装定位孔(13)用于传感器测试和使用过程中的对准和固定。
3.根据权利要求1所述的一体式隔离封装结构，其特征在于：所述下腔室(5)设有电路PCB安装定位台(10)，电路PCB安装定位台(10)同时为下盖(3)的安装定位。
4.根据权利要求1所述的一体式隔离封装结构，其特征在于：所述下盖(3)上设有引线孔(17)，引线孔(17)用于传感器的供电、接地以及与外部设备之间的信号传输。
5.根据权利要求1所述的一体式隔离封装结构，其特征在于：所述上盖(2)、下盖(3)与安装底座(1)以激光焊接的方式固定到一起。
6.根据权利要求1所述的一体式隔离封装结构，其特征在于：所述安装底座(1)材料选择为4J29可伐合金，上盖(2)和下盖(3)采用1铬18镍9钛不锈钢材料。
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