CN114136509A - 一种温度压力一体式mems传感器封装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，包括以下步骤：(1)在PCB板上通过固晶机滴硅微珠混合固定胶，所述硅微珠混合固定胶由弹性微珠、硅胶均匀混合而成，用吸取的方法将调理电路芯片底部贴附在硅微珠混合固定胶上方并压到PCB板上，同上方法，将温度补偿MEMS压力芯片贴在调理电路芯片上；（2）高温固化；（3）金丝键合技术进行连线；(4)涂固定金属防护体的胶水；(5)装上金属防护体；(6)高温烘烤，形成半封装产品；(7)注入软体防水胶。本发明可以有效的对硅传感器基底与底部支撑进行隔离，实现均匀的隔离高度和保持弹性的粘接，从而达到传感器的应力最小化，对MEMS压力传感器的原始输出保持真实性。

Description

一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺
技术领域
本发明属于压力传感器技术领域，具体是涉及一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺。
背景技术
目前市面上压阻传感器是采用惠斯通电桥为基础，在半导体硅片上刻蚀腔体以形成膜片，在膜片上制作具有压力感应的电桥，当膜片受外界压力时发生形变，对感应电桥产生压电效应，这种压电效应具有比较线性的输出。现有技术中，该压电效应在不同温度下的输出线性的补偿电路缺少或者补偿电路与惠斯通电桥温度采集信号的同步性差，导致当前MEMS压力传感器存在不同温度下的精度问题和响应度不同步的问题。并且硅传感器基底与底部支撑进行隔离时，隔离高度不一致，误差较大，粘接处弹性小，从而使得传感器存在形变应影响，导致MEMS压力传感器的精度不够。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，保证硅传感器基底与底部支撑进行隔离时，隔离高度一致性好且粘接处具有弹性，从而使得传感器的应力最小化，提升MEMS压力传感器的精度。
本发明的技术方案是这样实现的。
一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在PCB板上通过固晶机滴上一滴呈圆形的硅微珠混合固定胶，所述硅微珠混合固定胶由弹性微珠、硅胶均匀混合而成，用吸取的方法将调理电路芯片底部贴附在硅微珠混合固定胶上方并压到PCB板上，同上方法，利用硅微珠混合固定胶将温度补偿MEMS压力芯片贴在调理电路芯片上；
（2）将步骤（1）中贴装有调理电路芯片、温度补偿MEMS压力芯片的PCB板进行高温固化；
（3）将PCB板与调理电路芯片之间，调理电路芯片与温度补偿MEMS压力芯片之间按照设计电路图用金丝键合技术进行连线；
(4)用喷涂设备在PCB板的四周涂上用于固定金属防护体所需要的胶水；
(5)将清洁好的金属防护体装上编带，并通过自动贴片机，放置到步骤（4）的胶水喷涂位置；
(6)高温烘烤，固定位置，形成半封装产品；
(7)将步骤（6）形成的半封装产品，固定在点胶机上，注入软体防水胶，并进行高温固化；固化后即完成产品的封装。
进一步地，步骤（1）中的弹性微珠为直径10-50um的硅基材，与粘接硅胶混合成硅酮体粘接剂，有效的对硅传感器基底与底部支撑进行隔离，实现均匀的隔离高度和保持弹性的粘接，从而达到传感器的应力最小化且高度一致性，有效的对MEMS压力传感器的原始输出保持真实。另外，采用硅材料作为粘接体，使MEMS压力传感器芯片的长期温度漂移及老化更具稳定性，且阻热效果更优。
进一步地，步骤（1）中固晶机的邦头压力为50～200g。
进一步地，所述PCB板1采用FR4材料制成的纤维压合板电路板。
进一步地，步骤（2）中固化温度为150℃，固化时间为1小时。
本发明的有益效果是：（1）弹性微珠与粘接硅胶混合成硅酮体粘接剂，有效的对硅传感器基底与底部支撑进行隔离，实现均匀的隔离高度和保持弹性的粘接，从而达到传感器的应力最小化且高度一致性，有效的对MEMS压力传感器的原始输出保持真实性，从而提高MEMS压力传感器的精度。（2）利用弹性微珠可以精准的控制硅传感器基底与底部支撑的隔离高度，实际封装数据显示可以控制精度在+/-5um内。（3）采用硅材料作为粘接体，使MEMS压力传感器芯片的长期温度漂移及老化更具稳定性，且阻热效果更优。
附图说明
图1为本发明工艺封装产品的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
在图中，1、PCB板，2、调理电路芯片，3、温度补偿MEMS压力芯片，4、弹性微珠，5、硅胶，6、金线，7、金属防护体，8、防水胶。
具体实施方式
下面通过实施例以及说明书附图对本发明的技术方案做进一步地详细说明。
如图1、图2所示，本发明的一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，包括以下步骤：
(1)在PCB板1（采用FR4材料制成的纤维压合板电路板）上通过固晶机滴上一滴呈圆形的硅微珠混合固定胶，所述硅微珠混合固定胶由弹性微珠4、硅胶5均匀混合而成，用吸取的方法将调理电路芯片2底部贴附在硅微珠混合固定胶上方并压到PCB板1上，固晶机的邦头压力为180g，同上方法，利用硅微珠混合固定胶将温度补偿MEMS压力芯片3贴在调理电路芯片2上；
（2）将步骤（1）中贴装有调理电路芯片2、温度补偿MEMS压力芯片3的PCB板1进行高温固化，固化温度为150℃，固化时间为1小时；
（3）将PCB板1与调理电路芯片2之间，调理电路芯片2与温度补偿MEMS压力芯片3之间按照设计电路图用金丝键合技术通过金线6进行连线；
(4)用喷涂设备在PCB板1的四周涂上用于固定金属防护体7所需要的胶水；
(5)将清洁好的金属防护体7装上编带，并通过自动贴片机，放置到步骤（4）的胶水喷涂位置；
(6)高温烘烤，固定位置，形成半封装产品；
(7)将步骤（6）形成的半封装产品，固定在点胶机上，注入软体防水胶8，并进行高温固化；固化后即完成产品的封装。
步骤（1）中的弹性微珠4为直径10-50um的硅基材，与粘接硅胶混合成硅酮体粘接剂，有效的对硅传感器基底与底部支撑进行隔离，实现均匀的隔离高度和保持弹性的粘接，从而达到传感器的应力最小化且高度一致性，有效的对MEMS压力传感器的原始输出保持真实。另外，采用硅材料作为粘接体，使MEMS压力传感器芯片的长期温度漂移及老化更具稳定性，且阻热效果更优。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在PCB板上通过固晶机滴上一滴呈圆形的硅微珠混合固定胶，所述硅微珠混合固定胶由弹性微珠、硅胶均匀混合而成，用吸取的方法将调理电路芯片底部贴附在硅微珠混合固定胶上方并压到PCB板上，同上方法，利用硅微珠混合固定胶将温度补偿MEMS压力芯片贴在调理电路芯片上；
（2）将步骤（1）中贴装有调理电路芯片、温度补偿MEMS压力芯片的PCB板进行高温固化；
（3）将PCB板与调理电路芯片之间，调理电路芯片与温度补偿MEMS压力芯片之间按照设计电路图用金丝键合技术进行连线；
(4)用喷涂设备在PCB板的四周涂上用于固定金属防护体所需要的胶水；
(5)将清洁好的金属防护体装上编带，并通过自动贴片机，放置到步骤（4）的胶水喷涂位置；
(6)高温烘烤，固定位置，形成半封装产品；
(7)将步骤（6）形成的半封装产品，固定在点胶机上，注入软体防水胶，并进行高温固化；固化后即完成产品的封装。
2.根据权利要求1所述的温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于：步骤（1）中的弹性微珠为直径10-50um的硅基材，与粘接硅胶混合成硅酮体粘接剂。
3.根据权利要求1所述的温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于：步骤（1）中固晶机的邦头压力为50～200g。
4.根据权利要求1所述的温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于：所述PCB板1采用FR4材料制成的纤维压合板电路板。
5.根据权利要求1所述的温度压力一体式MEMS传感器封装工艺，其特征在于：步骤（2）中固化温度为150℃，固化时间为1小时。
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