CN201694829U

CN201694829U - Mems微传感器的封装结构

Info

Publication number: CN201694829U
Application number: CN2010202256113U
Authority: CN
Inventors: 陶永春; 梅嘉欣
Original assignee: Memsensing Microsystems Suzhou China Co Ltd
Priority date: 2010-06-13
Filing date: 2010-06-13
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2020-06-13

Abstract

本实用新型公开了一种MEMS微传感器的封装结构，其包括基板及固定于基板上的盖体，所述基板与盖体共同围成一个腔体，所述基板包括面向腔体的内壁、与内壁相对的外壁及安装于内壁上且突伸入腔体内的MEMS微传感器芯片；所述基板及盖体主要由绝缘材料制成，所述盖体的内表面镀有围绕在MEMS微传感器芯片外围的第一金属环，所述基板的内壁在基板与盖体的结合处镀有第二金属环，并且所述第一金属环与第二金属环相互接触以形成金属屏蔽区，用以屏蔽外界电磁信号之干扰。

Description

MEMS微传感器的封装结构

【技术领域】

本实用新型涉及一种具有屏蔽功能的MEMS微传感器的封装结构。

【背景技术】

MEMS微传感器是以MEMS技术为手段设计、加工并进行封装的一系列微型传感器的统称，其包括压力传感器、湿度传感器、温度传感器、加速度传感器等。MEMS微传感器的封装是MEMS传感器走向市场被客户接受并广泛应用的最后一步，也是MEMS微传感器制造中十分关键的一步。

由于MEMS微传感器的不同种类、原理和应用范围，MEMS微传感器具有多种多样的封装形式。例如，目前的压力传感器封装，主要包括压力传感器芯片、金属底座、金属罩、硅油和弹片。一般通过焊接方式将金属罩和金属底座形成密闭腔体，芯片装在底座上，腔体中注满硅油，压力通过弹片和硅油作用在芯片上，然而，这种封装形式具有制作难度高、成本高及体积大等不足之处。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种屏蔽效果较好且结构简单可靠的MEMS微传感器的封装结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种MEMS微传感器的封装结构，包括基板及固定于基板上的盖体，所述基板与盖体共同围成一个腔体，所述基板包括面向腔体的内壁及与内壁相对的外壁，所述MEMS微传感器的封装结构还设有安装于内壁上且突伸入腔体内的MEMS微传感器芯片；所述基板或盖体设有与腔体连通的气孔，使得外界待测物理信号可通过气孔进入腔体并被MEMS微传感器芯片感知及检测；所述基板及盖体主要由绝缘材料制成，但是，所述盖体的内表面镀有围绕在MEMS微传感器芯片外围的第一金属环，所述基板的内壁在基板与盖体的结合处镀有第二金属环，并且所述第一金属环与第二金属环通过粘接胶实现固定并相互导通以形成金属屏蔽区；所述基板还包括与MEMS微传感器芯片电性连接的第一金属化孔及与第二金属环电性连接的第二金属化孔，并且所述基板的外壁设有覆盖于第一、第二金属化孔上且与第一、第二金属化孔对应连接的第一、第二金属电极。

作为本实用新型的进一步改进，所述盖体包括中空的竖直体及覆盖于竖直体上且与基板相对的盖板，其中，所述第一金属环覆盖于竖直体的内表面；所述盖板的内表面镀有作为屏蔽的第三金属环，并且所述第一金属环与第三金属环相互接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述竖直体与盖板分开设置并相互固定在一起，所述盖板的外表面分别设有与第三金属环电性连接的第三金属电极及与MEMS微传感器芯片电性连接的第四金属电极，所述MEMS微传感器的封装结构可选择性的将第二金属电极及第三金属电极中的其中一个，及第一金属电极及第四金属电极中的其中一个，共同作为MEMS微传感器在安装时的引出电极。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三金属环设有在横向上位于第一金属环外侧的延伸部，所述延伸部与第二金属环在竖直方向至少部分重叠；所述盖板设有与延伸部接触的第三金属化孔，所述第三金属电极覆盖于第三金属化孔上且与第三金属化孔接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS微传感器芯片为压力传感器芯片或湿度传感器芯片或温度传感器芯片或化学传感器芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS微传感器的封装结构设有连接MEMS微传感器芯片与第一金属化孔的金属引线，及包覆于MEMS微传感器芯片及金属引线上的灌封胶，并且外界待测物理信号可穿过灌封胶被MEMS微传感器芯片感知及检测。

作为本实用新型的进一步改进，所述灌封胶完全包覆MEMS微传感器芯片及金属引线。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘材料为塑料或环氧树脂，所述腔体内还设有与MEMS微传感器芯片配合的信号处理元件。

作为本实用新型的进一步改进，所述气孔可以通过设在基板内部的弯折管道来形成。

作为本实用新型的进一步改进，所述气孔可以通过设在盖体和基板内部的弯折管道来形成。

相较于现有技术，本实用新型第一金属环与第二金属环相互导通以形成金属屏蔽区，从而可以实现较好的屏蔽效果；另外，第一金属环与第二金属环通过粘接胶实现固定，结构简单可靠。

【附图说明】

图1是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第一实施方式的截面图。

图2是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第二实施方式的截面图。

图3是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第三实施方式的截面图。

图4是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第四实施方式的截面图。

图5是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第五实施方式的截面图。

图6是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第六实施方式的截面图。

图7是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第七实施方式的截面图。

图8是本实用新型MEMS微传感器的封装结构第八实施方式的截面图。

【具体实施方式】

实施方式一：

请参图1所示，本实用新型揭示了一种MEMS微传感器的封装结构，其包括基板1及固定于基板1上的盖体2。所述基板1与盖体2对准粘接固定在一起以共同围成一个腔体3。所述基板1包括面向腔体3的内壁11及与内壁11相对的外壁12。所述基板1的内壁11上安装有突伸入腔体3内的MEMS微传感器芯片4。所述MEMS微传感器芯片4为压力传感器芯片或湿度传感器芯片或温度传感器芯片或化学传感器芯片等。基板1包括贯穿内壁11与外壁12的第一金属化孔13及第二金属化孔14。所述基板1主要由绝缘材料(如塑料或环氧树脂)制成，且基板1的内壁11镀有与第二金属化孔14连接的第二金属环15。另外，基板1的内壁11设有暴露于腔体3内且与第一金属化孔13连接的内电极16。所述基板1的外壁12设有分别与第一、第二金属化孔13、14对应连接的第一、第二金属电极17、18。所述MEMS微传感器芯片4与内电极16通过若干金属引线5相互连接，并通过与MEMS微传感器芯片4电性连接的第一金属电极17，而将最终引出MEMS微传感器芯片4。所述第一、第二金属电极17、18用作本实用新型MEMS微传感器的封装结构最终应用(如安装)时的引出电极。

所述盖体2包括中空的竖直体21及覆盖于竖直体21上且与基板1相对的盖板22。所述盖体2主要也由绝缘材料(如塑料或环氧树脂)制成。但是，竖直体21的内表面镀有包围在MEMS微传感器芯片4外围的第一金属环23。所述第一金属环23与第二金属环15相互接触以形成金属屏蔽区。所述第一金属环23与第二金属环15通过粘接胶实现固定并相互导通，以方便制作。

在本实用新型MEMS微传感器的封装结构的第一实施方式中，所述竖直体21与盖板22是一体设置的，并且所述盖板22的内表面也设有与第一金属环23接触的第三金属环24，以增大金属屏蔽区。所述盖板22设有与腔体3连通的气孔6，使得外界待测物理信号可通过该气孔6进入腔体3并被MEMS微传感器芯片4感知及检测。所述第一、第二及第三金属环23、15、24连接到第二金属电极18上实现接地，以屏蔽外界电磁信号之干扰。

实施方式二：

请参图2所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式一所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中盖体2的竖直体21与盖板22是分开设置然后相互粘贴固定在一起。所述第三金属环24设有在横向上位于第一金属环23外侧的延伸部241，所述延伸部241与第二金属环15在竖直方向至少部分重叠。如此设置，所述第一、第二及第三金属环23、15、24连接到第二金属电极18上实现接地，同样可以实现较好的屏蔽效果。

实施方式三：

请参图3所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式二所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的MEMS微传感器的封装结构设有完全包覆MEMS微传感器芯片4及金属引线5上的灌封胶41。所述灌封胶41应具有收缩率低及应力小等特性，如硅橡胶等，其用于保护MEMS微传感器芯片4，同时外界待测物理信号可穿过灌封胶41被MEMS微传感器芯片4感知及检测。

实施方式四：

请参图4所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式二所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的MEMS微传感器的封装结构还设有与MEMS微传感器芯片4连接的信号处理元件42，所述信号处理元件42通过金属引线5连接到内电极16上。

实施方式五：

请参图5所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式二所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的MEMS微传感器的封装结构在其盖板22的外表面上分别设有与第三金属环24电性连接的第三金属电极25及与MEMS微传感器芯片4电性连接的第四金属电极26。所述盖板22设有贯穿的第三、第四金属化孔27、28，并且所述第三、第四金属电极25、26分别对应覆盖于第三、第四金属化孔27、28上。其中，第三金属化孔27连接第三金属环24的延伸部241与第三金属电极25，使所述第三金属电极25与第二金属电极18的功能相同。同理，所述第四金属电极26与第一金属电极17的功能也相同。也就是说，所述MEMS微传感器的封装结构可选择性的将第二金属电极18及第三金属电极27中的其中一个，及第一金属电极17及第四金属电极28中的其中一个，共同作为MEMS微传感器在安装时的引出电极，使得本实施方式中的MEMS微传感器的封装结构可以满足双面贴装的要求，从而提高应用灵活性。

实施方式六：

请参图6所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式二所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的气孔6设置于基板1上而不是盖板22，使得外部待测信号可通过背面进入腔体3并被MEMS微传感器芯片4感知及检测。

实施方式七：

请参图7所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式二所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的气孔6是由设置在基板1及盖体2内的弯折管道形成的。所述弯折管道包括设置于基板1内的U形管道61、设置于竖直体21一侧且与U形管道61一端对齐的第一竖直管道62、及贯穿盖板22且与第一竖直管道62对齐的第二竖直管道63。外部待测信号可通过弯折管道进入腔体3并被MEMS微传感器芯片4感知及检测。

实施方式八：

请参图8所示，本实施方式所揭示的MEMS微传感器的封装结构与实施方式六所揭示的MEMS微传感器的封装结构的主要区别在于：本实施方式中的气孔6为Z形且延伸穿过基板1的外壁12。通过灵活放置气孔6在基板1外壁12的位置，以提高MEMS微传感器的适用性。

本实用新型MEMS微传感器的封装结构是一种通用的封装结构，该封装结构形式可用于压力传感器、湿度传感器、化学传感器等多种MEMS微传感器芯片的封装，且封装结构具有体积小、结构简单、使用灵活方便、适宜自动化生产等优点。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不应以此限制本实用新型的范围，即凡是依本实用新型权利要求书及实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种MEMS微传感器的封装结构，包括基板及固定于基板上的盖体，所述基板与盖体共同围成一个腔体，所述基板包括面向腔体的内壁及与内壁相对的外壁，所述MEMS微传感器的封装结构还设有安装于内壁上且突伸入腔体内的MEMS微传感器芯片；所述基板或盖体设有与腔体连通的气孔，使得外界待测物理信号可通过气孔进入腔体并被MEMS微传感器芯片感知及检测；其特征在于：所述基板及盖体主要由绝缘材料制成，但是，所述盖体的内表面镀有围绕在MEMS微传感器芯片外围的第一金属环，所述基板的内壁在基板与盖体的结合处镀有第二金属环，并且所述第一金属环与第二金属环通过粘接胶实现固定并相互导通以形成金属屏蔽区；所述基板还包括与MEMS微传感器芯片电性连接的第一金属化孔及与第二金属环电性连接的第二金属化孔，并且所述基板的外壁设有覆盖于第一、第二金属化孔上且与第一、第二金属化孔对应连接的第一、第二金属电极。

2.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述盖体包括中空的竖直体及覆盖于竖直体上且与基板相对的盖板，其中，所述第一金属环覆盖于竖直体的内表面；所述盖板的内表面镀有作为屏蔽的第三金属环，并且所述第一金属环与第三金属环相互接触。

3.如权利要求2所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述竖直体与盖板分开设置并相互固定在一起，所述盖板的外表面分别设有与第三金属环电性连接的第三金属电极及与MEMS微传感器芯片电性连接的第四金属电极，所述MEMS微传感器的封装结构可选择性的将第二金属电极及第三金属电极中的其中一个，及第一金属电极及第四金属电极中的其中一个，共同作为MEMS微传感器在安装时的引出电极。

4.如权利要求3所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述第三金属环设有在横向上位于第一金属环外侧的延伸部，所述延伸部与第二金属环在竖直方向至少部分重叠；所述盖板设有与延伸部接触的第三金属化孔，所述第三金属电极覆盖于第三金属化孔上且与第三金属化孔接触。

5.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述MEMS微传感器芯片为压力传感器芯片或湿度传感器芯片或温度传感器芯片或化学传感器芯片。

6.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述MEMS微传感器的封装结构设有连接MEMS微传感器芯片与第一金属化孔的金属引线，及包覆于MEMS微传感器芯片及金属引线上的灌封胶，并且外界待测物理信号可穿过灌封胶被MEMS微传感器芯片感知及检测。

7.如权利要求6所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述灌封胶完全包覆MEMS微传感器芯片及金属引线。

8.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述绝缘材料为塑料或环氧树脂，所述腔体内还设有与MEMS微传感器芯片配合的信号处理元件。

9.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述气孔可以通过设在基板内部的弯折管道来形成。

10.如权利要求1所述的MEMS微传感器的封装结构，其特征在于：所述气孔可以通过设在盖体和基板内部的弯折管道来形成。