CN201787980U - 热式质量流量传感器封装件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热式质量流量传感器封装件，其包括流量传感器芯片和与流量传感器芯片键合在一起的盖帽，所述流量传感器芯片上设有传感器敏感区，所述传感器敏感区设有微热源和温度传感器，所述盖帽上设置流体流道，所述传感器敏感区位于盖帽的流体流道内。本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件，有效提高流量传感器芯片性能的一致性、稳定性及可靠性，并且有效减低封装成本，同时有效提高产品的良率及生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热式质量流量传感器封装件，尤其涉及一种MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）热式质量流量传感器封装件。
背景技术
用于测量气体流量的传感器种类很多，例如截流流量传感器、叶轮流量传感器等，它们多数是采集流体的温度、压力等信号，再换算成流量。由于气体流动状态不稳定，使其流量测量准确性受到影响。直到热式质量流量传感器的出现为流量传感器带来了一场革命，实现了直接测量流体质量流量的目的，且测量值不因温度或压力的波动而失准。
MEMS热式质量流量传感器是基于传热学 “能量平衡”原理的热式质量流量传感器，流体的质量和流速直接与传感器上的温度场的梯度相关联，无需温度和压力的补偿。MEMS热式质量流量传感器所具备的独特优点使其在医疗、汽车、食品等气体监控和测量领域拥有广泛的应用。
近年市场上相继出现了各种各样的质量流量模块，然而这些流量模块的封装都基于传统的封装方法。通常，流量传感器芯片上预先刻蚀好流体流道，再将流量传感器芯片用粘接剂粘在PCB板上的凹坑里，由于这一系列工艺基本需要手工完成，粘接剂的胶量和芯片的角度偏移都难以有效控制，从而导致各个流量传感器芯片封装件的实际流道大小不一致，这将不同程度地影响流量模块的性能，包括灵敏度、量程、稳定性及一致性。并且，这种传统的封装方法中大量工艺步骤基本依赖手工完成，不仅封装效率较低，成本也相对较高。上述缺陷最终将严重影响流量传感器的应用与发展。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有热式质量流量传感器封装件存在的上述缺陷，提供一种可靠性高、良率高、成本低的热式质量流量传感器封装件。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提出的技术方案是：
一种热式质量流量传感器封装件，其包括流量传感器芯片和与流量传感器芯片键合在一起的盖帽，所述流量传感器芯片上设有传感器敏感区，所述传感器敏感区设有微热源和温度传感器，所述盖帽上设置流体流道，所述传感器敏感区位于盖帽的流体流道内。
进一步的，在不同实施方式中，其中流体流道的宽度等于或大于传感器敏感区的宽度，且小于流量传感器芯片的宽度。
进一步的，在不同实施方式中，其中流体流道的高度小于盖帽的高度。
进一步的，在不同实施方式中，其中流体流道的尺寸按照所述流量传感器的测量量程加以确定。
进一步的，在不同实施方式中，其中流体流道包括入口、出口、以及位于入口和出口之间的通道，所述通道在盖帽的三个壁上形成开口，其中两个开口分别为所述入口和出口，第三个开口位于盖帽与流量传感器芯片键合在一起的壁上。
进一步的，在不同实施方式中，其中流体流道的形状为长方体。
进一步的，在不同实施方式中，其中盖帽的材料为刚性材料。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件，通过采用不同于传统的工艺确保各个流量传感器芯片封装件的实际流道大小一致，从而有效提高流量传感器芯片性能的一致性、稳定性及可靠性；并且这一系列工艺都是由机器自动操作完成，不仅有效减低封装成本，同时有效提高产品的良率及生产效率。
附图说明
图1是本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件的立体图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
请参阅图1，本实用新型涉及的一种热式质量流量传感器封装件，其包括流量传感器芯片1和盖帽2，其中流量传感器芯片1上设有传感器敏感区10，传感器敏感区10设有微热源和温度传感器（未显示），而盖帽2上设置流体流道20。盖帽2的材料为刚性材料，例如硅片、玻璃或聚合物。
流体流道20包括入口21、出口22、以及位于入口21和出口22之间的通道23。通道23在盖帽2的三个壁上形成开口，其中两个开口分别为入口21和出口22，第三个开口24位于盖帽2与流量传感器芯片1键合在一起的壁上。通道23的宽度W等于或大于传感器敏感区10的宽度，且小于流量传感器芯片1的宽度。而通道23的高度H小于盖帽2的高度，通道23的长度L与流量传感器芯片1的长度一致。至于通道23的具体尺寸则按照实际应用中流量传感器的测量量程加以确定。另外，在本实施例中，流体流道20的形状为长方体。
流量传感器芯片1与盖帽2键合在一起形成机械和电学连接，具体而言，流量传感器芯片1设有传感器敏感区10的一侧与盖帽2设有第三个开口24的一侧精确对准后键合在一起，形成本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件。其中传感器敏感区10位于盖帽2的流体流道20内，也即位于通道23内。
在实际应用中，将本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件连接到对应的电路中，当流体从入口21流进通道23，经过传感器敏感区10，最后从出口22流出，流体流向如图1中箭头所示。当流体流过传感器敏感区10时，传感器敏感区10上的微热源（未显示）的温度场发生改变，传感器敏感区10上的温度传感器（未显示）感应测量到温度场的变化，从而测量出流体流量。
综上所述，由于本实用新型涉及的热式质量流量传感器封装件采用的是类似WLP（Wafer Level Package, 圆片级封装）的封装结构，流体流道预先设置在盖帽中，确保各个流量传感器芯片封装件的实际流道大小一致，从而有效提高流量传感器芯片性能的一致性、稳定性及可靠性；并且这一系列工艺都是由机器自动操作完成，不仅有效减低封装成本，同时有效提高产品的良率及生产效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (7)
1.一种热式质量流量传感器封装件，其特征在于：其包括流量传感器芯片和与流量传感器芯片键合在一起的盖帽，所述流量传感器芯片上设有传感器敏感区，所述传感器敏感区设有微热源和温度传感器，所述盖帽上设置流体流道，所述传感器敏感区位于盖帽的流体流道内。
2.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述流体流道的宽度等于或大于传感器敏感区的宽度，且小于流量传感器芯片的宽度。
3.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述流体流道的高度小于盖帽的高度。
4.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述流体流道的尺寸按照所述流量传感器的测量量程加以确定。
5.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述流体流道包括入口、出口、以及位于入口和出口之间的通道，所述通道在盖帽的三个壁上形成开口，其中两个开口分别为所述入口和出口，第三个开口位于盖帽与流量传感器芯片键合在一起的壁上。
6.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述流体流道的形状为长方体。
7.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器封装件，其特征在于：所述盖帽的材料为刚性材料。
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| CN201787980U true CN201787980U (zh) | 2011-04-06 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102445246A (zh) * | 2010-09-30 | 2012-05-09 | 美新半导体（无锡）有限公司 | 热式质量流量传感器封装件及其制造方法 |
| CN105221934A (zh) * | 2015-09-15 | 2016-01-06 | 慧感(上海)物联网科技有限公司 | 一种密封件泄漏实时监测设备、系统及方法 |
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Granted publication date: 20110406 |
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