CN202710236U

CN202710236U - 一种压力传感芯片的粘接结构

Info

Publication number: CN202710236U
Application number: CN 201220363569
Authority: CN
Inventors: 李小刚; 赵健; 张鹏; 熊建功
Original assignee: Hui Shi (shanghai) Measurement And Control Technology Co Ltd
Current assignee: Hui Shi (shanghai) Measurement And Control Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-19

Abstract

本实用新型的目的在于公开一种压力传感芯片的粘接结构，它包括芯片、粘结胶和底板，所述芯片与所述底板之间通过粘结胶互相连接，所述粘结胶呈点阵式分布在所述底板上；与现有技术相比，采用阵列方式改变了传统的芯片单球布胶形式，芯片表面受力均匀，最大限度的缩短粘接胶的固化时间，降低固化温度；从而避免或减小芯片表面由此引起的外加应力，确保芯片稳定的使用性能和抗老化能力，不仅能使用在对应力非常敏感的压力传感芯片，同样广泛适用于其他带芯片贴片工艺的行业，如计算机、手机和计算器制造等领域。

Description

一种压力传感芯片的粘接结构

技术领域

本实用新型涉及一种粘结结构，特别涉及一种适用于压力传感器领域的压力传感芯片的粘接结构。

背景技术

传统的芯片底板贴片粘接，采用的是单球滴粘技术（参见图1），其操作步骤是这样的：首先在底板3上滴一定量的粘接胶2，通过控制点胶时间来控制胶量，胶量一般与芯片1的面积成正比关系，即芯片1的面积越大则胶量越多，之后将芯片1通过贴片机的吸头吸住，再将芯片1放置到底板3的粘接胶2上，通过施加一定的压力将芯片1贴到底板3上，最后将贴好的芯片1和底板3一起放入烘箱里面进行粘接胶2的固化，这样就完成了将芯片1装配到底板3上。

由于点胶机出口面积远小于芯片1的面积，一般选用大口径单球点滴、小口径延时流延、多滴交联的方法，往往最后固化的粘接胶2点块表面呈非规则形态，粘接胶2固化收缩后在芯片1的外表面所形成的应力也就各不相同。

这样的封装结构对于绝大多数芯片尤其是集成电路芯片来说没有问题，但是对于MEMS压力传感器芯片，则会产生很大影响。

在MEMS传感器领域，压力传感器依靠腐蚀体硅形成的一层硅薄膜来感应外界气体压力，并且硅薄膜上通过半导体掺杂工艺制作了掺杂电阻，这些掺杂电阻有一个特点，就是其电阻值对于应力非常敏感，当外界压力施加到硅薄膜上时，硅薄膜就会像弹簧一样发生形变，这样硅薄膜的内部就会产生与外界压力相对应的内应力，这些内应力会引起硅薄膜上的掺杂电阻的阻值发生变化，通过这一机理，就将外界的压力变化转变为了电路容易处理的电阻变化。

所以，对于压力传感器芯片来说，除了外界气压压力引起的薄膜应力之外，其他因素引起的薄膜应力都是噪声，都是不希望有的。对于上述的芯片粘接过程来说，一般地，由于硅芯片的热膨胀系数小于底板材料的热膨胀系数，为了达到好的热应力匹配，选取的粘接胶的热膨胀系数应该位于二者之间最好，这样可以起到一个缓冲的作用。

但是，往往粘接胶的热膨胀系数要比衬底大几倍，比如常用的环氧树脂胶和硅胶等，这样在粘接胶固化的过程中，由于芯片与粘接胶的热膨胀系数差别较大，就会在芯片内产生较大的应力，即在硅薄膜上施加了不应有的外加应力，所以一般压力传感器芯片在粘接前后的输出会有非常明显的变化，目前都是通过其他电路来进行校正，而且只有在封装完成之后才进行校准，一方面增加了电路校正的复杂性，另一方面使压力传感器的性能下降。

因此，特别需要一种压力传感芯片的粘接结构，以解决上述现有存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种压力传感芯片的粘接结构，性能稳定，实施简单。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种压力传感芯片的粘接结构，其特征在于，它包括芯片、粘结胶和底板，所述芯片与所述底板之间通过粘结胶互相连接，所述粘结胶呈点阵式分布在所述底板上。

在本实用新型的一个实施例中，所述点阵式分布的分布形式包括矩阵列式和环阵列式。

在本实用新型的一个实施例中，所述粘结胶之间互相设置有间隔。

本实用新型的压力传感芯片的粘接结构，与现有技术相比，采用阵列方式改变了传统的芯片单球布胶形式，芯片表面受力均匀，最大限度的缩短粘接胶的固化时间，降低固化温度；从而避免或减小芯片表面由此引起的外加应力，确保芯片稳定的使用性能和抗老化能力，不仅能使用在对应力非常敏感的压力传感芯片，同样广泛适用于其他带芯片贴片工艺的行业，如计算机、手机、计算器等领域。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1是传统的单球点粘的结构示意图；

图2是本实用新型的压力传感芯片的粘接结构的结构示意图；

图3是本实用新型的粘接胶点矩阵列式分布的结构示意图；

图4是本实用新型的粘接胶点环阵列式分布的结构示意图；

图5是图1的粘接胶点受力分析的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图2所示，本实用新型的压力传感芯片的粘接结构，它包括芯片100、粘结胶200和底板300，所述芯片100与所述底板300之间通过粘结胶200互相连接，所述粘结胶200呈点阵式分布在所述底板上。

如图3和图4所示，所述点阵式分布的分布形式包括矩阵列式和环阵列式；所述粘结胶200之间互相设置有间隔。

如图5所示，粘接胶2在离开滴管的出口后，液体对管壁的附着力消失，其形态在重力作用下，在空中逐渐由水滴状逐渐转变为类球状；在底板300上受到支撑力成为球缺状；在芯片100的重力和贴片机压力下又呈为球台状，根据球体积公式V=4πR³/3；球面积公式S=4πR²得出下列对照表：

阵列模式	阵列数	单球体积(V)	单球半径(R)	单球面积(S)	总胶球面积(S总)
								1	0.62	4.83	4.83
矩阵列式	25	1/25	0.21	0.57	14.25
						环阵列式	23	1/23	0.22	0.61	14.03

由上述对照表表明：当粘接胶滴球，体积（V）不变，由大直径单球（1个）细分为阵列式小球（25个矩阵列式或23个环阵列式）时，直径缩小3倍，其整体表面积却扩大了3倍，这对于固化粘接胶200尤为重要，它增加了粘接胶内部溶剂分子蒸发的速度（3倍），有利于提高最终固化的效果。

由于芯片100、粘结胶200和底板300为三种不同材质的物质，其各自的热膨胀系数和收缩率相差很大，通过采用点阵式点胶，固化后每个胶点之间存在空隙，可有效缓冲这种热不匹配产生的失配应力，相应减少芯片表面的应力，减小芯片的零点输出失配。

实施方法1（平面点滴法）：

可设置一二维点滴平台，将所需要的点阵方式输入程序，配合点胶机400上的点胶头在底板300上点出粘接胶200阵列式胶点，贴片机贴片，烘箱固化即可。

实施方法2（模块共挤法）：

根据设计要求，设置一阵列式孔点模板安装于点胶机400的点胶头上，一次共挤多孔出点，将已阵列的粘接胶200同时在底板300上点出胶点，贴片机贴片，烘箱固化即可。

本实用新型的压力传感芯片的粘接结构不仅能使用在对应力非常敏感的压力传感芯片，同样广泛适用于其他带芯片贴片工艺的行业，如计算机、手机、计算器等领域。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种压力传感芯片的粘接结构，其特征在于，它包括芯片、粘结胶和底板，所述芯片与所述底板之间通过粘结胶互相连接，所述粘结胶呈点阵式分布在所述底板上。

2.如权利要求1所述的压力传感芯片的粘接结构，其特征在于，所述点阵式分布的分布形式包括矩阵列式和环阵列式。

3.如权利要求1所述的压力传感芯片的粘接结构，其特征在于，所述粘结胶之间互相设置有间隔。