CN206348098U

CN206348098U - 一种传感器

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Publication number: CN206348098U
Application number: CN201621410744.1U
Authority: CN
Inventors: 李玉贤; 郭景波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2026-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感器，包括外部封装结构及设置于所述外部封装结构内的压力传感器芯片及集成电路芯片，所述封装结构包括基板，为了保证压力传感器正常工作，所述基板上设置有连通所述压力传感器内外部的透气孔。在压力传感器装配使用过程中，终端产品不必在压力传感器顶部设计空腔，降低终端产品厚度，增加压力传感器使用灵活度，同时，在装配使用过程中，设置于基板上的透气孔可以避免外界气流或光线直接作用于压力传感器芯片，避免因此而产生的压力传感器误差，提高压力传感器性能。因此，本实用新型压力传感器具有性能好，有利于小型化设计的优点。

Description

一种传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种有利于小型化设计，性能好的压力传感器。

背景技术

随着电子产品小型化微型化的发展，电子产品对其内部元器件小型化的要求越来越高。压力传感器作为常见的传感器，应用于多种电子产品内，故压力传感器的小型化设计也成为关注重点。为了保证压力传感器的小型化设计，基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS) 的压力传感器越来越受到人们关注。基于MEMS 技术的压力传感器，包括外部封装结构，以及设置于外部封装结构内的压力传感器芯片，对应压力传感器芯片设置的集成电路芯片等。为了保证压力传感器正常工作，外部封装结构上设置有连通压力传感器内外部的透气孔，现有技术的压力传感器，透气孔为大孔设计，在压力传感器封装、使用过程中，外界的异物颗粒如锡球、灰尘等易通过大孔设计的透气孔进入到压力传感器内部，对压力传感器造成隐患；同时，在传感器使用过程中，液体物质也易通过大孔设计的透气孔进入到压力传感器内部，对压力传感器内部造成污染，从而对压力传感器正常工作产生影响。

因此，有必要提出一种改进，以克服现有技术压力传感器缺陷。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种有利于小型化设计，性能好的压力传感器。

本实用新型的另一个目的是提供一种防尘防液体性能好，可靠性高的压力传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种压力传感器，包括外部封装结构，设置于所述外部封装结构内的压力传感器芯片及集成电路芯片，以及透气孔，所述外部封装结构包括基板、与所述基板正对的顶面以及连接所述基板与所述顶面的侧面；所述基板远离所述压力传感器及集成电路芯片一侧设置有焊盘，所述压力传感器通过所述基板焊盘与外部电路结合，所述透气孔连通所述封装结构内外部，所述透气孔设置于所述压力传感器外部封装结构的侧面；所述透气孔设置于所述压力传感器的基板上；所述压力传感器还包括缓冲部，所述缓冲部设置于所述外部封装结构内的所述基板上，所述压力传感器芯片设置于所述缓冲部远离所述基板一侧；所述集成电路芯片，至少包括一集成基板、数个焊锡凸块、一半导体芯片及一封胶体，该集成基板具有一核心板，于其上、下表面各覆盖有一导电层，该上、下表面的导电层中具有数个第一开口以局部显露该核心板上、下表面，且该上、下表面的导电层经由能贯通该核心板的开孔作为互相电性连接的导电性片，该核心板与该上表面的导电层局部上覆盖有一防焊层，其具有数个第二开口以至少局部显露该上表面的导电层，以及透过贯通该核心板的开孔至少局部显露该下表面的导电层，且在该第二开口中显露该上表面的导电层上，以及在该开孔中显露该下表面的导电层上更覆盖有一作为焊垫的金属保护层，其中，该导电层包含第一、二导电层；该些焊锡凸块设置于该基板的金属保护层上，其覆盖区域涵盖该防焊层的第二开口及该核心板的开孔，其中，该些焊锡凸块包含覆盖该第二开口周围的局部该防焊层而作为黏晶面的锡凸块，及藉由回焊形成的锡球；该半导体芯片黏设于该些锡凸块的黏晶面；以及该封胶体设置于该锡凸块的黏晶面上及其周围的防焊层上，以密封该半导体芯。

进一步的，所述外部封装结构还包括外壳、框架及顶板，所述外壳与所述基板固定设置，所述外壳与所述基板配合将所述压力传感器芯片及所述集成电路芯片与外部隔离；所述框架与所述基板固定设置，所述顶板设置于所述框架远离所述基板一端；所述基板、框架及顶板配合将所述压力传感器芯片及所述集成电路芯片与外部隔离。

进一步的，所述基板上设置有第一孔洞、第二孔洞和横向通道，所述第一孔洞与所述第二孔洞通过所述横向通道连通；所述第一孔洞与外界连通，所述第二孔洞与所述压力传感器内部连通，所述第一孔洞、所述第二孔洞与所述横向通道构成所述透气孔；所述横向通道位于所述压力传感器下方。

进一步的，所述透气孔包括第一透气孔和第二透气孔，所述第一透气孔与所述第二透气孔重叠设置，所述第一透气孔包括至少两个透气微孔，所述第二透气孔为单一透气孔，所述第二透气孔位于所述第一透气孔靠近所述压力传感器芯片一侧。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型压力传感器，透气孔设置于压力传感器的基板上。在压力传感器装配使用过程中，终端产品不必在压力传感器顶部设计空腔，降低终端产品厚度，增加压力传感器使用灵活度，同时，在装配使用过程中，设置于基板上的透气孔可以避免外界气流或光线直接作用于压力传感器芯片，避免因此而产生的压力传感器误差，提高压力传感器性能。因此，本实用新型压力传感器具有性能好，有利于小型化设计的优点。

（2）本实用新型压力传感器，外部封装结构内设置有缓冲部，压力传感器芯片设置于缓冲部远离基板一侧，在压力传感器装配、使用过程中，外部应力传递到基板后，经缓冲部缓冲卸掉，不作用于压力传感器芯片上，避免外部应力对压力传感器产生影响导致传感器误差，提高压力传感器精度，使压力传感器性能稳定。因此，本实用新型压力传感器具有性能优良的优点。

（3）本实用新型压力传感器，连通压力传感器内外部的透气孔包括至少两个透气微孔，在实际应用中，透气孔包括多个透气微孔，可以有效避免外部异物进入压力传感器内部，同时，包括多个透气微孔的透气孔，根据毛细现象原理，可以有效避免液体进入传感器内部，并且，多个透气微孔可以避免外界光线直接作用于压力传感器芯片，避免因此导致的压力传感器误差。因此，本实用新型压力传感器，可以避免异物颗粒及液体进入传感器内部，提高传感器可靠性。本实用新型压力传感器具有防尘防液体性能好，可靠性高的优点。

（4）本实用新型压力传感器，透气孔设置于压力传感器外部封装结构侧面，在压力传感器装配使用过程中，终端产品不必在压力传感器顶部设计空腔，降低终端产品厚度，增加压力传感器使用灵活度，同时，在装配使用过程中，设置于封装结构侧面的透气孔可以避免外界气流或光线直接作用于压力传感器芯片，避免因此而产生的压力传感器误差，提高压力传感器性能。因此，本实用新型压力传感器具有性能好，有利于小型化设计的优点。

附图说明

图1 是本实用新型压力传感器的剖视图；

图2是本实用新型压力传感器中的集成电路芯片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

如图1所示，本实施例压力传感器，包括基板1，与基板1 固定设置的外壳2，基板1与外壳2 构成压力传感器外部封装结构。设置于压力传感器外部封装结构内、基板1 上的压力传感器芯片3 以及对应压力传感器芯片3 设置的集成电路芯片5，压力传感器芯片3和集成电路芯片5 之间通过金属引线4 通过打线的方式电连接，基板1 上设置有焊盘7，焊盘7 将压力传感器内部芯片与外部电子电路电连接，在压力传感器工作时，压力传感器芯片3采集外部压力变化并转化为电信号，集成电路芯片5 将压力传感器芯片3 采集的信号进行初步处理并经所述焊盘7 传递至外部电子电路。

为了保证压力传感器正常工作，本实施例压力传感器，基板1 上设置有第一孔洞61、第二孔洞62 和横向通道63，第一孔洞61 与第二孔洞62 通过横向通道63 连通。横向通道63 位于压力传感器芯片3 下方，第一孔洞61 与外界连通，第二孔洞62 与压力传感器内部连通，第一孔洞61、第二孔洞62 与横向通道63 构成透气孔6，连通压力传感器内外部。在本实施例压力传感器装配、使用过程中，外部终端不必在压力传感器顶部设置空腔，降低外部终端厚度，增加压力传感器使用灵活度，同时，在装配使用过程中，设置于基板上的透气孔可以避免外界气流或光线直接作用于压力传感器芯片，避免因此而产生的压力传感器误差，提高压力传感器性能。另外，横向通道63 位于压力传感器芯片3 下方可以在外部应力传递到基板后，横向通道可以起到缓冲作用，不作用于压力传感器芯片上，避免外部应力对压力传感器产生影响导致传感器误差，提高压力传感器精度，使压力传感器性能稳定。

压力传感器包括基板1，与基板1 固定的框架2a，固定于框架2a 远离基板1 一端的顶板2b，基板1、框架2a 以及顶板2b 构成本实施例压力传感器外部封装结构。设置于压力传感器外部封装结构内、基板1 上的压力传感器芯片3 以及对应压力传感器芯片3 设置的集成电路芯片5，压力传感器芯片3 和集成电路芯片5 之间通过金属引线4 通过打线的方式电连接，基板1 上设置有焊盘7，焊盘7 将压力传感器内部芯片与外部电子电路电连接，在压力传感器工作时，压力传感器芯片3 采集外部压力变化并转化为电信号，集成电路芯片5 将压力传感器芯片3 采集的信号进行初步处理并经所述焊盘7 传递至外部电子电路。

为了连通压力传感器内外部，压力传感器封装结构设置有透气孔，如图1 所示，透气孔包括第一透气孔61 和第二透气孔62，第一透气孔61 与第二透气孔62 重叠设置，第二透气孔62 位于第一透气孔61 靠近压力传感器芯片3 一侧，即第二透气孔62 位于第一透气孔61 靠近压力传感器封装结构的内侧。如图1所示，第一透气孔61 包括多个透气微孔，第二透气孔62 为单一透气孔，第一透气孔61 的微孔设计，可以避免大颗粒的固体异物进入压力传感器内部，同时根据毛细现象原理可以避免外部液体进入压力传感器，避免外界异物颗粒及液体进入传感器内部，提高传感器可靠性；第二透气孔62 为单一大透气孔，可以保证压力传感器内外部的连通效果，提高传感器性能并且降低第一透气孔61 的生产加工难度。因此，本实施例的压力传感器可以在实现防尘防液体效果好，可靠性高的基础上进一步提升压力传感器性能、降低压力传感器生产加工难度。

如图2所述，集成电路芯片，主要包括一集成基板10、一半导体芯片30 及一封胶体40。该集成基板10为一双层电路板，具有一核心板11，于其上、下表面112各覆盖有一导电层，该上、下表面112的导电层中具有数个第一开口以局部显露该核心板11上、下表面112，且该上、下表面112的导电层经由能贯通该核心板11的开孔作为互相电性连接的导电芯片17a，该核心板11与该上表面111的导电层局部上覆盖有一防焊层，其具有数个第二开口以至少局部显露该上表面111的导电层，以及透过贯通该核心板11的开孔至少局部显露该下表面112的导电层，且在该第二开口中显露该上表面111的导电层上，以及在该开孔中显露该下表面112的导电层上更覆盖有一金属保护层17，可作为焊垫，且在该核心板11上、下表面112的导电层包含藉由蚀刻形成的第一、二导电层(12a、12b)，系以铜金属所形成，又该金属保护层17包覆在该第一、二导电层(12a、12b)上，其是藉由化学镍金、电镀镍金、浸银或有机保焊膜所构成的防止腐蚀劣化之层。

该焊锡凸块，系设置于该基板10的金属保护层17上，其覆盖区域涵盖该防焊层的第二开口及该核心板11的开孔，其中，该些焊锡凸块系以印刷所形成，包含覆盖该第二开口周围的局部该防焊层而作为黏晶面201a的锡凸块20a，及藉由回焊形成的锡球20b。

该半导体芯片30，系黏设于该些锡凸块20a的黏晶面201a。

该封胶体40，设置于该锡凸块20a的黏晶面201a上及其周围的防焊层上，以密封该半导体芯片30。以上所述，构成一全新的集成电路芯片。

藉此，本集成电路芯片封装形式，由现行的打线方式，改用为表面黏着方式，整体结构采用双层电路板，并无需使用电镀，系一种在双层电路上以焊锡导通连接，可节省基板的材料成本，达到提升封装生产率而有效降低总封装成本。

Claims

1.一种传感器，包括外部封装结构，设置于所述外部封装结构内的压力传感器芯片及集成电路芯片，以及透气孔，所述外部封装结构包括基板、与所述基板正对的顶面以及连接所述基板与所述顶面的侧面；所述基板远离所述压力传感器及集成电路芯片一侧设置有焊盘，所述压力传感器通过所述基板焊盘与外部电路结合，所述透气孔连通所述压力传感器内外部；所述透气孔设置于外壳与基板平行的顶面上；所述压力传感器还包括缓冲部，所述缓冲部设置于所述外部封装结构内的所述基板上，所述压力传感器芯片设置于所述缓冲部远离所述基板一侧；所述集成电路芯片，至少包括一集成基板、数个焊锡凸块、一半导体芯片及一封胶体，该集成基板具有一核心板，于其上、下表面各覆盖有一导电层，该上、下表面的导电层中具有数个第一开口以局部显露该核心板上、下表面，且该上、下表面的导电层经由能贯通该核心板的开孔作为互相电性连接的导电性片，该核心板与该上表面的导电层局部上覆盖有一防焊层，其具有数个第二开口以至少局部显露该上表面的导电层，以及透过贯通该核心板的开孔至少局部显露该下表面的导电层，且在该第二开口中显露该上表面的导电层上，以及在该开孔中显露该下表面的导电层上更覆盖有一作为焊垫的金属保护层，其中，该导电层包含第一、二导电层；该些焊锡凸块设置于该基板的金属保护层上，其覆盖区域涵盖该防焊层的第二开口及该核心板的开孔，其中，该些焊锡凸块包含覆盖该第二开口周围的局部该防焊层而作为黏晶面的锡凸块，及由回焊形成的锡球；该半导体芯片黏设于该些锡凸块的黏晶面；以及该封胶体设置于该锡凸块的黏晶面上及其周围的防焊层上，以密封该半导体芯。

2.根据权利要求1 所述的一种传感器，其特征在于：所述外部封装结构还包括外壳、框架及顶板，所述外壳与所述基板固定设置，所述外壳与所述基板配合将所述压力传感器芯片及所述集成电路芯片与外部隔离；所述框架与所述基板固定设置，所述顶板设置于所述框架远离所述基板一端；所述基板、框架及顶板配合将所述压力传感器芯片及所述集成电路芯片与外部隔离。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种传感器，其特征在于：所述基板上设置有第一孔洞、第二孔洞和横向通道，所述第一孔洞与所述第二孔洞通过所述横向通道连通；所述第一孔洞与外界连通，所述第二孔洞与所述压力传感器内部连通，所述第一孔洞、所述第二孔洞与所述横向通道构成所述透气孔；所述横向通道位于所述压力传感器下方。

4.根据权利要求1 所述的一种传感器，其特征在于：所述透气孔包括第一透气孔和第二透气孔，所述第一透气孔与所述第二透气孔重叠设置，所述第一透气孔包括至少两个透气微孔，所述第二透气孔为单一透气孔，所述第二透气孔位于所述第一透气孔靠近所述压力传感器芯片一侧。