CN206362480U - 一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 - Google Patents
一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206362480U CN206362480U CN201621402882.5U CN201621402882U CN206362480U CN 206362480 U CN206362480 U CN 206362480U CN 201621402882 U CN201621402882 U CN 201621402882U CN 206362480 U CN206362480 U CN 206362480U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- substrate
- integrating device
- measuring
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构，包括衬底，在所述衬底的一侧端面上设置有下电极，还包括通过支撑部支撑在下电极上且对气压敏感的上电极，所述上电极、下电极构成了用于测量压力的平板电容器结构；在所述衬底的另一侧端面上设置有测量电极，在所述测量电极上设置有裸露在外且对气体敏感的敏感材料层，所述测量电极、敏感材料层构成了用于测量气体的电阻器结构。本实用新型的集成装置，将压力传感器、气体传感器设置在同一衬底相对的两侧，使得可以在同一芯片上制作出压力传感器结构和气体传感器结构，从而可以降低大幅芯片的占用面积，大大减小整个封装的尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器测量领域，更具体地，本实用新型涉及一种压力传感器与气体传感器的集成装置；本实用新型还涉及一种封装结构。
背景技术
近年来，随着科学技术的发展，手机、笔记本电脑等电子产品的体积在不断减小，而且人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，这就要求与之配套的电子零部件的体积也必须随着减小。
传感器作为测量器件，已经普遍应用在手机、笔记本电脑等电子产品上。现有的压力传感器、气体传感器均采用独立贴装的方式安装在电路板上，这种装配方式大大占用了电路板的面积，不利于现代电子产品的轻薄化发展。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供了一种压力传感器与气体传感器的集成装置。
根据本实用新型的一个方面，提供一种压力传感器与气体传感器的集成装置，包括衬底，在所述衬底的一侧端面上设置有下电极，还包括通过支撑部支撑在下电极上且对气压敏感的上电极，所述上电极、下电极构成了用于测量压力的平板电容器结构；在所述衬底的另一侧端面上设置有测量电极，在所述测量电极上设置有裸露在外且对气体敏感的敏感材料层，所述测量电极、敏感材料层构成了用于测量气体的电阻器结构。
可选地，所述衬底采用单晶硅材质，在所述下电极与衬底之间设置有第一绝缘层；在所述衬底与测量电极之间设置有第二绝缘层。
可选地，在所述支撑部内还设置有将下电极的电信号引出的导电部，在所述支撑部的端面上形成了连通导电部的焊盘。
可选地，在所述第二绝缘层内位于测量电极与衬底之间的位置设置有加热电极。
可选地，所述加热电极采用铂金丝、钨或者多晶硅层。
可选地，所述加热电极的边缘位置通过导电部在第二绝缘层的外侧形成焊盘。
可选地，所述衬底位于加热电极的一侧设置有背腔结构，所述加热电极通过第二绝缘层悬空在背腔上。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种封装结构，包括壳体以及位于壳体内的上述集成装置。
可选地，在所述壳体上对应上电极的位置设置有贯通其内腔与外界的第一通孔，所述壳体上对应敏感材料层的位置设置有贯通其内腔与外界的第二通孔。
本实用新型的集成装置，将压力传感器、气体传感器设置在同一衬底相对的两侧，使得可以在同一芯片上制作出压力传感器结构和气体传感器结构，从而可以降低大幅芯片的占用面积，大大减小整个封装的尺寸。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型集成装置的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本实用新型提供了一种压力传感器与气体传感器的集成装置，其包括共用的衬底1以及形成在衬底1相对两侧的压力传感器结构及气体传感器结构。参考图1的视图方向，压力传感器结构设置在衬底1的上方，气体传感器结构设置在衬底1的下方，这就使得可以在同一芯片上制作出压力传感器结构和气体传感器结构，从而可以降低大幅芯片的占用面积，大大减小整个封装的尺寸。
具体地，本实用新型的衬底1可以采用单晶硅材料，为了使衬底1与其两侧的压力传感器结构、气体传感器结构绝缘，在衬底1相对的两侧分别设置了第一绝缘层2、第二绝缘层9，所述第一绝缘层2、第二绝缘层9可以采用本领域技术人员所熟知的氧化硅材料等，其可通过沉积的方式形成在衬底1两侧的端面上，在此不再具体说明。
其中，在所述第一绝缘层2的上方设置有下电极3，还包括通过支撑部4支撑在下电极3上且对压力敏感的上电极5，所述上电极5、下电极3以及支撑部4围成了密闭的容腔6，使得所述上电极5与下电极3构成了可以测量外界环境压力的平板电容器结构。
所述下电极3例如可通过沉积的方式形成在第一绝缘层2上，在下电极3上沉积并刻蚀氧化层，从而形成支撑部4；所述上电极5例如可以是对压力敏感的膜层，其可以感应周围的压力信息并发生相应的弯曲变形，从而使得其与下电极3之间的距离发生变化，最终使得平板电容器结构可以输出表征外界环境压力信息的电信号。
本实用新型的压力传感器，为了将下电极3的电信号引出，在所述支撑部4内设置有导电部7，例如可对支撑部4进行刻蚀形成贯通孔，并在该贯通孔内沉积导电部7，以将下电极3的电信号引出，并在所述支撑部4的端面上形成焊盘8。
本实用新型的集成装置，在所述衬底1的下侧端面的第二绝缘层9上设置有测量电极11，该测量电极11可以以沉积的方式形成在第二绝缘层9上。在所述测量电极11上设置有裸露在外且对气体敏感的敏感材料层12，所述测量电极11、敏感材料层12构成了用于测量气体的电阻器结构，使得敏感材料层12感应的气体信息可以通过该测量电极11以电信号的方式进行输出。
当所述敏感材料层12感应待外界的气体信息后，其自身会发生变化，从而使得测量电极11输出的电阻信号发生变化。这种电阻器结构的结构及其工作原理属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
对于本领域的技术人员而言，气体传感器的灵敏度会受到周围检测环境的温度、湿度等影响，本实用新型为了提高气体传感器的敏感度，在所述第二绝缘层9内位于测量电极11与衬底1之间的位置还设置有加热电极10。参考图1，所述加热电极10、测量电极11、第二绝缘层9可以通过本领域技术人员所熟知的逐层沉积、逐层刻蚀的方式得到。所述加热电极10可以选用铂金丝、钨或者本领域技术人员所熟知的多晶硅材料等。
为了将所述加热电极10的电信号引出，与下电极3电信号引出的方式相似的是，可以在第二绝缘层9内设置将所述加热电极10边缘位置电信号引出的导电部，并在第二绝缘层9的外侧形成焊盘。通过所述加热电极10可以对敏感材料层12进行加热，来调节气体传感器的工作温度，从而使得敏感材料层12对周围环境中的气体更为敏感，也就是说，使该气体传感器检测到的数据更为准确。
本实用新型中，为了避免加热电极10加热时对压力传感器带来影响，在所述衬底1位于加热电极10的一侧设置有背腔1a结构，所述加热电极10通过第二绝缘层9悬空在背腔上。采用这样的结构设计，使得加热电极10的上端与衬底1完全隔离开，从而可以防止加热电极10产生的热量通过衬底1传递至压力传感器上，并使热量能够最大地约束在敏感材料层12上。
本实用新型还提供了一种封装结构，包括壳体以及位于壳体内的上述集成装置，使得所述封装结构具备压力检测能力以及气体检测能力。应用到终端上时，可以直接将该封装结构安装在终端的电路板上。
其中，压力传感器以及气体传感器需要与外界的环境连通在一起，可在所述壳体上对应上电极的位置设置有贯通其内腔与外界的第一通孔，使得压力传感器的上电极通过该第一通孔与外界连通在一起。所述壳体上对应敏感材料层的位置设置有贯通其内腔与外界的第二通孔，使得所述敏感材料层通过该第二通孔与外界连通在一起。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种压力传感器与气体传感器的集成装置，其特征在于：包括衬底(1)，在所述衬底(1)的一侧端面上设置有下电极(3)，还包括通过支撑部(4)支撑在下电极(3)上且对气压敏感的上电极(5)，所述上电极(5)、下电极(3)构成了用于测量压力的平板电容器结构；在所述衬底(1)的另一侧端面上设置有测量电极(11)，在所述测量电极(11)上设置有裸露在外且对气体敏感的敏感材料层(12)，所述测量电极(11)、敏感材料层(12)构成了用于测量气体的电阻器结构。
2.根据权利要求1所述的集成装置，其特征在于：所述衬底(1)采用单晶硅材质，在所述下电极(3)与衬底(1)之间设置有第一绝缘层(2)；在所述衬底(1)与测量电极(11)之间设置有第二绝缘层(9)。
3.根据权利要求2所述的集成装置，其特征在于：在所述支撑部(4)内还设置有将下电极(3)的电信号引出的导电部(7)，在所述支撑部(4)的端面上形成了连通导电部(7)的焊盘(8)。
4.根据权利要求2所述的集成装置，其特征在于：在所述第二绝缘层(9)内位于测量电极(11)与衬底(1)之间的位置设置有加热电极(10)。
5.根据权利要求4所述的集成装置，其特征在于：所述加热电极(10)采用铂金丝、钨或者多晶硅层。
6.根据权利要求4所述的集成装置，其特征在于：所述加热电极(10)的边缘位置通过导电部在第二绝缘层(9)的外侧形成焊盘。
7.根据权利要求4所述的集成装置，其特征在于：所述衬底(1)位于加热电极(10)的一侧设置有背腔(1a)结构，所述加热电极(10)通过第二绝缘层(9)悬空在背腔(1a)上。
8.一种封装结构，其特征在于：包括壳体以及位于壳体内的如权利要求1至7任一项所述的集成装置。
9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于：在所述壳体上对应上电极的位置设置有贯通其内腔与外界的第一通孔，所述壳体上对应敏感材料层(12)的位置设置有贯通其内腔与外界的第二通孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621402882.5U CN206362480U (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621402882.5U CN206362480U (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206362480U true CN206362480U (zh) | 2017-07-28 |
Family
ID=59375288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621402882.5U Active CN206362480U (zh) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | 一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206362480U (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107960008A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-04-24 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种集成电路板 |
| CN108012416A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种自供电多功能柔性电路板 |
| CN108088877A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种多功能半导体器件 |
| CN108195898A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种气体传感和电容复合的电路板 |
| CN108593167A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-09-28 | 武汉铂纳智感科技有限公司 | 一种同时感知压力与气敏的柔性电子皮肤及其制备方法 |
| CN110470700A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-19 | 维沃移动通信有限公司 | 传感器组件、传感器及终端设备 |
| WO2019227805A1 (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | 歌尔股份有限公司 | 一种mems麦克风和气压传感器集成结构及其制作方法 |
| CN110579516A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-17 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 二氧化氮气体检测器件及其制作方法、以及电子产品 |
| CN111044205A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 雷念程 | 敏感组件卡装式薄膜压力传感器及制造方法 |
| CN115979500A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-04-18 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种双气压腔芯体、压力扫描阀及制备方法 |
| CN116818851A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-09-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 气体传感器、电池单体、电池和气体浓度检测方法 |
| CN117029908A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-11-10 | 武汉衡惯科技发展有限公司 | Mems传感器及其制作方法 |
-
2016
- 2016-12-20 CN CN201621402882.5U patent/CN206362480U/zh active Active
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108195898B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-08-04 | 佛山市领能电子科技有限公司 | 一种气体传感和电容复合的电路板 |
| CN108012416A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种自供电多功能柔性电路板 |
| CN108088877A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种多功能半导体器件 |
| CN108195898A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种气体传感和电容复合的电路板 |
| CN107960008A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-04-24 | 佛山市车品匠汽车用品有限公司 | 一种集成电路板 |
| CN108088877B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-05-01 | 江西省吉晶微电子有限公司 | 一种多功能半导体器件 |
| CN108012416B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-06-02 | 江苏蓝特电路板有限公司 | 一种自供电多功能柔性电路板 |
| CN108593167A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-09-28 | 武汉铂纳智感科技有限公司 | 一种同时感知压力与气敏的柔性电子皮肤及其制备方法 |
| CN110987260B (zh) * | 2018-03-20 | 2021-04-30 | 武汉铂纳智感科技有限公司 | 一种同时感知压力与气敏的柔性电子皮肤及其制备方法 |
| CN110987260A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-04-10 | 武汉铂纳智感科技有限公司 | 一种同时感知压力与气敏的柔性电子皮肤及其制备方法 |
| WO2019227805A1 (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | 歌尔股份有限公司 | 一种mems麦克风和气压传感器集成结构及其制作方法 |
| CN111044205A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 雷念程 | 敏感组件卡装式薄膜压力传感器及制造方法 |
| CN110470700A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-19 | 维沃移动通信有限公司 | 传感器组件、传感器及终端设备 |
| CN110470700B (zh) * | 2019-07-11 | 2022-08-02 | 维沃移动通信有限公司 | 传感器组件、传感器及终端设备 |
| CN110579516A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-17 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 二氧化氮气体检测器件及其制作方法、以及电子产品 |
| CN115979500A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-04-18 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种双气压腔芯体、压力扫描阀及制备方法 |
| CN115979500B (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-13 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种双气压腔芯体、压力扫描阀及制备方法 |
| CN117029908A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-11-10 | 武汉衡惯科技发展有限公司 | Mems传感器及其制作方法 |
| CN116818851A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-09-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 气体传感器、电池单体、电池和气体浓度检测方法 |
| CN116818851B (zh) * | 2023-08-25 | 2023-12-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 气体传感器、电池单体、电池和气体浓度检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206362480U (zh) | 一种压力传感器与气体传感器的集成装置及封装结构 | |
| CN107089640B (zh) | 一种mems芯片及制备方法 | |
| KR102207406B1 (ko) | 풍속계를 위한 시스템 및 방법 | |
| CN102980711B (zh) | 具有多个传感器元件的封装的传感器 | |
| EP1790963B1 (en) | Mechanical deformation amount sensor | |
| CN104891418B (zh) | Mems压力传感器、mems惯性传感器集成结构 | |
| CN205785644U (zh) | Mems微压压力传感器 | |
| CN205754850U (zh) | 一种麦克风、环境传感器的集成装置 | |
| CN110058051A (zh) | 具有减少漂移功能的z轴微机电检测结构 | |
| CN106535071B (zh) | Mems麦克风与环境传感器的集成装置及其制造方法 | |
| JPH1194668A (ja) | 組合せ式流体圧力および温度センサ装置 | |
| CN101566513B (zh) | 压力传感器模块及电子部件 | |
| TWI224191B (en) | Capacitive semiconductor pressure sensor | |
| WO2017012250A1 (zh) | 一种环境传感器 | |
| CN207649640U (zh) | 一种惯性传感器、环境传感器的封装结构 | |
| WO2015014199A1 (zh) | 轮胎压力监测传感器 | |
| CN207798140U (zh) | 一种芯片的集成装置 | |
| CN207475875U (zh) | 一种麦克风、环境传感器的封装结构 | |
| CN106092153B (zh) | 一种环境传感器及其制造方法 | |
| CN206970199U (zh) | 一种mems芯片 | |
| CN207800604U (zh) | 一种芯片的集成装置 | |
| CN100367527C (zh) | 电容式半导体压力传感器 | |
| CN205981240U (zh) | 一种环境传感器 | |
| CN207908088U (zh) | 陶瓷mems压力传感器 | |
| CN213748873U (zh) | 薄膜式侧向土压力传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200615 Address after: 266104 room 103, 396 Songling Road, Laoshan District, Qingdao, Shandong Province Patentee after: Goer Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 266104 Laoshan Qingdao District North House Street investment service center room, Room 308, Shandong Patentee before: GOERTEK TECHNOLOGY Co.,Ltd. |