CN208847393U - 一种压力传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感器的封装结构，包括外壳、敏感元件、调理芯片以及封装基板，敏感元件和调理芯片分别通过粘接剂固定到封装基板上，并通过键合引线实现敏感元件、调理芯片以及封装基板之间的信号互联；外壳通过外壳粘接剂粘接到封装基板上，且外壳上设置有注胶窗口，通过注胶窗口向外壳内注入用于保护敏感元件、调理芯片以及键合引线的灌封胶，外壳内层设置有一防溢装置；将上述封装好的器件通过SMT方式粘贴到PCB转接板上，并通过密封胶将器件四周与PCB转接板接触的地方进行密封。本专利的注胶窗口主要是便于灌封胶的注入和最终成品的进压，在贴片后的器件周围涂覆有密封胶，其密封性能更好。

Description

一种压力传感器的封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器的封装结构，属于传感器技术领域。

背景技术

压力传感器的封装结构是实现压力传感器压力传递，应力缓冲的关键技术。目前应用中，由于封装结构的限制，很多压力传感器无法使用灌封胶水来保护内部的敏感元器件和调理电路，或者做了灌封胶水的结构后，由于灌封胶水的粘度，浸润角等因素，导致灌封胶水的厚度很难控制。传统的板式压力传感器，由于器件采用冲压的金属壳方式，很难做到正面进压口的主动密封，而且随着长期压合后金属壳会发生形变，容易泄露测量介质。对于有腐蚀性等恶劣环境下的传感器，这些封装是不可靠的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种压力传感器的封装结构，该结构可以有效解决在传感器制造过程中灌封胶厚度的控制以及组装密封的问题，其结构简单、成本低廉、性能优良且可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，一种压力传感器的封装结构，包括外壳、敏感元件、调理芯片以及封装基板，

—所述敏感元件和调理芯片分别通过粘接剂固定到封装基板上，并通过键合引线实现敏感元件、调理芯片以及封装基板之间的信号互联；

—所述外壳通过外壳粘接剂粘接到封装基板上，且外壳上设置有注胶窗口，通过注胶窗口向外壳内注入用于保护敏感元件、调理芯片以及键合引线的灌封胶，所述外壳内层设置有一防溢装置；

—将上述封装好的器件通过SMT方式粘贴到PCB转接板上，并通过密封胶将器件四周与PCB转接板接触的地方进行密封。

本专利的封装结构在外壳上设置有一个注胶窗口主要是便于灌封胶的注入和最终成品的进压，灌封胶对芯片和键合引线进行包裹，保护芯片和键合引线免受介质腐蚀。在贴片后的器件周围涂覆有密封胶，其密封性能更好。

作为优选，所述敏感元件为MEMS压力传感芯片，所述调理芯片为ASIC调理芯片。

作为优选，所述敏感元件为差压MEMS芯片。

作为优选，所述封装基板上设置有封装基板通孔，所述PCB转接板上设置有PCB转接板通孔，所述封装基板通孔和PCB转接板通孔位置上下对应，且封装基板和PCB转接板通过焊锡或者导电胶焊接在一起；且封装好后满足：封装基板上的封装基板金属圆环和PCB转接板上的PCB转接板金属圆环是密封粘接的，且封装基板上的封装基板焊盘与PCB转接板上的PCB转接板焊盘是互联的。

在上述技术方案中，PCB转接板为FR4材料或者陶瓷材料等，PCB转接板可以根据压力传感器的测量属性，在PCB转接板上设置密封金属化环和气孔，用于密封进气口。此方案将在具体实施例部分进行详述。

作为优选，所述外壳上还设置有密封槽，便于放置密封圈以及轻松实现二次装配的密封。

作为优选，所述防溢装置为一凸台或凹槽，防溢装置的设置主要起到了限位灌封胶的作用，有效的控制了灌封胶的溢出问题，该防溢装置的形状不局限于凸台或者凹槽形状，只要是能起到防止溢出作用的其它形状均可。

作为优选，所述注胶窗口为圆形、方形、多边形或者不规则形状，其优选圆形，当然，其它形状也可以根据实际需要选用。

作为优选，所述封装基板金属圆环位于封装基板通孔的外围。

作为优选，所述敏感元件通过敏感元件固晶胶固定在封装基板上，所述调理芯片通过调理芯片固晶胶固定在封装基板上。

作为优选，所述外壳的材料是兼容所测量的介质的，不会被介质所腐蚀，该材料不局限于金属、陶瓷或者LCP塑料。

作为优选，在上述封装结构中，密封胶的涂覆是闭合的，不仅起到二次密封的作用，同时还避免了金属密封的漏气问题。且该密封胶易于流动，且不会被测量介质腐蚀，比如为硅胶、氟硅胶或者聚氨酯的等。

本实用新型的有益效果：本实用新型的封装结构实现了MEMS与ASIC的集成封装，尺寸小、适合批量制造，成本低廉；在压力传感器的正面有保护灌封胶，保护了内部芯片和引线，同时保证了灌封胶灌封的一致性，使得产品性能稳定；压力传感器外壳上带有密封槽，方便了二次组装过程中正面密封，安装方便、密封性能好；使得压力传感器与PCB转接板之间通过焊锡密封和外涂覆密封胶双重密封，可靠性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明压力传感器封装结构的第一实施方案的截面图；

图2是本发明压力传感器封装结构第一实施方案的封装基板正面图；

图3是本发明压力传感器封装结构第一实施方案的PCB转接板正面图；

图4是本发明压力传感器封装结构的第二实施方案的截面图；

图5是本发明压力传感器封装结构的第三实施方案的截面图；

图中：1.外壳，2.敏感元件，3.敏感元件固晶胶，4.外壳粘接剂，5.密封胶，6.灌封胶，7.调理芯片，8.调理芯片固晶胶，9.封装基板，10.PCB转接板，11.焊锡或者导电胶，12.PCB转接板通孔，13.封装基板通孔，14.键合引线，15.防溢装置，16.注胶窗口，17.封装基板金属圆环，18.封装基板焊盘，19.PCB转接板焊盘，20.PCB转接板金属圆环，21.差压MEMS芯片，22.密封槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合实施例对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型公开了一种压力传感器的封装结构，包括外壳1、敏感元件2、调理芯片7以及封装基板9，

—所述敏感元件2和调理芯片7分别通过粘接剂固定到封装基板上，并通过键合引线14实现敏感元件2、调理芯片7以及封装基板9之间的信号互联；

—所述外壳1通过外壳粘接剂4粘接到封装基板9上，且外壳1上设置有注胶窗口16，通过注胶窗口16向外壳1内注入用于保护敏感元件2、调理芯片7以及键合引线14的灌封胶6，所述外壳内层设置有一防溢装置15；

—将上述封装好的器件通过SMT方式粘贴到PCB转接板10上，并通过密封胶5将器件四周与PCB转接板10接触的地方进行密封。

本专利的封装结构在外壳1上设置有一个注胶窗口16主要是便于灌封胶6的注入和最终成品的进压，灌封胶6对芯片和键合引线进行包裹，保护芯片和键合引线免受介质腐蚀。在贴片后的器件周围涂覆有密封胶5，其密封性能更好。

在本实施例中所述敏感元件2为MEMS压力传感芯片，所述调理芯片7为ASIC调理芯片。本实施例所述敏感元件优选为差压芯片21。采用差压芯片能够简单且很好的实现两侧压力的密封，同时该封装结构也适用于绝压的MEMS芯片。

实施例二

如图2-4所示，所述封装基板9上还设置有封装基板通孔13，所述PCB转接板10上设置有PCB转接板通孔12，所述封装基板通孔13和PCB转接板通孔12位置上下对应，且封装基板9和PCB转接板10通过焊锡或者导电胶11焊接在一起；且封装好后满足：封装基板9上的封装基板金属圆环17和PCB转接板10上的PCB转接板金属圆环20是密封粘接的，且封装基板9上的封装基板焊盘18与PCB转接板10上的PCB转接板焊盘19是互联的。

在上述技术方案中，PCB转接板10为FR4材料或者陶瓷材料等，PCB转接板10可以根据压力传感器的测量属性，在PCB转接板上设置密封金属化环和气孔，用于密封进气口。在封装器件四周涂覆上密封胶5双重密封并保护内部焊盘不被介质等腐蚀。

实施例三

如图5所示，在本实施例中所述外壳1上还设置有密封槽22，便于放置密封圈以及轻松实现二次装配的密封。

在上述若干实施例中，所述防溢装置15为一凸台或凹槽，防溢装置的设置主要起到了限位灌封胶6的作用，有效的控制了灌封胶的溢出问题，该防溢装置的形状不局限于凸台或者凹槽形状，只要是能起到防止溢出作用的其它形状均可。

所述注胶窗口16为圆形、方形、多边形或者不规则形状，其优选圆形，当然，其它形状也可以根据实际需要选用。

所述封装基板金属圆环位于封装基板通孔的外围。

所述敏感元件2通过敏感元件固晶胶3固定在封装基板9上，所述调理芯片7通过调理芯片固晶胶8固定在封装基板9上。

所述外壳1的材料是兼容所测量的介质的，不会被介质所腐蚀，该材料不局限于金属、陶瓷或者LCP塑料。

在上述封装结构中，密封胶的涂覆是闭合的，不仅起到二次密封的作用，同时还避免了金属密封的漏气问题。且该密封胶易于流动，且不会被测量介质腐蚀，比如为硅胶、氟硅胶或者聚氨酯的等。

该新型设计的外壳1内部带有一圈凸台，即防溢装置，起到了限位灌封胶6的作用，有效的控制灌封胶6的溢出问题。本新型设计的外壳上开有一个圆心孔，便于灌封胶水的注入。传感器贴片后在器件的周围涂敷有密封胶水5，密封性好。其外壳上开设的密封槽，便于放置密封圈和轻松实现二次装配的密封。综上，本实用新型设计结构简单，工艺易于生产和控制，性能优越。

所描述的实施例只是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种压力传感器的封装结构，其特征在于，包括外壳(1)、敏感元件(2)、调理芯片(7)以及封装基板(9)，

—所述敏感元件(2)和调理芯片(7)分别通过粘接剂固定到封装基板(9)上，并通过键合引线(14)实现敏感元件(2)、调理芯片(7)以及封装基板(9)之间的信号互联；

—所述外壳(1)通过外壳粘接剂(4)粘接到封装基板(9)上，且外壳(1)上设置有注胶窗口(16)，通过注胶窗口(16)向外壳(1)内注入用于保护敏感元件(2)、调理芯片(7)以及键合引线(14)的灌封胶(6)，所述外壳(1)内层设置有一防溢装置(15)；

—将上述封装好的器件通过SMT方式粘贴到PCB转接板(10)上，并通过密封胶(5)将器件四周与PCB转接板(10)接触的地方进行密封。

2.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述敏感元件(2)为MEMS压力传感芯片，所述调理芯片(7)为ASIC调理芯片。

3.根据权利要求2所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述敏感元件(2)为差压MEMS芯片(21)。

4.根据权利要求2所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述封装基板(9)上设置有封装基板通孔(13)，所述PCB转接板(10)上设置有PCB转接板通孔(12)，所述封装基板通孔(13)和PCB转接板通孔(12)位置上下对应，且封装基板(9)和PCB转接板(10)通过焊锡或者导电胶(11)焊接在一起；且封装好后满足：封装基板(9)上的封装基板金属圆环(17)和PCB转接板(10)上的PCB转接板金属圆环(20)是密封粘接的，且封装基板(9)上的封装基板焊盘(18)与PCB转接板(10)上的PCB转接板焊盘(19)是互联的。

5.根据权利要求4所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述外壳(1)上还设置有密封槽(22)。

6.根据权利要求4或5所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述防溢装置(15)为一凸台或凹槽。

7.根据权利要求1-5任一项所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述注胶窗口(16)为圆形、方形、多边形或者不规则形状。

8.根据权利要求4所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述封装基板金属圆环(17)位于封装基板通孔(13)的外围。

9.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于，所述敏感元件(2)通过敏感元件固晶胶(3)固定在封装基板(9)上，所述调理芯片(7)通过调理芯片固晶胶(8)固定在封装基板(9)上。