CN210571153U - 封装模块及采用该封装模块的压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种封装模块及采用该封装模块的压力传感器，所述封装模块包括：外壳，基板，所述外壳扣合在所述基板上，所述外壳与所述基板形成容纳腔；压力敏感芯片，置于所述容纳腔内，且通过玻璃烧结层固定在所述基板上；调理芯片，置于所述容纳腔内，且固定在所述基板上，所述压力敏感芯片与所述调理芯片电连接，所述调理芯片与所述基板电连接。本实用新型的优点在于，采用玻璃烧结层将所述压力敏感芯片与所述基板密封连接，大大增强了压力敏感芯片与基板的连接强度，耐压力冲击，耐腐蚀性能好，密封特性好，可以提高传感器的压力量程，可应用于高压传感器，且适用于大量程的压力传感器。

Description

封装模块及采用该封装模块的压力传感器

技术领域

本实用新型涉及MEMS传感器领域，尤其涉及一种封装模块及采用该封装模块的压力传感器。

背景技术

传感器封装技术是实现压力传感器实际应用的关键技术。通过封装实现集成电路中电学信号在不同模块的相互传递，封装本身要尽可能减小对MEMS 芯片的影响，同时要减少外部环境对MEMS芯片的影响。在MEMS芯片的封装模块中，传统的芯片固定方式采用胶粘接方式，该方式在承受较大压力时，会使得胶粘方式失效，降低MEMS芯片与基板的连接强度，降低密封效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种封装模块及采用该封装模块的压力传感器，其能够提高压力敏感芯片与基板的连接强度。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种封装模块，其包括：外壳，基板，所述外壳扣合在所述基板上，所述外壳与所述基板形成容纳腔；压力敏感芯片，置于所述容纳腔内，且通过玻璃烧结层固定在所述基板上；调理芯片，置于所述容纳腔内，且固定在所述基板上，所述压力敏感芯片与所述调理芯片电连接，所述调理芯片与所述基板电连接。

进一步，所述基板上具有通孔，所述压力敏感芯片对应所述通孔设置，外部测量介质能够通过所述通孔将压力传递至所述压力敏感芯片。

进一步，所述调理芯片通过玻璃烧结层固定在所述基板上。

进一步，所述基板为陶瓷基板。

进一步，所述基板的外底面具有金属垫，所述金属垫用于与外部结构电连接。

本实用新型还提供一种压力传感器，其包括：封装外壳，所述封装外壳包括第一连接端、第二连接端及位于所述第一连接端与所述第二连接端之间的容置腔，在所述第一连接端具有压力测量孔，所述压力测量孔与所述容置腔连通；转接电路板，设置在所述容置腔内，所述转接电路板底面与所述封装外壳的第一连接端密封连接，所述转接电路板上具有一过孔，所述过孔对应所述压力测量孔；如上所述的封装模块，置于所述容置腔内，所述封装模块设置在所述转接电路板上且与所述转接电路板电连接，所述封装模块的基板上的通孔与所述转接电路板上的过孔对应设置；连接件，与所述封装外壳的第二连接端连接，且所述转接电路板通过所述连接件与外界电连接。

进一步，所述封装外壳的第一连接端突出形成一突出部，所述压力测量孔贯穿所述突出部后与所述容置腔连通。

进一步，所述转接电路板底面与所述封装外壳的第一连接端通过一密封件密封。

进一步，所述连接件端部外缘具有凸出部，所述凸出部抵接所述转接电路板设置有封装模块的表面。

进一步，在所述封装外壳的第二连接端，铆压或者卷边所述封装外壳的第二连接端，以将所述连接件与所述转接电路板及所述封装外壳固定及密封。

本实用新型的优点在于，采用玻璃烧结层将所述压力敏感芯片与所述基板密封连接，大大增强了压力敏感芯片与基板的连接强度，耐压力冲击，耐腐蚀性能好，密封特性好，可以提高传感器的压力量程，可应用于高压传感器，且适用于大量程的压力传感器。

附图说明

图1是本实用新型封装模块的一具体实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型压力传感器的一具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的封装模块及采用该封装模块的压力传感器的具体实施方式做详细说明。

图1是本实用新型封装模块的一具体实施方式的结构示意图。请参阅图1，所述封装模块包括外壳10、基板11、压力敏感芯片12及调理芯片13。

所述外壳10扣合在所述基板11上，所述外壳10与所述基板11形成容纳腔10A。所述外壳10可通过粘结剂或者焊锡100等粘结在基板11上，并与所述基板11密封。所述外壳10包括但不限于金属外壳或者陶瓷外壳。所述外壳 10作为所述压力敏感芯片12及调理芯片13的保护外壳，有效地避免外界杂质影响所述压力敏感芯片12及调理芯片13。

其中，在本具体实施方式中，所述基板11为陶瓷基板，例如，氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板。陶瓷基板具有导热性能好、耐高温、耐腐蚀等特点。进一步，所述基板11的厚度为0.5-2mm，其能够在避免影响封装模块的体积的情况下，提供良好的热传导。

所述压力敏感芯片12为MEMS芯片，其置于所述容纳腔10A内，且通过玻璃烧结层120固定在所述基板11上。即所述压力敏感芯片12通过玻璃浆料烧结粘结在所述基板11上，所述玻璃浆料经玻璃烧结工艺后形成玻璃烧结层 120。与传统的采用胶黏剂将所述压力敏感芯片12粘结在基板11上相比，采用玻璃烧结层120将所述压力敏感芯片12粘结在基板11上增强了所述压力敏感芯片12与基板11连接强度，耐压力冲击，耐腐蚀，密封特性好，可以提高传感器的压力量程，可应用于高压传感器，且适用于大量程的压力传感器。

进一步，所述基板11上具有通孔11A，所述压力敏感芯片12对应所述通孔11A设置，外部测量介质能够通过所述通孔11A将压力传递至所述压力敏感芯片12。

所述调理芯片13为ASIC芯片，其置于所述容纳腔10A内，且固定在所述基板11上。优选地，所述调理芯片13通过玻璃烧结层130固定在所述基板 11上。即所述调理芯片13通过玻璃浆料烧结粘结在所述基板11上，所述玻璃浆料经玻璃烧结工艺后形成玻璃烧结层130。所述玻璃烧结层130增强了所述调理芯片13与基板11连接强度。

所述压力敏感芯片12与所述调理芯片13电连接，所述调理芯片13与所述基板11电连接。在本具体实施方式中，所述压力敏感芯片12通过金属引线 14与所述调理芯片13电连接，所述调理芯片13通过金属引线15与所述基板 11电连接。

进一步，所述基板11的外底面具有金属垫16，所述调理芯片13通过所述基板11与所述金属垫16电连接，所述金属垫16用于将所述调理芯片13与外部结构电连接。具体地说，当需要将所述封装模块与外部的印刷电路板等结构连接时，所述金属垫16与所述印刷电路板电连接，以使得所述调理芯片13与印刷电路板电连接，进而进行信号的传输。

本实用新型封装模块采用玻璃烧结层120将所述压力敏感芯片12与所述基板11密封连接，大大增强了压力敏感芯片12与基板11的连接强度，耐压力冲击，耐腐蚀性能好，密封特性好，可以提高传感器的压力量程，可应用于高压传感器，且适用于大量程的压力传感器。

本实用新型还提供一种采用上述封装模块的压力传感器。图2是本实用新型压力传感器的一具体实施方式的结构示意图。请参阅图1及图2，所述压力传感器包括封装外壳20、转接电路板21、封装模块22及连接件23。

所述封装外壳20包括但不限于金属外壳。所述封装外壳20包括第一连接端20A、第二连接端20B及位于所述第一连接端20A与所述第二连接端20B 之间的容置腔20C。

其中，在所述第一连接端20A具有压力测量孔24，所述压力测量孔24与所述容置腔20C连通。进一步，在本具体实施方式中，所述封装外壳20的第一连接端20A突出形成一突出部25，所述压力测量孔24贯穿所述突出部25 后与所述容置腔20C连通。在所述突出部25的外侧面具有螺纹，用于将所述压力传感器连接至外部部件。具体地说，所述压力传感器通过所述突出部25 与外部测量介质管道连接。

所述转接电路板21的材质包括但不限于陶瓷或FR4。所述转接电路板21 设置在所述容置腔20C内，所述转接电路板21底面与所述封装外壳20的第一连接端20A密封连接。具体地说，所述封装外壳20的第一连接端20A未设置所述压力测量孔24的区域为一承载面，所述转接电路板21底面与所述承载面通过一密封件26密封连接，从而避免测量介质通过承载面与转接电路板21之间的缝隙进入所述容置腔20C。所述密封件26可为密封圈，所述密封圈的材料可为硅胶、NBR、ACM、FKM等。或者可通过胶粘接密封所述转接电路板 21底面与所述承载面。

其中，在所述转接电路板21上具有一过孔210，所述过孔210贯穿所述转接电路板21。所述过孔210对应所述压力测量孔24，即所述过孔210与所述压力测量孔24连通。

所述封装模块22置于所述容置腔20C内。所述封装模块22设置在所述转接电路板21上且与所述转接电路板21电连接。所述封装模板22上的金属垫16与所述转接电路板21电连接。在本具体实施方式中，所述转接电路板21 上具有焊盘，所述焊盘位置及尺寸与封装模块的金属垫16相匹配，则所述焊盘与金属垫16焊接，以将所述封装模块22固定在所述转接电路板21上。

所述封装模块22的基板11上的通孔11A与所述转接电路板上的过孔210 对应设置，具体地说，所述封装模块22的基板11上的通孔11A与所述转接电路板上的过孔210同心设置。外界测量介质通过所述压力测量孔24、过孔210 及封装模块22的基板上的通孔11A将压力传导至压力敏感芯片12。

所述连接件23与所述封装外壳20的第二连接端20B连接。在本具体实施方式中，所述连接件23端部外缘具有凸出部23A，所述凸出部23A抵接所述转接电路板21设置有封装模块22的表面。在所述封装外壳20的第二连接端 20B，铆压或者卷边所述封装外壳20的第二连接端20B，以将所述连接件23 与所述转接电路板21及所述封装外壳20固定及密封，工艺简单，密封好，装配应力低。

进一步，所述连接件23包括排针231，所述转接电路板21包含有设计电路的电子元件212，输入与输出焊盘通过柔性板或者导线211与连接件23的排针231相连，实现与外部电器特性连接。

本实用新型压力传感器将压力敏感芯片封装在封装模块内，可实现批量化封装生产；另外，可将封装模块22校准后再封装在所述封装外壳20内，避免了组装好后再校准失效的几率，降低了金属外壳和塑料连接器等的报废率，达到低成本的目的，同时可以实现批量化的校准和测试，实现大批量生产，可以提高生产效率。另外，本实用新型压力传感器采用背进气方式可以有效避免腐蚀类测量介质对MEMS芯片正面金属焊盘及导线等的腐蚀，可做到有效的介质隔离。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种封装模块，其特征在于，包括：

外壳，

基板，所述外壳扣合在所述基板上，所述外壳与所述基板形成容纳腔；

压力敏感芯片，置于所述容纳腔内，且通过玻璃烧结层固定在所述基板上；

调理芯片，置于所述容纳腔内，且固定在所述基板上，所述压力敏感芯片与所述调理芯片电连接，所述调理芯片与所述基板电连接。

2.根据权利要求1所述的封装模块，其特征在于，所述基板上具有通孔，所述压力敏感芯片对应所述通孔设置，外部测量介质能够通过所述通孔将压力传递至所述压力敏感芯片。

3.根据权利要求1所述的封装模块，其特征在于，所述调理芯片通过玻璃烧结层固定在所述基板上。

4.根据权利要求1所述的封装模块，其特征在于，所述基板为陶瓷基板。

5.根据权利要求4所述的封装模块，其特征在于，所述基板的外底面具有金属垫，所述金属垫用于与外部结构电连接。

6.一种压力传感器，其特征在于，包括：

封装外壳，所述封装外壳包括第一连接端、第二连接端及位于所述第一连接端与所述第二连接端之间的容置腔，在所述第一连接端具有压力测量孔，所述压力测量孔与所述容置腔连通；

转接电路板，设置在所述容置腔内，所述转接电路板底面与所述封装外壳的第一连接端密封连接，所述转接电路板上具有一过孔，所述过孔对应所述压力测量孔；

如权利要求1～5任意一项所述的封装模块，置于所述容置腔内，所述封装模块设置在所述转接电路板上且与所述转接电路板电连接，所述封装模块的基板上的通孔与所述转接电路板上的过孔对应设置；

连接件，与所述封装外壳的第二连接端连接，且所述转接电路板通过所述连接件与外界电连接。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述封装外壳的第一连接端突出形成一突出部，所述压力测量孔贯穿所述突出部后与所述容置腔连通。

8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述转接电路板底面与所述封装外壳的第一连接端通过一密封件密封。

9.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述连接件端部外缘具有凸出部，所述凸出部抵接所述转接电路板设置有封装模块的表面。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其特征在于，在所述封装外壳的第二连接端，铆压或者卷边所述封装外壳的第二连接端，以将所述连接件与所述转接电路板及所述封装外壳固定及密封。

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