CN212963736U - 低温传感器器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种低温传感器器件，包括基底以及覆盖设置在所述基底上方的器件上盖，所述基底与所述器件上盖限定一收容空间，所述收容空间内置有一耐低温芯片，所述耐低温芯片通过耐低温胶水层固定于所述基底上，所述基底与所述器件上盖通过耐低温胶水层相固定，所述基底的上表面上镀制有金属膜，所述金属膜的部分置于所述收容空间内，并通过一金丝与所述耐低温芯片导通，另一部分置于所述收容空间外延伸至裸露台上，与两根镀金铜线分别导通。本实用新型技术方案提高了低温传感器器件的可靠性，器件性能稳定，低应力，也降低了封装的难度，封装全程无需在高温条件下作业，减少了测温传感器因高温带来的氧化问题，对芯片损伤小。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其是一种低温传感器器件。
背景技术
低温，是指温度范围在0.05K到100K之间，该温度范围中的最低温度接近绝对零度温度，正常封装结构和材料在这样极低的温度状态下会产生失效，致使传感器无法正常工作。常规的高可靠性封装采用陶瓷底壳和陶瓷上盖之间采用金锡焊接的封装方法，这是目前是工业上最坚固、最通用、最好的传感器封装方式。但是需要传感器本身需要耐高温。因为这种封装方法的正常焊接温度达到320°C，对于有些不耐高温传感器芯片来说，这无疑是非常致命的问题，高温下传感器芯片本身会产生大的变形和氧化，从而严重影响了传感器芯片本身的测温性能。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种低温传感器器件。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种低温传感器器件，包括基底以及覆盖设置在所述基底上方的器件上盖，所述基底与所述器件上盖限定一收容空间，所述收容空间内置有一耐低温芯片，所述耐低温芯片固定于所述基底的上表面，所述器件上盖的宽度等于所述基底的宽度，所述器件上盖的长度小于所述基底的长度以致于所述基底的至少部分上表面露出所述器件上盖之外形成裸露台，所述耐低温芯片通过耐低温胶水层固定于所述基底上，所述基底与所述器件上盖通过耐低温胶水层相固定，所述基底的上表面上镀制有金属膜，所述金属膜的部分置于所述收容空间内，并通过一金丝与所述耐低温芯片导通，另一部分置于所述收容空间外延伸至所述裸露台上，与两根镀金铜线分别导通。
优选的，所述基底为蓝宝石基底。
优选的，所述器件上盖为氧化铝陶瓷上盖。
优选的，所述耐低温胶水层的厚度为5-10μm。
优选的，所述收容空间为圆柱体形状，所述耐低温芯片位于中心。
优选的，所述金属膜与所述镀金铜线的连接点采用锡膏焊接。
优选的，所述金属膜的厚度为20μm±2μm。
优选的，所述金丝的直径为20-25μm。
优选的，所述镀金铜线的直径为150-200μm。
优选的，所述器件上盖的上表面、所述基底的下表面均镀设有金属散热层，厚度均为15-20μm。
本实用新型技术方案的优点主要体现在：通过氧化铝陶瓷上盖和蓝宝石基底之间采用耐低温胶水粘合的方式连接成一个密封的陶瓷结构，提高了低温传感器器件的可靠性，器件性能稳定，低应力，也降低了封装的难度，封装全程无需在高温条件下作业，减少了测温传感器因高温带来的氧化问题，对芯片损伤小；是一种简单高效、可在接近绝对零度下稳定可靠工作的封装方法。
附图说明
图1是本实用新型的低温传感器器件的主视图；
图2是本实用新型的低温传感器器件的俯视图。
具体实施方式
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
如图1和图2所示，本实用新型揭示了一种低温传感器器件，包括基底1以及覆盖设置在所述基底1上方的器件上盖2，本优选实施例中，所述基底1为蓝宝石基底。所述器件上盖2为氧化铝陶瓷上盖。
所述基底1与所述器件上盖2限定一收容空间3，所述收容空间3内置有一耐低温芯片4，所述收容空间3为圆柱体形状，所述耐低温芯片4位于中心。
所述器件上盖2的宽度等于所述基底1的宽度，所述器件上盖2的长度小于所述基底1的长度以至于所述基底1的至少部分上表面露出所述器件上盖2之外形成裸露台10。
所述耐低温芯片4固定于所述基底1的上表面，在本实用新型中，所述耐低温芯片4通过耐低温胶水层5固定于所述基底1上，所述基底1与所述器件上盖2通过耐低温胶水层5相固定。所述耐低温胶水层5的厚度为5-10μm。本实用新型中控制所述耐低温胶水层5的厚度，既完成了芯片与蓝宝石基底的粘结，又减少了低温下的应力和提高了导热效率。
所述基底1的上表面上镀制有金属膜6，所述金属膜6的厚度为20μm±2μm。所述金属膜6的部分置于所述收容空间3内，并通过一金丝7与所述耐低温芯片4导通，另一部分置于所述收容空间3外延伸至所述裸露台10上，与两根镀金铜线8分别导通。所述金丝7的直径为20-25μm。所述镀金铜线8的直径为150-200μm。所述金属膜6与所述镀金铜线8的连接点采用锡膏9焊接。
本优选实施例中，所述器件上盖2的上表面、所述基底1的下表面均金属化处理，即镀设金属散热层11，厚度均为15-20μm。
下面简单描述一下本实用新型的加工过程：
蓝宝石基底上焊接导线-------蓝宝石基板上贴耐低温芯片（使用耐低温胶水，控制其厚度在5~10μm，室温下静置12小时以上自然状态下固化）-------引线互连（金线，控制线弧最大高度小于80um）-------粘结器件上盖（使用耐低温胶水，控制其厚度在5~10μm，室温下静置12小时以上自然状态下固化）-------电阻测试-------包装出货。
本实用新型能够实现芯片尺寸为1.0mm×1.0mm、厚度300um的传感器裸片的小尺寸封装，封装后的整体尺寸为2.6mm×2.0mm×1.1mm，通过氧化铝陶瓷上盖和蓝宝石基底之间采用耐低温胶水粘合的方式连接成一个密封的陶瓷结构，提高了低温传感器器件的可靠性，器件性能稳定，低应力，也降低了封装的难度，封装全程无需在高温条件下作业，减少了测温传感器因高温带来的氧化问题，对芯片损伤小；是一种简单高效、可在接近绝对零度下稳定可靠工作的封装方法。
另外，本实用新型不仅可使用于低温传感器器件的封装，也适合于传感器芯片本身耐温不超过160℃，对封装应力敏感和具有高可靠性要求的传感器类产品封装。低应力常温下封装出导热性和可靠性均符合超低温（接近绝对零度）要求的产品。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温传感器器件，包括基底（1）以及覆盖设置在所述基底（1）上方的器件上盖（2），所述基底（1）与所述器件上盖（2）限定一收容空间（3），所述收容空间（3）内置有一耐低温芯片（4），所述耐低温芯片（4）固定于所述基底（1）的上表面，其特征在于：所述器件上盖（2）的宽度等于所述基底（1）的宽度，所述器件上盖（2）的长度小于所述基底（1）的长度以至于所述基底（1）的至少部分上表面露出所述器件上盖（2）之外形成裸露台（10），所述耐低温芯片（4）通过耐低温胶水层（5）固定于所述基底（1）上，所述基底（1）与所述器件上盖（2）通过耐低温胶水层（5）相固定，所述基底（1）的上表面上镀制有金属膜（6），所述金属膜（6）的部分置于所述收容空间（3）内，并通过一金丝（7）与所述耐低温芯片（4）导通，另一部分置于所述收容空间（3）外延伸至所述裸露台（10）上，与两根镀金铜线（8）分别导通。
2.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述基底（1）为蓝宝石基底。
3.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述器件上盖（2）为氧化铝陶瓷上盖。
4.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述耐低温胶水层（5）的厚度为5-10μm。
5.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述收容空间（3）为圆柱体形状，所述耐低温芯片（4）位于中心。
6.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述金属膜（6）与所述镀金铜线（8）的连接点采用锡膏（9）焊接。
7.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述金属膜（6）的厚度为20μm±2μm。
8.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述金丝（7）的直径为20-25μm。
9.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述镀金铜线（8）的直径为150-200μm。
10.根据权利要求1所述低温传感器器件，其特征在于：所述器件上盖（2）的上表面、所述基底（1）的下表面均镀设有金属散热层（11），厚度均为15-20μm。
Priority Applications (1)
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2020
- 2020-09-07 CN CN202021930473.9U patent/CN212963736U/zh active Active
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