CN213779342U - 压力传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感器和电子设备，所述压力传感器包括：芯片、基板和封装壳体；所述芯片设于所述基板，所述芯片背离所述基板的一侧设置防水膜；所述封装壳体包括封装本体和延伸部，所述封装本体围设于所述芯片的侧面，所述延伸部自所述封装本体向所述防水膜延伸，所述延伸部覆盖所述防水膜的部分位置，所述防水膜的至少部分位置显露于外界。本实用新型的技术方案能够有效提高传感器的反映灵敏度。

Description

压力传感器和电子设备

技术领域

本实用新型涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种压力传感器和电子设备。

背景技术

MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机电系统)传感器通常需要防水设计，避免水分浸入到传感器内部。目前的防水设计是在MEMS传感器安装位置的上方设置防水膜，这种防水方式中，防水膜和MEMS传感器之间间隔有一定空间距离，而MEMS传感器需要感受外界环境的压力变化，间隔的空间距离影响传感器与外界环境的接触，导致传感器的反映灵敏度降低。

实用新型内容

基于此，针对现有的防水膜设置位置和传感器间隔一定空间距离，导致传感器的反映不够灵敏的问题，有必要提供一种压力传感器和电子设备，旨在能够有效提高传感器的反映灵敏度。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种压力传感器，所述压力传感器包括：

芯片；

基板，所述芯片设于所述基板，所述芯片背离所述基板的一侧设置防水膜；以及

封装壳体，所述封装壳体包括封装本体和延伸部，所述封装本体围设于所述芯片的侧面，所述延伸部自所述封装本体向所述防水膜延伸，所述延伸部覆盖所述防水膜的部分位置，所述防水膜的至少部分位置显露于外界。

可选地，所述芯片背离所述基板的一侧设置感压膜片，所述防水膜盖设于所述感压膜片。

可选地，所述防水膜和所述感压膜片之间形成有压强传递腔，所述压强传递腔将外界压强变化经所述防水膜传递至所述感压膜片。

可选地，所述芯片包括极板，所述极板面向所述感压膜片设置，所述极板和所述感压膜片之间设置间隔空腔。

可选地，所述压强传递腔具有面向所述感压膜片的第一开口，所述间隔空腔具有面向所述感压膜片的第二开口，所述第一开口和所述第二开口的面积相等，所述第一开口和所述第二开口正对设置。

可选地，所述封装本体背离所述芯片的表面设置用于固定所述压力传感器的固定槽。

可选地，所述压力传感器包括第一信号传递部，所述第一信号传递部设于所述芯片和所述基板之间，所述芯片和所述基板之间形成间隔缝隙；

所述封装壳体热塑于所述芯片，所述封装壳体向所述间隔缝隙延伸，并覆盖所述第一信号传递部。

可选地，所述压力传感器包括第二信号传递部，所述第二信号传递部设于所述基板背向所述芯片的一侧。

可选地，所述延伸部包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部于所述芯片的中心轴线对称设置。

此外，为了实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括外壳和如上文所述的压力传感器，所述压力传感器设于所述外壳。

本实用新型提出的技术方案中，防水膜设置在芯片上，通过封装壳体将防水膜固定在芯片上。可以理解的是，防水膜设置在了压力传感器的内部，如此，防水膜和芯片的距离变小，在保证压力传感器防水作用的同时，防水膜还能够通过显露于外界的位置有效的传递外界环境的压力变化。继而提高传感器的反映灵敏度。

进一步地，封装壳体设置在芯片的四周，封装壳体的封装密封也能够起到防水的作用，并且通过延伸部对防水膜部分位置的覆盖，芯片和防水膜之间的衔接位置也被封装壳体包裹，从而进一步的提高了防水效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型压力传感器一实施例的结构示意图；

图2为图1中芯片的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	芯片	411	固定槽
110	间隔空腔	420	延伸部
				20	基板	50	感压膜片
30	防水膜	60	极板
				310	压强传递腔	70	第一信号传递部
40	封装壳体	80	第二信号传递部
				410	封装本体

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

MEMS传感器通常需要防水设计，避免水分浸入到传感器内部。相关技术中的防水设计是在MEMS传感器安装位置的上方设置防水膜，这种防水方式中，防水膜和MEMS传感器之间间隔有一定空间距离，而MEMS传感器需要感受外界环境的压力变化，由于间隔对空间距离较远，振动的传播力度受到间隔的空间距离影响振动力度降低。间隔的空间距离影响传感器与外界环境的接触，由此导致传感器的反映灵敏度降低。

为了解决上述问题，参阅图1和图2所示，本实用新型提供一种压力传感器，压力传感器包括MEMS传感器，压力传感器用于检测外界环境的气压变化。压力传感器包括：芯片10、基板20和封装壳体40，封装壳体40设置在芯片10的四周，起到保护芯片10的作用，避免芯片10受到外力影响而破损。

芯片10设于基板20，芯片10背离基板20的一侧设置防水膜30，芯片10电性连接于基板20上，例如，采用焊锡或者金线绑定的方式，将芯片10连接到基板20上，也还可以是芯片10倒装的方式进行固定。芯片10用于检测外界气压变化，并将这种变化转化为电信号传递给基板20，并通过基板20向外传输，防水膜30设置在芯片10感受外界气压变化的方位，防水膜30除了能够防止水分浸入到芯片10内，还能够起到防尘的作用，避免灰尘落入到芯片10内。

封装壳体40包括封装本体410和延伸部420，封装本体410围设于芯片10的侧面，延伸部420自封装本体410向防水膜30延伸，延伸部420覆盖防水膜30的部分位置，通过延伸部420能够将防水膜30牢固的设置在芯片10上。防水膜30的至少部分位置显露于外界，通过防水膜30显露于外界的部分，外界气压变化能够顺利传导至芯片10内。封装壳体40采用molding(注塑成型)工艺加工成型，molding加工成型速度更快。相比于相关技术中采用灌胶的方式密封芯片10，节省脱泡的作业过程，从而提高封装的工作效率。

本实施例提出的技术方案中，防水膜30设置在芯片10上，通过封装壳体40将防水膜30固定在芯片10上。可以理解的是，防水膜30设置在了压力传感器的内部，如此，防水膜30和芯片10的距离变小，在保证压力传感器防水作用的同时，防水膜30还能够通过显露于外界的位置有效的传递外界环境的压力变化。继而提高传感器的反映灵敏度。

进一步地，封装壳体40设置在芯片10的四周，封装壳体40的封装密封也能够起到防水的作用，并且通过延伸部420对防水膜30部分位置的覆盖，芯片10和防水膜30之间的衔接位置也被封装壳体40包裹，从而进一步的提高了防水效果。

在上述实施例中，为了能够提高防水效果，芯片10背离基板20的一侧设置感压膜片50，防水膜30盖设于感压膜片50。通过盖设的方式，防水膜30覆盖在感压膜片50的表面，从而可以使感压膜片50的感压面整面防水，由此来提高压力传感器的防水效果。

在上述实施例中，为了能够使外界气压变化顺利传导入芯片10，防水膜30和感压膜片50之间形成有压强传递腔310，压强传递腔310将外界压强变化经防水膜30传递至感压膜片50。防水膜30本身具有一定形变能力，例如，外界气压受到压力增加影响，气压增加，外界空气作用于防水膜30，防水膜30变形下凹，如此压迫压强传递腔310的体积变形缩小，压强传递腔310内部压强增加，导致施加在感压膜片50上的压力也同步提高。感压膜片50受到压强传递腔310的内部压力增加影响，感压膜片50同样变形，继而产生压力增加的电信号。相反的，还可以产生压力减小的电信号。

在上述实施例中，为了能够准确测量得到外界压力变化，芯片10包括极板60，极板60面向感压膜片50设置，极板60和感压膜片50之间设置间隔空腔110。感压膜片50、极板60以及间隔空腔110之间形成电容，感压膜片50变形，从而使感压膜片50和极板60之间的距离产生变化，感压膜片50和极板60相当于电容的两极，电容的两极距离产生变化，继而导致电容值也产生变化，如此产生电信号，该电信号代表外界气压的变化。

在上述实施例中，为了使压强传递的更加准确，压强传递腔310具有面向感压膜片50的第一开口，间隔空腔110具有面向感压膜片50的第二开口，第一开口和第二开口的面积相等，第一开口和第二开口正对设置。外界的压强变化，通过压强传递腔310传递至间隔空腔110，第一开口和第二开口正对且面积相等，也就是说感压膜片50和压强传递腔310的接触面积、以及感压膜片50和间隔空腔110的接触面积相等，即感压膜片50上下两个表面接触空气的面积相等，从而使感压膜片50的振动一致，减少压强传递的递减损耗，保证压强的传递的更加准确。

在本申请的其中一个实施例中，为了便于压力传感器的安装，封装本体410背离芯片10的表面设置用于固定压力传感器的固定槽411。压力传感器用于安装在电子设备中，在安装时，可以通过卡接的方式，配合固定槽411完成安装。固定槽411的形状和具体结构可以依据相应的安装位置确定。除此之外，封装本体410还可以设置定位凸起，通过定位凸起来固定压力传感器。

在本申请的其中一个实施例中，压力传感器包括第一信号传递部70，第一信号传递部70设于芯片10和基板20之间，芯片10和基板20之间形成间隔缝隙；封装壳体40热塑于芯片10，封装壳体40向间隔缝隙延伸，并覆盖第一信号传递部70。第一信号传递部70包括有多个，第一信号传递部70用于传输芯片10产生的电信号，第一信号传递部70还用于固定芯片10。例如，第一信号传递部70为焊锡，通过焊锡将芯片10焊接在基板20上，同时焊锡为金属，能够进行电信号的传递。此外，还可以是通过打金线的方式，使芯片10和基板20进行连接。

在本申请的其中一个实施例中，为了便于将压力传感器的信号传递出，压力传感器包括第二信号传递部80，第二信号传递部80设于基板20背向芯片10的一侧。第一信号传递部70和第二信号传递部80之间电性连接，芯片10产生的电信号依次经过第一信号传递部70和第二信号传递部80，从而将压力传感器的电信号传递出。

在本申请的其中一个实施例中，延伸部420包括第一延伸部420和第二延伸部420，第一延伸部420和第二延伸部420于芯片10的中心轴线对称设置。通过对称设置的第一延伸部420和第二延伸部420使感压膜片50的两侧受力均匀，同时也保证感压膜片50受力更加稳固。

本实用新型还提供一种电子设备，电子设备包括外壳和如上文的压力传感器，压力传感器设于外壳。压力传感器设置在外壳内，外壳能够有效的保护压力传感器，避免减少灰尘落入到压力传感器，还能够减少水分渗入到压力传感器内，避免压力传感器失灵。

本实用新型电子设备具体实施方式可以参照上述压力传感器各实施例，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括：

芯片；

基板，所述芯片设于所述基板，所述芯片背离所述基板的一侧设置防水膜；以及

封装壳体，所述封装壳体包括封装本体和延伸部，所述封装本体围设于所述芯片的侧面，所述延伸部自所述封装本体向所述防水膜延伸，所述延伸部覆盖所述防水膜的部分位置，所述防水膜的至少部分位置显露于外界。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述芯片背离所述基板的一侧设置感压膜片，所述防水膜盖设于所述感压膜片。

3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述防水膜和所述感压膜片之间形成有压强传递腔，所述压强传递腔将外界压强变化经所述防水膜传递至所述感压膜片。

4.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述芯片包括极板，所述极板面向所述感压膜片设置，所述极板和所述感压膜片之间设置间隔空腔。

5.如权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述压强传递腔具有面向所述感压膜片的第一开口，所述间隔空腔具有面向所述感压膜片的第二开口，所述第一开口和所述第二开口的面积相等，所述第一开口和所述第二开口正对设置。

6.如权利要求1至5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述封装本体背离所述芯片的表面设置用于固定所述压力传感器的固定槽。

7.如权利要求1至5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括第一信号传递部，所述第一信号传递部设于所述芯片和所述基板之间，所述芯片和所述基板之间形成间隔缝隙；

所述封装壳体热塑于所述芯片，所述封装壳体向所述间隔缝隙延伸，并覆盖所述第一信号传递部。

8.如权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括第二信号传递部，所述第二信号传递部设于所述基板背向所述芯片的一侧。

9.如权利要求1至5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述延伸部包括第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部于所述芯片的中心轴线对称设置。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括外壳和如权利要求1至9中任一项所述的压力传感器，所述压力传感器设于所述外壳。

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