CN213985403U - 一种mems热电堆芯片温度传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，包括基板，基板的顶端中部设置有衬板，衬板的顶端中部卡接设置有芯片温度传感器，衬板的两侧竖直开设有通孔，基板的顶端两侧均设置有焊盘，焊盘卡接于通孔的底部，基板的顶端设置有封帽，基板的底端两侧设置有引脚焊盘。有益效果：通过将芯片温度传感器卡接于衬板的中部，可以保证芯片温度传感器的安装稳定性，并有效的避免其在工作过程中被压坏；另外，通过采用MEMS通孔互连技术实现芯片温度传感器的输出端与基板上引脚进行电连接，从而实现芯片温度传感器的微型化封装，而且芯片温度传感器通过金线球焊连接到基板上，这样可以有效的缩短信号的传输路径。

Description

一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构

技术领域

本实用新型涉及电子机械技术领域，具体来说，涉及一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构。

背景技术

温度传感器是用来测量物体或者环境温度的传感器电子元件，被广泛应用与物联网的各个终端，近些年来，随着MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)技术的迅速发展，不同于传统的温敏电阻式温度传感器，一些由MEMS可动结构制作的温度传感器正在走出实验室，进入市场。MEMS温度传感器的基本原理为：环境温度的变化使得不同热涨系数的材料产生了程度不同的形变，形变能够改变其材料内部的电阻率或者改变微平板电容的电容值，从而产生了电学信号的变化。

其中MEMS热电堆芯片温度传感器作为MEMS温度传感器的一种，需要对其进行封装从而避免环境因素对其测量产生影响。现有的MEMS热电堆芯片温度传感器的温度敏感元件通常置于封装腔内，此结构在使用过程中，芯片与基板间的连接，使敏感元件无法良好的接触外部介质，因此无法精准感应外部周围介质的温度，造成了MEMS热电堆芯片温度传感器因封装结构而无法精准地感应外界的温度；另外，现有的热电堆芯片温度传感器因封装不够严密，很容易发生腐蚀或者破损，从而无法适应多种环境的使用。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，包括基板，所述基板的顶端中部设置有衬板，所述衬板的顶端中部卡接设置有芯片温度传感器，所述衬板的两侧竖直开设有通孔，所述基板的顶端两侧均设置有焊盘，所述焊盘卡接于所述通孔的底部，所述基板的顶端设置有封帽，所述基板的底端两侧设置有引脚焊盘。

进一步的，为了实现将芯片温度传感器产生的电信号进行传输，所述芯片温度传感器的两侧设置有焊点，所述焊点连接设置有金属连接线。

进一步的，为了缩短电信号的传输路径，并提高了信号的传导效率，所述金属连接线远离所述焊点的一侧连接设置有金线，所述金线穿过所述通孔并与所述焊盘连接。

进一步的，为了实现芯片温度传感器与基板的互连，并进一步缩短了电信号的传输路径，所述焊盘与同侧的所述引脚焊盘之间通过位于所述基板内部的内连线连接。

进一步的，为了实现为电信号的传导提供通道，所述引脚焊盘的一侧焊接设置有与所述内连线连接的引脚。

进一步的，为了方便基板的安装，所述引脚为贴片式结构。

进一步的，为了实现对芯片温度传感器进行保护，并使芯片温度传感器可以在多种环境中进行正常工作，所述芯片温度传感器的顶端与所述封帽的内顶端通过热传导通道连接，且所述封帽的两侧与所述基板的顶端之间通过密封键合材料连接，所述衬板与所述芯片温度传感器之间卡接设置有缓冲层。

本实用新型的有益效果为：

(1)、通过将芯片温度传感器卡接于衬板的中部，可以保证芯片温度传感器的安装稳定性，并有效的避免其在工作过程中被压坏；另外，通过采用MEMS通孔互连技术实现芯片温度传感器的输出端与基板上引脚进行电连接，从而在整个封装过程均不需要任何键合线，进而实现芯片温度传感器的微型化封装，而且芯片温度传感器通过金线球焊连接到基板上，这样不仅缩短了信号的传输路径，而且进一步提高了信号的传导效率。

(2)、通过设置封帽，能够实现利用封帽及封帽底端的密封键合材料对芯片温度传感器进行保护，从而使芯片温度传感器可以在多种环境中进行正常工作，且封帽与芯片温度传感器之间通过热传导通道连接，从而保证了芯片温度传感器正常测量工作。

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获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构的剖视图；

图2是根据本实用新型实施例的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构中衬板的剖视图；

图3是根据本实用新型实施例的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构的俯视图。

图中：

1、基板；2、衬板；3、芯片温度传感器；301、焊点；4、通孔；5、焊盘；6、封帽；7、引脚焊盘；701、引脚；8、金属连接线；9、金线；10、内连线；11、热传导通道；12、密封键合材料；13、缓冲层。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1-3所示，根据本实用新型实施例的MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，包括基板1，所述基板1的顶端中部设置有衬板2，所述衬板2的顶端中部卡接设置有芯片温度传感器3，所述衬板2的两侧竖直开设有通孔4，所述基板1的顶端两侧均设置有焊盘5，所述焊盘5卡接于所述通孔4的底部，所述基板1的顶端设置有封帽6，所述基板1的底端两侧设置有引脚焊盘7。

借助于上述方案，通过将芯片温度传感器3卡接于衬板2的中部，可以保证芯片温度传感器3的安装稳定性，并有效的避免其在工作过程中被压坏；另外，通过采用MEMS通孔互连技术实现芯片温度传感器3的输出端与基板1进行电连接，从而在整个封装过程均不需要任何键合线，进而实现芯片温度传感器3的微型化封装。

在一个实施例中，所述芯片温度传感器3的两侧设置有焊点301，所述焊点301连接设置有金属连接线8，从而实现将芯片温度传感器3产生的电信号进行传输。

在一个实施例中，所述金属连接线8远离所述焊点301的一侧连接设置有金线9，所述金线9穿过所述通孔4并与所述焊盘5连接，这样可以利用金线9缩短电信号的传输路径，并提高了信号的传导效率。

在一个实施例中，所述焊盘5与同侧的所述引脚焊盘7之间通过位于所述基板1内部的内连线10连接，从而实现芯片温度传感器3与基板1的互连，并进一步缩短了电信号的传输路径。

在一个实施例中，所述引脚焊盘7的一侧焊接设置有与所述内连线10连接的引脚701，从而实现为电信号的传导提供通道。

在一个实施例中，所述引脚701为贴片式结构，从而方便基板1的安装。

在一个实施例中，所述芯片温度传感器3的顶端与所述封帽6的内顶端通过热传导通道11连接，且所述封帽6的两侧与所述基板1的顶端之间通过密封键合材料12连接，所述衬板2与所述芯片温度传感器3之间卡接设置有缓冲层13，从而实现利用封帽6及封帽6底端的密封键合材料12对芯片温度传感器3进行保护，并使芯片温度传感器3可以在多种环境中进行正常工作，另外，缓冲层13不仅可以实现对芯片温度传感器3进行缓冲保护，还可以保证芯片温度传感器3进行正常的变形特性。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，封帽6将外界温度通过热传导通道11传至芯片温度传感器3，由于热敏材料具有受力变形并随温度感应出电量且感应电量的大小具有随温度的大小相应变化的特性，芯片温度传感器3成功将温度转换成电量信号并将电量信号进行处理，经过芯片温度传感器3的信号处理和控制电路、补偿电路、通讯和接口电路等，最后芯片温度传感器3输出温度模拟信号和温度数字信号，并通过芯片温度传感器3处理之后将信号通过焊点301、金属连接线8、金线9传导至焊盘5，由于焊盘5与引脚焊盘7通过内连线10连接，因此输出信号直达引脚701，封帽6对芯片温度传感器3进行覆盖，从而实现了芯片温度传感器3的整体封装。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过将芯片温度传感器3卡接于衬板2的中部，可以保证芯片温度传感器3的安装稳定性，并有效的避免其在工作过程中被压坏；另外，通过采用MEMS通孔互连技术实现芯片温度传感器3的输出端与基板1上引脚701进行电连接，从而在整个封装过程均不需要任何键合线，进而实现芯片温度传感器3的微型化封装，而且芯片温度传感器3通过金线9球焊连接到基板1上，这样不仅缩短了信号的传输路径，而且进一步提高了信号的传导效率。

此外，通过设置封帽6，能够实现利用封帽6及封帽6底端的密封键合材料12对芯片温度传感器3进行保护，从而使芯片温度传感器3可以在多种环境中进行正常工作，且封帽6与芯片温度传感器3之间通过热传导通道11连接，从而保证了芯片温度传感器3正常测量工作。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，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。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)的顶端中部设置有衬板(2)，所述衬板(2)的顶端中部卡接设置有芯片温度传感器(3)，所述衬板(2)的两侧竖直开设有通孔(4)，所述基板(1)的顶端两侧均设置有焊盘(5)，所述焊盘(5)卡接于所述通孔(4)的底部，所述基板(1)的顶端设置有封帽(6)，所述基板(1)的底端两侧设置有引脚焊盘(7)。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述芯片温度传感器(3)的两侧设置有焊点(301)，所述焊点(301)连接设置有金属连接线(8)。

3.根据权利要求2所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述金属连接线(8)远离所述焊点(301)的一侧连接设置有金线(9)，所述金线(9)穿过所述通孔(4)并与所述焊盘(5)连接。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述焊盘(5)与同侧的所述引脚焊盘(7)之间通过位于所述基板(1)内部的内连线(10)连接。

5.根据权利要求4所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述引脚焊盘(7)的一侧焊接设置有与所述内连线(10)连接的引脚(701)。

6.根据权利要求5所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述引脚(701)为贴片式结构。

7.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆芯片温度传感器的封装结构，其特征在于，所述芯片温度传感器(3)的顶端与所述封帽(6)的内顶端通过热传导通道(11)连接，且所述封帽(6)的两侧与所述基板(1)的顶端之间通过密封键合材料(12)连接，所述衬板(2)与所述芯片温度传感器(3)之间卡接设置有缓冲层(13)。

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