CN215924387U - 一种mems传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种MEMS传感器，包括基板、外壳以及绝缘隔热层，该基板用于贴装MEMS芯片和ASIC芯片，所述外壳盖设在所述基板上，并与所述基板围合形成封装腔，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片位于所述封装腔内，所述外壳和/或所述基板上开设有连通到所述封装腔的感测通道，便于所述MEMS芯片感测被测物理量，所述绝缘隔热层设置在所述感测通道内和/或覆盖所述ASIC芯片。本实用新型通过绝缘隔热层的设置，使得即使封装腔的外部出现温度变化，也不会对EMES传感器的检测精度造成较大影响，能够提高MEMS传感器的使用稳定性和检测精度。

Description

一种MEMS传感器

【技术领域】

本实用新型涉及MEMS传感器技术领域，尤其涉及一种MEMS传感器。

【背景技术】

随着技术的不断发展，电子设备的功能越来越强大，对MEMS传感器(MEMS麦克风、MEMS超声换能器、压力传感器等)的检测精度要求也越来越高，但MEMS传感器的输出信号极易受到其工作环境中温度变化的影响，从而导致MEMS的检测精度受到影响。例如，以手机、平板等移动设备为例，MEMS传感器通常布置在移动设备的壳体内，可能会靠近移动设备的功率器件附近，功率器件在其工作过程中会产生热量并传递到MEMS传感器中，由此影响MEMS传感器的检测精度。

基于此，为削弱温度变化对MEMS传感器的影响，现有技术中通常需要对MEMS传感器进行封装，其通常通过一外壳和基板围合形成封装腔，然后将相应的部件，例如MEMS芯片和ASIC芯片封装到该封装腔内，但这种形式的封装结构需要留出通道以便MEMS芯片感知被测的物理量(声音信号或者压力信号)，由此会造成热量仍容易传递到MEMS芯片上，对MEMS传感器在抵抗温度变化方面的提升并不明显。

因此，有必要提供一种能够抵抗温度变化的MEMS传感器。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种MEMS传感器，使MEMS传感器能够抵抗温度变化，提高MEMS传感器的检测精度。

本实用新型实施例提供了一种MEMS传感器，包括：

基板，用于贴装MEMS芯片和ASIC芯片；

外壳，所述外壳盖设在所述基板上，并与所述基板围合形成封装腔，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片位于所述封装腔内，所述外壳和/或所述基板上开设有连通到所述封装腔的感测通道，便于所述MEMS芯片感测被测物理量；

以及绝缘隔热层，所述绝缘隔热层设置在所述感测通道内和/或覆盖所述ASIC芯片。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述感测通道开设在所述基板上，所述绝缘隔热层覆盖所述感测通道。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述基板包括靠近所述封装腔的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述基板自上表面向下表面凹陷形成容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述基板包括靠近所述封装腔的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述基板自下表面向上表面凹陷形成容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述基板的上表面和下表面之间设有容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述MEMS传感器还设有呈环状且中空的防尘网，所述防尘网与所述绝缘隔热层层叠设置。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述绝缘隔热层和ASIC芯片之间设有封线胶水。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述ASIC芯片通过所述封线胶水固定在所述基板上，在所述封线胶水上覆盖有至少一层所述绝缘隔热层。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，在所述基板和所述ASIC芯片之间，以及所述ASIC芯片和所述MEMS芯片之间连接有导线。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述绝缘隔热层所用材料的热导率低于所述外壳所用材料的热导率，或者所述绝缘隔热层所用材料的比热容高于所述外壳所用材料的比热容。

在所述MEMS传感器的一些实施例中，所述绝缘隔热层采用聚酰亚胺、环氧树脂或玻璃材料制成。

本实用新型的有益效果在于：由于在感测通道内和/或ASIC芯片上设置有绝缘隔热层，能够防止封装腔和外界通过感测通道、基板或者外壳进行热交换，在此条件下，即使封装腔的外部出现温度变化，也不会对EMES传感器的检测精度造成较大影响，能够提高MEMS传感器的使用稳定性和检测精度。

【附图说明】

图1为本实用新型一种实施例中MEMS传感器的结构示意图；

图2为本实用新型另一种实施例中MEMS传感器的结构示意图；

图3为本实用新型再一种实施例中MEMS传感器的结构示意图。

主要元件符号说明：

100－基板；200－外壳；300－绝缘隔热层；400－防尘网；101－封装腔；102－感测通道；103－凹槽；210－顶壁；220－侧壁；1000－MEMS芯片；2000－ASIC芯片；3000－导线；4000－封线胶水。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型实施例提供了一种MEMS传感器(下文简称“传感器”)，该传感器在结构上较之传统的设计方式更为合理，其不仅能够灵敏地感测到外界的被测物理量，同时还可以防止传感器的内部空间和外界发生热交换，能够提高MEMS传感器的检测精度。

在本实用新型实施例中，该传感器包括基板100、外壳200以及绝缘隔热层300。

该基板100用于起支撑作用，MEMS芯片1000和ASIC芯片2000贴装在该基板100上。

具体地，该基板100可以采用氮化硅陶瓷等材料制成。该ASIC芯片2000为一集成式电路，起到数据处理和控制的作用。MEMS芯片1000和ASIC芯片2000需要固定在基板100上，可以采用封线胶水的方式进行固定。

该外壳200盖设在基板100上，并与基板100围合形成封装腔101，MEMS芯片1000和ASIC芯片2000位于封装腔101内，在基板100和ASIC芯片2000之间，以及ASIC芯片2000和MEMS芯片1000之间连接有导线3000，以便在两者之间建立电气连接，同时还可以在基板100的内侧和外侧设置焊盘，以便MEMS传感器在整体上能够与电子设备等应用设备中的其他部件形成连接，使MEMS传感器能够应用在各种应用设备上，外壳200和/或基板100上开设有连通到封装腔101的感测通道102，便于MEMS芯片1000感测被测物理量。

具体地，该外壳200可以采用金属材料制成，其一般被设计成能够包绕住一定空间区域的包绕结构，使其设置在基板100上后，能够与基板100形成封装腔101。

需要说明的是，此处所描述的被测物理量是指能够被MEMS芯片1000检测的物理量，一般是压力信号或者声音信号等，当其为声音信号时，对应的MEMS传感器可以是MEMS麦克风、MEMS超声换能器等，当其为压力信号时，对应的MEMS传感器则可以是压力传感器。

该绝缘隔热层300设置在感测通道101内和/或覆盖ASIC芯片，其至少能够起到绝缘和隔热的作用，绝缘能够防止发生信号干涉，隔热则能够防止热量通过感测通道102传递到封装腔101内。

在本实用新型实施例中，由于在感测通道102内和/或ASIC芯片2000上设置有绝缘隔热层300，能够防止封装腔101和外界通过感测通道102、外壳200或基板100进行热交换，在此条件下，即使封装腔101的外部出现温度变化，也不会对EMES传感器的检测精度造成较大影响，能够提高MEMS传感器的使用稳定性和检测精度。

在一种实施例中，请参考图1-3，基板100呈长方体结构，外壳200被设计成包绕结构，该包绕结构包括顶壁210以及从该顶壁210的边缘延伸而出的侧壁220，顶壁210和侧壁220围成的空间能够包绕一定的空间区域。当将外壳200盖设到基板100上之后，侧壁220与外壳200的表面贴合，从而形成封装腔101。

需要说明的是，在其他实施例中，基板100和外壳200还可以具有各种其他不同的结构，例如基板100并非必须是长方体结构，其也可以是圆形结构等，外壳200也并非必须由顶壁210和侧壁220构成，其也可以是由一金属片材一体弯折而成。

在一种实施例中，感测通道102设置在基板100上，MEMS芯片设置在感测通道102的位于封装腔101的一端，由此可增加MEMS芯片1000对被测物理量的灵敏度，从而提高检测精度。

另一方面，在具体设计，一般会将基板100的结构设计的更为规则，同时基板100的厚度一般会厚于外壳200，由此会简化感测通道102的设计，易于实现，同时能够为绝缘隔热层300的布置提供多种选择，这种选择不仅体现在绝缘隔热层300能够设置在不同的位置处，也体现在绝缘隔热层300在层数选择上也更为灵活。此外，需要注意的是，在设置绝缘隔热层300时，较好的方式是使绝缘隔热层300能够覆盖住感测通道，从而提高绝缘和隔热效果。

例如，在一种具体的实施例中，请参考图1，绝缘隔热层300设置在感测通道102的位于封装腔101的一端，此时绝缘隔热层300较为靠近MEMS芯片1000，而在绝缘隔热层300与感测通道102的另一端之间留有足够的空间，在该空间内可以设置更多层绝缘隔热层300。

具体而言，基板100包括靠近封装腔101的上表面110和与上表面110相对的下表面120，基板100自上表面110向下表面120凹陷形成容纳绝缘隔热层300的凹槽103。

又如，在另一种具体的实施例中，请参考图2，绝缘隔热层300设置在感测通道102的远离封装腔101的一端，此时绝缘隔热层300较为远离MEMS芯片1000，而在绝缘隔热层300与感测通道102的另一端之间留有足够的空间，在该空间内可以设置更多层绝缘隔热层300。

具体而言，基板100包括靠近封装腔101的上表面110和与上表面110相对的下表面120，基板100自下表面110向上表面120凹陷形成容纳绝缘隔热层300的凹槽103。

再如，在其他一种具体的实施例中，请参考图3，绝缘隔热层300设置在感测通道102的中部位置，此时在绝缘隔离层300的两侧均可以设置更多层绝缘隔离层300。

具体而言，基板100包括靠近封装腔101的上表面110和与上表面110相对的下表面120，在上表面110和下表面120之间设有容纳绝缘隔热层300的凹槽103。

在一种实施例中，传感器还可以包括呈环状且中空的防尘网400，防尘网400设置在感测通道101内，该防尘网400能够改善MEMS传感器的防尘能力。

在一种具体的实施例中，该防尘网400与前述绝缘隔热层300分开设置，此时两者之间存在一定的距离。在另一种具体的实施例中，防尘网400也可以和绝缘隔热层300层叠设置在一起，此时需要注意的是，防尘网400优选采用隔热材料制，其在实现其防尘功能的同时，还可以起到进一步隔热的作用，以进一步提高MEMS传感器的检测精度。

以上实施例从感测通道101角度去描述了绝缘隔热层300的设置及其功效，在更多种情况下，还可以对ASIC芯片2000进行隔热。

例如，在图1－3所示的实例中，ASIC芯片2000通过封线胶水4000固定在基板100上，在封线胶水4000上覆盖有至少一层绝缘隔热层300，由此能够进一步提高MEMS传感器的检测精度。

需要说明的是，在本实用新型上述所列实施例中，为实现绝缘隔热层300的功效，当该绝缘隔热层300设置在感测通道101内时，绝缘隔热层300所用材料的热导率低于基板100所用材料的热导率，或者绝缘隔热层所用材料的比热容高于基板100所用材料的比热容。当该绝缘隔热层300设置在封线胶水4000上时，绝缘隔热层300所用材料的热导率低于外壳200所用材料的热导率，或者绝缘隔热层所用材料的比热容高于外壳200所用材料的比热容。

在一些具体的实施例中，绝缘隔热层300采用聚酰亚胺、环氧树脂或玻璃等材料制成。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种MEMS传感器，其特征在于，包括：

基板，用于贴装MEMS芯片和ASIC芯片；

外壳，所述外壳盖设在所述基板上，并与所述基板围合形成封装腔，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片位于所述封装腔内，所述外壳和/或所述基板上开设有连通到所述封装腔的感测通道，便于所述MEMS芯片感测被测物理量；

以及绝缘隔热层，所述绝缘隔热层设置在所述感测通道内和/或覆盖所述ASIC芯片。

2.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其特征在于，所述感测通道开设在所述基板上，所述绝缘隔热层覆盖所述感测通道。

3.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其特征在于，所述基板包括靠近所述封装腔的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述基板自上表面向下表面凹陷形成容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

4.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其特征在于，所述基板包括靠近所述封装腔的上表面和与所述上表面相对的下表面，所述基板自下表面向上表面凹陷形成容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

5.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其特征在于，所述基板的上表面和下表面之间设有容纳所述绝缘隔热层的凹槽。

6.根据权利要求2所述的MEMS传感器，其特征在于，所述MEMS传感器还设有呈环状且中空的防尘网，所述防尘网与所述绝缘隔热层层叠设置。

7.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其特征在于，所述绝缘隔热层和ASIC芯片之间设有封线胶水。

8.根据权利要求7所述的MEMS传感器，其特征在于，所述ASIC芯片通过所述封线胶水固定在所述基板上，在所述封线胶水上覆盖有至少一层所述绝缘隔热层。

9.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其特征在于，在所述基板和所述ASIC芯片之间，以及所述ASIC芯片和所述MEMS芯片之间连接有导线。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的MEMS传感器，其特征在于，所述绝缘隔热层所用材料的热导率低于所述外壳所用材料的热导率，或者所述绝缘隔热层所用材料的比热容高于所述外壳所用材料的比热容。

11.根据权利要求10所述的MEMS传感器，其特征在于，所述绝缘隔热层采用聚酰亚胺、环氧树脂或玻璃材料制成。

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