CN216386114U - 一种压力传感器的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压力传感器的封装结构，封装结构是PCB分板上部粘接有压力传感器芯片，压力传感器芯片通过金邦线与PCB分板电性连接，与压力传感器芯片外围间隔一定距离在PCB分板上设有注塑围挡，所述注塑围挡上部设有一个向内凹陷的台阶部，台阶部上焊接盖板，盖板中部设有盖板孔；注塑围挡内注入感应硅胶。其制作时向PCB拼板上每个PCB分板先注塑形成注塑围挡，然后粘接压力传感器芯片，金邦线连接压力传感器芯片和PCB分板，再向注塑围挡内注入感应硅胶，然后焊接盖板，最后分板。本实用新型具备设计简单、封装迅速、工艺可靠等诸多优点，同时先进的封装和工艺设计，给自动化生产和大批量的制造带来了高效的生产率和更低的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型属于压力传感器技术领域，具体是涉及一种压力传感器的封装结构。
背景技术
由于MEMS压力传感器的流片是采用半导体的工艺，所以器件尺寸较小巧。随着压力传感器的使用在各行各业都有需求和涉及，传统的封装为传感器贴晶，邦线后一般采用在载板的四周采用环氧树脂或银油通过粘接金属壳进行围堵，这种方法适用于一般的气体压力测量，不适合腐蚀气体和压强中带有水雾的压力测量，因为芯片粘贴后进行金线键合后如果长期暴露在空气、腐蚀气体或水气中时，键合处长期的裸露会导致焊点的氧化，直至脱落后电性能失效，因此，传感器的封装也要相应地跟随各行业的需要做出相应的升级及先进改良。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种压力传感器的封装结构和封装方法，在不影响传感器的安全可靠性、测精度、灵敏度、应力释放等各安全系数的前提下，可以广泛应用于汽车胎压监测、发动机进气压力监测，也适用于温湿度传感器、光学传感器、声学传感器及各类传感器在一体成型制造中有需求的封装形态。
本实用新型的技术方案是这样实现的。
一种压力传感器的封装结构，其特征在于：包括PCB分板，所述PCB分板中部设有PCB分板留孔，上部粘接有压力传感器芯片，压力传感器芯片通过金邦线与PCB分板电性连接，与压力传感器芯片外围间隔一定距离在PCB分板上设有注塑围挡，所述注塑围挡上部设有一个向内凹陷的台阶部，台阶部上焊接盖板，盖板中部设有盖板孔；注塑围挡、PCB分板和盖板围成的腔体内注入感应硅胶。
进一步地，所述的压力传感器芯片上表面中部设有向下凹陷的真空空腔。
进一步地，所述的压力传感器芯片上表面中部设有向下凹陷的空腔，空腔通过压力传感器芯片内部的孔与PCB分板留孔相通。
进一步地，所述盖板为方形，且上表面与台阶部的上表面对齐。
进一步地，所述台阶部高度为0.1～0.4毫米，成90度垂直角度。
进一步地，所述注塑围挡由与压力传感器芯片单晶硅模量接近的高分子树脂颗粒注塑而成。
进一步地，所述感应硅胶为低应力保护硅胶，具体为硅凝胶。
上述压力传感器的封装方法，方法步骤如下：
（1）根据PCB拼板上PCB分板的尺寸和压力传感器芯片的尺寸，以及在PCB分板上压力传感器芯片和注塑围挡之间预留避空位，并在注塑围挡上部设计向内凹陷的台阶部，设计好注塑围挡的模具形腔条尺寸；
（2）利用模压机向PCB分板上外围通过注塑形成注塑围挡，注塑材料选择与压力传感器芯片单晶硅模具较接近的高分子树脂颗粒，成型前通过高温将树脂颗粒料进行升温将其形态从固态融为液态，再计算设置注射压强、冷却温度和时间，整个注塑围挡的成型工艺完成，留有开窗的压力传感器芯片及其电路连接的空间；
（3）向PCB分板上粘接压力传感器芯片；
（4）利用金邦线将压力传感器芯片和PCB分板上的焊点连接；
（5）向注塑围挡内滴加感应硅胶，使得感应硅胶覆盖压力传感器芯片、金邦线，以及压力传感器芯片和注塑围挡之间预留避空位，通过工艺设计使得感应硅胶上沿不超过注塑围挡的台阶部下沿，再通过高温烤箱烘烤150度1小时将其固化成形；
（6）向注塑围挡的台阶部上通过超声波焊接设有盖板孔的盖板，至此完成一个PCB分板上对应的单个压力传感器封装结构的封装；
（7）待PCB拼板上所有PCB分板上的压力传感器封装结构全部封装完后，利用分板工具，将PCB拼板逐个分板。
所述步骤（2）中使用的模压机型号为TOWA Y-1模压机。
所述压力传感器芯片提前制作好带有用于测绝压的真空空腔，或带有用于测表压的与PCB分板留孔相通的空腔。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在不影响压力传感器的性能的前提下，解决目前压力传感器的保护结构的封装形式适用范围小的问题，并以大规模批量生产的可靠性作为设计基础和出发点，适应物联网、智能制造、自动化等领域对传感器的巨大需求用量，它具备设计简单、封装迅速、工艺可靠等诸多优点，同时，先进的封装和工艺设计，给自动化生产和大批量的制造带来了高效的生产率和更低的生产成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的压力传感器封装结构示意图。
图2为本实用新型实施例2的压力传感器封装结构示意图。
图3为本实用新型PCB拼板的结构图。
图4为本实用新型压力传感器封装结构的外观图。
在图中，1、PCB拼板，2、压力传感器芯片，3、注塑围挡，4、金邦线，5、感应硅胶，6、盖板，11、PCB分板，12，切割道，111、PCB分板留孔，21、空腔，31、台阶部，61、盖板孔。
具体实施方式
下面通过实施例以及说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步地详细说明。
实施例1：如图1所示，一种压力传感器的封装结构，包括PCB分板11，所述PCB分板11中部设有PCB分板留孔111，上部粘接有压力传感器芯片2，压力传感器芯片2通过金邦线4与PCB分板11电性连接，与压力传感器芯片2外围间隔一定距离在PCB分板11上设有注塑围挡3，所述注塑围挡3上部设有一个向内凹陷的台阶部31，台阶部31上焊接盖板6，盖板6中部设有盖板孔61；注塑围挡3、PCB分板11和盖板6围成的腔体内注入感应硅胶5。
所述的压力传感器芯片2上表面中部设有向下凹陷的真空空腔21。
所述盖板6为方形，且上表面与台阶部31的上表面对齐。
所述台阶部31高度为0.2毫米，成90度垂直角度。
所述注塑围挡3由与压力传感器芯片2单晶硅模量接近的高分子树脂颗粒注塑而成。
所述感应硅胶5为低应力保护硅胶，具体为硅凝胶，市场上选择购买道康宁527AB。
本实施例的压力传感器的封装结构适用于绝压的压力传感器。
实施例2：如图2所示，一种压力传感器的封装结构，包括PCB分板11，所述PCB分板11中部设有PCB分板留孔111，上部粘接有压力传感器芯片2，压力传感器芯片2通过金邦线4与PCB分板11电性连接，与压力传感器芯片2外围间隔一定距离在PCB分板11上设有注塑围挡3，所述注塑围挡3上部设有一个向内凹陷的台阶部31，台阶部31上焊接盖板6，盖板6中部设有盖板孔61；注塑围挡3、PCB分板11和盖板6围成的腔体内注入感应硅胶5。
所述的压力传感器芯片2上表面中部设有向下凹陷的空腔21，空腔21通过压力传感器芯片2内部的孔与PCB分板留孔111相通。
所述盖板6为方形，且上表面与台阶部31的上表面对齐。
所述台阶部31高度为0.3毫米，成90度垂直角度。
所述注塑围挡3由与压力传感器芯片2单晶硅模量接近的高分子树脂颗粒注塑而成。
所述感应硅胶5为低应力保护硅胶，具体为硅凝胶，市场上选择购买道康宁527AB。
本实施例的压力传感器的封装结构适用于表压和差压的压力传感器。
以上的压力传感器，其封装方法步骤如下：
（1）根据PCB拼板1上PCB分板11的尺寸和压力传感器芯片2的尺寸，以及在PCB分板11上压力传感器芯片2和注塑围挡3之间预留避空位，并在注塑围挡3上部设计向内凹陷的台阶部31，设计好注塑围挡3的模具形腔条尺寸；PCB拼板1上PCB分板11结构如图3所示，PCB分板11之间设有切割道12。
（2）利用模压机（模压机型号为TOWA Y-1）向PCB分板11上外围通过注塑形成注塑围挡3，注塑材料选择与压力传感器芯片2单晶硅模量较接近的高分子树脂颗粒，成型前通过高温将树脂颗粒料进行升温将其形态从固态融为液态，再计算设置注射压强、冷却温度和时间，整个注塑围挡3的成型工艺完成，留有开窗的压力传感器芯片2及其电路连接的空间。
（3）向PCB分板11上粘接压力传感器芯片2，所述压力传感器芯片2提前制作好带有用于测绝压的真空空腔21，或带有用于测表压的与PCB分板留孔111相通的空腔21。
（4）利用金邦线4将压力传感器芯片2和PCB分板11上的焊点连接。
（5）向注塑围挡3内滴加感应硅胶5，使得感应硅胶5覆盖压力传感器芯片2、金邦线4，以及压力传感器芯片2和注塑围挡3之间预留避空位，通过工艺设计使得感应硅胶上沿不超过注塑围挡的台阶部下沿，再通过高温烤箱烘烤150度1小时将其固化成形。
（6）向注塑围挡3的台阶部31上通过超声波焊接设有盖板孔61的盖板6，至此完成一个PCB分板11上对应的单个压力传感器封装结构的封装。
（7）待PCB拼板1上所有PCB分板11上的压力传感器封装结构全部封装完后，利用分板工具，将PCB拼板1逐个分板，分板后得到的单个压力传感器封装结构如图4所示。
以上所述是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种压力传感器的封装结构，其特征在于：包括PCB分板，所述PCB分板中部设有PCB分板留孔，上部粘接有压力传感器芯片，压力传感器芯片通过金邦线与PCB分板电性连接，与压力传感器芯片外围间隔一定距离在PCB分板上设有注塑围挡，所述注塑围挡上部设有一个向内凹陷的台阶部，台阶部上焊接盖板，盖板中部设有盖板孔；注塑围挡、PCB分板和盖板围成的腔体内注入感应硅胶。
2.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述的压力传感器芯片上表面中部设有向下凹陷的真空空腔。
3.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述的压力传感器芯片上表面中部设有向下凹陷的空腔，空腔通过压力传感器芯片内部的孔与PCB分板留孔相通。
4.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述盖板为方形，且上表面与台阶部的上表面对齐。
5.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述台阶部高度为0.1～0.4毫米，成90度垂直角度。
6.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述注塑围挡由与压力传感器芯片单晶硅模具接近的高分子低应力树脂颗粒注塑而成。
7.根据权利要求1所述的压力传感器的封装结构，其特征在于：所述感应硅胶为低应力保护硅胶，具体为硅凝胶。
Priority Applications (1)
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| CN202123179636.1U CN216386114U (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种压力传感器的封装结构 |
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| CN202123179636.1U CN216386114U (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种压力传感器的封装结构 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202123179636.1U Active CN216386114U (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种压力传感器的封装结构 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN216386114U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114136533A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-04 | 江西万年芯微电子有限公司 | 一种压力传感器的封装结构和封装方法 |
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2021
- 2021-12-17 CN CN202123179636.1U patent/CN216386114U/zh active Active
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