CN216846640U - 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 - Google Patents
一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216846640U CN216846640U CN202123215973.1U CN202123215973U CN216846640U CN 216846640 U CN216846640 U CN 216846640U CN 202123215973 U CN202123215973 U CN 202123215973U CN 216846640 U CN216846640 U CN 216846640U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- cavity
- substrate
- sensor chip
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种平衡式结构体的硅压传感器芯片，包括衬底、感应薄膜和绝压罩；所述感应薄膜设于所述衬底上表面，绝压罩贴合于感应薄膜上表面；所述衬底下部设有合流腔，合流腔中部通过受压腔连通到感应薄膜下表面，合流腔边缘处通过通孔连通衬底上表面；所述感应薄膜上包括基于惠斯通电桥设计的四个压力应变电阻；所述绝压罩下方设置绝压腔，与感应薄膜上表面之间形成密封腔体；绝压罩内还设置有防爆支点。本实用新型采用芯片通孔结构，解决中高压力介质环境中使用硅背压芯片时芯片和基板结合强度不够的问题，充分发挥硅背压芯片低成本、高灵敏度和体积小的固有特点，从而满足领域内对高可靠和低成本同时需要满足的应用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅压传感器领域，特别涉及一种平衡式结构体的硅压传感器芯片。
背景技术
中大量程的压力传感器，目前主要以陶瓷压力传感器和充油芯体传感器为主，但是这两种传感器在成本上都很高，导致很多场合难以普及应用。而硅压阻式背压芯片可以很好的解决成本问题，但是常规背压芯片是单面承受介质环境中的压力，而芯片和基板之间的常规贴片工艺无法保证足够的结合强度，所以在工作状态下，芯片介质面承受中高压力时，会出现芯片脱落等故障现象。
实用新型内容
本实用新型目的是：提供一种平衡式结构体的硅压传感器芯片，从芯片设计角度，采用芯片通孔结构，使得工作状态下芯片正面和背面实现介质压力平衡，从而大大降低了芯片工作时对胶水的粘接强度要求，提高了产品的可靠性，使得硅背压芯片可以替代陶瓷或充油芯体，并发挥低成本优势。
本实用新型的技术方案是：
一种平衡式结构体的硅压传感器芯片，包括衬底、感应薄膜和绝压罩； 所述感应薄膜设于所述衬底上表面，绝压罩贴合于感应薄膜上表面；
所述衬底下部设有合流腔，合流腔中部通过受压腔连通到感应薄膜下表面，合流腔边缘处通过通孔连通衬底上表面；
所述感应薄膜上包括基于惠斯通电桥设计的四个压力应变电阻；
所述绝压罩下方设置绝压腔，与感应薄膜上表面之间形成密封腔体；绝压罩内还设置有防爆支点。
优选的，所述衬底上表面设有电极点，用于输出感应薄膜产生的电信号。
优选的，所述硅压传感器芯片置于外壳内，所述衬底下端和外壳下端均固定于基板上。
优选的，所述基板上对应合流腔位置设有第一气孔，外壳上无透气结构。
优选的，所述基板上对应合流腔位置无透气结构，所述外壳上设有第二气孔。
优选的，所述防爆支点与绝压罩一体成型，位于绝压罩内绝压腔的中部；防爆支点的端部具有一定面积的平面，且与感应薄膜之间留有一定距离的缝隙。
优选的，所述通孔数量为多个，均匀分布于合流腔边缘处。
本实用新型的优点是：
本实用新型的平衡式结构体的硅压传感器芯片，采用芯片通孔结构，解决中高压力介质环境中使用硅背压芯片时芯片和基板结合强度不够的问题，充分发挥硅背压芯片低成本、高灵敏度和体积小的固有特点，将在汽车、水泵等领域有望普遍应用，从而满足领域内对高可靠和低成本同时需要满足的应用需求。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的平衡式结构体的硅压传感器芯片的结构示意图；
图2为实施例中的硅压传感器芯片的第一种封装结构示意图；
图3为实施例中的硅压传感器芯片的第二种封装结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的平衡式结构体的硅压传感器芯片，包括衬底1、感应薄膜2和绝压罩3；所述感应薄膜2设于所述衬底1上表面，绝压罩3贴合于感应薄膜2上表面。
所述衬底1下部设有合流腔11，合流腔11中部通过受压腔12连通到感应薄膜2下表面，合流腔11边缘处通过若干通孔13连通衬底1上表面；所述衬底1上表面设有电极点14，用于输出感应薄膜2产生的电信号。
所述感应薄膜2上包括基于惠斯通电桥设计的四个压力应变电阻，通常采用硅材，由半导体工艺刻蚀在感应薄膜上的四个压力应变电阻进行物理和电能转换。
所述绝压罩3下方设置绝压腔31，与感应薄膜2上表面之间形成密封腔体；绝压罩3内还设置有防爆支点32；所述防爆支点32与绝压罩3一体成型，位于绝压罩3内绝压腔31的中部；防爆支点32的端部具有一定面积的平面，且与感应薄膜2之间留有一定距离的缝隙。
本实用新型的平衡式结构体的硅压传感器芯片，封装设计包括以下两种产品方案。
产品方案1：如图1所示，所述硅压传感器芯片置于外壳4内，所述衬底1下端和外壳4下端均固定于基板5上。芯片的合流腔11、受压腔12与基板5之间形成腔体A, 芯片与外壳4、基板5之间形成腔体B, 绝压罩3的绝压腔31，与感应薄膜2之间形成的密封腔体为腔体C。所述基板5上对应合流腔11位置设有第一气孔51，外壳4上无透气结构。
产品方案2：与图1所示的产品方案1类似，皆包含腔体A、腔体B、腔体C三个腔体。区别在于，如图2所示，所述基板5上对应合流腔11位置无透气结构，所述外壳4上设有第二气孔42。
在两种设计方案中，当气体或液体无论通过基板5上的第一气孔51，或外壳4上的第二气孔42，都会通过芯片设计中的通孔13传导至腔体B或腔体A。即腔体A受压后，压力会分配给腔体B，腔体B受压后会分配压力给腔体A。
腔体C由于是密封结构体，当压力传递进行时，腔体A压力等于腔体B压力，大于或小于腔体C压力。利用压力偏差使感应薄膜变形，同时拉动电阻产生变化，完成信号转换。
在实际应用场合中，由于存在部分物理效应，如水锤效应。感应薄膜承受的压力会呈现指数倍的增长而出现拉伸破裂，在本设计方案中当薄膜的形变触碰到防爆支点后，薄膜停止拉伸运动，承受的压力被传导至防爆支点上，用以抵消此类的效应产生的失效。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，包括衬底（1）、感应薄膜（2）和绝压罩（3）； 所述感应薄膜（2）设于所述衬底（1）上表面，绝压罩（3）贴合于感应薄膜（2）上表面；
所述衬底（1）下部设有合流腔（11），合流腔（11）中部通过受压腔（12）连通到感应薄膜（2）下表面，合流腔（11）边缘处通过通孔（13）连通衬底（1）上表面；
所述感应薄膜（2）上包括基于惠斯通电桥设计的四个压力应变电阻；
所述绝压罩（3）下方设置绝压腔（31），与感应薄膜（2）上表面之间形成密封腔体；绝压罩（3）内还设置有防爆支点（32）。
2.根据权利要求1所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述衬底（1）上表面设有电极点（14），用于输出感应薄膜（2）产生的电信号。
3.根据权利要求2所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述硅压传感器芯片置于外壳（4）内，所述衬底（1）下端和外壳（4）下端均固定于基板（5）上。
4.根据权利要求3所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述基板（5）上对应合流腔（11）位置设有第一气孔（51），外壳（4）上无透气结构。
5.根据权利要求3所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述基板（5）上对应合流腔（11）位置无透气结构，所述外壳（4）上设有第二气孔（42）。
6.根据权利要求3所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述防爆支点（32）与绝压罩（3）一体成型，位于绝压罩（3）内绝压腔（31）的中部；防爆支点（32）的端部具有一定面积的平面，且与感应薄膜（2）之间留有一定距离的缝隙。
7.根据权利要求3所述的平衡式结构体的硅压传感器芯片，其特征在于，所述通孔（13）数量为多个，均匀分布于合流腔（11）边缘处。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202123215973.1U CN216846640U (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202123215973.1U CN216846640U (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216846640U true CN216846640U (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=82108866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202123215973.1U Active CN216846640U (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216846640U (zh) |
-
2021
- 2021-12-21 CN CN202123215973.1U patent/CN216846640U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8171800B1 (en) | Differential pressure sensor using dual backside absolute pressure sensing | |
| CN205843877U (zh) | 介质隔离式压力传感器 | |
| US8466523B2 (en) | Differential pressure sensor device | |
| CN205785644U (zh) | Mems微压压力传感器 | |
| CN202442825U (zh) | 压力传感器介质隔离封装结构 | |
| CN201297972Y (zh) | 压力传感器 | |
| CN101111751A (zh) | 压阻应变集中器 | |
| CN212807437U (zh) | 一种差压传感器芯体 | |
| CN103674355A (zh) | 一种消除封装应力的悬浮式力敏传感器芯片及其制作方法 | |
| CN202304895U (zh) | 一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片 | |
| CN107907262A (zh) | 一种用于负压测量的mems充油压力传感器 | |
| CN114295262A (zh) | 一种岛膜结构硅压阻传感器装置 | |
| CN103837288A (zh) | 具有低热噪声的压阻式转换器 | |
| CN203178006U (zh) | 压力传感器封装结构 | |
| CN216846640U (zh) | 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 | |
| CN110108398A (zh) | 一种热隔离封装结构的薄膜应变式压力传感器 | |
| CN201107149Y (zh) | 高可靠电子式汽车压力传感器 | |
| CN204679195U (zh) | 上盖封装式溅射薄膜压力传感器 | |
| CN202710237U (zh) | 绝压传感器封装结构 | |
| CN114235237A (zh) | 一种平衡式结构体的硅压传感器芯片 | |
| CN207675354U (zh) | 一种用于负压测量的mems充油压力传感器 | |
| CN207197705U (zh) | 一种片内温度补偿石墨烯压力传感器 | |
| CN2718545Y (zh) | 整体装配的压力传感器装置 | |
| CN201166595Y (zh) | 硅压阻小体积高静压高差压变送器 | |
| CN112985653B (zh) | 压力传感器的芯片封装单元及压力传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |