一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，包括圆柱形导电柱，所述导电柱上端支撑有芯片，所述导电柱与所述芯片的几何中心相对应；所述芯片与所述导电柱之间设置有导电银胶层，所述导电柱下端与底座相连接，所述底座上还设置有若干个稳定柱，所述稳定柱上端通过绝缘层与所述芯片相连接。本实用新型专利技术的有益之处在于该新型中的支撑结构，可以降低对芯片横向、纵向两个方向的应力，并通过空腔结构降低热效应的影响，从而可以有效地降低芯片的麦克风效应，提高传感器的性能稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构
本技术涉及温控芯片
，具体地指一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构。
技术介绍
现有的热释电传感器芯片支撑结构主要有两种：1)如图1、2所示，芯片单点支撑；2)芯片直接贴于电路板基板上。这两种技术对于器件性能和稳定性都存在一定的影响。对于前者，通过附图1、2进行说明：传感器芯片支撑底座，包括导电柱1和实心底座3。导电柱1与实心底座3通过以金属材质或陶瓷材质镀金制成。使用时将芯片2用导电胶粘贴至导电柱1上方，实心底座2通过导电胶粘贴至电路板上。而后者则是直接将芯片与电路板基板通过导电银胶连接固定。这两种方式均无法使得热感应芯片获得较强的抗干扰性能，而容易产生麦克风效应。凡热释电材料必是压电材料，由于压电材料本身具有压电效应，即受到微小形变或振动就会产生电荷输出。此效应会对热释电信号产生干扰，即噪声干扰。热释电材料作为热释电传感器的核心灵敏元芯片，在实际使用中，往往需要减薄至微米级别的薄片以提高探测性能，并进行悬空处理以提高热利用率。极薄芯片若支撑结构不当极易受到干扰。附图1、2中，导电柱1粘贴传感器芯片，因极薄的芯片只有单点支撑，在遭遇震动时，会产生振动加速度，在压电效应的驱使下导致传感器芯片在使用过程中出现严重的麦克风效应(微音效应)，使得传感器信号受到颤噪电压的干扰，大大降低传感器的稳定性。对于直接将芯片与电路板基板通过导电银胶连接固定的传感器，虽然减小了芯片的麦克风效应，但是由于接触面大，芯片所接收的热量散失严重，极大的影响了热利用率，削弱了传感器的响应信号，从而达不到高灵敏度和高探测率的效果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是解决麦克风效应等现象对热感应芯片造成的信号干扰。为解决上述的技术问题,本技术提供可抑制麦克风效应的抗干扰热释电传感器芯片支撑结构。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，包括圆柱形导电柱，所述导电柱上端支撑有芯片，所述导电柱与所述芯片的几何中心相对应；所述芯片与所述导电柱之间设置有导电银胶层，所述导电柱下端与底座相连接，所述底座上还设置有若干个稳定柱，所述稳定柱上端通过绝缘层与所述芯片相连接。通过上述技术方案，不仅在中心设置了导电的导电柱，还设置了若干个稳定柱，通过稳定柱结构相互补偿，降低芯片的麦克风效应。进一步地，所述稳定柱均匀对称分布，以优化降低麦克风效应的效果。又进一步地，所述稳定柱分布在所述芯片边缘，以进一步优化降低麦克风效应的效果。还进一步地，所述底座下端通过若干个底座支脚与电路板基板相连接，所述底座下端、所述底座支脚与所述电路板基板之间构成空腔状的底座凹槽。通过上述的技术方案，设置底座支脚将底座与电路板基板分隔开，进一步提高悬空度，使之间产生隔绝热传导效应的空腔。更进一步地，所述底座支脚均匀对称分布。再进一步地，所述底座支脚与所述底座边缘连接。同理，底座支脚与稳定柱一样均匀间隔布置在底座边缘，进一步的提高本结构的抗干扰性。所述底座面积不小于所述芯片，提高了整个结构的稳定性。本技术的有益之处在于该新型中的支撑结构，可以降低对芯片横向、纵向两个方向的应力，从而可以有效地降低芯片的麦克风效应，提高传感器的性能稳定性。附图说明图1为现有的芯片支撑结构俯视示意图；图2为现有的芯片支撑结构侧视示意图；图3为本技术中抗干扰芯片支撑结构的俯视示意图；图4为本技术中抗干扰芯片支撑结构的侧视示意图；图5为本技术抗横向应力的应力/位移量对比图；图6为对芯片施加如图5所示位移形变后表面应力的平面效果图(线条疏密程度代表应力大小，线条越密，应力越大)；图7为四分之一热释电芯片形变与应力的关系图(外围稳定柱距离中心导电柱距离影响了应力分布情况，线条的疏密程度反应了应力大小)；图8为本技术的对应于图7的振动响应对于稳定柱-导电柱距离依赖关系示意图(以2mm*2mm尺寸芯片为例，稳定柱-导电柱距离为对角线方向)。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1导电柱；2芯片；3底座；4稳定柱；5底座支脚；6底座凹槽。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图3、图4所示，一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，包括圆柱形导电柱1，导电柱1上端支撑有芯片2，导电柱1与芯片2的几何中心相对应。芯片2与导电柱1之间设置有导电银胶层，导电柱1下端与底座3相连接，底座3上还设置有若干个稳定柱4，稳定柱4上端通过绝缘层与芯片2相连接。稳定柱4均匀对称分布。稳定柱4分布在矩形芯片2的四角边缘。底座3下端通过若干个底座支脚5与电路板基板相连接，底座3下端、底座支脚5与电路板基板之间构成空腔状的底座凹槽6。底座支脚5均匀对称分布。底座支脚5分布在矩形底座3的四角边缘。底座3面积大于芯片2设置。“麦克风效应”(或颤噪效应)，又称为“微音效应”。在压电晶体中，根据不同的应力取向，有两种最基本的效应：横向效应(应力沿着芯片的边缘方向)以及纵向效应(应力沿着芯片的厚度方向)。如附图5、图6所示的计算分析结果表明：通过外围对称安装，应力在整个芯片内正负抵消，横向效应可以被有效的减小。减少横向效应产生的应力的方法是同时夹持住芯片的左右两边，两边产生拉伸和压缩两种应力，方向相反，在芯片的中心处相互抵消。我们通过建立模型对该效应进行了分析。如附图7所示，相比于横向效应，纵向效应本身较弱，以2mm*2mm尺寸热释电芯片为例，为模拟仿真的受振动后的晶片的四分之一应力与稳定柱-导电柱距离对应关系示意图，来自振动方向的机械力使芯片产生拉伸或者压缩的应力，在另一侧则产生相反的应力，通过选择适当的稳定柱-导电柱距离安装才能有效降低或抵消应力。如附图8所示，给出了不同的稳定柱-导电柱距离对于芯片应力的影响关系，由于对称稳定柱合理位置的选择可使得应力产生的正负电荷在电极表面一定程度地补偿，并且可以调整最优位置使得应力相互补偿至最小，对于2mm*2mm尺寸热释电芯片，选择沿对角线方向距离中心导电柱0.7mm的位置对称安装四个稳定柱，可最大程度的降低应力，抑制热释电芯片的麦克风效应。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，其特征在于：包括导电柱(1)，所述导电柱(1)上端支撑有芯片(2)，所述导电柱(1)与所述芯片(2)的几何中心相对应；所述导电柱(1)与所述芯片(2)相连接表面涂覆有导电银胶层，所述导电柱(1)下端与底座(3)相连接，所述底座(3)上还设置有至少两个稳定柱(4)，所述稳定柱(4)与所述芯片(2)连接一面设置有绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，其特征在于：包括导电柱(1)，所述导电柱(1)上端支撑有芯片(2)，所述导电柱(1)与所述芯片(2)的几何中心相对应；所述导电柱(1)与所述芯片(2)相连接表面涂覆有导电银胶层，所述导电柱(1)下端与底座(3)相连接，所述底座(3)上还设置有至少两个稳定柱(4)，所述稳定柱(4)与所述芯片(2)连接一面设置有绝缘层。2.根据权利要求1所述的抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，其特征在于：所述至少两个稳定柱(4)对称分布。3.根据权利要求1或2所述的抗干扰热释电传感器芯片支撑结构，其特征在于：所述稳定柱(4)与芯片(2)的连接点分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，
申请(专利权)人：北立传感器技术武汉有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42