用于压力传感器模块的一级封装制造技术

本公开涉及一种用于压力传感器模块的一级封装系统，包括：具有电部件的引线框架；联接到引线框架的基板；感测元件，所述感测元件安装到基板并与引线框架电连通，所述感测元件配置成响应于施加在其上的压力而生成信号；以及包覆模制件，所述包覆模制件包封引线框架和基板的至少一部分以形成围绕基板上的感测元件的第一腔。本公开还涉及一种用于制造压力传感器模块所用的一级封装系统的方法。

Primary packaging for pressure sensor module

【技术实现步骤摘要】
用于压力传感器模块的一级封装
本公开涉及压力传感器，并且更具体地，本公开涉及用于内燃机的压力传感器模块的一级封装。
技术介绍
在汽车工业中，压力传感器通常被装入燃料系统、制动系统、车辆稳定系统等中。例如，乘用车和商用车辆中的内燃机的排气系统通常需要存在微粒物过滤器(例如烟尘过滤器)以满足工业要求。然而，当过滤器堵塞时，需要定期更换过滤器。为了触发该再生过程，通常使用用于测量过滤器上的压降的传感器。在一些应用中，压降测量可以通过基于MEMS的压力感测元件实现。通常在感测元件周围放置保护凝胶以提供对沉积物的机械隔离，并且保护感测元件免受环境的损害。对于相对压力感测，感测元件的一侧通常在排气穿过过滤器之前测量排气压力，并且感测元件的另一侧在排气穿过过滤器之后测量排气压力。对于绝对感测，仅感测元件的一侧测量相对于预定压力的排气压力。被称为“一级封装”的电子封装提供感测元件直接与集成电路芯片的互连，其通常用于降低材料成本和减少制造压力传感器所需的组装步骤的数量。随着压力感测技术的使用变得更加普遍，对于显示出对酸性条件的稳健性的一级封装的需求日益增加。然而，对标准一级封装的中等暴露测试表明其易受腐蚀，特别是在废气环境中。
技术实现思路
本文描述了一种用于压力传感器模块的一级封装，其具有改善的对酸性条件(例如在汽车排气环境中可见的那些酸性条件)的稳健性。一级封装包括引线框架，所述引线框架包含电路和一个或多个无源器件。陶瓷基板经由粘合剂接合部而附接到引线框架。基板包含印刷在基板上的导电迹线。导电接合件用于将电路、基板和引线框架连接在一起。在接合之后，压力传感器模块由热固性环氧树脂包覆模制件包封，然后将所述热固性环氧树脂包覆模制件密封在压力传感器壳体内。有利地，本公开的一级封装提供了压力传感器模块的增加的稳健性、以及更小和简化的封装，这可以导致更低的制造成本。本公开的一级封装的其他示例能够以任意合适的组合包括以下中的一个或多个。在示例中，本公开的一级封装系统包括具有电部件的引线框架和联接到所述引线框架的基板。感测元件安装到所述基板并与所述引线框架电连通。所述感测元件配置成响应于施加在所述感测元件上的压力而生成信号。包封所述基板和所述引线框架的至少一部分的包覆模制件形成围绕所述基板上的所述感测元件的第一腔。在其他示例中，所述电部件包括专用集成电路(ASIC)。在示例中，所述基板还包括由所述包覆模制件部分覆盖的多个导电元件。在示例中，所述包覆模制件由热固性环氧树脂材料制成。在示例中，所述一级封装系统配置成在车辆的内燃机中使用。在示例中，所述一级封装系统还包括连接所述电部件和所述引线框架的多个导电接合件。在示例中，所述基板限定中心开口，所述中心开口在所述基板的第一侧和与所述第一侧相对的所述基板的第二侧之间延伸，并且所述感测元件覆盖所述中心开口以从所述基板的第二侧密封所述第一腔。在示例中，所述一级封装系统还包括在所述第一腔内并且覆盖所述感测元件的包封材料。在示例中，所述引线框架、所述电部件和所述基板在由所述包覆模制件包封之前被预组装。在另外的示例中，所述一级封装系统包括壳体，所述壳体形成围绕所述第一腔的第一压力室。在示例中，所述壳体包括与所述第一压力室流体连通的至少一个入口以允许加压流体进入所述第一压力室。在示例中，所述感测元件是绝对压力感测元件。在示例中，所述感测元件是基于MEMS的压力感测元件，其配置成感测所述基板的第一侧和所述基板的第二侧之间的压力差。在示例中，所述基板限定从第一侧延伸到与所述第一侧相对的第二侧的中心开口，其中所述包覆模制件形成围绕所述感测元件的第一腔和围绕所述第二侧上的所述中心开口的第二腔。在示例中，所述一级封装系统还包括壳体，所述壳体形成围绕所述第一腔的第一压力室和围绕所述第二腔的第二压力室。在示例中，所述壳体至少包括与所述第一压力室流体连通的第一入口和与所述第二压力室流体连通的第二入口以允许具有第一压力的流体进入所述第一压力室并且允许具有第二压力的流体进入所述第二压力室，使得所述感测元件生成指示压差的信号。一种用于制造本公开的一级封装系统的方法的示例包括：制造包括引线框架的电子模块组件。然后将基板联接到所述引线框架。所述基板包括中心开口，所述中心开口在所述基板的第一侧和与所述第一侧相对的所述基板的第二侧之间延伸。然后将感测元件围绕所述中心开口安装到所述基板的第一侧以与所述电子模块组件电连通。然后用热固性环氧树脂包覆模制件包封所述电子模块组件，使得围绕所述基板的第一侧形成第一腔。在另外的示例中，所述方法包括将所述一级封装系统密封在壳体内，所述壳体形成围绕所述第一腔的第一压力室。所述壳体包括与所述第一压力室流体连通的至少一个入口，以用于允许加压流体进入所述第一压力室。在示例中，所述方法包括在所述第一腔内用包封材料覆盖所述感测元件，使得所述感测元件完全覆盖所述中心开口以从所述基板的第二侧密封所述第一腔。在示例中，所述方法包括用多个导电接合件将所述电子模块组件的电子器件连接到所述引线框架。通过阅读以下的详细描述和相关附图的说明，各种特征和优点将变得显而易见。应当理解，前面的概述和下面的详细描述都只是说明性的，并不是对所要求保护的方面的限制。附图说明通过参考详细描述并结合以下附图将更全面地理解本公开，其中：图1是在根据本公开的示例的一级封装的组装中处于中间步骤的压力传感器模块的一部分的透视图；图2A和2B是在根据本公开的示例的一级封装的组装中处于后续的中间步骤的压力传感器模块的另一部分的俯视透视图(图2A)和仰视透视图(图2B)；图3A和3B是已组装的一级封装的俯视透视图(图3A)和俯视平面图(图3B)；图3C是已组装的一级封装的横截面图；图3D是具有一级封装的压力传感器模块以及压力传感器壳体的分解图；图4是压力传感器的输出误差与一级封装中的压力的关系图；且图5A和5B示出了根据本公开的示例的安装在引线框架上的陶瓷基板上的导电迹线的酸测试结果。具体实施方式在下面的描述中，相同的部件被赋予相同的附图标记，而不管它们是否在不同的示例中示出。为了以清楚和简明的方式图解示例，附图不一定是按比例绘制，并且某些特征能够以在一定程度上示意性的形式示出。关于一个示例描述和/或图示的特征可以在一个或多个其他的示例中以相同方式或以类似方式使用和/或与其他示例的特征组合或代替其他示例的特征使用。正如说明书和权利要求书中所使用的，出于描述和限定本专利技术的目的，术语“约”和“大致”用于表示可归因于任何定量比较、数值、测量值或其他表达形式的固有不确定度。术语“约”和“大致”在本文中也用于表示定量表达可以从所说明的基准变化而不会导致所讨论主题的基本功能变化的程度。“包括”、“包含”和/或每个的复数形式是开放式的并且包括所列出的部分并且可以包括未列出的附加部分。“和/或”是开放式的并且包括所列出的部分中的一个或多个以及所列出的部分的组合。现在参考图1，示出了根据本公开的示例的压力感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压力传感器模块的一级封装系统，所述一级封装系统包括：/n具有电部件的引线框架；/n联接到所述引线框架的基板；/n感测元件，所述感测元件安装到所述基板并与所述引线框架电连通，所述感测元件配置成响应于施加在其上的压力而生成信号；以及/n包覆模制件，所述包覆模制件包封所述引线框架和所述基板的至少一部分以形成围绕所述基板上的所述感测元件的第一腔。/n

【技术特征摘要】
20180622 US 16/015,5471.一种用于压力传感器模块的一级封装系统，所述一级封装系统包括：
具有电部件的引线框架；
联接到所述引线框架的基板；
感测元件，所述感测元件安装到所述基板并与所述引线框架电连通，所述感测元件配置成响应于施加在其上的压力而生成信号；以及
包覆模制件，所述包覆模制件包封所述引线框架和所述基板的至少一部分以形成围绕所述基板上的所述感测元件的第一腔。


2.根据权利要求1所述的一级封装系统，其中所述基板还包括由所述包覆模制件部分覆盖的多个导电元件。


3.根据权利要求1所述的一级封装系统，其中所述包覆模制件由热固性环氧树脂材料制成。


4.根据权利要求1所述的一级封装系统，其还包括连接所述电部件和所述引线框架的多个导电接合件。


5.根据权利要求1所述的一级封装系统，其中所述基板限定中心开口，所述中心开口在所述基板的第一侧和与所述第一侧相对的所述基板的第二侧之间延伸；并且其中所述感测元件覆盖所述中心开口以从所述基板的第二侧密封所述第一腔。


6.根据权利要求1所述的一级封装系统，其还包括在所述第一腔内并且覆盖所述感测元件的包封材料。


7.根据权利要求1所述的一级封装系统，其中所述引线框架、所述电部件和所述基板在由所述包覆模制件包封之前被预组装。


8.根据权利要求1所述的一级封装系统，其还包括：
壳体，所述壳体形成围绕所述第一腔的第一压力室；并且
其中所述壳体包括与所述第一压力室流体连通的至少一个入口以允许加压流体进入所述第一压力室。


9.根据权利要求1所述的一级封装系统，其中所述感测元件是绝对压力感测元件或基于MEMS的压力感测元件中的至少一者，所述感测元件配置成感测所述基板的第一侧和所述基板的第二侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·G·D·莫辛克，A·C·赫伦，
申请(专利权)人：森萨塔科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US