压力传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种压力传感器，压力传感器包括外壳，外壳具有容纳腔及与容纳腔连通的测量孔；基板固定设置在容纳腔内，基板具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面朝向测量孔；传感器芯片包括相对设置的测量端及电连接端，测量端朝向所述测量孔，电连接端具有至少一焊垫，电连接端通过一连接层固定连接在基板的第一表面上，连接层包括密封环及设置在密封环内的至少一导电连接块，导电连接块将焊垫与基板电连接，密封环分别与传感器芯片的电连接端及基板的第一表面连接。本实用新型专利技术优点是，不需要通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，且保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。

Pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
压力传感器
本技术涉及微电子机械系统领域，尤其涉及一种压力传感器。
技术介绍
压力传感器是能感受压力信号并能按照一定的规律将压力信号转换成可用电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。传统的机械式压力传感器，体积大，精度不高，成本高昂。基于微电子机械系统的压力传感器(MEMS压力传感器)，以集成电路技术实现高精度、低成本的大批量生产。MEMS压力传感器是以硅基薄膜为敏感元器件，受到压力时产生形变，可以利用压阻型压力传感器来测量这种形变，也可以通过电容感测两个面之间距离的变化来加以测量。MEMS压力传感器常见生产工艺有正面进气、背面进气和充油介质隔离的方式。正面进气是指压力传感器芯片的敏感膜、引线键合直接裸露在待测介质中，仅能用于洁净气体的测量，极易受到测试介质的玷污和损坏，通常需要添加正面保护结构或者限制测试介质来保证正常使用。背面进气的方式是压力传感器芯片通过胶粘接，再通过金线或铝线实现电信号连接传输，待测试介质从压力传感器芯片背部接触到硅机体，避开了压力传感器芯片的膜片和引线键合部分。但是此种的方式仍无法使用于极端情况，如强腐蚀性气体、液体会对芯片粘结胶水产生腐蚀，且大颗粒的杂质容易堵住背面进气的气孔。充油介质隔离的方式是将压力传感器芯片封装于充满硅油的密闭结构中，外加压力通过硅油从不锈钢膜片传递到压力传感器芯片上，此方式的问题在于零部件多，工艺复杂，产品的成本非常高。目前对于检测带有腐蚀性的气体或液体压力变化，通常是用介质隔离压力传感器，用此种设计的压力传感器存在以下不足之处：(1)金属膜片制造工艺难度复杂，成本较高，且易损坏。当膜片变形就会影响压力传感器的输出精度，也会增加终端产品的成本。(2)金属膜片与外端的金属环壁需要通过焊接形成一个壳体，在焊接难度大，膜片易损坏，存在漏气的风险。当焊接处理不当时，金属表面会氧化，会使得金属环壁与基板粘接不牢固，介质液体会有渗漏的风险。(3)在极端高温或低温状态下，介质隔离的封装腔体内的介质液体会热胀冷缩，影响压力传感器的输出精度。(4)缩小尺寸和体积是产品发展的趋势，采用介质隔离的封装方式，会占用较多的空间。现有的MEMS压力传感器的生产封装工艺严重限制了其应用范围，且现有MEMS压力传感器不能耐受腐蚀性介质，同样限制了其应用范围。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种压力传感器，其能够不通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，且能够保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。为了解决上述问题，本技术提供了一种压力传感器，其包括：一外壳，所述外壳具有一容纳腔及一与所述容纳腔连通的测量孔；一基板，固定设置在所述容纳腔内，所述基板具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述测量孔；一传感器芯片，包括相对设置的测量端及电连接端，所述测量端朝向所述测量孔，所述电连接端具有至少一焊垫，所述电连接端通过一连接层固定连接在所述基板的第一表面上，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块，所述导电连接块将所述焊垫与所述基板电连接，所述密封环分别与所述传感器芯片的电连接端及所述基板的第一表面连接。进一步，所述密封环围成一个间隔区，多个所述焊垫间隔设置在所述间隔区内。进一步，所述密封环围成多个间隔区，所述导电连接块分别设置在所述间隔区内。进一步，所述压力传感器还包括一密封构件，所述密封构件设置在所述基板的第一表面与所述外壳之间，并环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。进一步，所述基板的第一表面具有一环槽，所述密封构件设置在所述环槽内。进一步，所述基板内设置有至少一贯穿所述基板的导电柱，所述基板的第二表面上设置有导电线路层，所述导电柱的两端分别与所述导电连接块及所述导电线路层连接。进一步，所述压力传感器还包括至少一功能器件，所述功能器件设置在所述基板的第二表面，并与所述导电线路电连接，所述传感器芯片通过所述导电连接块、所述导电柱及所述导电线路与所述功能器件电连接。进一步，所述外壳包括：一固定件，包括一第一腔室及一延伸段，所述基板设置在所述第一腔室内，所述测量孔设置在所述延伸段，并与所述第一腔室连通；一铆压支撑垫块，其第一端设置有一第二腔室，第二端设置有至少一引脚，所述第一端置于所述第一腔室内，且所述第一端抵压所述基板的第二表面，使所述基板的第一表面与所述第一腔室的底面接触，以固定所述基板，所述功能器件被密封于所述第二腔室内且与所述引脚电连接。本技术的优点在于，所述压力传感器芯片倒装焊接在基板上，并通过密封环密封，该压力传感器可直接接触被测介质，且不需要通过金线传输信号，提高了产品的可靠稳定性，有效的延长了压力传感器的使用寿命。另外，本技术压力传感器可以保证产品的密封性，实现全温区测量结果的准确性。附图说明图1是本技术压力传感器的一具体实施方式的结构示意图；图2是图1中A处的放大示意图；图3是压力传感器的连接层的一结构示意图；图4是压力传感器的连接层的另一结构示意图；图5是本技术压力传感器的另一具体实施方式的结构示意图；图6是本技术封装方法的一具体实施方式的步骤示意图；图7A～图7F是本技术封装方法的该具体实施方式的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的压力传感器的具体实施方式做详细说明。图1是本技术压力传感器的一具体实施方式的结构示意图，图2是图1中A处的放大示意图。请参阅图1及图2，本技术压力传感器包括一外壳10、一基板20及一传感器芯片30。所述外壳10具有一容纳腔11及一测量孔12。所述测量孔12与所述容纳腔11连通。在应用所述压力传感器进行测量时，所述测量孔12作为所述压力传感器的进气孔。40所述基板20固定设置在所述容纳腔11内，所述基板20具有相对设置的第一表面20A及第二表面20B，所述第一表面20A朝向所述测量孔12。所述基板20包括但不限于双面陶瓷基板。所述传感器芯片30为MEMS传感器芯片，其包括相对设置的测量端30A及电连接端30B。所述测量端30A朝向所述测量孔12。即所述测量孔12暴露出所述传感器芯片30的测量端30A，以使得在测量时被测介质能够通过所述测量孔12作用于所述测量端30A。所述电连接端30B具有至少一焊垫(附图中未绘示)，所述焊垫作为所述传感器芯片30与外界连接的焊点。所述电连接端30B通过一连接层40固定连接在所述基板20的第一表面20A上。即所述传感器芯片30以倒装焊的方式固定在所述基板20的第一表面20A上。图3是所述连接层40的一结构示意图。请参阅图3，所述连接层40包括密封环41及设置在所述密封环41内的至少一导电连接块42。所述导电连接块42将所述焊垫与所述基板20电连接。所述导电连接块42的数量与所述传感器芯片30的焊垫的数量对应。在附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：/n一外壳，所述外壳具有一容纳腔及一与所述容纳腔连通的测量孔；/n一基板，固定设置在所述容纳腔内，所述基板具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述测量孔；/n一传感器芯片，包括相对设置的测量端及电连接端，所述测量端朝向所述测量孔，所述电连接端具有至少一焊垫，所述电连接端通过一连接层固定连接在所述基板的第一表面上，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块，所述导电连接块将所述焊垫与所述基板电连接，所述密封环分别与所述传感器芯片的电连接端及所述基板的第一表面连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：
一外壳，所述外壳具有一容纳腔及一与所述容纳腔连通的测量孔；
一基板，固定设置在所述容纳腔内，所述基板具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述测量孔；
一传感器芯片，包括相对设置的测量端及电连接端，所述测量端朝向所述测量孔，所述电连接端具有至少一焊垫，所述电连接端通过一连接层固定连接在所述基板的第一表面上，所述连接层包括密封环及设置在所述密封环内的至少一导电连接块，所述导电连接块将所述焊垫与所述基板电连接，所述密封环分别与所述传感器芯片的电连接端及所述基板的第一表面连接。


2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述密封环围成一个间隔区，多个所述焊垫间隔设置在所述间隔区内。


3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述密封环围成多个间隔区，所述导电连接块分别设置在所述间隔区内。


4.根据权利要求1～3任意一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括一密封构件，所述密封构件设置在所述基板的第一表面与所述外壳之间，并环绕包围所述测量孔及所述传感器芯片，以密封所述容纳腔。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张兵兵，肖滨，李刚，
申请(专利权)人：昆山灵科传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32