一种MEMS超声波传感器的封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种MEMS超声波传感器的封装结构，涉及微电子技术领域，该封装结构将MEMS超声波传感器芯片置于传感器外壳内布放在传感器底座上，MEMS超声波传感器芯片的换能器外表面布置一层防水透声膜，阻隔水、油等液体以及腐蚀性气体对MEMS超声波传感器的污染和破坏，且防水透声膜不与芯片表面接触，不会影响换能器的工作效能；防水透声膜外部布放一层隔尘织网，阻隔尘埃以及大颗粒物体对MEMS超声波传感器芯片和防水透声膜的污染和破坏；该封装结构的结构简单，可在有效防护灰尘、砂石等颗粒物质，水、油等液体，腐蚀性气体的腐蚀的前提下，为MEMS超声波传感器芯片中换能器发出的声波提供一个损耗更小的传输途径。

Packaging structure of MEMS ultrasonic sensor

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS超声波传感器的封装结构
本技术涉及微电子
，尤其是一种MEMS超声波传感器的封装结构。
技术介绍
超声波传感器可以用于煤气表、天然气表中用于对煤气、天然气的流量进行测量，也可应用于汽车倒车防撞雷达。目前的超声波传感器的封装方式是将压电陶瓷的超声波传感器芯片通过灌封胶水封装在传感器外壳内，声波自超声波传感器芯片的换能器的表面发出后历经海绵和金属而进入空气进行测试，声阻损耗较大且声波的特性也会有所改变。对于MEMS超声波传感器来说，换能器表面若通过有机灌封胶水或海绵接触，声波须穿透固化后的胶水、海绵及外壳，更会直接影响换能器的工作性能。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种MEMS超声波传感器的封装结构，可在有效防护灰尘、砂石等颗粒物质，水、油等液体，腐蚀性气体的腐蚀的前提下，为MEMS超声波传感器芯片中换能器发出的声波提供一个损耗更小的传输途径。本技术的技术方案如下：一种MEMS超声波传感器的封装结构，该MEMS超声波传感器的封装结构包括：传感器底座、传感器外壳、隔尘织网、MEMS超声波传感器芯片、防水透声膜和电气接口；传感器外壳呈两端开口、内部中空的腔体结构，传感器外壳的一端固定在传感器底座上，隔尘织网固定在传感器外壳的另一端；MEMS超声波传感器芯片置于传感器外壳内部的腔体中且固定在传感器底座上；防水透声膜置于传感器外壳内部的腔体中且与传感器外壳的内壁周向固定密封，防水透声膜位于MEMS超声波传感器芯片的换能器的外表面且与MEMS超声波传感器芯片的表面间隔预定距离；电气接口固定在传感器底座上，电气接口的一端位于传感器外壳的内部且与MEMS超声波传感器芯片电气相连，电气接口的另一端位于传感器外壳的外部。其进一步的技术方案为，传感器外壳的内壁沿着周向设置有相对于腔体内凹的固定台阶，防水透声膜通过过盈配合与密封垫圈共同固定且密封在固定台阶内。其进一步的技术方案为，MEMS超声波传感器芯片是由换能器排列组合而成的阵列式传感器芯片。其进一步的技术方案为，MEMS超声波传感器芯片与传感器底座之间的固定方式包括但不限于粘接、焊接和烧结。其进一步的技术方案为，传感器外壳与传感器底座和隔尘织网之间的固定方式包括但不限于焊接和粘接。本技术的有益技术效果是：本申请公开了一种MEMS超声波传感器的封装结构，将MEMS超声波传感器芯片置于传感器外壳内布放在传感器底座上，MEMS超声波传感器芯片的换能器外表面布置一层防水透声膜，阻隔水、油等液体以及腐蚀性气体对MEMS超声波传感器的污染和破坏，且防水透声膜不与芯片表面接触，不会影响换能器的工作效能；防水透声膜外部布放一层隔尘织网，阻隔尘埃以及大颗粒物体对MEMS超声波传感器芯片和防水透声膜的污染和破坏；该封装结构的结构简单，可在有效防护灰尘、砂石等颗粒物质，水、油等液体，腐蚀性气体的腐蚀的前提下，为MEMS超声波传感器芯片中换能器发出的声波提供一个损耗更小的传输途径。附图说明图1是本申请公开的MEMS超声波传感器的封装结构的结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。本申请公开了一种MEMS超声波传感器的封装结构，请参考图1，该MEMS超声波传感器的封装结构包括传感器底座1、传感器外壳2、隔尘织网3、MEMS超声波传感器芯片4、防水透声膜5和电气接口6。传感器外壳2呈两端开口、内部中空的腔体结构，传感器外壳2的一端固定在传感器底座1上，隔尘织网3固定在传感器外壳2的另一端，隔尘织网3为抗腐蚀性金属或工程塑料材质的织网，如不锈钢织网等，隔尘织网3能够防止大颗粒灰尘和砂石、金属颗粒随气流运动而对传感器外壳2内部器件的破坏性冲击，并且能够起到结构支撑的作用。在组装过程中需要先集成隔尘织网3，可以通过焊接(如激光焊)和粘接(如丙烯酸类等多种粘接剂)的方式固定在传感器外壳2上。MEMS超声波传感器芯片4置于传感器外壳2内部的腔体中且固定在传感器底座1上，MEMS超声波传感器芯片4与传感器底座1之间的固定方式包括但不限于粘接、焊接和烧结。本申请中的MEMS超声波传感器芯片4是基于MEMS工艺制成的、有多个换能器排列组合而成的阵列式传感器芯片。电气接口6固定在传感器底座1上用于MEMS超声波传感器芯片4与外界的电气连接，如图1以电气接口6采用插针为例，电气接口6的一端位于传感器外壳2的内部且与MEMS超声波传感器芯片4电气相连，电气接口6的另一端位于传感器外壳1的外部。防水透声膜5置于传感器外壳2内部的腔体中，防水透声膜可以采用耐腐蚀的防水透声材料制成，比如可以采用PPA、PTFE等多种高分子材料加工而成。防水透声膜5在空气中具有很好的透声性能，且能够起到防水、防油汽侵入。防水透声膜5与传感器外壳2的内壁周向固定密封，本申请采用的具体结构是，如图1所示：传感器外壳2的内壁沿着周向设置有相对于腔体内凹的固定台阶，防水透声膜5通过过盈配合与密封垫圈7共同固定且密封在固定台阶内。防水透声膜5位于MEMS超声波传感器芯片4的换能器的外表面，防水透声膜5能够防止水、油等液体以及腐蚀性气体对MEMS超声波传感器芯片4的损坏且保证声波的穿透，同时防水透声膜5与MEMS超声波传感器芯片4的表面间隔预定距离不进行直接接触，避免声波传感器芯片4中换能器的工作性能。以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为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】
1.一种MEMS超声波传感器的封装结构，其特征在于，所述MEMS超声波传感器的封装结构包括：传感器底座、传感器外壳、隔尘织网、MEMS超声波传感器芯片、防水透声膜和电气接口；所述传感器外壳呈两端开口、内部中空的腔体结构，所述传感器外壳的一端固定在所述传感器底座上，所述隔尘织网固定在所述传感器外壳的另一端；所述MEMS超声波传感器芯片置于所述传感器外壳内部的腔体中且固定在所述传感器底座上；所述防水透声膜置于所述传感器外壳内部的腔体中且与所述传感器外壳的内壁周向固定密封，所述防水透声膜位于所述MEMS超声波传感器芯片的换能器的外表面且与所述MEMS超声波传感器芯片的表面间隔预定距离；所述电气接口固定在所述传感器底座上，所述电气接口的一端位于所述传感器外壳的内部且与所述MEMS超声波传感器芯片电气相连，所述电气接口的另一端位于所述传感器外壳的外部。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS超声波传感器的封装结构，其特征在于，所述MEMS超声波传感器的封装结构包括：传感器底座、传感器外壳、隔尘织网、MEMS超声波传感器芯片、防水透声膜和电气接口；所述传感器外壳呈两端开口、内部中空的腔体结构，所述传感器外壳的一端固定在所述传感器底座上，所述隔尘织网固定在所述传感器外壳的另一端；所述MEMS超声波传感器芯片置于所述传感器外壳内部的腔体中且固定在所述传感器底座上；所述防水透声膜置于所述传感器外壳内部的腔体中且与所述传感器外壳的内壁周向固定密封，所述防水透声膜位于所述MEMS超声波传感器芯片的换能器的外表面且与所述MEMS超声波传感器芯片的表面间隔预定距离；所述电气接口固定在所述传感器底座上，所述电气接口的一端位于所述传感器外壳的内部且与所述MEMS超声波传感器芯片电气相连，所述电气接口的另一端位于所述传感器外壳的外部。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国俊，夏登明，
申请(专利权)人：智驰华芯无锡传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32