一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构制造技术

本发明专利技术涉及一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构，包括陶瓷外壳底座、霍尔芯片、底部填充胶、盖板；霍尔芯片倒扣于陶瓷外壳底座的芯腔中，霍尔芯片上的霍尔元件正扣在陶瓷外壳底座上的通电导体电流通路的中心区域，霍尔芯片通过其上的焊料凸点与陶瓷外壳底座的金属焊盘一一对应焊接形成互联；盖板通过平行缝焊或激光焊与陶瓷外壳底座的封接环焊接构成气密性的密封结构。本发明专利技术不需要重新设计霍尔芯片，解决现有塑料封装电流传感器在潮湿环境下因吸湿导致使用可靠性差和寿命短甚至失效，以及太空环境下使用的低气压膨胀等问题。

An inverted welding package structure of air tight current sensor

【技术实现步骤摘要】
一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构
本专利技术涉及电子封装
，是一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构。
技术介绍
现有电流电压传感器基本采用塑封小外形封装(如SOIC08等)，芯片压点通过金属丝与铜或铜合金引线框架键合形成互联，或者倒扣于引线框架上形成互联，然后采用环氧塑封料（EMC）包封料，受限于环氧塑封料（EMC）包封料玻璃转化温度以及铜引线框架、硅芯片等热膨胀系数失配而使键合引线抗温变应力及次数相对短而使用温度相对于气密性陶瓷封装的要低和使用可靠性相对弱。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在不重新设计霍尔芯片，解决霍尔芯片倒扣焊工艺问题和电流传感器气密性问题，提高电流传感器的使用温度及使用可靠性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构，该封装结构包括陶瓷外壳底座、霍尔芯片、底部填充胶、盖板；陶瓷外壳底座的芯腔中有通电导体、金属焊盘，通电导体和金属焊盘分别与引出端连通，通电导体、金属焊盘的顶面是共面的；霍尔芯片倒扣于陶瓷外壳底座的芯腔中，其霍尔元件正扣于通电导体的电流通路中心区域，其焊料凸点经高温回流焊与陶瓷外壳底座的金属焊盘焊接形成与引出端的互联；霍尔芯片及其焊料凸点等被底部填充胶所填充；最后盖板通过平行缝焊与陶瓷外壳底座的封接环焊接构成气密性的密封结构，确保器件能在恶劣环境中长期稳定工作。进一步地，陶瓷外壳底座芯腔中通电导体、焊盘、引出端是由一定厚度的低电阻率金属材料通过包括但不限于模具冲制、激光刻蚀、湿法刻蚀工艺加工成设计的形状，通过银钎料和陶瓷外壳的相应引出端钎焊形成连通。进一步地，盖板与陶瓷外壳底座的封接环焊接是可选择的，还可以采用如激光焊或低温合金焊料熔封。本专利技术的有益效果：一定厚度低电阻率的通电导体通过银钎料与陶瓷外壳底座的引出端构建低电阻的电流通路，一方面降低了热耗散功率，另一方面通电导体、金属焊盘的共面保证了霍尔芯片的霍尔元件与电流通路能够贴近而保证电流传感的精度，底部填充胶强化了霍尔芯片与陶瓷外壳底座的结构强度及其可靠性，不重新设计霍尔芯片就解决现有夹扣焊塑料封装电流传感器在潮湿环境下因吸湿导致使用可靠性差和寿命短甚至失效，以及太空环境下使用的低气压膨胀等问题，降低了研发成本，缩短了开发周期，扩大了电流传感器使用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的陶瓷外壳底座俯视图；图2是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的密封前仰视图；图3是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的俯视图；图4是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的仰视图；图5是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的（A-A方向）剖面图；图6是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的（B-B方向）剖面图；图7是本专利技术优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊CDFN06型封装结构的（C-C方向）剖面图。图中：1、陶瓷外壳底座；11、引出端；12、通电导体；13、金属焊盘；14、封接环；15、银钎料；2、霍尔芯片；21、焊料凸点；22、霍尔元件；3、底部填充胶；4、盖板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图3所示，是本专利技术的优选实施例1的一种气密性电流传感器倒扣焊1.27mm节距CDFN06型封装结构，包括：陶瓷外壳底座1、霍尔芯片2、底部填充胶3和盖板4；陶瓷外壳底座1的底部设置有引出端11，陶瓷外壳底座1的芯腔内设置有通电导体12和金属焊盘13，陶瓷外壳底座1的顶部设置有封接环14，通电导体12通过银钎料15与相应引出端11焊接形成低电阻通电通路，金属焊盘13通过银钎料15与陶瓷外壳底座1的引出端11焊接形成一一对应的电气互联通路；霍尔芯片2上的霍尔元件22倒扣在通电导体12电流通路的中心区域，霍尔芯片2的焊料凸点21经高温回流焊与陶瓷外壳底座1的金属焊盘13焊接形成电气互联；盖板4通过平行缝焊工艺与陶瓷外壳底座1的封接环14焊接构成气密性的密封结构。倒扣的霍尔芯片2及其上的焊料凸点21等被底部填充胶3所填充。为了方便理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本专利技术的上述技术方案进行详细说明。在具体使用时，实施例1：一种气密性电流传感器倒扣焊1.27mm节距CDFN06型高温共烧氧化铝陶瓷封装结构，具体如下：首先，采用氧化铝含量90%～94%的多层生瓷膜片经3～50μm钨浆印刷图形和填孔制作的生瓷件，经高温共烧制成熟瓷件，然后与用湿法刻蚀制备的0.20mm厚C19400铜合金1.27mm节距引出端11、0.40mm厚通电导体12、0.40mm厚金属焊盘13以及0.30mm厚4J80制备的封接环14用20～100μm厚的Bag72Cu银钎料15钎焊于熟瓷件的相应部位，然后经电镀1.3～8.9μm镍-1.3～5.7μm金层后完成陶瓷外壳底座制备；其次，将0.20～0.60mm厚的霍尔芯片2倒扣于陶瓷外壳底座芯腔中，芯片上的ф120μm、120μm高的铜柱锡帽型焊料凸点21与陶瓷外壳底座1的金属焊盘13一一对应，并经260℃左右高温回流焊焊接形成连接；接着，用氧微波等离子清洗组装好芯片的陶瓷外壳底座1，然后用HYSOL®FP4451TD填充胶对霍尔芯片填充，并固化；最后，0.10mm厚的4J80盖板4和0.30mm高度的封接环14通过平行缝焊工艺进行密封，经打标、气密性检测合格即完成封装。为了方便理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本专利技术的上述技术方案进行详细说明。在具体使用时，综上所述，借助于本专利技术的上述技术方案，本专利技术通过低电阻率制作的通电导体12通过银钎料15与相应引出端11焊接形成低电阻通电通路，解决了热耗散功率问题；倒扣焊霍尔芯片2的焊料凸点21与陶瓷外壳底座1的金属焊盘13焊接高度达到最小，以及霍尔芯片2的霍尔元件22正扣在陶瓷外壳底座1上的通电导体12的电流通路中心区域，霍尔元件22与通电导体12的距离大大缩小，解决了霍尔芯片与陶瓷外壳底座通电导体的电流传感精度以及电互联；采用无磁材料制作陶瓷外壳底座金属零件，解决了电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构，所述封装结构包括陶瓷外壳底座（1）、霍尔芯片（2）、底部填充胶（3）和盖板（4）；陶瓷外壳底座（1）有引出端（11）、通电导体（12）、金属焊盘（13）、封接环（14）和银钎料（15），其特征在于：所述引出端（11）和通电导体（12）由银钎料（15）钎焊在陶瓷外壳底座（1）上并形成低电阻导电通路；所述霍尔芯片（2）有焊料凸点（21）和霍尔元件（22），倒扣于陶瓷外壳底座（1）的金属焊盘（13）、通电导体（12）上，焊料凸点（21）经高温回流将霍尔芯片（2）与金属焊盘（13）焊接形成一一对应的互联；所述霍尔芯片（2）等被底部填充胶（3）所填充；所述盖板（4）通过激光焊或平行缝焊与陶瓷外壳（1）的封接环（14）焊接构成气密性的密封结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种气密性电流传感器倒扣焊封装结构，所述封装结构包括陶瓷外壳底座（1）、霍尔芯片（2）、底部填充胶（3）和盖板（4）；陶瓷外壳底座（1）有引出端（11）、通电导体（12）、金属焊盘（13）、封接环（14）和银钎料（15），其特征在于：所述引出端（11）和通电导体（12）由银钎料（15）钎焊在陶瓷外壳底座（1）上并形成低电阻导电通路；所述霍尔芯片（2）有焊料凸点（21）和霍尔元件（22），倒扣于陶瓷外壳底座（1）的金属焊盘（13）、通电导体（12）上，焊料凸点（21）经高温回流将霍尔芯片（2）与金属焊盘（13）焊接形成一一对应的互联；所述霍尔芯片（2）等被底部填充胶（3）所填充；所述盖板（4）通过激光焊或平行缝焊与陶瓷外壳（1）的封接环（14）焊接构成气密性的密封结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国荣，庄亚平，鲍侠，严培青，
申请(专利权)人：浙江长兴电子厂有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33