在印刷线路板装配表面上可装配的压力传感器元件制造技术

本发明专利技术涉及一个在线路板（３）装配表面（２）上可装配的压力传感器（１），它带有近似平面芯片载体（５）的芯片载体面（４），由电绝缘材料所制成，在该芯片载体面（４）上固定一片带有压力传感器的半导体芯片（６），并穿过芯片载体和与半导体芯片（６）电连接的并带有一表面可装配的配置的电极接头（７）。芯片载体（５）是用一种敷盖半导体芯片（６）的流动添充剂（６）所填充的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在印刷线路板装配表面上可装配的压力传感器元件，带有近似平面蕊片载体的芯片载体，主要用电绝缘材料所制成，带有压力传感器的半导体芯片被固定在该芯片载体平面上，并与芯片载体相贯通，与带有表面可装配配置的、与半导体芯片电连接的电极接头。运用以表面装配设计(SMD=Surface Mounted Design)配置形式表面可装配的半导体元件壳体可以使在用户印刷线路板上的触点接通价廉体积而又小。这对压力测试的传感器元件也是适用的。在这种装配形式下，元件接头不再需要像插入式装配那样被插入线路板孔中，而是被放置在印刷电路的接触斑点上，在该处被焊接。由于接头的网格间距不再取决于印刷线路板的孔径和焊眼直径的大小，所以用于表面装配的元件比推入式装配的元件小。另外，在印刷线路板上去掉了那些仅仅用于装配需要的孔，只保留一些用于层间触点所需的孔；它可以小到工艺实施所允许的那么小。由于对此还有可能实现印刷线路板双面装配，所以通过表面装方式可以达到节省很多空间和降低巨额成本的目的。假如将穿过芯片载体的和与半导体芯片电连接的电极接头，以至少向芯片载体两个侧面方向引出的接头引线形状所构成，被弯曲和被剪切成翼状的短接线末端，这样在此可得到特别小的电子元件结构高度。为了测量压力必须把待测的介质移近传感器，或者说在介质中存在的压力必须被传递至传感器。为了达到此目的，压力传感器是用一个单面开式元件壳体配置的，这压力传感器敏感芯片面就能够直接与待测介质接触。但这种配置具有这样缺点，即敏感芯片传感器，还有那些单面开式压力传感器的零件易遭到环境侵害影响，也就是存在着腐蚀元件组成部份的危险，甚至导致元件破坏为止。本专利技术是以提供一个用于在印刷线路板装配表面上装配压力传感器元件的任务为基础的，此处的压力传感器元件主要有一个带芯片载体的单面开式壳体，该压力传感器是这样构成的，能够确保避免遭到环境影响的构件腐蚀与元件破坏危险。本任务是通过一个压力传感器元件按照权利要求1被解决的。遵照专利技术所规定，芯片载体是用一种完全敷盖半导体芯片的、能流动的添充剂所填充的。做为预防环境影响的保护，本专利技术建议运用一种能流动的添充剂，完全敷盖敏感的半导体芯片。添充剂是能流动的，因此具有足够的弹性和灵活性，以便将压力无测量结果差异地传递到压力传感器上，因此能满足待测介质尽可能最佳与压力耦合和分离的两个要求。运用一种做为预防环境影响保护的流动添加剂展现出压力传感器外罩的廉价和直排式的可能性，该压力传感器是成批生产的。在这里值得努力的是保证按规定的流动添充剂定量称量和控制成型填充特性。为了达到此目的，本专利技术提出了一种特别优越的结构形式，即芯片载体在相对于其印刷线路板装配表面转过来的侧面上是单面开式的，并且芯片载体侧壁是用穿过内侧安放的流动截止棱边所构成的。流动截止棱边起着按规定中止添充剂吸附毛细力的作用，并且用此方法阻止流到壳体边缘以外的添充剂快速增加。用此方法能够防止添充剂继续流入传感器元件的后几道加工工序里，从而防止随之而产生的加工工具的脏污和损坏。按照专利技术所述流动添充剂能按定义的方式被准确地固定在元件内部的位置，此处，当把单面开式芯片载体的顶朝下装配时，也能确保添加剂不流出。众所周知随着胶体厚度的增加测量灵敏度而降低，为了考虑到待测加速度和压力时对压力传感器的测量灵敏度非所希望的影响不至于太坏，用优良的方式将相应的造型配置的阻止流动棱边结构形成能保持流动添充剂的作用厚度尽可能的薄。遵循专利技术原理继而预料到流动添充剂能包围住易腐蚀的，特别是压力传感器元件的金属零件，比如半导体芯片的连接导线、支撑载体以及相类似的。在某一种特别优异的专利技术实施情况时流动添充剂能形成一层凝胶。专利技术用特别优异的方式涉及到压力传感器元件，用于在一印刷线路板的装配表面上的表面装配。就此意义来讲，因而是有其优点的，假如穿过芯片载体的并与半导体芯片电连接的电极接头，以至少向芯片载体两个侧面方向引出的接头引线形状构成，接头引线被弯曲和被剪切成翼状的短接线末端。对以上情况，本专利技术的优越造型可从从属权利要求的特征说明。特别优越方式是芯片载体由一种热塑性塑料材料单件制成的。其它专利技术的特征、优点和实用性用示意图实施举例说明。它表示附图说明图1遵照专利技术实施举例的一个示意压力传感器元件的视图；和图2根据实施例的一个压力传感器元件芯片载体的示意总视图。附图表示出按照专利技术在印刷线路板(3)装配表面上的压力传感器元件(1)实施举例。压力传感器元件(1)具有一个近似于平面芯片载体平面(4)的芯片载体(5)，它由电绝缘塑料材料所组成，在该芯片载体平面(4)上安放一个带有集成的压力传感器的半导体芯片(6)，并且将配置的电子线路与它相连接，这里的压力传感器和图象中的线路表示的不太详细，并穿过芯片载体(5)以及与半导体芯片(6)相联的电极接头(7)电连接，电极接头末端(8)放置在印刷线路板(3)的装配表面(2)上的接线斑点(不详细描述)地方，它在该处被焊接。用众所周知的塑料注塑方法绝对单件生产的芯片载体5包括相对于装配表面2能被抬起的底部分9，在其上面安放着半导体芯片6，靠近底部9的侧面安放的侧面部分10、10a和11、11a形成了侧面封闭的压力传感器壳体的壳壁。芯片载体5在图象1中是按着尺寸要求的方式这样构成的，即相对于线路板3的装配表面2面向外的芯片5边界平面12、13之间的距离，从边界区域底部14、15到芯片载体5的中心区域16逐渐增大。特别是芯片载体5的外边界面12、13，从其横断面看去，其变化曲线主要是一反向V形，也就是屋顶式曲线，反向V形的尖端正好位于中心，此处的距离相对于线路板为最大，其值约为0.1mm到0.5mm。继而看到穿过芯片载体5的和与半导体芯片6电连接的电极接头7是用至少向芯片载体两面引出的连接腿形状构成的，连接腿是被弯曲和剪切成翼状末端17。这种配置方式能保证传感器元件的高度最小。另外，连接腿的圆弧18被芯片5的侧面部分10、11内部全部包围，其优点是壳体尺寸得到再一次的缩小；铅制框架的尺寸被缩小；除此外，易腐蚀的介质的漏电途径被大大地缩短，从而降低了与化学物质的渗透。除此以外，这样一种配置能使铅制框架的机械固定成为可能，也就是说电极接头7在元件壳体的内部，从而导致机械稳定性的额外提高。另外，由芯片载体5的侧面部分10、11相对于线路板3装配表面2的接线腿末端来说，有一个小的倾斜度，即朝向装配表面2最外面的接线腿末端8的边线19与用虚线标记的辅助面20之间的距离约为0.1mm。通过这种配置能确保元件与线路板3装配表面2只有通过接线腿最外面的末端的通电接触，对此与所描述的适宜的壳体配置一起考虑了可能出现的线路板3弯曲，在该处的底部结构是能从印刷线路板抬起的以及壳体如同描述过的那样是以屋顶形状构形的，在此处以优良的方式能够取消到现在为止用所谓平衡和成型工具需要的调整，并且同时还考虑了保持与地面距离的规定要求。由于确保装配胶的附着力性能良好，所以装配实施是比较方便的。除此外，由于仅通过接腿才能与印刷线路板3触点接通，所以弯曲变形时可能出现的印刷线路板3公差被校正，以及热能和机械的张力相互抵消。对于在半导体芯片6上的集成压力传感器的电子连线路电连接以及与此相匹配并带有电极接头7的电子线路来讲，导线本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一个印刷线路板（３）的装配表面（２）上有可装配的压力传感器元件（１），带有一个近似平面的芯片载体面（４）的芯片载体（５），在该芯片载体平面（４）上固定着带有压力传感器的半导体芯片（６），并带有穿过芯片载体（５）的与半导体芯片（６）电连接的电极接头（７），其带有表面可装配的配置，其特征在于：芯片载体（５）是用一种将半导体芯片（６）全部敷盖的、能流动的添充剂（３２）填充的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J温特雷尔，A奥布尔格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]