硅膜传感器芯片的封装制造技术

本发明专利技术涉及一种硅膜传感器芯片的封装，其中，外壳至少有部分弹性外壳，弹性外壳与硅膜间隔，弹性外壳与其它硬质外壳构成一个密闭外壳，密闭外壳内有气体，气体与硅膜接触；弹性外壳最好是外凸的弹性物体；通过本发明专利技术的上述实施，使上述硅膜传感器构成：力传感器，倾角传感器，角速度传感器，角加速度传感器，速度，加速度传感器，位移传感器，振动传感器，及其电子开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种敏感元件的封装，具体的涉及硅膜传感器芯片的封装，以及微机械力传感器，倾角传感器，角速度传感器，角加速度传感器，速度，加速度传感器，位移传感器，振动传感器，及其电子开关，但不仅极限于此。
技术介绍
目前，公知的用于硅膜压力传感器的封装大多是根据使用性能而进行的，如用于测量气体压强的传感器是预留进气孔的硬性材料封装，用来作为惯性测量传感器的是在芯片内部预先制作应变梁、质量块，然后，用硬性材料封装，如中国专利技术专利申请号03132188.7中所述的“一种硅微机械倾角传感器的制作方法”；申请号00126172.X中所述的“集成硅电阻加速度传感器及其制作方法”；另一种是，用来测量触力的传感器，是霍尼韦尔公司生产的FS系列力传感器，触力是通过不锈钢球插杆直接作用于传感器内部的硅敏感芯片上；另一种是，如通过液体来进行力的传递，中国专利技术专利申请号95103521.5中所述的“用于压力测量装置的密封膜结构”；上述封装的缺点在于限制了传感器的应用范围，或者，使用寿命将受到影响，或者，分类制造，至使生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种新的传感器芯片的封装方式，至使传感器的应用范围扩大。本专利技术通过下述途经实现一种根据半导体硅阻效应，在膜片上施加压力引起电阻值变化的传感器芯片，由芯片，导电脚，外壳构成，其中，所述的外壳至少有部分弹性外壳，弹性外壳与硅膜间隔，弹性外壳与其它硬质外壳构成一个密闭外壳，密闭外壳内有气体，气体与硅膜接触；弹性外壳最好是外凸的弹性物体。通过本专利技术的上述实施，直接使上述硅膜传感器构成力传感器，倾角传感器，角速度传感器，角加速度传感器，速度，加速度传感器，位移传感器，振动传感器及其电子开关。本实用专利技术的有益效果是，作为一种微机械传感器，他可以在生产工艺改变不大的情况下，使传感器的应用范围扩大，生产成本增加不大。附图说明图1是本专利技术的一种硅膜传感器芯片的封装原理示意图；图2是本专利技术的另一种硅膜传感器芯片的封装原理示意图；图3是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，一种外凸的弹性物体局部剖示示意图；图4是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，另外一种外凸的弹性物体局部剖示示意图；图5是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，另外一种外凸弹性外壳上，装栽有质量块，外凸弹性物体局部剖示示意图；图6是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，另外一种外凸弹性外壳上，装栽有硬质物体，外凸弹性物体局部剖示示意图；下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明如图1所示，在由热固树脂，塑料等材料制成的底板4上，装有在晶片(或者，其它材料制成的基板)1，及在1上形成的硅膜2，1、2构成芯片，3是芯片的电引入，或者引出脚，5是由热固树脂，塑料等材料制成的框架，它通过粘接剂，或者，其它技术手段与底板4粘接，6为用弹性材料(如弹性塑料，或者，橡胶类材料，等弹性材料)制成的、上有中空的半球体(参照图4)的外凸的弹性物体，6与框架5通过粘接剂，或者，其它技术手段粘接，4、5、6粘接后构成一个密闭的外壳，其中，6不与1、2接触，在4、5、6内部具有室温、室压下，装入的空气，及4、5、6在一般室内组装即可，其中的空气可以是其它气体，但是，不得对芯片不利，最好是洁净、干操的空气；在上述硅膜传感器芯片的封装完成后，在外凸的弹性物体6的凸出顶点上施加压力时，外壳4、5、6内部的气体密度增加，硅膜2上感受到压力增大，根据半导体硅阻效应，将引起硅膜2的电阻值变化，由此，构成本专利技术的压力传感器；当然，如果将弹性物体6的凸出顶点向外拉时，外壳4、5、6内部的气体密度减小，硅膜2上感受到压力变化，根据半导体硅阻效应，也将引起硅膜2的电阻值变化，由此，构成本专利技术的拉力传感器；另外，如果，用一物体挤压(或者，外拉)弹性物体6的凸出顶点，其挤压(或者，外拉)的位移大小，也将引起硅膜2的电阻值变化，由此，构成本专利技术的位移传感器。如图2所示，7是目前市场上所售的一种用于血压计，或气体压强测量的硅集成电路，其上面有一通孔15，如向通孔15注入有压力的气体，也将引起内部硅膜的电阻值变化，本专利技术的一个例子就是在其硅集成电路7上，通过粘接剂，或者，其它技术手段粘接，用弹性材料(如弹性塑料、橡胶等等)制成的、上有中空的半球体(参照图4)的外凸的弹性物体8，来构成本专利技术的另一种硅膜传感器芯片的封装，及位移传感器，力传感器；其中7与8的接合应是在8的凸出顶点上施加压力时，其内部的气体不得外泻。图3是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，一种外凸的弹性物体局部剖示示意图；如果将图1所示的外凸的弹性物体6变换为图3所示的外凸的弹性物体9，仍然构成本专利技术；在图3中，9为用弹性材料(如弹性塑料、橡胶等等)制成的、中间有一中空15的球体的外凸的弹性物体，其中，中空15内为气体，由此，构成一个带中空球体的外凸的弹性物体，仍然可实现本专利技术；注意，中空球体9不得与1、2接触。在本专利技术中，其外凸的弹性物体的壁厚不一定是均匀的，内部、外部形状也不一定是固定的，可根据需要定制。图4是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，另外一种外凸的弹性物体局部剖示示意图；该外凸的弹性物体10，有利于施加于凸出顶点上压力后，凸出顶点上应力的失放，既外凸的弹性物体快速恢复原来形状；图4中的外凸的弹性物体10同样可以与图1、图2中的外凸的弹性物体6、8互换。图5是本专利技术的硅膜传感器芯片的封装用，另外一种外凸弹性外壳上，装栽有质量块12，外凸弹性物体局部剖示示意图；其中，12是圆球，其可以是铁、不锈钢、铅等比重较大的材料制成；11是用弹性材料(如弹性塑料、橡胶等等)制成的外凸的弹性物体，12通过粘接、浇注等手段置入、固定于11上(或者内部)；如果，图5中所述的装栽有质量块12，外凸弹性物11、12与图1、图2中的外凸的弹性物体6、8互换，那么，图1、图2所述的硅膜传感器不但可以用来测量位移，拉、压力，而且，根据惯性重力原理，可以测量载体的倾角位移、角速度，加速度，振动等物理量，以此构成本专利技术的微机械力传感器，倾角传感器，角速度传感器，加速度传感器，位移传感器，振动传感器；如倾角传感器，以图2为例，其中8变换为11、12，当逐渐抬高硅膜传感器右端时，12对于11的压力逐渐减小，硅膜传感器内部气体压强逐渐减小，硅膜电阻随之变化，依此检测倾角位移。如角速度传感器，以图2为例，其中8变换为11、12，当硅膜传感器往前翻转90度角，并放置于汽车等载体上时，当汽车以一定速度行驶，转弯时，由于离心力的作用，其12对于11的压力(或拉力)变化，硅膜传感器内部气体压强变化，硅膜电阻随之变化，依此检测角速度、或者，角速率。如速度、加速度传感器，以图2为例，其中8变换为11、12，当硅膜传感器往前翻转90度角，并放置于汽车等载体上时，当汽车以一定速度行驶，由于压力的作用，其12对于11的压力(或拉力)变化，硅膜传感器内部气体压强变化，硅膜电阻随之变化，依此检测汽车速度；当汽车加速度行驶时，由于压力的作用，其12对于11的压力(或拉力)变化，硅膜传感器内部气体压强变化，硅膜电阻随之变化，依此检测汽车加速度。根据其原理，应当想到，同时，可以检测汽车角加速度。如振动传感器，以图2为例，其中8变换为11、12，当硅膜传感器平放于振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅膜传感器，由芯片，导电脚，外壳等构成，其特征在于：所述的外壳至少有部分弹性外壳，所述的弹性外壳与硅膜间隔，所述的部分弹性外壳与其它硬质外壳构成一个密闭外壳，所述的密闭外壳内有气体，所述的气体与硅膜接 触。

【技术特征摘要】
1.硅膜传感器，由芯片，导电脚，外壳等构成，其特征在于所述的外壳至少有部分弹性外壳，所述的弹性外壳与硅膜间隔，所述的部分弹性外壳与其它硬质外壳构成一个密闭外壳，所述的密闭外壳内有气体，所述的气体与硅膜接触。2.如权利要求1所述的部分弹性外壳，其特征在于是外凸的弹性物体。3.如权利要求2所述的外凸的弹性物体，其特征在于是弹性塑料，或者，橡胶类材料，等弹性材料制成。4.一种硅膜传感器，由芯片，导电脚，外壳等构成，其特征在于所述的外壳至少有部分弹性外壳，所述的弹性外壳与硅膜间隔，所述的部分弹性外壳与...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建平，
申请(专利权)人：许建平，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]