具有微细多引线的压力传感器的封装方法技术

本发明专利技术为具有微细多引线的压力传感器的封装方法，提供漆包线及压力传感器芯片，漆包线中至少有一根引线，压力传感器芯片上设置有焊盘；在漆包线的一端形成开裂结构；将开裂结构去除外表皮以使引线端子露出；采用金属件分隔相邻的引线端子；使引线端子焊接固定于焊盘上，并形成相邻但不相连的焊点；形成低温玻璃烧结层覆盖焊点并填充焊点之间的间隙；在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层；各层级材料的热膨胀系数在较广的温度范围内呈现良好的热匹配性，可以达到

【技术实现步骤摘要】
具有微细多引线的压力传感器的封装方法


[0001]本专利技术涉及压力传感器及其封装方法的
，特别是涉及一种具有微细多引线的压力传感器的封装方法。

技术介绍

[0002]硅微压力芯片制作采用的是微机电系统（MEMS）工艺实现，它是一个多学科交叉的高科技领域。其研究成果在国民经济中有广泛的应用前景。目前MEMS产品中研制最多的、应用最广的就是硅微压力传感器，其产品级应用有例如颅内压传感器和用于飞机表面蒙皮测试的压力传感器等。但是在现有技术中，由于微传感器结构设计和制备方法的限制，硅微传感器只能局限应用在其特定的使用环境中，且在本领域一般技术人员的认知中，在一个较宽温度范围的变化环境内，材料的热匹配问题会随着温度的变化而变化，导致很难设计和制备出一种能够在
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350℃温度范围内应用的微型压力传感器；也很难设计和制备具备生物相容性特征的微型压力传感器，例如颅内压传感器。
[0003]那么对于微、小型传感器，其制备过程也是决定其能否在大阈值环境范围内使用的重要因素，并且，制备方法本身也是一大难点；其主要目的就是将传感器芯片与一根或者多根引出引线焊接在一起；随着硅微传感器的更加小型化和对传感器性能品质要求的不断提高，对于芯片宽度≤0.5mm、铜引线直径≤0.03mm以下细漆包铜丝、且相邻引线间隔在≤0.02mm的微型压力传感器而言，由于传感器芯片体积小，微细引线十分柔软、且相距间隔小，现有技术中设计有板状固定装置来固定芯片和铜线，再通过显微镜等装置对微细引线进行微调达到分离，然后再进行焊接；但是这种方式还是存在很多问题，例如对于多根线相邻的漆包铜丝，如何去除漆包皮、且保证端头结构无磨损是一个技术难点；怎样选择挂焊锡的方式、保证焊层均匀分布且与不需焊接的部位分隔也是技术难题，且材料的选择和封装，保证在较大温度范畴下具有良好的热匹配性能，尤其是制备如颅内压传感器时，还需要考虑材料的生物相容性，那么其封装结构更加需要针对性设计，首先是保证焊接时的焊点间不粘连，其次需要采用封装结构对焊点进行紧密封装，保证焊点连接稳定性的同时防止发生离子迁移。

技术实现思路

[0004]在现有技术中，存在的技术问题有：还未有一种焊接稳定性高、封装效果好的封装压力传感器方法。
[0005]为了解决现有问题，本专利技术提供一种具有微细多引线的压力传感器的封装方法，包括以下步骤：提供漆包线及压力传感器芯片，所述漆包线中有至少一根引线，所述压力传感器芯片上设置有焊盘；在漆包线的一端形成开裂结构；将所述开裂结构去除外表皮以使引线端子露出；采用金属件分隔相邻的所述引线端子；
使引线端子焊接固定于所述焊盘上，并形成相邻但不相连的焊点；形成低温玻璃烧结层覆盖焊点并填充焊点之间的间隙；在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层。
[0006]作为优选，漆包线的外表皮采用聚酰亚胺结构层；在漆包线的一端形成开裂结构的步骤中，包括：采用第一卡具固定漆包线，使露出卡具的部分漆包线在阈值尺寸范围内；对露出第一卡具的部分施加压力用以裂开漆包线并暴露引线端子；采用聚酰亚胺溶解剂对裂开漆包线进行溶解，以使得引线端子裸露。
[0007]作为优选，在使得引线端子裸露后，还包括：采用第二卡具分隔相邻的所述引线；所述第二卡具为金属件。
[0008]作为优选，在固定引线端子于所述焊盘上的步骤中，包括：形成液态焊球在所述引线端子的尖端，通过液态焊球焊接所述引线端子和所述焊盘；所述第二卡具为钽金属件；且所述第二卡具分隔焊点和未包裹在焊点内的引线端子部分。
[0009]作为优选，在形成低温玻璃烧结层步骤中，还包括：采用第一模具包裹所述引线端子和所述焊盘形成的焊点；采用低温玻璃料填充所述第一模具；形成低温玻璃烧结层包覆所述焊点。
[0010]作为优选，在填充所述低温玻璃料至所述第一模具内后，采用钽金属制成的刮刀进行刮平。
[0011]作为优选，所述第一模具为金属钽制成，烧结温度为380℃。
[0012]作为优选，在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层步骤中，还包括：通过等离子气相沉积法形成氮化硅结构层于所述低温剥离烧结层表面。
[0013]作为优选，在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层后，采用保护套对所述传感器芯片进行包裹，所述保护套的材料为聚酰亚胺或者硅胶层；采用医疗导管包裹所述漆包线。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种具有微细多引线的压力传感器的封装方法，包括以下步骤：提供漆包线及压力传感器芯片，漆包线中有至少一根引线，压力传感器芯片上设置有焊盘；在漆包线的一端形成开裂结构；将开裂结构去除外表皮以使引线端子露出；采用金属件分隔相邻的引线端子；使引线端子焊接固定于焊盘上，并形成相邻但不相连的焊点；形成低温玻璃烧结层覆盖焊点并填充焊点之间的间隙；在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层；各层级材料的热膨胀系数在较广的温度范围内呈现良好的热匹配性，可以达到
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350℃范围使用，并且考虑其特殊应用场景，使用了氮化硅和玻璃烧结层封装，保证了良好的生物相容性和使用稳定性，且整体制备工艺简单，能够达到较高良品率和生产效率的自动化过程。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的立体结构图；
图2为本专利技术的引线端子结构图；图3为本专利技术的封装方法流程图；图4为本专利技术的传感器剖面结构示意图；图5为本专利技术的第一卡具的使用状态示意图；图6为本专利技术的第二卡具的使用状态示意图；图7为本专利技术的第一夹具的使用状态结构图；图8为本专利技术的图7中A部分的结构放大图；图9为本专利技术的第一模具的使用状态示意图。
[0016]元器件符号说明1、引线；11、外表皮；12、引线端子；2、压力传感器芯片；21、焊盘；22、焊点；3、低温玻璃烧结层；4、氮化硅结构层；5、第一卡具；51、第一固定槽；52、阈值尺寸；6、第二卡具；62、第二弧形槽；7、第一夹具；71、凹槽；8、第一模具。
具体实施方式
[0017]为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。
[0018]在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本专利技术更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
[0020]如
技术介绍
所述，现有技术中的硅微传感器均只能在特定的环境或者温度下使用，因为硅微传感器的体积非常微小，例如颅内压传感器结构，包括有三根引线和压力传感器芯片；其芯片体积≤0.4mm
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1.0mm
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0.2mm，其引线直径为0.03mm以下，引线之间间隔在0.02mm以下；并且需要考虑传感器芯片和人体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有微细多引线的压力传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：提供漆包线及压力传感器芯片，所述漆包线中有至少一根引线，所述压力传感器芯片上设置有焊盘；在漆包线的一端形成开裂结构；将所述开裂结构去除外表皮以使引线端子露出；采用金属件分隔相邻的所述引线端子；使引线端子焊接固定于所述焊盘上，并形成相邻但不相连的焊点；形成低温玻璃烧结层覆盖焊点并填充焊点之间的间隙；在低温玻璃烧结层表面形成氮化硅封装结构层。2.根据权利要求1所述的具有微细多引线的压力传感器的封装方法，其特征在于，漆包线的外表皮采用聚酰亚胺结构层；在漆包线的一端形成开裂结构的步骤中，包括：采用第一卡具固定漆包线，使露出卡具的部分漆包线在阈值尺寸范围内；对露出第一卡具的部分施加压力用以裂开漆包线并暴露引线端子；采用聚酰亚胺溶解剂对裂开漆包线进行溶解，以使得引线端子裸露。3.根据权利要求2所述的具有微细多引线的压力传感器的封装方法，其特征在于，在使得引线端子裸露后，还包括：采用第二卡具分隔相邻的所述引线；所述第二卡具为金属材质制成。4.根据权利要求3所述的具有微细多引线的压力传感器的封装方法，其特征在于，在固定引线端子于所述焊盘上的步骤中，包括：形成液态焊球在所述引...

【专利技术属性】
技术研发人员：范茂军，韩志磊，黄富年，
申请(专利权)人：深圳市信为科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：