一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关及其封装工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关及其封装工艺，PCB拼板单元的同一面上并排粘接ASIC芯片、MEMS电容传感器；MEMS电容传感器正面设有传感器芯片，背面设有空腔，空腔与PCB拼板单元上开设的进气孔相通；ASIC芯片、MEMS电容传感器分别通过金邦线与PCB拼板单元上的焊点连接；PCB拼板单元上还设有屏蔽罩，屏蔽罩表面设有出气孔；所述MEMS电容传感器内置电容，通过电压漂移实现开关功能触发；所述ASIC芯片将MEMS电容传感器的电容信号引入，通过电压比较输出触发预设阀值唤醒LED灯IO口及雾化能量输出的电平功率。本发明专利技术通过MEMS传感器膜片的运动间隙形成电场的改变从而引起容值的线性相关性替换传统金属体的膜片机械变形的方式，批量生产时具有诸多优点。批量生产时具有诸多优点。批量生产时具有诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关及其封装工艺


[0001]本专利技术属于压力传感器
，具体是涉及一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关及其封装工艺。

技术介绍

[0002]随着国内电子烟的规范出台，电子烟应用备受市场关注，可以预见未来电子烟行业会愈发规范化，其吸烟电子基理的目前普遍采用通过咪头的金属薄膜的形变量的距离对另外一片背板的间隙电容产生影响，从而能够检测出微量气流的开关量。但是其存在以下问题：一、金属咪头膜片的电容极易受机械疲劳的影响，导致在相同压力不同次数后所形成的间隙位移作用，进而影响电容值的输出误差；二、机械冲压膜片在机械加工中控制精度不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关及其封装工艺，将传统半导体的封装工艺结合MEMS压力传感器的特性及设计工艺方法规避对其电气性能所导致的影响，在不影响压力测量性能的前提下，解决目前电子因咪头及相关气流检测的高成本和大尺寸的难点。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的。
[0005]一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：包括PCB拼板单元，所述PCB拼板单元的同一面上并排粘接ASIC芯片、MEMS电容传感器；所述MEMS电容传感器正面设有传感器芯片，背面设有空腔；所述空腔与PCB拼板单元上开设的进气孔相通；所述ASIC芯片、MEMS电容传感器分别通过金邦线与PCB拼板单元上的焊点连接；所述PCB拼板单元上还设有屏蔽罩，所述屏蔽罩盖住ASIC芯片、MEMS电容传感器、金邦线及焊点，并在表面设有出气孔；所述MEMS电容传感器内置电容，电容的输出容值与MEMS传感器膜片的运动间隙呈线性变化关系，从而通过气流的大小改变来影响电容输出端的电压漂移实现开关功能触发；所述ASIC芯片将MEMS电容传感器的电容信号引入，进行模拟信号整形滤波、放大后对内部时钟预设的频率段进行出厂配置，通过电压比较输出触发预设阀值唤醒LED灯IO口及雾化能量输出的稳定电平功率。
[0006]进一步地，所述ASIC芯片的型号为RZC388E1。
[0007]进一步地，所述MEMS电容传感器的内置电容的工作电压3.7
‑
4.2V，输出容值1
‑
5pF。
[0008]进一步地，所述MEMS电容传感器的型号为3SMS07。
[0009]进一步地，所述进气孔与出气孔孔径相等。
[0010]进一步地，所述PCB拼板单元1上设有LDE灯。
[0011]上述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关的封装工艺，其步骤如下：（1）将MEMS电容传感器通过在玻璃纤维板上点高分子软硅胶，胶体具备低应力高
弹性，将MEMS电容式气流芯片所工作的环境影响降低，不影响MEMS芯片的零点、线性、灵敏度，将MEMS电容传感器贴在PCB拼板单元上；待每个PCB拼板单元1上贴完MEMS电容传感器，然后将贴有MEMS电容传感器的整张PCB拼板通过高温氮气烤箱进行高温固化；（2）将步骤（1）的半成品，在MEMS电容传感器旁边以点银胶的方式将ASIC芯片贴装在PCB拼板单元上，待每个PCB拼板单元贴完ASIC芯片，整张PCB拼板使用氧气烤箱进行150
‑
170摄氏度的高温固化，此时晶片贴装工序完成；（3）在金线邦线机上将贴装好的ASIC芯片、MEMS电容传感器芯片及与PCB拼板单元上电路进行超声波焊接金线或铜线，此时电气电路连接完成；（4）将连接好电路的半成品，通过带有压电陶瓷喷射阀的自动喷胶机进行邦线及裸漏焊盘的喷保护胶动作，对内部整个电路进行防水防油的保护，并将其放入高温烤箱进行固化；（5）将步骤（4）的半成品进行PCB拼板单元四周喷锡，并通过自动贴片机安装金属屏蔽罩，进行150
‑
170度高温固化或100
‑
280度回流焊，整个电路的外围保护完成；（6）将步骤（5）整板半成品贴在薄膜及固定环上，在半导体切割机上对整张PCB拼板进行分板工作，将整板传感器进行分粒工作，并烘烤水份，进行性能测试。
[0012]进一步地，所述MEMS电容传感器对温度的敏感度相关性极低，优于一般惠斯通应变片。
[0013]其原理是：通过MEMS电容传感器来实现对人体对气流的检测，将集成在吸烟时雾化所需要的功率电流和成品烟在视觉上的效果LED灯所需驱动于一体。ASIC芯片将MEMS电容传感器的电容信号引入，进行模拟信号整形滤波、放大后进行内部时钟预设的频率段进行出厂配置，再通过电压比较输出高低电平。当ASIC内部检测到比较气流达到预设值时，自动触发ASIC内部预设置LED灯闪及雾化能量输出，对电子烟系统的烟油进行能量输出，起到雾化的效果。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过MEMS传感器膜片的运动间隙形成电场的改变从而引起容值的线性相关性替换传统金属体的膜片机械变形的方式，其存在以下优点：1、传统金属咪头膜片的电容极易受机械疲劳的影响，导致在相同压力不同次数后所形成的间隙位移作用，进而影响电容值的输出误差，本专利技术的单晶硅压力膜片可靠；2、单晶硅工艺制作的压力膜片生产过程全部使用高精度半导体工艺，它具备自动化程度极高，控制精度可达到纳米极别，相比机械冲压膜片而言，要高多个量级；3、单晶硅的电路与压力膜片十分容易在同一晶面制作，相对而言，其成本较金属冲压膜片要低许多；4、半导体工艺后续封装加工完全可以自动化生产，一次投入，竞争力显而易见；5、应用电路相结合，整个封装的材料成本降低，并且体积至少缩小2倍。
附图说明
[0015]图1为本专利技术电子烟流量开关的结构示意图。
[0016]图2为本专利技术电子烟流量开关的正面结构图。
[0017]图3为本专利技术电子烟流量开关的背面结构图。
[0018]图4为本专利技术电子烟流量开关的电路结构框图。
[0019]在图中，1、PCB拼板单元，2、ASIC芯片，3、MEMS电容传感器，4、金邦线，5、屏蔽罩，
11、进气孔，31、传感器芯片，32、空腔，51、出气孔。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例以及说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步地详细说明。
[0021]如图1
‑
4所示，一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，包括PCB拼板单元1，所述PCB拼板单元1的同一面上并排粘接ASIC芯片2、MEMS电容传感器3；所述MEMS电容传感器3正面设有传感器芯片31，背面设有空腔32；所述空腔32与PCB拼板单元1上开设的进气孔11相通；所述ASIC芯片2、MEMS电容传感器3分别通过金邦线4与PCB拼板单元1上的焊点连接；所述PCB拼板单元1上还设有屏蔽罩5，所述屏蔽罩5盖住ASIC芯片2、MEMS电容传感器3、金邦线4及焊点，并在表面设有出气孔51；所述MEMS电容传感器3内置电容，电容的输出容值与MEMS传感器膜片的运动间隙呈线性变化关系，从而通过气流的大小改变来影响电容输出端的电压漂移实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：包括PCB拼板单元，所述PCB拼板单元的同一面上并排粘接ASIC芯片、MEMS电容传感器；所述MEMS电容传感器正面设有传感器芯片，背面设有空腔；所述空腔与PCB拼板单元上开设的进气孔相通；所述ASIC芯片、MEMS电容传感器分别通过金邦线与PCB拼板单元上的焊点连接；所述PCB拼板单元上还设有屏蔽罩，所述屏蔽罩盖住ASIC芯片、MEMS电容传感器、金邦线及焊点，并在表面设有出气孔；所述MEMS电容传感器内置电容，电容的输出容值与MEMS传感器膜片的运动间隙呈线性变化关系，从而通过气流的大小改变来影响电容输出端的电压漂移实现开关功能触发；所述ASIC芯片将MEMS电容传感器的电容信号引入，进行模拟信号整形滤波、放大后对内部时钟预设的频率段进行出厂配置，通过电压比较输出触发预设阀值唤醒LED灯IO口及雾化能量输出的稳定电平功率。2.根据权利要求1所述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：所述ASIC芯片的型号为RZC388E1。3.根据权利要求1所述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：所述MEMS电容传感器的内置电容的工作电压3.7
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4.2V，输出容值1
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5pF。4.根据权利要求1所述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：所述MEMS电容传感器的型号为3SMS07。5.根据权利要求1所述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：所述进气孔与出气孔孔径相等。6.根据权利要求1所述的小尺寸微压MEMS电子烟流量开关，其特征在于：所述PCB拼板单元上设有LDE灯。7.一种小尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾育林，陈建华，
申请(专利权)人：江西万年芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：