MEMS压力传感器的封装结构及方法技术

本申请公开了一种MEMS压力传感器的封装结构及方法，所述MEMS压力传感器的封装结构包括：膜片，与底座形成密封腔体，所述密封腔体内部设有传感介质及压力传感芯片，当外界压力增大时，所述膜片向所述密封腔体的内侧弯曲，以使所述密封腔体收缩并通过传感介质向压力传感芯片传递压力；封盖，设于所述底座上并悬置于所述膜片的远离所述密封腔体的一侧；连接于所述膜片的第一电极和连接于所述封盖的第二电极，当所述封盖和所述膜片通过对应电极接入电压时，所述封盖与所述膜片之间产生用于平衡过载压力的静电引力。本申请的封装结构可以避免密封腔体因压力过载而过渡收缩导致传感芯片损坏，从而实现过载保护。从而实现过载保护。从而实现过载保护。

【技术实现步骤摘要】
MEMS压力传感器的封装结构及方法


[0001]本申请属于芯片封装
，具体涉及一种MEMS压力传感器的封装结构及方法。

技术介绍

[0002]MEMS压力传感器的封装结构不仅能够保护传感器芯片使其免受外界环境的干扰和破坏，还能够将待测的外界压力传递给传感器芯片以实现压力的检测。因此，MEMS压力传感器的封装会对传感器芯片的性能产生重要影响，其结构的优劣也会直接影响到MEMS压力传感器的应用。目前，MEMS压力传感器的封装结构，结构简单，但功能单一，对传感器的不具备额外的增益效果。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种MEMS压力传感器的封装结构及方法，可以避免密封腔体因压力过载而过渡收缩导致传感芯片损坏，从而实现过载保护。
[0004]本申请的第一方面，提供一种MEMS压力传感器的封装结构，包括：膜片，与底座形成密封腔体，所述密封腔体内部设有传感介质及压力传感芯片，当外界压力增大时，所述膜片向所述密封腔体的内侧弯曲，以使所述密封腔体收缩并通过传感介质向压力传感芯片传递压力；封盖，设于所述底座上并悬置于所述膜片的远离所述密封腔体的一侧；连接于所述膜片的第一电极和连接于所述封盖的第二电极，当所述封盖和所述膜片通过对应电极接入电压时，所述封盖与所述膜片之间产生用于平衡过载压力的静电引力。
[0005]可选地，所述底座上设有凹腔，所述膜片设于在所述凹腔的腔口处以形成所述密封腔体。
[0006]可选地，所述凹腔由底板和位于底板表面的侧板形成。
[0007]可选地，所述第一电极和所述第二电极均穿设于所述底板上，所述侧板包括同心设置的导电内壳和绝缘外壳，所述膜片设于所述导电内壳上，并通过所述导电内壳连接所述第一电极，所述封盖设于所述绝缘外壳上。
[0008]可选地，所述绝缘外壳包括内壳体和外壳体，所述封盖设于所述内壳体的远离所述底板的一端，且其面向所述底板的一端连接所述第二电极，所述外壳体套装在所述内壳体、所述封盖及所述第二电极外，所述外壳体与所述内壳体、所述封盖及所述第二电极之间的间隙内填充有灌封胶。
[0009]可选地，所述封盖包括金属层和覆盖于金属层外表面的绝缘层，所述第二电极具体连接于所述金属层，当所述金属层和所述膜片通过对应电极接入电压时，所述金属层与所述膜片之间产生平衡过载压力的静电引力。
[0010]可选地，所述封盖与所述侧板及所述膜片构成过渡腔体，所述封盖上设有连通外
界的介质通孔。
[0011]可选地，所述膜片采用波纹膜片。
[0012]可选地，所述传感介质为空气、水和硅油中的一种。
[0013]本申请的第二方面，提供一种MEMS压力传感器的封装方法，包括：提供底板，所述底板上穿设有第一引脚、第二引脚、第一电极和第二电极；在所述底板的表面粘贴压力传感芯片，并将所述压力传感芯片的输入端和输出端分别连接所述第一引脚和第二引脚；在所述底板的表面安装侧板，以形成凹腔；在所述侧板的远离所述底板的一端安装膜片，并将所述膜片与所述第一电极连接，以形成密封腔体，所述压力传感芯片位于所述密封腔体内；向所述密封腔体内填充传感介质；制备封盖，所述封盖上设有第二电极；将所述封盖悬置在所述膜片外并固定于所述侧板上以及将所述第二电极穿设在所述底板上。
[0014]本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本申请的MEMS压力传感器的封装结构，其在膜片外设置与其相对的封盖，当压力过载时，膜片和封盖可以通过各自连接的电极接入电压，以在两者之间产生静电引力，利用该静电引力可以用来平衡或者抵消过载压力，从而实现过载保护。
附图说明
[0015]图1是本申请一示例性实施例中一种MEMS压力传感器的封装结构的结构示意图。
[0016]图2
‑
图7是本申请一示例性实施例中一种MEMS压力传感器的封装结构的制备过程。
[0017]图中，110、膜片；121、底板；121a、第一结构层；121b、第二结构层；121c、N型半导体；121d、P型半导体；122、侧板；122a、导电内壳；122b、绝缘外壳；122c、内壳体；122d、外壳体；123、第一引脚；124、第二引脚；125、第三引脚；126、第四引脚；127、第五引脚；128、第六引脚；130、密封腔体；140、压力传感器；150、封盖；151、金属层；152、绝缘层；153、介质通孔；160、第一电极；170、第二电极；180、温度传感芯片；190、过渡腔体。
具体实施方式
[0018]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0019]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0021]如图1所示，本申请实施例提供一种MEMS压力传感器140的封装结构，包括：膜片
110，与底座（图中未标出）形成密封腔体130，密封腔体130内部设有传感介质及压力传感芯片，当外界压力增大时，膜片110向密封腔体130的内侧弯曲，以使密封腔体130收缩并通过传感介质向压力传感芯片传递压力；封盖150，设于底座上并悬置于膜片110的远离密封腔体130的一侧；连接于膜片110的第一电极160和连接于封盖150的第二电极170，当封盖150和膜片110通过对应电极接入电压时，封盖150与膜片110之间产生用于平衡过载压力的静电引力。
[0022]具体地，膜片110和封盖150均具有导电特性，两者在通过第一电极160和第二电极170接入电压后，成为电性相反的带电体，并在两者之间形成静电引力，该静电引力可以使膜片110具有向外膨胀的趋势，从而能够抵消或者平衡过载压力，实现过载保护。可选地，第一电极160和第二电极170仅在压力过载时通电，而且，可以通过通入不同的电压来适应不同的过载压力，例如，通入的电压的大小可以通过负反馈电路的方式来确定。同时，封盖150还具有对膜片110的保护作用，可以避免膜片110可能在运输、使用过程中发生损坏，从而降低器件损坏的风险。
[0023]本申请实施例的MEMS压力传感器140的封装结构，其在膜片110外设置与其相对的封盖150，当压力过载时，膜片110和封盖150可以通过各自连接的电极接入电压，以在两者之间产生静电引力，利用该静电引力可以用来平衡或者抵消过载压力，从而实现过载保护。
[0024]在一些可选实施例中，底座上设有凹腔，膜片110设于在凹腔的腔口处以形成密封腔体130。
[0025]在一些可选实施例中，凹腔由底板121和位于底板121表面的侧板122形成。其中，侧板122可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS压力传感器的封装结构，其特征在于，包括：膜片，与底座形成密封腔体，所述密封腔体内部设有传感介质及压力传感芯片，当外界压力增大时，所述膜片向所述密封腔体的内侧弯曲，以使所述密封腔体收缩并通过传感介质向压力传感芯片传递压力；封盖，设于所述底座上并悬置于所述膜片的远离所述密封腔体的一侧；连接于所述膜片的第一电极和连接于所述封盖的第二电极，当所述封盖和所述膜片通过对应电极接入电压时，所述封盖与所述膜片之间产生用于平衡过载压力的静电引力。2.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器的封装结构，其特征在于，所述底座上设有凹腔，所述膜片设于在所述凹腔的腔口处以形成所述密封腔体。3.根据权利要求2所述的MEMS压力传感器的封装结构，其特征在于，所述凹腔由底板和位于底板表面的侧板形成。4.根据权利要求3所述的MEMS压力传感器的封装结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均穿设于所述底板上，所述侧板包括同心设置的导电内壳和绝缘外壳，所述膜片设于所述导电内壳上，并通过所述导电内壳连接所述第一电极，所述封盖设于所述绝缘外壳上。5.根据权利要求4所述的MEMS压力传感器的封装结构，其特征在于，所述绝缘外壳包括内壳体和外壳体，所述封盖设于所述内壳体的远离所述底板的一端，且其面向所述底板的一端连接所述第二电极，所述外壳体套装在所述内壳体、所述封盖及所述第二电极外，所述外壳体与所述内壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同庆，
申请(专利权)人：无锡芯感智半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：