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一種壓阻式mems傳感器結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及傳感器【技術領域】，公開了一種壓阻式MEMS傳感器結構，包括封裝外殼、過渡結構和壓阻式MEMS傳感器芯片，所述過渡結構通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上，所述傳感器芯片安裝底部部分通過粘結劑粘結于過渡結構上表面，部分懸空。該結構通過減小MEMS傳感器芯片與封裝外殼或基板的粘結面積以減小熱應力，從而提高傳感器的穩定性；該結構簡單、可批量生產、成本低。
【專利說明】一種壓阻式MEMS傳感器結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器【技術領域】，尤其涉及一種壓阻式MEMS傳感器封裝結構。

【背景技術】
[0002]MEMS (Micro-electro-mechanical Systems)傳感器具有體積小，成本低，易于批量生產等特點，在各方面都具有廣泛的應用前景。壓阻式MEMS傳感器常用的封裝方法是將傳感器直接安裝在基板或封裝外殼上，由于基板或封裝外殼的熱膨脹系數與MEMS傳感器芯片的熱膨脹系數不匹配，在封裝過程中或工作環境溫度變化時，會產生較大的熱應力。熱應力影響到傳感器的穩定性，從而降低了傳感器的性能。


【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于提出一種壓阻式MEMS傳感器結構，可有效減小熱應力，提高傳感器的穩定性，而且結構簡單、可批量生產，成本低。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所提出的技術方案為:一種壓阻式MEMS傳感器結構，包括封裝外殼、過渡結構和壓阻式MEMS傳感器芯片，所述過渡結構通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上，所述傳感器芯片安裝底部部分通過粘結劑粘結于過渡結構上表面，部分懸空。
[0005]進一步的，所述過渡結構為一基板，通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上。
[0006]進一步的，所述過渡結構為一應力隔離層，通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上。
[0007]進一步的，所述過渡結構包括一基板和應力隔離層；所述基板通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上，所述應力隔離層通過粘結劑粘于基板上；所述傳感器芯片安裝底部部分通過粘結劑粘結于應力隔離層上。
[0008]進一步的，所述封裝外殼包括殼體和蓋板。
[0009]進一步的，所述封裝外殼為金屬外殼或塑料外殼。
[0010]進一步的，所述傳感器芯片安裝底部懸空部分占安裝底部的1/3至2/3。
[0011]進一步的，所述基板為FR-4電路板或陶瓷基板。
[0012]進一步的，所述應力隔離層的熱膨脹系數與傳感器芯片的熱膨脹系數相差小于或等于 2X10~(-6)/Ko
[0013]本實用新型的有益效果:通過減小MEMS傳感器芯片與封裝外殼或基板的粘結面積以減小熱應力，從而提高傳感器的穩定性；該結構簡單、可批量生產、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型傳感器封裝結構實施例一示意圖；
[0015]圖2為實施例一中傳感器芯片與基板安裝位置不例一；
[0016]圖3為實施例一中傳感器芯片與基板安裝位置示例二 ；
[0017]圖4為本實用新型傳感器封裝結構實施例二示意圖；
[0018]圖5為本實用新型傳感器封裝結構實施例三示意圖。
[0019]附圖標記:10、封裝外殼；11、殼體；12、蓋板；20、傳感器芯片；30、過渡結構；31、基板；311、凹槽；32、應力隔離層；40、粘結劑。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型做進一步說明。
[0021]本實用新型的壓阻式MEMS傳感器結構通過減小MEMS傳感器芯片與封裝外殼或基板的粘結面積以減小熱應力，從而提高傳感器的穩定性；該結構簡單、可批量生產、成本低。具體的，該壓阻式MEMS傳感器結構，包括封裝外殼、過渡結構和壓阻式MEMS傳感器芯片；其中，過渡結構通過粘結劑粘于封裝外殼內部底面上，傳感器芯片安裝底部部分通過粘結劑粘結于過渡結構上表面，部分懸空。
[0022]具體如圖1-3所示的實施例一，該實施例中的過渡結構30為一基板31，通過粘結劑40粘于封裝外殼10的殼體11內部底面上，壓阻式MEMS傳感器芯片20安裝底部部分通過粘結劑40粘結于基板31上表面，部分懸空，殼體11上開口蓋上蓋板12封裝。該實施例中的基板31結構可以選用如圖2和3所示的結構，如圖2中，在基板的一端設有一凹槽311，傳感器芯片20 —端通過粘結劑40粘結于基板31上表面，另一端懸空于凹槽311上方，該實施例中懸空部分約占傳感器芯片20安裝底部面積的1/3，根據實際需要，該部分懸空面積還可占傳感器芯片安裝底部面積的1/3至2/3。如圖3所示，基板31為一平板結構，傳感器芯片20 —端通過粘結劑40粘結于基板31平面上，另一端懸空于基板31之外，同樣的該懸空部分可以占傳感器芯片安裝底部面積的1/3至2/3。
[0023]不同熱膨脹系數的材料粘結在一起，隨著環境溫度的變化，在結合處會產生熱應力。假設傳感器芯片與基板之間的結合長度為L，環境溫度比室溫高AT，冷卻到室溫后，基板比傳感器芯片多收縮了Λ L，假設Xl為傳感器芯片的熱膨脹系數，χ2為基板的熱膨脹系數，則
[0024]Δ L= (xl-x2) X Δ TXL,
[0025]因此，當L值(即傳感器芯片與基板之間的結合長度)越小，或者傳感器芯片與基板的熱膨脹系數越接近時，引入的熱應力也越小。本實用新型的結構中，由于傳感器芯片與基板結合的面積減小了，從而可以有效減少熱應力的產生，降低了熱應力對傳感器穩定性的影響，提高了傳感器的穩定性。
[0026]如圖4所示的實施例二，在傳感器芯片20與基板31之間增加了一個應力隔離層32，通過粘結劑40粘于基板31上，傳感器芯片20安裝底部部分通過粘結劑40粘結于應力隔離層32上，部分懸空，根據實際需要，該部分懸空面積可占傳感器芯片20安裝底部面積的1/3至2/3。應力隔離層32選用的材料的熱膨脹系數盡量與傳感器芯片20的熱膨脹系數接近，二者相差最好在±2X 10~ (-6)/K之內，以進一步較小熱應力，獲得更高穩定性的傳感器。
[0027]如圖5所示的實施例三，也可以直接由一應力隔離層32替代實施例一中的基板31，應力隔離層32通過粘結劑40粘于封裝外殼10的殼體11內部底面上，壓阻式MEMS傳感器芯片20安裝底部部分通過粘結劑40粘結于應力隔離層32上表面，部分懸空，根據實際需要，該部分懸空面積可占傳感器芯片20安裝底部面積的1/3至2/3。該應力隔離層32選用的材料的熱膨脹系數盡量與傳感器芯片20的熱膨脹系數接近，二者相差最好在±2X 10~ (-6)/K之內，以進一步較小熱應力，獲得更高穩定性的傳感器。
[0028]上述各實施例中，封裝外殼10可以選用金屬外殼或塑料外殼，基板31可以米用FR-4電路板(即環氧層壓板或玻璃纖維板)或陶瓷基板。通過減小MEMS傳感器芯片與封裝外殼或基板的粘結面積以減小熱應力，從而提高傳感器的穩定性；該結構簡單、可批量生產、成本低。
[0029]盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種壓阻式MEMS傳感器結構，包括封裝外殼、過渡結構和壓阻式MEMS傳感器芯片，其特征在于:所述過渡結構通過粘接劑粘于封裝外殼內部底面上，所述傳感器芯片安裝底部部分通過粘接劑粘接于過渡結構上表面，部分懸空。
2.如權利要求1所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述過渡結構為一基板，通過粘接劑粘于封裝外殼內部底面上。
3.如權利要求1所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述過渡結構為一應力隔離層，通過粘接劑粘于封裝外殼內部底面上。
4.如權利要求1所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述過渡結構包括一基板和應力隔離層；所述基板通過粘接劑粘于封裝外殼內部底面上，所述應力隔離層通過粘接劑粘于基板上；所述傳感器芯片安裝底部部分通過粘接劑粘接于應力隔離層上。
5.如權利要求1所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述封裝外殼包括殼體和蓋板。
6.如權利要求1-5任一項所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述封裝外殼為金屬外殼或塑料外殼。
7.如權利要求1-5任一項所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述傳感器芯片安裝底部懸空部分占安裝底部的1/3至2/3。
8.如權利要求2或4所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述基板為FR-4電路板或陶瓷基板。
9.如權利要求3或4所述壓阻式MEMS傳感器結構，其特征在于:所述應力隔離層的熱膨脹系數與傳感器芯片的熱膨脹系數相差小于或等于2X 10~ (-6)/K。
【文檔編號】G01D11/24GK204214460SQ201420641781
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】戴志華 申請人:廈門乃爾電子有限公司