專利名稱：微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種與CMOS 標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容的MEMS電容式氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
氣壓傳感器在氣象預(yù)報(bào)、氣候分析、環(huán)境檢測(cè)、航空航天等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要 的作用。尤其是近年來(lái)頻繁發(fā)生的天氣自然災(zāi)害使得氣壓傳感器在氣象預(yù)報(bào)和氣候分析方 面凸顯重要性。氣壓傳感器應(yīng)用需求巨大，由于MEMS技術(shù)的進(jìn)步，基于MEMS技術(shù)的氣壓傳 感器可以提高氣壓傳感器性能、降低成本，因此成為國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、高校的主要研究與開(kāi) 發(fā)的一類器件。而壓力傳感器的可靠性依賴于壓力傳感器的封裝。MEMS器件的封裝一方面需要感知外界環(huán)境的變化，另一方面又要起到對(duì)芯片的保 護(hù)以及實(shí)現(xiàn)電引出的功能，所有它不能簡(jiǎn)單的把MEMS芯片密封在封裝體里，必須留有同外 界直接相連的通路，用來(lái)傳遞光、熱、力等物理信息。因此，不同的MEMS器件對(duì)封裝的要求 存在很大的差異。另外，外殼材料本身也有要求。氣壓傳感器器件要求外殼既有開(kāi)口，可以 感知外界氣壓，又要屏蔽干擾信號(hào)，所以普通的塑料封裝、陶瓷封裝不適用，這里采用金屬 封裝。目前大多數(shù)的氣壓傳感器采用硅凝膠保護(hù)傳感器應(yīng)力薄膜，外界壓力通過(guò)硅凝膠傳 遞到應(yīng)力薄膜上，雖然凝膠很軟，但是它多少給測(cè)試帶來(lái)壓力誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的在于提供一種誤差小、靈敏度高的微機(jī)械氣壓傳感 器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容的MEMS電容式氣壓傳感器芯片的 封裝結(jié)構(gòu)，其工藝簡(jiǎn)單，體積小，可靠性高。技術(shù)方案一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括底座，在底座中包含金屬引腳，在 底座上設(shè)有用于放置氣壓傳感器芯片的敞開(kāi)式腔體，在敞開(kāi)式腔體上設(shè)有聚四氟微孔濾膜。傳統(tǒng)的壓力傳感器都采用硅凝膠對(duì)器件進(jìn)行封裝，在這種結(jié)構(gòu)之中，硅凝膠一方 面用于保護(hù)芯片的傳感薄膜以及鍵合引線，另一方面用于大氣壓的傳遞。但是，由于其自 身的彈性形變的影響，不能夠無(wú)衰減的將外界大氣壓信號(hào)傳遞給薄膜。因此影響了器件的 靈敏度和準(zhǔn)確性等性能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于使用聚四氟微孔濾膜(PTFE)代替硅凝膠 對(duì)芯片的傳感薄膜以及鍵合引線進(jìn)行保護(hù)，此聚四氟微孔濾膜(PTFE)的特點(diǎn)是能夠在無(wú) 衰減的傳遞大氣壓信號(hào)的同時(shí)對(duì)水汽進(jìn)行阻擋，一方面保證了傳感器具有高靈敏度與準(zhǔn)確 度，同時(shí)對(duì)芯片實(shí)現(xiàn)保護(hù)，提高了器件的可靠性。

圖1是CMOS氣壓傳感器封裝底座示意圖。[0009]圖2是在CMOS氣壓傳感器封裝俯底座中心涂附貼片紅膠示意圖。圖3是在貼片紅膠上安裝壓力傳感器示意圖。圖4是壓力傳感器輸出引腳與底座引腳之間進(jìn)行引線鍵合示意圖。圖5是封裝底座凸臺(tái)上安裝濾膜示意圖。圖6是封裝頂蓋安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括底座1，在底座1中包含金屬引腳 2，在底座1上設(shè)有用于放置氣壓傳感器芯片的敞開(kāi)式腔體3，在敞開(kāi)式腔體3上設(shè)有聚四氟 微孔濾膜4，在底座1上設(shè)有封裝頂蓋5且所述聚四氟微孔濾膜4被封裝頂蓋5封蓋在其下 方，在聚四氟微孔濾膜4與封裝頂蓋5之間設(shè)有間隙6，在底座1上還設(shè)有透氣孔7且透氣 孔7的一端與上述間隙6連通，透氣孔7的另一端與外界待測(cè)大氣連通。上述聚四氟微孔濾膜(PTFE)可以采用北京華恒高科工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的聚 四氟微孔濾膜(PTFE)，此濾膜可有效的實(shí)現(xiàn)大氣壓的傳遞，與此同時(shí)又可阻擋水汽侵入，濾 膜利用粘結(jié)膠固定在金屬管殼內(nèi)的臺(tái)階上，最上層用金屬封裝頂蓋支撐保護(hù)，有效防止傳 感器芯片、濾膜因受外力擠壓碰撞而損壞。在金屬底座臺(tái)階外側(cè)制備透氣孔用于傳感器芯 片與外界大氣相通。
以下結(jié)合附圖說(shuō)明進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例實(shí)施例1本實(shí)用新型所提供的一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)如圖1 6所示步驟1)底座1的鑄模制備，在底座1上設(shè)有金屬引腳2和用于放置氣壓傳感器芯 片的敞開(kāi)式腔體3，在底座1上還設(shè)有透氣孔7，見(jiàn)圖1 ；步驟2)在敞開(kāi)式腔體3中滴涂貼片紅膠8，見(jiàn)圖2 ；步驟3)傳感器芯片9利用貼片紅膠安裝在敞開(kāi)式腔體3，見(jiàn)圖3 ；步驟4)使用引線鍵合技術(shù)制備鍵合引線10實(shí)現(xiàn)傳感器芯片9的輸入輸出端與金 屬引腳2之間的電連接，金屬引腳2位于底座1中并延伸至底座1外部，見(jiàn)圖4 ；步驟5)聚四氟微孔濾膜4利用粘結(jié)膠固定在底座1臺(tái)階11上，見(jiàn)圖5 ；步驟6)封裝頂蓋5安裝在底座1頂端臺(tái)階12上，完成傳感器芯片的封裝，見(jiàn)圖6。這種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)具有的結(jié)構(gòu)特征如下在所述的微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)中，在于使用聚四氟微孔濾膜(PTFE) 代替硅凝膠對(duì)芯片的傳感薄膜以及鍵合引線進(jìn)行保護(hù)，此聚四氟微孔濾膜(PTFE)的特點(diǎn) 是能夠在無(wú)衰減的傳遞大氣壓信號(hào)的同時(shí)對(duì)水汽進(jìn)行阻擋，一方面保證了傳感器具有高靈 敏度與準(zhǔn)確度，同時(shí)對(duì)芯片實(shí)現(xiàn)保護(hù)，提高了器件的可靠性。
權(quán)利要求一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括底座(1)，在底座(1)中包含金屬引腳(2)，在底座(1)上設(shè)有用于放置氣壓傳感器芯片的敞開(kāi)式腔體(3)，其特征在于，在敞開(kāi)式腔體(3)上設(shè)有聚四氟微孔濾膜(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，在底座(1) 上設(shè)有封裝頂蓋(5)且所述聚四氟微孔濾膜(4)被封裝頂蓋(5)封蓋在其下方，在聚四氟 微孔濾膜(4)與封裝頂蓋(5)之間設(shè)有間隙(6)，在底座(1)上還設(shè)有透氣孔(7)且透氣孔 (7)的一端與上述間隙(6)連通，透氣孔(7)的另一端與外界待測(cè)大氣連通。
專利摘要一種微機(jī)械氣壓傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括底座，在底座中包含金屬引腳，在底座上設(shè)有用于放置氣壓傳感器芯片的敞開(kāi)式腔體，在敞開(kāi)式腔體上設(shè)有聚四氟微孔濾膜。制備方法底座的鑄模制備，在底座上設(shè)有金屬引腳和用于放置氣壓傳感器芯片的敞開(kāi)式腔體，在底座上還設(shè)有透氣孔；在敞開(kāi)式腔體中滴涂貼片紅膠；傳感器芯片利用貼片紅膠安裝在敞開(kāi)式腔體中；使用引線鍵合技術(shù)制備鍵合引線實(shí)現(xiàn)傳感器芯片的輸入輸出端與金屬引腳之間的電連接，金屬引腳位于底座中并延伸至底座外部；聚四氟微孔濾膜利用粘結(jié)膠固定在底座臺(tái)階上；封裝頂蓋安裝在底座頂端臺(tái)階上。
文檔編號(hào)B81B7/00GK201740623SQ20102023068
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者秦明, 聶萌, 黃慶安 申請(qǐng)人:東南大學(xué)