本實用新型涉及一種基于MEMS技術的氣體檢測技術，尤其涉及的是一種基于多芯片的氣體傳感器及其封裝結構。

背景技術：

氣體傳感器是一種將氣體中特定的成分通過某種原理檢測出來，并且把檢測出來的某種信號轉換成適當?shù)碾妼W信號的器件。隨著人類對環(huán)保、污染及公共安全等問題的日益重視，以及人們對于生活水平的要求的不斷提高，氣體傳感器在工業(yè)、民用和環(huán)境監(jiān)測三大主要領域內取得了廣泛的應用。

根據(jù)氣體傳感器檢測氣體的原理的不同，氣體傳感器主要包括催化燃燒式、電化學式、熱導式、紅外吸收式和半導體式氣體傳感器等。其中，半導體式氣體傳感器具有靈敏度高、操作方便、體積小、成本低廉、響應時間短和恢復時間短等優(yōu)點，使得半導體式氣體傳感器得到了廣泛應用，例如在對易燃易爆氣體(如CH4，H2等)和有毒有害氣體(如CO、NOx等)的探測中起著重要的作用。

氣體傳感器在過去半個多世紀的發(fā)展歷程中，廣泛應用于石化、煤礦、醫(yī)療、航空航天、工業(yè)生產和家居生活等領域。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，氣體傳感器的應用需求也不斷增加，特別是具有小尺寸、低功耗、高靈敏和快響應的氣體傳感器具有迫切的應用需求。然而傳統(tǒng)的氣體傳感器制造和封裝技術，比如基于陶瓷管加熱和管殼封裝技術的半導體式氣體傳感器，在尺寸、功耗和靈敏度等方面已經難以滿足物聯(lián)網的應用需求?，F(xiàn)在基于MEMS技術的氣體傳感器，有望解決這一問題，比如，中國實用新型專利，201520757454.3一種具有兩支撐懸梁六層結構的電阻式氣體傳感器，報道了一種低功耗高靈敏半導體式氣體傳感器。如何對MEMS氣體傳感器芯片和相應的配套集成電路芯片進行封裝，是本領域專業(yè)人員關注的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于多芯片的氣體傳感器及其封裝結構，實現(xiàn)小尺寸、低功耗和高集成度。

本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型包括封裝襯底、集成電路芯片、至少一個氣體傳感器芯片、導線、多個焊盤和引腳；所述集成電路芯片和各個氣體傳感器芯片分別粘結在所述封裝襯底的正面，所述引腳設置于封裝襯底的背面，所述焊盤分別設置在集成電路芯片、氣體傳感器芯片和封裝襯底上，所述引腳和封裝襯底上的焊盤相連通，所述封裝襯底、集成電路芯片和氣體傳感器芯片上的焊盤分別通過導線鍵合實現(xiàn)電連接。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述導線為金絲。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述集成電路芯片用于提供接口電源、控制信號、并采集處理氣體傳感器芯片的信號，所述氣體傳感器芯片采集氣體信號。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述封裝襯底、集成電路芯片和氣體傳感器芯片上的焊盤分別沿各自的邊框設置，便于金絲鍵合。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述封裝襯底為陶瓷材料制成。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述引腳至少為四對。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述引腳上設有鍍金層。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述集成電路芯片和氣體傳感器芯片分別通過絕緣膠水粘結在封裝襯底上。

作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述集成電路芯片為IC工藝加工而成，所述氣體傳感器芯片為MEMS技術制成。

一種所述的基于多芯片的氣體傳感器的封裝結構，所述封裝結構包括帶有探測孔的封帽，所述封帽封裝在所述氣體傳感器上。

首先將氣體傳感器芯片和集成電路芯片粘結在封裝襯底上，可以是：一個氣體傳感器芯片和一個集成電路芯片；也可以是兩個氣體傳感器芯片和一個集成電路芯片；還可以是三個氣體傳感器芯片或是更多的氣體傳感器芯片和一個集成電路芯片。然后通過金絲焊接的方式，利用金絲把氣體傳感器芯片、集成電路芯片和封裝襯底上的焊盤鏈接起來，實現(xiàn)電連接。最后，通過加上帶孔的金屬、陶瓷或塑料材質的封帽，完成封裝后即可。

本實用新型相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：本實用新型采用先進的MEMS技術制作氣體傳感器芯片，采用IC工藝制作配套氣體傳感器的集成電路芯片，與傳統(tǒng)技術相比，不僅大幅度降低了傳感器的功耗和尺寸，而且提高了氣體傳感器的靈敏度等性能，可以滿足物聯(lián)網和可穿戴設備等應用領域的需求。采用一個集成電路芯片匹配多個氣體傳感器的方式，不僅提高了集成度，而且整合并統(tǒng)一了多個氣體傳感器芯片的輸出信號，提高了傳感器應用的普適度和應用范圍。

附圖說明

圖1是實施例1的結構示意圖；

圖2是實施例2的結構示意圖；

圖3是實施例3的結構示意圖；

圖4是封裝襯底的仰視圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1和圖4所示，本實施例包括封裝襯底1、集成電路芯片2、一個氣體傳感器芯片3、金絲4、多個焊盤5和引腳6；所述集成電路芯片2和氣體傳感器芯片3分別通過絕緣膠水粘結在所述封裝襯底1的正面，所述引腳6設置于封裝襯底1的背面，所述焊盤5分別設置在集成電路芯片2、氣體傳感器芯片3和封裝襯底1上，所述引腳6和封裝襯底1上的焊盤5相連通，所述封裝襯底1、集成電路芯片2和氣體傳感器芯片3上的焊盤5分別通過金絲4鍵合實現(xiàn)電連接。

本實施例的氣體傳感器芯片3基于MEMS技術制造完成，氣體傳感器芯片3尺寸為2.2mm×1.6mm，檢測的氣體為：氮氧化物。集成電路芯片2基于0.18微米工藝加工完成，集成電路芯片2尺寸為2.2mm×1.6mm，為氣體傳感器芯片3提供工作電源和控制信號，采集并處理氣體傳感器感知的信號。封裝襯底1采用的是氧化鋁陶瓷，尺寸為4.5×6.8mm。封裝襯底1下面有四對引腳6，引腳6的尺寸為0.5mm×1.0mm，引腳6表面設有鍍金層0.5微米。

裝配過程：首先把集成電路芯片2和氣體傳感器芯片3通過粘結的方式排布在封裝襯底1上，再用金絲球焊的方式通過金絲把焊盤5鏈接起來，最后用帶探測孔的塑料封帽進行封裝。

實施例2

如圖2所示，本實施例的兩個氣體傳感器芯片3基于MEMS技術制造完成，每個氣體傳感器芯片3尺寸為0.5mm×1.0mm，檢測的氣體為：氮氧化物和二氧化碳。

其他實施方式和實施例1相同。

實施例3

如圖3所示，本實施例的四個氣體傳感器芯片3基于MEMS技術制造完成，每個氣體傳感器芯片3尺寸為0.5mm×1.0mm，檢測的氣體為：氮氧化物，二氧化碳，揮發(fā)性有機物，氨氣這四種典型氣體。

其他實施方式和實施例1相同。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。