专利名称：一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法
技术领域：
本发明涉及传感器封装技术，具体是一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法。
背景技术：
高量程加速度传感器主要应用于高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中。此类环境要求高量程加速度传感器具有很高的抗过载能力(通常要求抗过载能力达到几万g、甚至几十万g的冲击载荷)。在现有技术条件下，高量程加速度传感器通常采用金属键合技术进行封装。实践表明，采用金属键合技术封装的高量程加速度传感器由于自身结构原理所限，普遍存在如下问题在高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中，用于连接传感器芯片与匹配电路板的金属键合引线容易发生脱落、断裂或塌陷，由此导致传感器失效。基于此，有必要发明一种全新的传感器封装技术，以解决现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境 中失效的问题。
发明内容
本发明为了解决现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境中失效的问题，提供了一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法。本发明是采用如下技术方案实现的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构，包括U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形封装管壳、以及矩形基板；u形匹配电路板的下表面、矩形传感器芯片的下表面均与矩形基板的上表面贴附固定；U形匹配电路板的下表面与矩形基板的上表面之间、矩形传感器芯片的下表面与矩形基板的上表面之间均灌注有贴片胶层；矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁贴附固定，且矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁之间灌注有软性粘结胶层;u形匹配电路板的底部上表面外侧设有引线焊盘；u形匹配电路板的底部上表面内侧设有连接焊盘；矩形传感器芯片的上表面设有芯片焊盘，且芯片焊盘靠近U形匹配电路板的底部一侧；连接焊盘的上表面与芯片焊盘的上表面之间涂覆连接有导电胶层；导电胶层的上表面涂覆有绝缘层；u形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形基板均封装于矩形封装管壳的内腔。一种高量程加速度传感器封装中的平面互连方法(该方法用于制造本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构)，该方法是采用如下步骤实现的a.选取矩形基板和矩形基座，并在矩形基座的上表面开设矩形基座通孔；然后将矩形基座的下表面与矩形基板的上表面贴附固定，并向矩形基座通孔内灌注贴片胶层；b.选取U形匹配电路板和矩形传感器芯片；在U形匹配电路板的底部上表面外侧设置引线焊盘，在U形匹配电路板的底部上表面内侧设置连接焊盘，在矩形传感器芯片的上表面设置芯片焊盘，并保证芯片焊盘靠近U形匹配电路板的底部一侧；将U形匹配电路板的外侧壁与矩形基座通孔的孔壁贴附固定，并通过贴片胶层将U形匹配电路板的下表面与矩形基板的上表面贴附固定；将矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁贴附固定，并通过贴片胶层将矩形传感器芯片的下表面与矩形基板的上表面贴附固定；将矩形基板、矩形基座、U形匹配电路板、矩形传感器芯片共同置于高温箱内依次进行烘烤、冷却，由此将贴片胶层固化；然后在U形匹配电路板的内侧壁与矩形传感器芯片的外侧壁之间灌注软性粘结胶层；c.选取矩形掩膜板，并在矩形掩膜板的上表面开设矩形掩膜板通孔；将矩形掩膜板加盖于矩形基座通孔的上端孔口，并保证连接焊盘和芯片焊盘同时与矩形掩膜板通孔位置正对，且保证矩形掩膜板不接触U形匹配电路板和矩形传感器芯片；向矩形掩膜板通孔内灌注导电胶层，并通过导电胶层将连接焊盘的上表面与芯片焊盘的上表面涂覆连接；然后将矩形掩膜板与矩形基座通孔的上端孔口分离，并在导电胶层的上表面涂覆绝缘层；然后将矩形基座与矩形基板分离；d.选取矩形封装管壳，并将U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形基板共同封装于矩形封装管壳的内腔。与现有传感器封装技术(金属键合技术)相比，本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法不再采用金属键合引线对矩形传感器芯片与U形匹配电路板进行电气连接，而改用导电胶对矩形传感器芯片与U形匹配电路板进行电气连接，并以此实现了矩形传感器芯片与U形匹配电路板在同一平面内的电气连接。与金属键合引 线相比，导电胶的体积导电率更低，粘结强度更大。因此，采用本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法封装的高量程加速度传感器具有如下优点在高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中，用于连接矩形传感器芯片与U形匹配电路板的导电胶不易发生脱落、断裂或塌陷。综上所述，本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法基于全新的结构原理，有效解决了现有传感器封装技术易导致传感器失效的问题。本发明有效解决了现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境中失效的问题，适用于各种传感器的封装，尤其适用于高量程加速度传感器的封装。
图I是本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连方法的示意图。图2是本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构的结构示意图。图3是本发明的矩形基座的结构示意图。图4是本发明的U形匹配电路板的结构示意图。图5是本发明的矩形传感器芯片的结构示意图。图6是本发明的矩形封装管壳的结构示意图。图7是本发明的矩形基板的结构示意图。图8是本发明的矩形掩膜板的结构示意图。图中1-矩形基座，2-U形匹配电路板，3-矩形传感器芯片，4-矩形封装管壳，5_矩形基座通孔，6-引线焊盘，7-连接焊盘，8-芯片焊盘，9-矩形基板，10-贴片胶层，11-软性粘结胶层，12-矩形掩膜板，13-矩形掩膜板通孔，14-导电胶层，15-绝缘层。
具体实施例方式一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构，包括U形匹配电路板2、矩形传感器芯片3、矩形封装管壳4、以及矩形基板9 ;U形匹配电路板2的下表面、矩形传感器芯片3的下表面均与矩形基板9的上表面贴附固定；U形匹配电路板2的下表面与矩形基板9的上表面之间、矩形传感器芯片3的下表面与矩形基板9的上表面之间均灌注有贴片胶层10 ；矩形传感器芯片3的外侧壁与U形匹配电路板2的内侧壁贴附固定，且矩形传感器芯片3的外侧壁与U形匹配电路板2的内侧壁之间灌注有软性粘结胶层11 ；U形匹配电路板2的底部上表面外侧设有引线焊盘6 ;U形匹配电路板2的底部上表面内侧设有连接焊盘7 ;矩形传感器芯片3的上表面设有芯片焊盘8，且芯片焊盘8靠近U形匹配电路板2的底部一侧；连接焊盘7的上表面与芯片焊盘8的上表面之间涂覆连接有导电胶层14 ;导电胶层14的上表面涂覆有绝缘层15 ;U形匹配电路板2、矩形传感器芯片3、矩形基板9均封装于矩形封装管壳4的内腔。一种高量程加速度传感器封装中的平面互连方法(该方法用于制造本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构)，该方法是采用如下步骤实现的
a.选取矩形基板9和矩形基座1，并在矩形基座I的上表面开设矩形基座通孔5;然后 将矩形基座I的下表面与矩形基板9的上表面贴附固定，并向矩形基座通孔5内灌注贴片月父层10 ；
b.选取U形匹配电路板2和矩形传感器芯片3;在U形匹配电路板2的底部上表面外侧设置引线焊盘6，在U形匹配电路板2的底部上表面内侧设置连接焊盘7，在矩形传感器芯片3的上表面设置芯片焊盘8，并保证芯片焊盘8靠近U形匹配电路板2的底部一侧；将U形匹配电路板2的外侧壁与矩形基座通孔5的孔壁贴附固定，并通过贴片胶层10将U形匹配电路板2的下表面与矩形基板9的上表面贴附固定；将矩形传感器芯片3的外侧壁与U形匹配电路板2的内侧壁贴附固定，并通过贴片胶层10将矩形传感器芯片3的下表面与矩形基板9的上表面贴附固定；将矩形基板9、矩形基座1、U形匹配电路板2、矩形传感器芯片3共同置于高温箱内依次进行烘烤、冷却，由此将贴片胶层10固化；然后在U形匹配电路板2的内侧壁与矩形传感器芯片3的外侧壁之间灌注软性粘结胶层11 ；
c.选取矩形掩膜板12，并在矩形掩膜板12的上表面开设矩形掩膜板通孔13;将矩形掩膜板12加盖于矩形基座通孔5的上端孔口，并保证连接焊盘7和芯片焊盘8同时与矩形掩膜板通孔13位置正对，且保证矩形掩膜板12不接触U形匹配电路板2和矩形传感器芯片3 ;向矩形掩膜板通孔13内灌注导电胶层14，并通过导电胶层14将连接焊盘7的上表面与芯片焊盘8的上表面涂覆连接；然后将矩形掩膜板12与矩形基座通孔5的上端孔口分离，并在导电胶层14的上表面涂覆绝缘层15 ;然后将矩形基座I与矩形基板9分离；
d.选取矩形封装管壳4，并将U形匹配电路板2、矩形传感器芯片3、矩形基板9共同封装于矩形封装管壳4的内腔。
权利要求
1.一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构，其特征在于包括U形匹配电路板(2)、矩形传感器芯片(3)、矩形封装管壳(4)、以及矩形基板(9);U形匹配电路板(2)的下表面、矩形传感器芯片(3)的下表面均与矩形基板(9)的上表面贴附固定；U形匹配电路板(2)的下表面与矩形基板(9)的上表面之间、矩形传感器芯片(3)的下表面与矩形基板(9)的上表面之间均灌注有贴片胶层(10);矩形传感器芯片(3)的外侧壁与U形匹配电路板(2)的内侧壁贴附固定，且矩形传感器芯片(3)的外侧壁与U形匹配电路板(2)的内侧壁之间灌注有软性粘结胶层(11) ;U形匹配电路板(2)的底部上表面外侧设有引线焊盘(6)山形匹配电路板(2)的底部上表面内侧设有连接焊盘(7);矩形传感器芯片(3)的上表面设有芯片焊盘(8)，且芯片焊盘(8)靠近U形匹配电路板(2)的底部一侧；连接焊盘(7)的上表面与芯片焊盘(8)的上表面之间涂覆连接有导电胶层(14);导电胶层(14)的上表面涂覆有绝缘层(15) ;U形匹配电路板(2)、矩形传感器芯片(3)、矩形基板(9)均封装于矩形封装管壳(4)的内腔。
2.一种高量程加速度传感器封装中的平面互连方法，该方法用于制造如权利要求I所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构，其特征在于该方法是采用如下步骤实现的 a.选取矩形基板(9)和矩形基座(1)，并在矩形基座(I)的上表面开设矩形基座通孔(5);然后将矩形基座(I)的下表面与矩形基板(9)的上表面贴附固定，并向矩形基座通孔(5)内灌注贴片胶层(10); b.选取U形匹配电路板(2)和矩形传感器芯片(3);在U形匹配电路板(2)的底部上表面外侧设置引线焊盘(6)，在U形匹配电路板(2)的底部上表面内侧设置连接焊盘(7)，在矩形传感器芯片(3)的上表面设置芯片焊盘(8)，并保证芯片焊盘(8)靠近U形匹配电路板(2)的底部一侧形匹配电路板(2)的外侧壁与矩形基座通孔(5)的孔壁贴附固定，并通过贴片胶层(10)将U形匹配电路板(2)的下表面与矩形基板(9)的上表面贴附固定；将矩形传感器芯片(3)的外侧壁与U形匹配电路板(2)的内侧壁贴附固定，并通过贴片胶层(10)将矩形传感器芯片(3)的下表面与矩形基板(9)的上表面贴附固定；将矩形基板(9)、矩形基座(I)、U形匹配电路板(2)、矩形传感器芯片(3)共同置于高温箱内依次进行烘烤、冷却，由此将贴片胶层(10)固化；然后在U形匹配电路板(2)的内侧壁与矩形传感器芯片(3)的外侧壁之间灌注软性粘结胶层(11)； c.选取矩形掩膜板(12)，并在矩形掩膜板(12)的上表面开设矩形掩膜板通孔(13)；将矩形掩膜板(12)加盖于矩形基座通孔(5)的上端孔口，并保证连接焊盘(7)和芯片焊盘(8)同时与矩形掩膜板通孔(13)位置正对，且保证矩形掩膜板(12)不接触U形匹配电路板(2)和矩形传感器芯片(3);向矩形掩膜板通孔(13)内灌注导电胶层(14)，并通过导电胶层(14)将连接焊盘(7)的上表面与芯片焊盘(8)的上表面涂覆连接；然后将矩形掩膜板(12)与矩形基座通孔(5)的上端孔口分离，并在导电胶层(14)的上表面涂覆绝缘层(15);然后将矩形基座(I)与矩形基板(9)分离； d.选取矩形封装管壳(4)，并将U形匹配电路板(2)、矩形传感器芯片(3)、矩形基板(9 )共同封装于矩形封装管壳(4 )的内腔。
全文摘要
本发明涉及传感器封装技术，具体是一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法。本发明解决了现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境中失效的问题。一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构包括U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形封装管壳、以及矩形基板；U形匹配电路板的下表面、矩形传感器芯片的下表面均与矩形基板的上表面贴附固定；U形匹配电路板的下表面与矩形基板的上表面之间、矩形传感器芯片的下表面与矩形基板的上表面之间均灌注有贴片胶层；矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁贴附固定。本发明适用于各种传感器的封装，尤其适用于高量程加速度传感器的封装。
文档编号G01P15/00GK102928621SQ201210402139
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者刘俊, 石云波, 唐军, 马喜宏, 郭涛, 杨卫, 李 杰, 张晓明, 周智君, 潘龙丽, 钱爰颖 申请人:中北大学