一种气体传感器的封装结构的制作方法

本实用新型涉及传感器的封装技术领域，特别是涉及一种气体传感器的封装结构。

背景技术：

气体传感器的传感器芯片通常安装于封装结构中，所述传感器芯片的上部设有单独的盖帽结构，用于形成封闭空间。

现有技术中，对传感器芯片的封装通常由TO管座封装形式和圆筒形封装形式，其中，TO管座封装形式虽然结构简单，但是其体积较大，焊脚笨拙，且成本较高。而塑料圆筒型封装形式虽然材料成本较低，但是其内部结构复杂，焊脚也相对笨拙。

随着对传感器小型化以及智能化的要求越来越高，上述两种封装形式已经很难满足高度集成化的行业领域要求。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种满足高度集成化的行业要求的小型化的气体传感器的封装结构。

本实用新型的另一个目的是利用简单的封装结构实现较佳的绝热性能。

特别地，本实用新型提供了一种气体传感器的封装结构，包括：

封装底座，其内部设有凹腔、且具有位于其顶部的开口端；

支承元件，设置于所述凹腔内，其远离所述封装底座的上部用于支撑所述气体传感器的传感器芯片；和

盖帽结构，覆盖于所述凹腔的开口端，以在所述盖帽结构与所述凹腔之间形成封闭空间。

进一步地，所述支承元件包括：

两个长条形的支承块，间隔布置于所述凹腔的中部，每个所述支承块的下部均与所述凹腔的底壁固定连接。

进一步地，所述封装底座还包括位于所述凹腔两侧的两个电极支承台，其上表面用于固定和支撑多个电极焊盘，所述传感器芯片通过多根导线与所述多个电极焊盘电连接。

进一步地，所述传感器芯片包括检测电极以及与所述检测电极层叠设置的加热电极。

进一步地，所述多根导线中的至少两根导线分别与所述检测电极的信号输入端和信号输出端相连。

进一步地，所述多根导线中的至少两根导线分别与所述加热电极的信号输入端和信号输出端相连。

进一步地，所述支承元件通过焊接的方式连接于所述封装底座。

进一步地，所述支承元件通过粘接的方式连接于所述封装底座。

进一步地，所述盖帽结构呈薄板状，且具有多个沿厚度方向贯穿其的透气孔。

进一步地，所述封装底座与所述支承元件的材料为绝热材料。

本实用新型的封装结构，通过封装底座和盖帽结构形成封闭空间，所述封装底座内设有凹腔，所述凹腔的底部设置有用于放置传感器芯片的支承元件，这种封装结构和现有的封装形式相比，体积大大缩小，是一种小型化封装结构，可以满足高度集成化的行业领域要求。

气体传感器在工作时通常需要加热，为了避免热量向外界流失，增大功耗，所述封装结构一般要设计成绝热结构。由于本申请的封装底座的凹腔内设置有支承元件，所述支承元件用于放置传感器芯片，以将所述传感器芯片与所述封装底座隔离，不直接接触，从而减少传感器芯片的热量流失，提高其保温绝热性能。同时，由于传感器芯片与封装底座不直接接触，减小了传感器芯片的热量对封装底座上其他元器件的影响。

进一步地，所述封装底座可以是陶瓷材料或其他隔热材料制成，所述支承元件的材料也为绝热材料，可以是与所述封装底座一样的陶瓷材料，也可以是气凝胶，从而更好地起到隔热的作用。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的封装结构的结构分解图；

图2是根据本实用新型一个实施例的封装底座的俯视图；

图3是根据本实用新型一个实施例的封装底座的左视图；

图4是根据本实用新型一个实施例的盖帽结构的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的封装结构的结构分解图。为了更清晰的看清封装结构的各个部分，图1中的盖帽结构60沿图1中的虚线方向上移了一段距离。如图1所示，该封装结构包括封装底座10、支承元件30和盖帽结构60。所述封装底座10的内部设有凹腔101，且具有位于其顶部的开口端。所述支承元件30的设置于所述凹腔101内，其远离所述封装底座10的上部用于支撑所述气体传感器的传感器芯片40。所述盖帽结构60覆盖于所述凹腔101的开口端，所述盖帽结构60与所述凹腔101之间形成用于容纳所述传感器芯片40的封闭空间。

本实用新型的封装结构，通过封装底座10和盖帽结构60形成封闭空间，所述封装底座10内设有凹腔101，所述凹腔101的底部设置有用于放置传感器芯片40的支承元件30，这种封装结构和现有的封装形式相比，体积大大缩小，是一种小型化封装结构，可以满足高度集成化的行业领域要求。

气体传感器在工作时通常需要加热，为了避免热量向外界流失，增大功耗，所述封装结构一般要设计成绝热结构。由于本申请的封装底座10的凹腔101内设置有支承元件30，所述支承元件30用于放置传感器芯片40，以将所述传感器芯片40与所述封装底座10隔离，不直接接触，从而减少传感器芯片40的热量流失，提高其保温绝热性能。同时，由于传感器芯片40与封装底座10不直接接触，故减小了传感器芯片40的热量对封装底座10上其他元器件的影响。

进一步地，所述封装底座10可以是陶瓷材料或其他隔热材料制成，所述支承元件30的材料也为绝热材料，可以是与所述封装底座10一样的陶瓷材料，也可以是气凝胶，从而更好地起到隔热的作用。

在本申请的一个实施例中，所述支承元件30包括两个长条形的支承块301，间隔布置于所述凹腔101的中部，每个支承块301的下部均与所述凹腔101的底壁固定连接。由于所述支承元件30设置成间隔的两个长条形支承块301，两个所述长条形支承块301的间距的设置与所述传感器芯片40的尺寸相匹配，在稳固支撑传感器芯片40的同时减少了传感器芯片40与所述支承元件30的接触面积，从而进一步减少了热量的传递与散失，提高所述封装结构的绝热性能。

图2是根据本实用新型一个实施例的封装底座的俯视图。图3是根据本实用新型一个实施例的封装底座的左视图。在一个实施例中，如图2所示，所述封装底座10包括位于所述凹腔101两侧的两个电极支承台102，其上表面用于固定和支撑多个电极焊盘20，所述传感器芯片40通过多根导线50与所述多个电极焊盘20电连接。所述传感器芯片40包括检测电极(图中未示出)以及与所述检测电极层叠设置的加热电极(图中未示出)，所述检测电极用于检测外部空气的湿度、温度和气体浓度等，所述加热电极用于给整个传感器芯片40加热，以将所述传感器芯片40的温度加热到工装温度。

在一个实施例中，所述支承元件30通过焊接的方式连接于所述封装底座10，可选地，所述支承元件30还可以通过粘接的方式连接于所述封装底座10。

所述检测电极与所述加热电极通过所述多根导线50与固定于所述电极支承台102的电极焊盘20相连，其中，所述多根导线50中的至少两根导线分别与所述检测电极的信号输入端和信号输出端相连，所述多根导线50中的至少两根导线分别与所述加热电极的信号输入端和信号输出端相连。

图4是根据本实用新型一个实施例的盖帽结构的结构示意图。如图4所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述盖帽结构60为呈薄板状，且具有多个沿厚度方向贯穿其的透气孔601，所述透气孔601用于将外部空气或者目标气导入至凹腔101内，以便气体与所述气体传感器的接触。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。