一种压力传感器的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种压力传感器。


背景技术：

2.传统压力传感器通过胶水将压力传感器芯片贴设于基板上，以进行封装。在封装过程中，由于压力传感器芯片与基板相连，容易因外应力对压力传感器芯片的工作性能造成不良影响。现经常通过增加压力传感器芯片与基板之间的胶层厚度来削弱外应力对压力传感器芯片的影响，但上述方法对压力传感器的封装精度要求较高，以免压力传感器芯片与基板之间的胶层厚度达不到削弱外应力的要求。
3.因此，亟需一种压力传感器，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种压力传感器，能够解决压力传感器在封装过程中，由于外应力而造成压力传感器的工作性能低下的问题。
5.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
6.压力传感器，包括：
7.第一基板；
8.第二基板；
9.连接部件，所述第一基板的两端均设有所述连接部件，所述连接部件用于连接所述第一基板和所述第二基板，以形成容纳腔；所述连接部件包括连接本体和引脚，所述连接本体沿竖直方向延伸，所述引脚的一端设于所述容纳腔内，所述引脚的另一端穿过所述连接本体与外界相连；
10.压力传感器芯片，设于所述容纳腔内，所述压力传感器芯片贴设于两个所述引脚的一侧。
11.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述第一基板与其中一个所述连接部件的底端相连，与另一个所述连接部件的底端间隔设置，以形成第一通孔；两个所述引脚间隔设置，以形成第二通孔，外部气体能够依次经过所述第一通孔、所述第二通孔后与所述压力传感器芯片的背面相接触。
12.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述第二基板与两个所述连接部件的顶端相连，并且所述第二基板沿其厚度方向开设有第三通孔，所述压力传感器芯片的顶端设有压阻感应膜，外部气体能够通过所述第三通孔与所述压阻感应膜相接触。
13.作为上述压力传感器的一种可选方式，其中一个所述连接本体的两端均开设有安装槽，另一个所述连接本体的顶端开设所述安装槽，另一个所述连接本体的底端沿所述安装槽的深度完全切割，以形成切割面，所述第一基板的两端均开设有让位槽，所述第一基板的一端能够与所述连接本体底端的所述安装槽的槽壁相连，所述第一基板另一端的所述让位槽槽底与所述切割面之间存在间隙，以形成所述第一通孔。
14.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述第一基板与两个所述连接部件的顶端相连，所述第二基板与两个所述连接部件的底端相连，所述第二基板沿其厚度方向开设第一通孔；两个所述引脚间隔设置，以形成第二通孔，外部气体能够依次经过所述第一通孔、所述第二通孔后与所述压力传感器芯片的背面相接触。
15.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述压力传感器还包括连接线，所述压力传感器芯片与其中一个所述引脚之间通过所述连接线相连。
16.作为上述压力传感器的一种可选方式，两个所述引脚和所述压力传感器芯片将所述容纳腔分隔成了第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔内设有保护层，所述保护层覆盖所述压力传感器芯片的一侧，所述第二容纳腔内也设有所述保护层，所述保护层覆盖所述压力传感器芯片的另一侧。
17.作为上述压力传感器的一种可选方式，两个所述引脚设于所述容纳腔内的一端相抵接。
18.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述压力传感器还包括调理芯片，所述调理芯片与所述压力传感器芯片相背设置于所述引脚上。
19.作为上述压力传感器的一种可选方式，所述引脚包括辅助件和引脚本体，所述引脚本体设于容纳腔内的一端设有所述辅助件，其中一个所述辅助件远离所述压力传感器芯片的一侧凸设有凸起，所述调理芯片贴设于所述凸起上，所述调理芯片的贴合面与另一个所述辅助件之间形成第四通孔，所述第一通孔与所述第四通孔、所述第二通孔形成流道，以使外部气体向所述压力传感器芯片的背面流动。
20.本发明的有益效果为：
21.本发明提出的压力传感器包括第一基板、第二基板、连接部件和压力传感器芯片。第一基板的两端均设有连接部件，连接部件用于连接第一基板和第二基板，以形成容纳腔。连接部件包括连接本体和引脚，连接本体沿竖直方向延伸，引脚的一端设于容纳腔内，引脚的另一端穿过连接本体与外界相连，压力传感器芯片设于容纳腔内，并贴设于两个引脚的一侧。上述设置中的压力传感器芯片不与基板相接触，避免了在封装过程中，外应力对压力传感器芯片的工作性能造成的不良影响。
附图说明
22.图1是本发明实施例一提供的压力传感器的结构示意图；
23.图2是本发明实施例二提供的压力传感器的结构示意图；
24.图3是本发明实施例三提供的压力传感器的结构示意图；
25.图4是本发明实施例四提供的压力传感器的结构示意图。
26.图中：
27.1、第一基板；2、第二基板；3、连接部件；4、压力传感器芯片；5、调理芯片；6、连接线；7、保护层；8、第一胶层；
28.11、让位槽；111、第一通孔；
29.21、第三通孔；
30.31、连接本体；311、安装槽；32、引脚；321、引脚本体；322、辅助件；3221、凸起；3222、第四通孔；323、第二通孔；
31.41、压阻感应膜。
具体实施方式
32.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
36.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
37.实施例一
38.如图1所示，本实施例提供一种压力传感器，该压力传感器包括第一基板1、第二基板2、连接部件3和压力传感器芯片4。第一基板1的两端均设有连接部件3，连接部件3用于连接第一基板1和第二基板2，以形成容纳腔。连接部件3包括连接本体31和引脚32，连接本体31沿竖直方向延伸，引脚32的一端设于容纳腔内，引脚32的另一端穿过连接本体31与外界相连，压力传感器芯片4设于容纳腔内，并贴设于两个引脚32的一侧。上述设置中的压力传感器芯片4不与基板相接触，避免了在封装过程中，外应力对压力传感器芯片4的工作性能造成的不良影响。进一步可选地，连接本体31与引脚32为一体结构，降低了加工难度，连接本体31可以通过一体化注塑成型或者陶瓷工艺成型。进一步地，连接本体31与引脚32之间存在锁扣，从而提高了连接本体31与引脚32相连的稳固性，进而提高了压力传感器的封装质量。进一步可选地，引脚32远离容纳腔的一端弯折，以便于与外界部件电连接。
39.进一步可选地，压力传感器芯片4与引脚32之间设有第一胶层8，以实现压力传感器芯片4与引脚32的相连。进一步地，第一胶层8为环氧树脂胶水或高硬度高剪切力胶水。而且需要利用固晶设备将压力传感器芯片4贴设于第一胶层8上，在贴设完毕后，还要经过固化条件，以提高压力传感器芯片4与引脚32连接的稳固性。其中，固化条件为压力传感器芯片4需处于150℃的环境中30min-60min。
40.进一步可选地，压力传感器还包括连接线6，压力传感器芯片4与其中一个引脚32之间通过连接线6相连，以实现压力传感器芯片4与其中一个引脚32的电连接，当需要进行产品故障分析时可以直接通过外露引脚32连接压力传感器，从而实现压力传感器芯片4的电性分析。为了保证连接线6的导电效果，连接线6可以为金线、铝线、铜线或者合金线等，在本实施例中并不做过多地限制。
41.进一步可选地，两个引脚32和压力传感器芯片4将容纳腔分隔成了第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔内设有保护层7，保护层7覆盖压力传感器芯片4的一侧，第二容纳腔内也设有保护层7，保护层7覆盖压力传感器芯片4的另一侧，两层保护层7全方位包裹压力传感器芯片4，提高了压力传感器的可靠性。保护层7的设置保护了压力传感器芯片4不会受到因外界环境而产生的损坏，延长了压力传感器的使用寿命。具体地，保护层7由含氟的硅凝胶的形成。含氟的硅凝胶具有良好的防腐蚀能力，从而避免了腐蚀气体对压力传感器芯片4造成损坏。而且保护层7的包裹过程通过喷胶或点胶设备实现。
42.进一步可选地，连接部件3与第一基板1、第二基板2之间设有粘附件，以提高第一基板1与第二基板2与连接部件3之间连接的稳固性。进一步地，粘附件可以为胶水或锡膏等具有粘附作用的产品，在此不做过多地限制。
43.可选地，第一基板1与其中一个连接部件3的底端相连，与另一个连接部件3的底端间隔设置，以形成第一通孔111。两个引脚32间隔设置，以形成第二通孔323。外部气体能够依次经过第一通孔111、第二通孔323后与压力传感器芯片4的背面相接触，以实现压力传感器的背进气。具体地，其中一个连接本体31的两端均开设有安装槽311，另一个连接本体31的顶端开设安装槽311，另一个连接本体31的底端沿安装槽311的深度完全切割，以形成切割面，第一基板1的两端均开设有让位槽11，第一基板1的一端能够与连接本体31底端的安装槽311的槽壁相连，第一基板1另一端的让位槽11槽底与切割面之间存在间隙，以形成第一通孔111，从而便于外部气体进入容纳腔内。进一步地，粘附件设于连接部件3底端的安装槽311的槽口处，以使得第一基板1与其中一个连接部件3相连后与另一个连接部件3间隔设置。
44.进一步可选地，第二基板2与两个连接部件3的顶端相连，并且第二基板2沿其厚度方向开设有第三通孔21，压力传感器芯片4的顶端设有压阻感应膜41，外部气体能够通过第三通孔21与压阻感应膜41相接触，以实现压力传感器的正进气。进一步地，粘附件设于连接部件3顶端的安装槽311的槽底处，以实现第二基板2与两个连接部件3的相连。
45.或者可选地，第一基板1与两个连接部件3的顶端相连，第二基板2与两个连接部件3的底端相连，第二基板2沿其厚度方向开设第一通孔111。两个引脚32间隔设置，以形成第二通孔323。外部气体能够依次经过第一通孔111、第二通孔323后与压力传感器芯片4的背面相接触，以实现压力传感器的背进气。具体地，粘附件设于连接部件3顶端的安装槽311的槽口处，以实现第一基板1与两个连接部件3的相连。粘附件还设于连接部件3底端的安装槽311的槽底处，以实现第二基板2与两个连接部件3的相连。
46.实施例一中的压力传感器不仅可以减小外应力对工作性能的影响，还可以通过第一基板1与第二基板2安装位置的改变，从而选取压力传感器不同的进气方向，可以是背进气，也可以是正进气，具体如何选择需要结合实际的工作环境。
47.实施例二
48.如图2所示，本实施例中的压力传感器的结构与实施例一中的压力传感器的结构相似，不同之处在于，本实施例中两个引脚32的设置。
49.可选地，两个引脚32设于容纳腔内的一端相抵接，此时第二通孔323闭合，从而使得外部气体只能通过第三通孔21与压力传感器芯片4上的压阻感应膜41相接触，即压力传感器只能作为绝压传感器使用。此时，第一基板1用于连接两个连接部件3的底端，第二基板2用于连接两个连接部件3的顶端，第二基板2上开设有第三通孔21，以便于外部气体进入第一容纳腔内后与压阻感应膜41相接触。由于外部气体只能由第三通孔21进入到第一容纳腔内，因此第二容纳腔内不再设有保护层7。
50.实施例二中的压力传感器可以减小外应力对工作性能的影响。
51.实施例三
52.如图3所示，本实施例中的压力传感器的结构与实施例一、实施例二中的压力传感器的结构相似，不同之处在于，本实施例中的压力传感器包括调理芯片5。
53.可选地，调理芯片5与压力传感器芯片4相背设置于引脚32上，使得本实施例中的压力传感器成为双芯片差压传感器。其中，引脚32与调理芯片5之间设有第二胶层，以实现调理芯片5与引脚32的相连。
54.进一步可选地，引脚32包括辅助件322和引脚本体321，引脚本体321设于容纳腔内的一端设有辅助件322，其中一个辅助件322远离压力传感器芯片4的一侧凸设有凸起3221，调理芯片5贴设于凸起3221上，以使调理芯片5的贴合面与另一个辅助件322之间形成第四通孔3222，第一通孔111与第四通孔3222、第二通孔323形成流道，从而便于外部气体向压力传感器芯片4背面的流动。进一步可选地，引脚本体321与辅助件322可拆卸相连，以便于对辅助件322进行更换，一方面可以对辅助件322进行检修，另一方面可以更换不同厚度的辅助件322，从而改变流道的宽度。一般可拆卸的连接方式具有多种，在本实施例中选择卡接作为引脚本体321与辅助件322的连接方式。
55.进一步可选地，连接线6还用于连接调理芯片5与两个引脚32。进一步可选地，设于第二容纳腔内的保护层7同时还包裹调理芯片5。
56.实施例三中的压力传感器不仅可以减小外应力对工作性能的影响，还可以通过第一基板1与第二基板2安装位置的改变，从而选取压力传感器不同的进气方向，可以是背进气，也可以是正进气，具体如何使用选择需要结合实际的工作环境。而且实施例三中的压力传感器通过两个芯片的背向堆叠压缩了封装体积，还通过公用引脚的连接关系在压力传感器失效时，单独对压力传感器芯片4或调理芯片5进行测试和判定。
57.实施例四
58.如图4所示，本实施例中的压力传感器的结构与实施例三中的压力传感器的结构相似，不同之处在于辅助件322的设置。
59.可选地，引脚32包括辅助件322和引脚本体321，引脚本体321设于容纳腔内的一端设有辅助件322，辅助件322的厚度与引脚本体321的厚度相等，压力传感器芯片4和调理芯片5设于辅助件322的两侧，即辅助件322的设置并不会拉开调理芯片5与另一个辅助件322之间的距离，并不能形成实现外部气体与压力传感器芯片4背面相接触的通孔。因此，实施例四中的压力传感器为双芯片绝压传感器。此时，第一基板1用于连接两个连接部件3的底端，第二基板2用于连接两个连接部件3的顶端，第二基板2上开设有第三通孔21，以便于外
部气体进入第一容纳腔内后与压阻感应膜41相接触。由于外部气体只能由第三通孔21进入到第一容纳腔内，因此第二容纳腔内不再设有保护层7。
60.实施例四中的压力传感器不仅可以减小外应力对工作性能的影响，还可以通过两个芯片的背向堆叠压缩了封装体积，还通过公用引脚的连接关系在压力传感器失效时，单独对压力传感器芯片4或调理芯片5进行测试和判定。
61.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。