一种MEMS传感器的制作方法
- 国知局
- 2024-07-27 12:40:19
一种mems传感器【技术领域】1.本实用新型涉及mems器件技术领域,特别涉及一种mems传感器。背景技术:2.现有技术的mems传感器,诸如mems麦克风、mems超声换能器、压力传感器等,其封装结构为mems传感器芯片和asic芯片贴在封装基板上,外壳与封装基板构成封装腔体,封装基板或者外壳上存在通孔,作为感知外界声音或者气压的通道。mems芯片和asic芯片之间用金属引线连接,asic芯片用封线胶水覆盖,用于抵抗外界环境温湿度、静电、发热、颗粒物等因素的影响。3.手机、平板等移动终端的功能越来越强大,mems传感器的应用领域越来越广泛,对器件的性能要求也越来越高。这些mems传感器中都具有可动部件,在一个标准大气压下,分子间的碰撞较为剧烈,受空气阻尼的影响,腔体的阻尼成为影响腔体噪声的关键因素。为了使mems传感器获得更优的性能,提升封装腔体的真空度是一个主要的途径,真空的保持对mems传感器的质量和寿命有重大影响。4.因此,有必要提供一种提升真空度的mems传感器封装结构来解决上述问题。技术实现要素:5.本实用新型的目的在于提供一种mems传感器,提升封装腔体的真空度。6.本实用新型的技术方案如下:一种mems传感器,包括外壳、封装基板、所述外壳与所述封装基板固定连接以形成封装腔体、位于所述封装腔体内且间隔设置在所述封装基板上的asic芯片和mems芯片以及覆盖在所述asic芯片外周的封线胶,所述外壳具有朝向所述封装腔体的内表面,所述封线胶具有朝向所述封装腔体的外表面,所述封装基板具有朝向所述封装腔体的内侧面,所述mems传感器还包括吸气剂,所述吸气剂设置于所述内表面、所述外表面和所述内侧面的至少一个,所述封装基板内设有将所述封装基板与外界连接的第一导通孔,所述mems传感器还包括连接所述吸气剂的电连接件,所述电连接件至少部分收容于所述第一导通孔内。7.可选的,所述电连接件为激活电极,所述激活电极全部收容于所述第一导通孔内,所述吸气剂与所述激活电极相贴合,所述激活电极用于激发所述吸气剂产生热能,所述封装基板内还设有将所述封装基板与外界连接的第二导通孔,所述mems传感器还包括传感器电极,所述传感器电极全部收容于所述第二导通孔内。8.可选的,所述外壳包括主体部、由所述主体部两边分别延伸出且相对设置的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部分别与所述封装基板固定连接,所述第一连接部与所述asic芯片相邻设置,所述第二连接部与所述mems芯片相邻设置,所述吸气剂设置于所述内侧面上且位于所述第二导通孔与所述封线胶之间。9.可选的,所述外壳包括主体部、由所述主体部两边分别延伸出且相对设置的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部分别与所述封装基板固定连接,所述第一连接部与所述asic芯片相邻设置,所述第二连接部与所述mems芯片相邻设置,所述吸气剂包括依次连接的第一部分、第二部分、第三部分、第四部分、第五部分和第六部分,所述第一部分设置于所述外表面上且朝向所述封装腔体,且所述第一部分设有开口,所述第二部分设置于所述内侧面上且位于所述第二导通孔与所述封线胶之间,所述第三部分设置于所述第一连接部朝向所述封装腔体的一面,所述第四部分设置于所述主体部朝向所述封装腔体的一面,所述第五部分设置于所述第二连接部朝向所述封装腔体的一面,所述第六部分设置于所述内侧面且位于所述第二连接部与所述mems芯片之间。10.可选的,所述封装基板背离所述封装腔体的一侧设置有第一凹槽和第二凹槽,所述mems传感器还包括激活电极焊盘和传感器电极焊盘,所述激活电极焊盘设置于所述第一凹槽内,所述激活电极焊盘与所述激活电极电性连接,所述传感器电极焊盘设置于所述第二凹槽内,所述传感器电极焊盘与所述传感器电极电性连接。11.可选的,所述封装基板具有背离所述封装腔体的外侧面,所述激活电极焊盘和所述传感器电极焊盘设置于所述外侧面上,所述激活电极焊盘与所述激活电极电性连接,所述传感器电极焊盘与所述传感器电极电性连接。12.可选的,所述mems传感器还包括第一连接引线和第二连接引线,所述第一连接引线通过所述开口连接所述asic芯片和所述mems芯片,所述第二连接引线通过所述开口连接所述传感器电极和所述asic芯片。13.可选的,所述封装基板包括与第一连接部连接的第一子板和与所述第二连接部连接的第二子板,所述第一子板和所述第二子板间隔设置以形成通孔,所述mems芯片包括顶部、位于所述顶部两边且相对设置的第三连接部和第四连接部,所述第三连接部与所述第一子板连接,所述第四连接部与所述第二子板连接,所述顶部盖设于通孔上以封堵所述通孔。14.可选的,所述激活电极为铜电极和/或钨电极。15.可选的,所述吸气剂由钛族元素、钒族元素中的一种元素或几种元素制作而成。16.本实用新型的有益效果在于:mems传感器可以通过电连接件激发吸气剂产生热能,吸气剂被激活后可以吸收封装腔体内的气体,提升空腔的真空度,腔体的阻尼和噪声得到有效降低,从而提高mems传感器的性能及寿命。【附图说明】17.图1为本实用新型提供的一种mems传感器的结构示意图;18.图2为图1所示的mems传感器的第二种结构示意图;19.图3为图1所示的mems传感器的第三种结构示意图。【具体实施方式】20.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。21.请参阅图1至图3,图1为本实用新型提供的一种mems传感器的结构示意图,图2为图1所示的mems传感器的第二种结构示意图,图3为图1所示的mems传感器的第三种结构示意图。本实用新型提供了一种mems传感器100,其中包括外壳1、封装基板2、外壳1与封装基板2固定连接以形成封装腔体3、位于封装腔体3内且间隔设置在封装基板2上的asic芯片4和mems芯片5以及覆盖在asic芯片4外周的封线胶41,外壳1具有朝向封装腔体3的内表面101,封线胶41具有朝向封装腔体3的外表面412,封装基板2具有朝向封装腔体3的内侧面201,mems传感器100还包括吸气剂6,吸气剂6设置于内表面101、外表面412和内侧面201的至少一个,封装基板2内设有将封装基板2与外界连接的第一导通孔21,第一导通孔21内设置有电连接件7,电连接件7收容于第一导通孔21内,电连接件7为激活电极7,吸气剂6与激活电极7相贴合,激活电极7用于激发吸气剂6产生热能。22.在现有技术中,mems传感器100中都具有可动部件,在一个标准大气压下,分子间的碰撞较为剧烈,受空气阻尼的影响,封装腔体3的阻尼成为影响腔体噪声的关键因素。为了使mems传感器100获得更优的性能,提升封装腔体3的真空度是一个主要的途径。23.本实用新型中,激活电极7将电流传给吸气剂6,电流流过吸气剂6时会将电能转化成热能,从而激活吸气剂6,有效避免了激活吸气剂6时对mems传感器100结构的影响。吸气剂6被激活后可以吸收封装腔体3内的气体,提升封装腔体3的真空度,封装腔体3内的分子间碰撞被减弱,mems传感器100结构振动时受到的空气阻力减小,封装腔体3的阻尼和噪声得到有效降低,从而提高包括信噪比在内的mems传感器100的性能。24.请参阅图1,本实用新型中,外壳1与封装基板2固定连接形成封装腔体3,其中,外壳1包括主体部12、由主体部12两边分别延伸出且相对设置的第一连接部13和第二连接部14,第一连接部13和第二连接部14分别与封装基板2固定连接,第一连接部13与asic芯片4相邻设置,第二连接部14与mems芯片5相邻设置,吸气剂6设置于内侧面上201且位于第二导通孔26与封线胶41之间。吸气剂6被激活后可以吸收封装腔体3内的气体,提升封装腔体3的真空度。25.请参阅图2,本实用新型中,mems传感器100的第二种结构示意图,其中,外壳1包括主体部12、由主体部12两边分别延伸出且相对设置的第一连接部13和第二连接部14,第一连接部13和第二连接部14分别与封装基板2固定连接,第一连接部13与asic芯片4相邻设置,第二连接部14与mems芯片5相邻设置,此方案中,增大了吸气剂6的面积,其中,吸气剂6包括依次连接的第一部分61、第二部分62、第三部分63、第四部分64、第五部分65和第六部分66,第一部分61设置于外表面412上且朝向封装腔体3,且第一部分设有开口611,第二部分62设置于内侧面201上且位于第二导通孔26与封线胶41之间,第三部分63设置于第一连接部13朝向封装腔体3的一面,第四部分64设置于主体部12朝向封装腔体3的一面,第五部分65设置于第二连接部14朝向封装腔体3的一面,第六部分66设置于内侧面201且位于第二连接部14与mems芯片5之间。26.本实用新型中,mems传感器100的第二种结构通过增大吸气剂6的接触面积,提升了吸气效果,从而提升了封装腔体3内的真空度。27.请参阅图1至图3,本实用新型中,封装基板2内还设有将封装基板2与外界连接的第二导通孔26,mems传感器100还包括传感器电极9,传感器电极9全部收容于第二导通孔26内,封装基板2背离封装腔体3的一侧设置有第一凹槽23和第二凹槽27,mems传感器5还包括激活电极焊盘8a和传感器电极焊盘8b,激活电极焊盘8a设置于第一凹槽23内,激活电极焊盘8a与激活电极7电性连接,传感器电极焊盘8b设置于第二凹槽27内,通过激活电极焊盘8a向激活电极7供电,从而激活吸气剂6,提升了封装腔体3内的真空度,从而保证了mems传感器100的真空环境和使用寿命。28.请参阅图3,本实用新型中,mems传感器100的第三种结构示意图,封装基板2具有背离封装腔体3的外侧面202,激活电极焊盘8a和传感器电极焊盘8b还可以设置于外侧面202上,激活电极焊盘8a与激活电极7电性连接,通过激活电极焊盘8a向激活电极7供电,从而激活吸气剂6。29.请参阅图1和图3,mems传感器100还包括第一连接引线42和第二连接引线43,第一连接引线42连接asic芯片4和mems芯片5以实现信息的传输,第二连接引线43连接传感器电极和asic芯片。30.请参阅图2,第一连接引线42通过开口611连接asic芯片4和mems芯片5以实现信息的传输,第二连接引线43通过开口连接传感器电极和asic芯片。31.请参阅图1至图3,封装基板2包括与第一连接部13连接的第一子板24和与第二连接部14连接的第二子板25,第一子板24和第二子板25间隔设置以形成通孔22,mems芯片5包括顶部51、位于顶部51两边且相对设置的第三连接部52和第四连接部53,第三连接部52与第一子板24连接,第四连接部53与第二子板25连接,顶部51盖设于通孔22上以封堵通孔22,使得外壳2与封装基板2形成封装腔体3,从而使得封装腔体3没有直接与外界连通,而是将通孔22作为感知外界声音或者气压的通道。32.本实用新型中,激活电极7为铜电极和/或钨电极。吸气剂6由钛族元素、钒族元素中的一种元素或几种元素制作而成,钛族元素包括钛、锆和铪,钒族元素包括钒、铌和钽,其中,吸气剂6可以采用钛族元素中的钛、锆或铪材料制成,也可以采用钒族元素中的钒、铌或钽材料制成,也可以采用钛族元素中的钛、锆、铪或钒族元素中的钒、铌、钽的合金制成。吸气剂6通过蒸镀、溅射等物理气相沉积的方式设置在封装基板2上。33.以上所述的仅是本实用新型的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本实用新型的保护范围。
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