一种耐高温传感器的无引线封装结构及方法

1.本发明涉及耐高温传感器，具体涉及传感器的无引线封装结构及方法。背景技术：2.耐高温传感器在诸多行业和领域都有非常重要的应用，比如航空发动机内部高温压力和振动检测用的耐高温压力和振动传感器、核电站高温反应堆一回路压力测量的耐高温压力传感器，以及用于高温工业反应釜和冶炼塔运行安全监测的高温压力和振动传感器。3.耐高温传感器之所以能够在高温环境下正常工作，其关键问题在于：(1)传感器芯片本身能够在高温环境中正常工作，(2)传感器封装结构能够在高温环境下正常发挥支撑、电连接、密封等作用。随着技术的进步，能够在高温下正常工作的传感器芯片材料被不断发现，有效解决了耐高温传感器所面临的第一个关键问题。但是传感器封装结构常常涉及到多种材料的组合、固连，在高温下非常容易引起异质材料热膨胀不一致、材料高温氧化、连接件之间软化脱落等问题，导致传感器芯片支撑结构失效、电连接短路或断路、甚至传感器芯片破裂等，造成传感器性能恶化甚至永久失效。4.传感器封装中最重要的一环是在传感器芯片的电极和封装结构上的电极之间形成有效的电连接，使传感器芯片测量得到的信号能够顺利的传输出来。目前常用的封装方式是采用金属引线键合的方式进行连接。例如中国专利cn105236343a公开了一种介质隔离式压力传感器封装结构，其中带有mems芯片的压力传感器封装模块与导线通过引线键合连接。这种连接方式结构简单、操作方便，但是在高温环境中使用时，引线与所述传感器封装模块、以及引线与导线之间的键合点容易因为高温软化而脱落，存在失效风险。5.针对金属引线键合存在的问题，中国专利cn102928150a公开了一种无引线封装的金属薄膜压力传感器，其中传感器芯片与玻璃密封罩通过键合的方式连接在一起，通过玻璃密封罩上与传感器芯片的引线焊盘对应的通孔、通孔中填充的导电金属料以及插入充满导电金属料的通孔中的导电金属引针，并经真空退火制得无引线封装金属薄膜压力传感器。该专利中采用的封装方式有效解决了金属引线键合式封装不耐高温的问题，但是在实际操作中存在两方面问题：(1)由于mems芯片尺寸小，导致引线焊盘和相应通孔的尺寸都非常小(在微米量级)，微孔效应会使导电金属料实际上很难有效地充满整个通孔，导致填充了导电金属料的通孔内部存在气泡和孔洞，使引线焊盘、导电金属料和导电金属引针无法充分接触，甚至根本没有实现接触；(2)尽管退火的目的是为了烧结导电金属料，使引线焊盘、导电金属料和导电金属引针能够固连并形成良好的电连接，但是由于实际烧结过程中导电金属料会产生热变形、挥发气泡，势必造成退火以后的导电金属料体积缩小、内部有气泡，甚至由于不同材料的热膨胀系数不一致导致引线焊盘、导电金属料和导电金属引针这三者之间发生断路的情况。由于以上两方面的问题，实际得到封装结构的成功率并不高。6.中国专利cn109781334a公开了一种压阻式传感器的无引线封装结构，该专利中的导电浆料(由银、玻璃、有机结合剂和溶剂等成份组成)在烧结固化后存在产生热应力的问题，为了使烧结固化后的导电浆料能够稳定的发挥连接结构的作用，其进一步使用了贵金属金作为一种过渡层，利用金良好的延展性来降低热应力。但是过渡层无法解决导电浆料本身在实际烧结固化的过程中产生热变形、挥发气泡的问题。另外，可阀引脚所穿入的通孔的尺寸仍需要限制在较小的范围内，因此连接结构的可靠性还是会受到微孔效应的影响。同时，该专利中还使用以pbo-zno-b2o3体系为主的玻璃浆料形成另一种过渡层，该玻璃体系的软化点可以根据含铅量进行调节，并可按照需要在pbo-zno-b2o3的基础上添加低膨胀系数和负膨胀材料，如pbtio3、堇青石、锂霞石、锂辉石、石英玻璃等构成复合型玻璃浆料，进行热膨胀系数的调节，并提高化学稳定性和机械强度的作用。但由于浆料黏性较高，应用方式及范围有限。技术实现要素：7.为了解决现有耐高温传感器封装结构存在的技术问题，本发明提供了一种耐高温传感器的无引线封装结构及方法。8.为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：9.一种耐高温传感器的无引线封装结构，该无引线封装结构包括传感器芯片、用于支撑传感器芯片的传感器壳体以及设置在传感器壳体上的金属引脚，所述金属引脚通过耐高温导电层与传感器芯片的金属电极相连，该金属电极外置在传感器壳体表面或内置于传感器壳体。10.优选的，所述传感器壳体包括基体以及设置在基体上的芯片封装槽，传感器芯片通过设置在芯片封装槽底部的封接层与传感器壳体相连，并且传感器芯片与传感器壳体的表面齐平。11.优选的，所述封接层是通过将涂敷在芯片封装槽底部上的耐高温粘接胶固化后而形成的。12.优选的，所述耐高温粘接胶的组分包括pbo-zno-b2o3体系的玻璃浆料，封接层的热膨胀系数介于传感器壳体的热膨胀系数与传感器芯片的热膨胀系数之间。13.优选的，所述传感器壳体还包括设置在基体上的腔道，腔道与芯片封装槽的底部相连。14.优选的，所述传感器壳体还包括设置在基体上的通孔，该通孔内设置有导电封接块，导电封接块填充在金属引脚位于通孔内的部分与该通孔的内壁之间。15.优选的，所述导电封接块是通过将沿所述通孔注入传感器壳体内部空间以粘接金属引脚位于通孔内的部分(将该部分与传感器壳体粘接)的导电玻璃浆料进行固化后而形成的。16.优选的，所述导电玻璃浆料的组分包括pbo-zno-b2o3体系的玻璃浆料以及纳米导电材料。17.优选的，所述基体为柱状，芯片封装槽开设于基体的一个端面上，所述通孔的一端位于基体的另一个端面上，通孔的另一端延伸至开设有芯片封装槽的基体端面。18.优选的，所述传感器壳体的通孔与芯片封装槽的底部相连，耐高温导电层以叠加的方式设置在金属引脚与传感器芯片的金属电极之间(即金属电极内置)；或者，所述传感器壳体的通孔在基体端面上的布置位置为位于芯片封装槽外部，耐高温导电层以直写的方式设置在金属引脚与传感器芯片的金属电极之间(即金属电极外置)。19.优选的，所述耐高温导电层采用包含粘接剂、高温抗氧化剂及纳米导电材料的改性浆料(即利用高温抗氧化剂及纳米导电材料对粘接剂改性)并经涂敷、固化而制成，或者，所述耐高温导电层采用包含粘接剂、高温抗氧化剂、韧性剂及纳米导电材料的改性浆料(即利用高温抗氧化剂、韧性剂及纳米导电材料对粘接剂改性)并经涂敷、固化而制成。20.优选的，所述粘接剂的组分包括pbo-zno-b2o3体系的玻璃浆料，即粘接剂可以采用上述耐高温粘接胶。21.优选的，所述传感器壳体还包括设置在基体的侧面上的环形凹槽。22.一种耐高温传感器的无引线封装方法，包括以下步骤：23.1)在基体上加工芯片封装槽和通孔，得到传感器壳体；24.2)将金属引脚、传感器芯片分别通过通孔、芯片封装槽与传感器壳体对应粘接后进行固化，并在固化中利用横跨传感器壳体与传感器芯片交界位置两侧的预置浆料(例如上述改性浆料)形成同时覆盖金属引脚与传感器芯片的金属电极的耐高温导电层，得到金属电极外置的耐高温传感器无引线封装结构；25.或者，将金属引脚通过通孔与传感器壳体粘接，并在将传感器芯片通过芯片封装槽与传感器壳体粘接前将用于形成耐高温导电层的浆料(例如采用与上述预置浆料相同的浆料)置入芯片封装槽内，从而通过固化同时使金属引脚及传感器芯片的金属电极与耐高温导电层对接，得到金属电极内置的耐高温传感器无引线封装结构。26.优选的，所述步骤1)还包括以下步骤：在基体上加工与芯片封装槽的底部相连的腔道。27.优选的，所述步骤2)中，将上述导电玻璃浆料注入通孔，并通过导电玻璃浆料对金属引脚位于通孔内的部分与通孔内壁之间的空隙进行填充，使金属引脚粘接在传感器壳体上。28.优选的，所述步骤2)中，将上述耐高温粘接胶涂敷在芯片封装槽的底部一定区域(当通孔的端面位于芯片封装槽底部时，由于在这些端面所在区域需要形成耐高温导电层，因此在除这些区域之外的芯片封装槽的底部表面涂敷耐高温粘接胶；当通孔的端面位于芯片封装槽外部时，则涂满芯片封装槽的底部表面；腔道与芯片封装槽底部连接部分是无法涂敷的)，将传感器芯片置入芯片封装槽，并与涂敷的耐高温粘接胶接触，直至传感器芯片与传感器壳体的表面齐平，从而实现将传感器芯片粘接在传感器壳体上。29.本发明的有益效果体现在：30.本发明提出的耐高温传感器封装结构中，通过引入符合传感器应用温度等级的导电层实现了无引线封装，提高了封装结构中金属引脚与传感器芯片的金属电极之间电连接的可靠性，有助于从根本上解决现有封装结构在热稳定性方面的不足；同时，传感器芯片封装方式灵活，封装方法的工艺难度低、成品率高。31.进一步的，本发明中传感器芯片与传感器壳体采用齐平封装，对于压力传感器而言，使传感器芯片直接与被测高温介质接触，避免了管腔效应对传感器动态性能的衰减影响，消除了管腔效应导致的响应时间滞后和频率失真问题，使传感器具有更快的响应速度和更高的谐振频率。32.进一步的，本发明中与传感器芯片直接相连的封装材料种类少(仅涉及传感器壳体材料以及固化的耐高温粘接胶等少数几种具有相同的玻璃浆料成份的材料)，使得封装材料与传感器芯片材料的热膨胀系数易于匹配(使二者的热膨胀系数非常接近)，降低了异质材料之间产生热应力不匹配的可能性；同时通过一次固化即可完成封装，简化工艺步骤。33.进一步的，本发明采用的耐高温粘接胶在固化后的热膨胀系数介于现有传感器壳体和传感器芯片的热膨胀系数之间，能够有效缓和传感器壳体和传感器芯片之间的热膨胀内应力，提高传感器芯片的高温稳定性和抗热应力破坏能力。34.进一步的，本发明将芯片封装槽底部的腔道(例如通道结构等)与用于粘接金属引脚的通孔作为传感器壳体受热膨胀的应力释放结构，减小由于传感器壳体和传感器芯片之间热膨胀差异引起的内部应力。35.进一步的，本发明采用的通孔布置方式(特别是当通孔的端面位于芯片封装槽之外时)有助于增加通孔孔径，从而可以利用基于黏性更强的玻璃浆料的封装材料(例如固化后的导电玻璃浆料)对金属引脚实现更可靠的固定。附图说明36.图1为实施例1中耐高温传感器封装结构整体(a)及其纵剖结构(b)示意图；37.图2为实施例1中传感器壳体(a)及其纵剖结构(b)示意图；38.图3为实施例1中金属引脚示意图；39.图4-1为实施例1中传感器芯片(a)及其纵剖结构(b)示意图；40.图4-2为实施例1中固化后的耐高温粘接胶(a)和传感器芯片背面(b)形状尺寸匹配示意图；41.图5为实施例2中耐高温传感器封装结构整体(a)和传感器壳体(b)示意图；42.图6为实施例2中金属引脚及导电玻璃浆料(a)和直写式导电银浆(b)封装结构示意图；43.图7为实施例2中耐高温粘接胶(a)和传感器芯片(b)封装结构示意图；44.图8为导电玻璃浆料注入圆形通道的状态示意图(深色区域为导电玻璃浆料固化后的封装结构，即导电封接块)；其中：(a)实施例1，(b)实施例2；45.图中：1-传感器壳体；2-金属引脚；3-导电封接块；4-导电层；5-传感器芯片；6-封接层；101-通孔；102-芯片封装槽；103-腔道；104-环形凹槽；501-金属电极；502-凹腔；503-金属导线；504-半导体敏感电阻。具体实施方式46.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所述实施例仅用于解释本发明，而非对本发明保护范围的限制。47.针对现有无引线封装(特别是针对600℃以上等级的耐高温传感器的封装)中向细微的封装通孔内灌注并烧结导电金属料时所存在的问题，例如操作难度大、成品率低(由于微孔隙内部的空气阻力和孔道效应，导电金属料难以充满封装通孔，并且在导电金属料固化过程中内部容易产生孔洞结构，最终导致金属引针不能良好地与传感器芯片上的引线焊盘实现电连接)；本发明提出了一种耐高温传感器的无引线封装结构，在耐高温传感器封装中，一方面，通过导电银浆直写等方式进行金属引脚与传感器芯片的金属电极的电连接封装，另一方面将传感器芯片与传感器壳体通过耐高温粘接胶进行齐平封装，从而提高耐高温传感器的封装成功率，并且封装结构稳定可靠、封装工艺操作简单，具有很强的工业应用价值。48.实施例149.如图1所示，耐高温传感器的整体封装结构包括传感器壳体1、金属引脚2以及传感器芯片5。所述金属引脚2的一部分通过经固化的导电玻璃浆料所形成的导电封接块3固定在传感器壳体1内部，传感器芯片5通过经固化的耐高温粘接胶所形成的封接层6以嵌合方式固定在传感器壳体1的上端面上；其中，传感器芯片5正面朝上，并且金属引脚2的上端、固化的导电玻璃浆料、传感器芯片5的正面都与传感器壳体1的上端面齐平，金属引脚2的下端伸出至传感器壳体1的下端面外，传感器芯片5的背面与位于传感器壳体1内部的通道或内腔结构相对。在传感器壳体1上端面与传感器芯片5正面交界位置及两侧相应区域附着有经直写式导电银浆固化形成的呈条带状连续分布的耐高温导电层4，传感器芯片5正面的电路结构和金属引脚2的上端以及固化后的导电玻璃浆料通过耐高温导电层4相连。50.如图2所示，所述传感器壳体1采用圆柱状的基体加工而成，基体上具体加工有圆形通孔101、芯片封装槽102、芯片封装槽槽底腔道103和环形凹槽104。51.所述芯片封装槽102位于传感器壳体1上端面中间，主要是用来放置传感器芯片5，芯片封装槽102的长宽尺寸(图2a中芯片封装槽102为矩形)或者直径尺寸与传感器芯片5相匹配，使传感器芯片5安装进去以后边缘能够紧密接触芯片封装槽102侧壁，芯片封装槽102的深度略微大于传感器芯片5的厚度，从而为在芯片封装槽102底部涂敷一定厚度的耐高温粘接胶预留出空间，并使得传感器芯片5的正面能够与传感器壳体1的上端面齐平。52.所述腔道103位于芯片封装槽102底部之下，并与芯片封装槽102相连通。该腔道103的主要作用有：(1)作为传感器壳体1受热膨胀的应力释放结构，减小传递到传感器芯片5上的热应力。(2)对于压力传感器，如果该腔道103直接贯穿到传感器壳体1的下端面并与外界连通(如图2b所示，即采用通道结构)，那么相应的压力传感器就可以作为表压传感器使用，如果该腔道103没有贯穿传感器壳体1的下端面(即采用内腔结构)，那么相应的压力传感器通过真空封装就可以作为绝压传感器使用。53.所述圆形通孔101完全贯穿传感器壳体1的上、下端面，该通孔主要是用于安装传感器的金属引脚2；传感器壳体1的圆形通孔101的数量和相对位置一般根据传感器芯片5正面的电路结构确定，例如图2a中是将5个圆形通孔101分两排间隔布置，圆形通孔101在传感器壳体1端面上的布置位置均位于芯片封装槽102外部。54.所述环形凹槽104的作用包括：(1)放置环型密封圈，以便使传感器在安装到被测试管路中后，传感器与管路的内壁之间形成良好的密封作用，保证检测精准性；(2)作为定位卡槽固定传感器。55.所述传感器壳体1的上端面和下端面无棱角(例如通过在基体的上下端面的边缘加工倒圆角实现)，一方面避免尖锐直角划伤人或者其他物体，另一方面，压力传感器在一些管、腔中使用时，带倒圆角的圆柱状结构有利于气流、液流的流动和向外扩散，不会因存在尖锐直角而产生漩涡，影响实际测量精度。56.需要说明的是，在选择传感器壳体1和传感器芯片5的材料时候，要选择具有相同或者相近热膨胀系数的材料，从而实现在高温环境下的热膨胀匹配，确保传感器内部热应力小、传感器高温稳定性好。例如，传感器壳体1采用热膨胀系数为4.1×10-6/℃的绝缘材料aln，传感器芯片5采用用于制造mems芯片的热膨胀系数为3.7×10-6/℃的材料sic。57.如图3所示，所述金属引脚2一般为圆柱形细长条结构(故又称为金属引针)，并且其具体数量和相对位置与传感器壳体1具有的圆形通孔101的数量和相对位置一致。即一个圆形通孔101内利用经导电玻璃浆料固化形成的导电封接块3安装固定一个金属引脚2。58.如图4-1及图4-2所示，所述传感器芯片5是通过微纳制造工艺加工得到的mems小型化芯片。例如对于图4-1a显示的传感器芯片5，其正面的电路结构中含有5个金属电极501，金属导线503一端与金属电极501紧密相连，另一端与半导体敏感电阻504紧密相连。如果该传感器芯片5为压力传感器芯片，那么在芯片背面还应加工有一个凹腔502，该凹腔502的形状可以是矩形(包括方形)、圆形(图4-2b)或者其他形状，凹腔502的尺寸及其与半导体敏感电阻504之间的相对位置应满足压力传感器敏感薄膜和敏感电阻的布置规律。如果该传感器芯片5为振动传感器芯片，那么芯片背面应相应地加工有质量块和悬臂梁结构。传感器芯片5正面的金属电极501、半导体敏感电阻504的数量和位置可以根据实际需要进行改变。根据传感器芯片5正面的金属电极501的数量和位置，即可确定位于传感器芯片5外侧的圆形通孔101的数量和位置。另外，所述传感器芯片5背面带有凹腔502时，则位于芯片封装槽102底部之下的腔道103与传感器芯片5背面相对，并且通过匹配使该腔道103的上端开口对准凹腔502的开口，这样就可以通过调整开口形状和尺寸相一致，利用芯片封装槽102对传感器芯片5背面除去凹腔502所对应的区域之外的区域实现稳固支撑，提升传感器封装结构的可靠性，并保证传感器芯片5上只有凹腔502所对应的区域可动而其他区域固定，使传感器芯片5能够按照预先设定的理论状态进行测量，保证测量精度。59.所述耐高温粘接胶是一种高温粘接剂，高温下具有良好的电绝缘性能。该耐高温粘接胶是以pbo-zno-b2o3体系为主的玻璃浆料，除了构成pbo-zno-b2o3体系的成分，还可以混入钛酸铅(pbtio3)、堇青石、锂霞石、锂辉石、石英玻璃(sio2)作为成分构成。60.以pbo-zno-b2o3体系为主的玻璃浆料(即耐高温粘接胶)的配方如下(以质量分数计)：61.①pbo：73％～77％62.②b2o3：7％～13％63.③zno：8％～13％64.④pbtio3、堇青石、锂霞石、锂辉石、石英玻璃：0～5％。65.所述耐高温粘接胶需要通过烧结进行高温固化以形成封接层6，具体使用说明如下：66.1)将耐高温粘接胶涂敷在芯片封装槽102底部；除了控制涂敷厚度，还需要注意的是，在涂敷耐高温粘接胶的时候既要能利用其在传感器芯片背面和芯片封装槽底部之间形成一个完整的密封环，又不能进入传感器芯片5背面的凹腔502内部，以避免影响传感器芯片5内部可动结构(例如敏感薄膜、质量块等)，也就是说涂敷在芯片封装槽102底部的耐高温粘接胶的形状和尺寸应该与传感器芯片5背面的形状和尺寸匹配。67.2)固化68.自室温以2℃/分钟升温至270℃，保持25分钟；然后在135分钟内均匀升高温度至550℃，保持5分钟；然后在10分钟内均匀降低温度至540℃，保持20分钟；然后在20分钟内由540℃降低至495℃，保持20分钟；然后在20分钟内由495℃降低至455℃，保持20分钟；然后按照2℃/分钟的速度降至室温。69.采用以上程序对涂敷的耐高温粘接胶进行烧结，可以实现烧结所得封接层6无空洞、裂纹等质量缺陷，保证了烧结强度和致密性。70.所述耐高温粘接胶固化后，其热膨胀系数介于传感器壳体1和传感器芯片5的热膨胀系数之间(即在3.7×10-6/℃到4.1×10-6/℃之间)，并且三者的热膨胀系数非常接近，从而不仅可以将传感器芯片5背面紧紧地固定在传感器壳体1的芯片封装槽102内，起到粘接和密封效果；还可以作为热膨胀过渡层，缓和传感器壳体1和传感器芯片5之间的热膨胀内应力，提高传感器芯片的高温稳定性和抗热应力破坏能力。71.所述导电玻璃浆料是经过调配获得的耐高温导电浆料，即导电玻璃浆料是在上述耐高温粘接胶所含成分的基础上，进一步混入纳米导电银粉而形成的，混入的纳米导电银粉的质量分数可以根据导电玻璃浆料在固化后的实际导电性进行优化。72.所述导电玻璃浆料具体使用说明如下：73.1)填充74.采用针管注射器将导电玻璃浆料注入到传感器壳体的圆形通孔内，并将金属引脚置入通孔内的部分与通孔内壁之间的空隙填满。75.2)高温固化76.烧结程序参照上述耐高温粘接胶。77.所述导电玻璃浆料固化后(即导电封接块3)所具有的主要特点如下：(1)具有耐高温特点，在高温环境下长期使用稳定性好、不易变性；(2)具有导电性，并且电阻值低、电阻值随温度变化而变化的程度小；(3)热膨胀系数在3.7×10-6/℃到4.1×10-6/℃之间，与传感器壳体、芯片材料相匹配；(4)粘接性强、附着性好，能够将金属引脚牢牢固定在传感器壳体的圆形通孔内。78.所述直写式导电银浆是一种由上述耐高温粘接胶与改性剂(不仅包括纳米导电银粉，还包括微纳米金属纤维等韧性剂、三氧化二铁粉末等高温抗氧化剂等组分)组成的多成分混合浆料。将直写式导电银浆通过3d打印或喷涂的方式在传感器芯片5正面的金属电极501和对应金属引脚2的上端(与传感器壳体1的上端面齐平)之间形成物理连接，然后对形成物理连接的直写式导电银浆进行高温固化(烧结程序参照上述耐高温粘接胶)，即可形成紧紧黏附在由所述金属引脚2上端和对应金属电极501以及位于其间的传感器壳体1上端面、金属引脚2外围固化的导电玻璃浆料(导电封接块3上端)和传感器芯片5正面对应区域所共同组成的平面上的功能化结构层。该功能化结构层具有耐高温和低阻值导电特性(故又称为耐高温导电层4)，并且与传感器壳体、芯片材料具有相近的热膨胀系数(即在3.7×10-6/℃到4.1×10-6/℃之间)，同时避免了在高温下发生的氧化失效问题(因表面氧化而导电性消失)，以及避免了在传感器壳体与传感器芯片交界处发生断裂的问题，从而可以在金属引脚2和传感器芯片5正面的金属电极501之间形成稳定的电连接。79.在传感器的高温工作环境中，由直写式导电银浆固化形成的耐高温导电层4具有良好的导电性、韧性和高温抗氧化性，为传感器芯片5和连接在金属引脚2上的外部电路之间提供了稳定、可靠的电连接。同时，本发明所采用的导电玻璃浆料经固化后所形成的导电封接块3还有一个额外的功能，就是保证传感器芯片5正面的金属电极501和金属引脚2之间可靠的电连接。尽管金属引脚2和传感器芯片5的金属电极501是通过固化的直写式导电银浆间接连接的，但即便固化的直写式导电银浆和金属引脚2之间出现断路也不会影响传感器的电连接可靠性，因为圆形通孔内用于粘接金属引脚2的玻璃浆料在固化后是导电的，电信号可以通过固化的直写式导电银浆传递到固化的导电玻璃浆料，然后再传递到金属引脚2上。80.本实施例的耐高温传感器的整体封装结构可以采用以下封装工艺流程得到：81.1)加工传感器壳体82.在一圆柱状基体的上端面上加工1个与传感器芯片5尺寸和形状相匹配的芯片封装槽102以及1个自芯片封装槽102底部延伸至圆柱状基体下端面的通道(作为芯片封装槽槽底腔道103)；参照需要安放在芯片封装槽102内的传感器芯片5正面的电路结构，在该圆柱状基体上再加工5个直径相同、贯穿圆柱状基体上、下两个端面，且与传感器芯片5正面的金属电极501位置间隔一定距离的圆形通孔101；在该圆柱状基体的侧面上加工1个环形凹槽104。83.2)粘接传感器芯片、金属引脚84.将5个金属引脚2插入步骤1加工得到的传感器壳体1的对应圆形通孔101中(5个金属引脚的上端与传感器壳体1上端面平齐)，并于传感器壳体1的下端面将导电玻璃浆料注入内部含有金属引脚2的圆形通孔101中，导电玻璃浆料注入量以其能够充分接触金属引脚2和圆形通孔101为准(图8a)；在传感器壳体1的芯片封装槽102的底部涂敷耐高温粘接胶，然后放入传感器芯片5，使传感器芯片5紧密的嵌入芯片封装槽102，且传感器芯片5正面与传感器壳体1上端面齐平。85.3)利用直写式导电银浆在传感器芯片5正面的金属电极501和外侧对应的金属引脚2之间形成物理连接。86.4)经高温固化将嵌入的传感器芯片5固定在传感器壳体1对应端面上(即传感器芯片5牢牢固定在芯片封装槽102内)；经所述高温固化形成的导电封接块3不仅对圆形通孔101靠近传感器芯片5的一端实现了密封，而且使得固化的导电玻璃浆料与金属引脚2紧密、可靠结合(以实现电连接)，并将金属引脚2固定在圆形通孔101中(即将金属引脚2与传感器壳体1固定在一起)；经所述高温固化形成的5个平整的耐高温导电层4，则实现了金属引脚2与金属电极501的电连接。87.实施例288.以上实施例1是针对传感器芯片工作环境相对友好，例如芯片不直接接触水汽、粉尘或腐蚀性物质的情况。如果传感器芯片工作在含有水汽、粉尘或腐蚀性物质的环境中，则需要考虑利用封装结构对传感器芯片正面的电路结构进行保护，故提出了实施例2。89.如图5a所示，本实施例的耐高温传感器的整体封装结构与实施例1的主要区别在于：传感器芯片5倒扣在芯片封装槽102中，即传感器芯片5的背面朝上，圆形通孔101在传感器壳体1端面上的布置位置均位于芯片封装槽102内部，即圆形通孔101的上端也与芯片封装槽102相连通，而槽底腔道103的位置不变，即该腔道103被各圆形通孔101围于传感器壳体1中间。90.本实施例的耐高温传感器的整体封装结构可以采用以下封装工艺流程得到：91.1)加工传感器壳体92.如图5b所示，在一圆柱状基体的上端面上加工1个与传感器芯片5尺寸和形状相匹配的芯片封装槽102以及1个自芯片封装槽102底部延伸至圆柱状基体下端面的通道(作为芯片封装槽槽底腔道103)；参照需要安放在芯片封装槽102内的传感器芯片5正面的电路结构，在该圆柱状基体上再加工5个直径相同、贯穿圆柱状基体且能够与传感器芯片5的金属电极501位置正对的圆形通孔101；在该圆柱状基体的侧面上加工1个环形凹槽104。93.2)粘接金属引脚94.如图6a、图8b所示，参照实施例1中步骤2)将金属引脚2通过导电玻璃浆料粘接在圆形通孔101中。95.3)如图6b所示，在芯片封装槽102底部的各金属引脚2端面及相应圆形通孔101边缘之内(导电玻璃浆料填充区域上端)涂敷直写式导电银浆。96.4)如图7所示，在芯片封装槽102的底部除去直写式导电银浆涂敷区域和通道结构开口之外的其他区域，涂敷耐高温粘接胶，将传感器芯片5按照背面(带有凹腔502)朝上(传感器芯片5倒扣)、各个金属电极501分别对准各个直写式导电银浆涂敷区域的方式，放入芯片封装槽102中，使传感器芯片5紧密的嵌入芯片封装槽102，且传感器芯片5正面与传感器壳体1上端面齐平。97.5)经过烧结，并随着圆形通孔101内的导电玻璃浆料和芯片封装槽102内的直写式导电银浆、耐高温粘接胶的完全固化，使传感器芯片5、金属引脚2牢牢固定在传感器壳体1上，并形成位于金属引脚2与金属电极501(及导电封接块3)相对端之间的耐高温导电层4。98.需要特别说明的是：(1)每一个金属引脚2、经导电玻璃浆料固化后形成的导电封接块3及经直写式导电银浆固化后形成的耐高温导电层4与传感器芯片5的金属电极501的位置都一一对应并且处在同一轴线上，保证传感器封装完成后能够形成完整的电连接；(2)芯片封装槽102的深度、耐高温粘接胶和直写式导电银浆的涂敷厚度，以及传感器芯片5的厚度要相匹配，使得传感器封装完成后传感器芯片背面和传感器壳体的上端面齐平。99.本实施例采用的传感器芯片倒扣式封装的优点在于：(1)有效保护传感器芯片5正面的电路结构不受外界环境中水汽、粉尘、腐蚀性物质的侵害，传感器寿命长、环境适应性强；(2)对于压力传感器，被测介质将压力施加在传感器芯片5背面，能够有效促进传感器芯片5正面的金属电极501、经导电玻璃浆料固化后形成的导电封接块3以及金属引脚2与经直写式导电银浆固化后形成的耐高温导电层4之间的电连接的稳定性，该连接稳定性随着传感器长时间使用会更高。100.总之，本发明提出的耐高温无引线封装结构及其封装工艺，一方面解决了常规金属引线键合封装技术在高温环境中可靠性蜕化甚至失效的问题，另一方面，简化了封装引线方式，操作简单、成品率高，在实际使用中可靠性高，并且适合批量生产、成本低，具有很高的性价比。同时，本发明通过选择并简化封装材料，提高了传感器在高温环境中的工作稳定性和长期可靠性，并且传感器芯片通过采用齐平封装，具有动态响应特性好的优点。