MEMS传感器封装结构，应用其的电子烟的制作方法

本技术涉及mems传感器封装领域，尤其涉及一种mems传感器封装结构，应用其的电子烟。

背景技术：

1、压电传感器在实际使用过程中，输出信号往往伴有零点漂移的不良现象。据实际运用观察得知，pcba板端的热源(如mos管，充电ic等)对传感器存在严重热传导迹象，这种不可控的热传导使传感器的输出信号随温度骤变产生了显著的漂移误差，具体表现形式为：传感器静态工作点的输出电压由于被测介质温度变化而引起剧烈输出波动，致使传感器的测量精度大幅降低，继而引发整个侦测系统的功能性絮乱。

2、为解决传感器温漂问题，市售传感器往往会通过asic芯片做软件上的温度补偿，以降低温漂影响。然而，使用软件做温度补偿存在局限性，某些情况下会引起系统性误操作。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、有鉴于此，为了至少解决或至少部分解决上述技术问题中的其中之一，本实用新型特提供了一种mems传感器封装结构，应用其的电子烟。

3、(二)技术方案

4、本实用新型第一个方面中，提供了一种mems传感器封装结构。该mems传感器封装结构包括：pcb板，包括：板状基材；沿板状基材延伸的金属箔地线层；mems芯片，封装于pcb板上；其中，mems芯片在pcb板上投影的外侧预设区域无金属箔地线层，从而形成金属箔地线层孤岛。

5、在本实用新型的一些实施例中，金属箔地线层孤岛至少包括：以mems芯片在pcb板上投影为中心，直径为r的圆形区域，r≥6mm。

6、在本实用新型的一些实施例中，金属箔地线层为铜箔地线层；金属箔地线层包括：分别沿板状基材上、下表面延伸的上铜箔地线层和下铜箔地线层，上铜箔地线层和下铜箔地线层均形成有金属箔地线层孤岛。

7、在本实用新型的一些实施例中，还包括：asic芯片，封装于pcb板上，信号连接于mems芯片；其中，mems芯片没有与金属箔地线层直接相连的地线引脚，asic芯片具有与金属箔地线层直接相连的地线引脚。

8、在本实用新型的一些实施例中，asic芯片上形成有差分增益放大电路；mems芯片的第一信号引脚和第二信号引脚分别连接至差分增益放大电路的第一差分信号输入端和第二差分信号输入端。

9、在本实用新型的一些实施例中，差分增益放大电路包括：第一npn三极管t1，其基极通过电阻rb1连接至mems芯片的第一信号引脚u1；其集电极通过电阻rc1连接至正电压端vcc；其发射极通过恒流源连接至负电压端-vee；第二npn三极管t2，其基极通过电阻rb2连接至mems芯片的第二信号引脚u2；其集电极通过电阻rc2连接至正电压端vcc；其发射极通过恒流源连接至负电压端-vee；其中，电阻rb1和电阻rb2的阻值相同，电阻rc1和电阻rc2的阻值相同；第一npn三极管t1和第二npn三极管t2为相同的npn三极管，两者的集电极分别连接至差分增益放大电路信号输出的第一端和第二端。

10、在本实用新型的一些实施例中，差分增益放大电路还包括：电位器rw；其中，第一npn三极管t1的发射极连接至电位器rw的第一固定引脚；第二npn三极管t2的发射极连接至电位器rw的第二固定引脚；电位器rw通过恒流源连接至负电压端-vee。

11、在本实用新型的一些实施例中，还包括：封装基板；mems芯片和asic芯片封装至封装基板上，其中，asic芯片通过倒装焊工艺封装至封装基板上；封装基板封装于pcb板上。

12、在本实用新型的一些实施例中，板状基材的材质为聚酰亚胺。

13、本实用新型第二个方面中，提供了一种应用上述mems传感器封装结构的电子烟。该电子烟包括：电子烟本体；如上的传感器封装结构；其中，传感器封装结构中asic芯片为电子烟本体提供反映用户抽吸动作的电信号。

14、(三)有益效果

15、(1)在先技术当中，大面积在pcb板上铺设地线铜箔，这样设置可以降低地线阻抗，增加pcb板的抗干扰能力，起到屏蔽作用。在研发过程中，申请人发现，大面积无差别在pcb板上铺设地线铜箔增加了热量的传导效率，导致传感器的静态工作点输出电压出现明显波动。

16、本实用新型中，在传感器周边位置形成金属箔地线层孤岛，从而使得mems传感器与pcb形成有效热电隔离，减少了板端热源对传感器的持续热传导，避免了温度变化影响到传感器测量精度；

17、(2)在先技术当中，业界常用的pcb基材fr-4的热导率典型值为0.25w/m·k。

18、本实用新型中，采用聚酰亚胺作为pcb板的板状基材的材料，其热导率典型值为0.12w/m·k，因此选用热导率更低的基材作为传感器的板载pcb更有利于减少热量对传感器的传导，从而提供一个可靠持续的工作环境。

19、(3)在先技术当中，mems具有地线引脚连接至金属箔地线层，然而申请人发现这种方式会导致热量经由金属箔地线和金连接线进入mems芯片内部。

20、本实用新型当中，mems不设置地线引脚，仅在asic芯片设置地线引脚，mems芯片与asic芯片之间设置u1和u2的差分信号对，这既有效抑制了共模干扰，提高了芯片端微弱信号传输的可靠性，又改变了热量传输路径，隔断了板端热源流入mems芯片内部，避免了热量通过地线引脚进入mems传感器。

21、通过上述三个途径，共同隔断了板端热源流入mems芯片内部，降低了传感器温漂，提升了mems传感器的感测精度。

22、(4)在差分增益放大电路中，通过调解电位器rw，使得第一npn三极管t1和第二npn三极管t2的发射极的电压相同，得到共同电位点，从而mems芯片可以不再需要以铜箔地线作为共同电位点，即不再需要连接至铜箔地线，进而降低了压电传感器的温漂。

23、(5)相比于在先技术的电子烟，由于传感器封装结构的零点飘移方面的改进，本实施例电子烟更为稳定，误启动的概率大大降低。

技术特征：

1.一种mems传感器封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems传感器封装结构，其特征在于，所述金属箔地线层孤岛至少包括：以所述mems芯片在pcb板上投影为中心，直径为r的圆形区域，r≥6mm。

3.根据权利要求1所述的mems传感器封装结构，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的mems传感器封装结构，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的mems传感器封装结构，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的mems传感器封装结构，其特征在于，所述差分增益放大电路包括：

7.根据权利要求6所述的传感器封装结构，其特征在于，差分增益放大电路还包括：电位器rw；

8.根据权利要求4所述的mems传感器封装结构，其特征在于，还包括：封装基板；

9.根据权利要求4所述的mems传感器封装结构，其特征在于，所述板状基材的材质为聚酰亚胺。

10.一种电子烟，其特征在于，包括：

技术总结本技术提供了一种MEMS传感器封装结构，应用其的电子烟。该MEMS传感器封装结构包括：PCB板，包括：板状基材；沿板状基材延伸的金属箔地线层；MEMS芯片，封装于PCB板上；其中，MEMS芯片在PCB板上投影的外侧预设区域无金属箔地线层，从而形成金属箔地线层孤岛。本技术中，在传感器周边位置形成金属箔地线层孤岛，从而使得MEMS传感器与PCB形成有效热电隔离，减少了板端热源对传感器的持续热传导，避免了温度变化影响到传感器测量精度。技术研发人员：魏宝节,刘端受保护的技术使用者：安徽奥飞声学科技有限公司技术研发日：20230516技术公布日：2024/1/15