微差压传感器、封装结构、测试方法及电子设备与流程

本发明涉及微差压传感器，更为具体的说涉及一种微差压传感器、封装结构、测试方法及电子设备。

背景技术：

1、在微差压产品市场，基于微机电系统（micro-electro-mechanical system，mems）制造的mems芯片微差压产品日益被市场接受，mems芯片主要包括振膜与背极板，并且振膜与背极板之间具有间隙。气压的改变会导致振膜变形，振膜与背极板之间的电容值发生改变，从而转换为电信号输出。为了确认mems芯片微差压产品是否达到预设要求，通常在出厂前会需要加气流进行测试。

2、但是，随着市场容量的增大，因需求量的激增，mems芯片微差压产品的测试产能爬坡受限，加气流测试需要花费大量的设备和成本。

3、因此，希望提供一种改进的微差压传感器、封装结构、测试方法及电子设备，以解决微差压传感器或者具有微差压传感器的产品在测试时稳定性不高以及测试效率低下的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微差压传感器、封装结构、测试方法及电子设备。

2、本发明的目的采用以下技术方案实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种微差压传感器，所述微差压传感器包括mems芯片，所述mems芯片包括以层叠方式设置的基底、振膜以及背极板，所述基底具有在其厚度方向上贯通的背腔，所述背极板包括相互隔离的第一电极区域和第二电极区域，所述第一电极区域构成第一电极，所述第二电极区域构成第二电极，所述振膜构成第三电极，所述第一电极与所述第三电极构成第一电容，所述第二电极与所述第三电极构成第二电容；

4、其中，所述mems芯片包括第一电连接端、第二电连接端和第三电连接端；

5、其中，所述第一电连接端与所述第一电极电连接，所述第一电连接端被配置为提供电压激励信号或者高电压信号；所述第二电连接端与所述第二电极电连接，所述第二电连接端被配置为提供接地信号；所述第三电连接端与所述第三电极电连接，所述第三电连接端作为所述mems芯片的信号输出端，输出所述第二电容的变化量，以根据第一预设阈值确定所述mems芯片是否处于劣化状态。

6、进一步地，所述第一预设阈值的范围为所述第二电容的变化量占总信号链路电容总值的比例是1%-10%；其中，所述总信号链路电容总值为mems芯片的电容、与mems芯片电连接的线路板的寄生电容、以及检测芯片的参考电容的三者之和。

7、进一步地，所述第一电连接端、第二电连接端和第三电连接端均设置在所述mems芯片的表面。

8、在一些实施方式中，以穿过所述振膜的几何中心为轴线，所述第一电极区域上任意一点到所述振膜的几何中心的轴向距离大于所述第二电极区域上任意一点到所述振膜的几何中心的轴向距离。

9、可选地，所述第一电极区域和所述第二电极区域中的一者被另一者环绕。

10、可选地，所述第一电极区域和所述第二电极区域中的一者包括第一部分和第二部分，所述第一部分被另一者环绕，所述第二部分环绕另一者。

11、可选地，所述第一电极区域和所述第二电极区域呈同心设置。

12、进一步地，所述微差压传感器还包括用于信号放大的asic芯片，所述asic芯片的输入端与所述第三电连接端电连接。

13、根据本发明的第二方面，提供一种微差压传感器封装结构，所述封装结构包括基板、壳体和前述的任一所述的微差压传感器；

14、所述基板具有相对设置的第一表面和第二表面，所述基板的所述第一表面与所述壳体固定连接以形成腔体，所述mems芯片与所述第一表面固定连接并且位于所述腔体内，所述基板上开设有第一通孔，所述mems芯片覆盖所述第一通孔；

15、所述第一表面具有间隔设置的第一信号端子、接地端子和第二信号端子；

16、其中，所述第一信号端子被配置为与所述第一电连接端电连接，所述接地端子被配置为与所述第二电连接端电连接，所述第二信号端子被配置为与所述第三电连接端电连接。

17、进一步地，所述第二表面具有间隔设置的第一焊盘、接地焊盘和第二焊盘；

18、其中，所述第一焊盘被配置为与所述第一信号端子电连接；所述接地焊盘被配置为与所述接地端子电连接；所述第二焊盘被配置为与所述第二信号端子电连接。

19、在一些实施方式中，所述第二焊盘呈环形且环绕所述第一通孔设置，

20、所述接地焊盘和所述第一焊盘均呈块形，所述接地焊盘和所述第一焊盘均位于所述第二焊盘远离所述第一通孔的一侧。

21、在一些实施方式中，所述第二焊盘呈环形；

22、所述接地焊盘和所述第一焊盘均呈块形，所述接地焊盘、所述第一焊盘以及所述第一通孔均被所述第二焊盘环绕。

23、在一些实施方式中，所述第一焊盘、所述接地焊盘和所述第二焊盘均呈环形；

24、所述第二焊盘环绕所述接地焊盘，且所述接地焊盘环绕所述第一焊盘。

25、在一些实施方式中，所述接地焊盘呈环形且环绕所述第一通孔设置，

26、所述第一焊盘呈块形，所述第一焊盘位于所述接地焊盘远离所述第一通孔的一侧。

27、在一些实施方式中，所述接地焊盘和所述第一焊盘处于环状断开状态且所述接地焊盘和所述第一焊盘均围绕所述第一通孔设置，环状断开部分为绝缘部。

28、进一步地，所述接地焊盘和所述第一焊盘围合所形成的平面图案的外轮廓呈多边形。

29、进一步地，所述接地焊盘和所述第一焊盘之间具有间隔距离小于或者等于预设值的隔离带，所述隔离带的延伸路径穿过所述多边形中的其中一个角。

30、进一步地，所述接地焊盘和所述第一焊盘通过预设方式短接，以使所述第一电容和所述第二电容并联。

31、根据本发明的第三方面，提供一种测试方法，用于对前述的任一所述的微差压传感器进行测试，或者用于对前述的任一所述的封装结构进行测试，所述测试方法包括：

32、向所述第一电极施加电压激励信号，基于所述电压激励信号的变化引起所述第一电容的电容值变化，驱使所述振膜从平衡位置朝向靠近所述背极板的一侧作吸附运动；或者，向所述第一电极施加高电压信号，基于所述高电压信号引起所述振膜变形，随之逐步降低所述高电压信号，使得所述振膜从变形位置回到平衡位置；

33、获得所述第二电容的变化量，并判断所述第二电容的变化量是否达到第一预设阈值，若是，则确定mems芯片处于非劣化状态，反之，则确定所述mems芯片处于劣化状态。

34、根据本发明的第四方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括前述的任一所述的封装结构。

35、本发明实施例提供的微差压传感器、封装结构、测试方法及电子设备，能够替代传统的mems芯片微差压产品的加气流测试方式，而且具有良好的测试稳定性以及较高的测试效率。

36、其中，所述微差压传感器包括mems芯片，mems芯片包括以层叠方式设置的基底、振膜以及背极板，背极板包括相互隔离的第一电极区域和第二电极区域，第一电极区域构成第一电极，第二电极区域构成第二电极，振膜构成第三电极，第一电极与第三电极构成第一电容，第二电极与第三电极构成第二电容；通过第一电连接端向第一电极施加电压激励信号或者高电压信号等方式，驱使振膜产生形变，以改变振膜和背极板之间的间距，来模仿加气流检测；然后通过第三电连接端输出感测到的所述第二电容的变化量，以根据第一预设阈值确定mems芯片是否处于劣化状态。