专利名称：微机械气压传感器芯片的封装结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种微机械气压传感器芯片的封装结构及其制备方法，尤其涉及一种 与CMOS标准工艺兼容的MEMS电容式气压传感器芯片的封装结构及其制备方法。
背景技术：
气压传感器在气象预报、气候分析、环境检测、航空航天等方面发挥着越来越重要 的作用。尤其是近年来频繁发生的天气自然灾害使得气压传感器在气象预报和气候分析方 面凸显重要性。气压传感器应用需求巨大，由于MEMS技术的进步，基于MEMS技术的气压传 感器可以提高气压传感器性能、降低成本，因此成为国内外研究机构、高校的主要研究与开 发的一类器件。而压力传感器的可靠性依赖于压力传感器的封装。MEMS器件的封装一方面需要感知外界环境的变化，另一方面又要起到对芯片的保 护以及实现电引出的功能，所有它不能简单的把MEMS芯片密封在封装体里，必须留有同外 界直接相连的通路，用来传递光、热、力等物理信息。因此，不同的MEMS器件对封装的要求 存在很大的差异。另外，外壳材料本身也有要求。气压传感器器件要求外壳既有开口，可以 感知外界气压，又要屏蔽干扰信号，所以普通的塑料封装、陶瓷封装不适用，这里采用金属 封装。目前大多数的气压传感器采用硅凝胶保护传感器应力薄膜，外界压力通过硅凝胶传 递到应力薄膜上，虽然凝胶很软，但是它多少给测试带来压力误差。

发明内容
技术问题本发明的目的在于提供一种误差小、灵敏度高的微机械气压传感器芯 片的封装结构及其制备方法，尤其涉及一种与标准CMOS工艺兼容的MEMS电容式气压传感 器芯片的封装结构及其制备方法，其工艺简单，体积小，可靠性高。技术方案一种微机械气压传感器芯片的封装结构，包括底座，在底座中包含金属引脚，在 底座上设有用于放置气压传感器芯片的敞开式腔体，在敞开式腔体上设有聚四氟微孔滤膜。本发明所述的一种微机械气压传感器芯片的封装结构的及其制备方法，具体实现 步骤步骤1)底座的铸模制备，在底座上设有金属引脚和用于放置气压传感器芯片的 敞开式腔体，在底座上还设有透气孔；步骤2)在敞开式腔体中滴涂贴片红胶；步骤3)传感器芯片利用贴片红胶安装在敞开式腔体中； 步骤4)使用弓丨线键合技术制备键合弓丨线实现传感器芯片的输入输出端与金属引 脚之间的电连接，金属引脚位于底座中并延伸至底座外部；步骤5)聚四氟微孔滤膜利用粘结胶固定在底座台阶上；步骤6)封装顶盖安装在底座顶端台阶上。
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传统的压力传感器都采用硅凝胶对器件进行封装，在这种结构之中，硅凝胶一方 面用于保护芯片的传感薄膜以及键合引线，另一方面用于大气压的传递。但是，由于其自身 的弹性形变的影响，不能够无衰减的将外界大气压信号传递给薄膜。因此影响了器件的灵 敏度和准确性等性能。本发明的优点在于使用聚四氟微孔滤膜(PTFE)代替硅凝胶对芯片 的传感薄膜以及键合引线进行保护，此聚四氟微孔滤膜(PTFE)的特点是能够在无衰减的 传递大气压信号的同时对水汽进行阻挡，一方面保证了传感器具有高灵敏度与准确度，同 时对芯片实现保护，提高了器件的可靠性。


图1是CMOS气压传感器封装底座示意图。图2是在CMOS气压传感器封装俯底座中心涂附贴片红胶示意图。图3是在贴片红胶上安装压力传感器示意图。图4是压力传感器输出引脚与底座引脚之间进行引线键合示意图。图5是封装底座凸台上安装滤膜示意图。图6是封装顶盖安装示意图。
具体实施例方式一种微机械气压传感器芯片的封装结构，包括底座1，在底座1中包含金属引脚 2，在底座1上设有用于放置气压传感器芯片的敞开式腔体3，在敞开式腔体3上设有聚四氟 微孔滤膜4，在底座1上设有封装顶盖5且所述聚四氟微孔滤膜4被封装顶盖5封盖在其下 方，在聚四氟微孔滤膜4与封装顶盖5之间设有间隙6，在底座1上还设有透气孔7且透气 孔7的一端与上述间隙6连通，透气孔7的另一端与外界待测大气连通。上述聚四氟微孔滤膜(PTFE)可以采用北京华恒高科工程技术有限公司生产的聚 四氟微孔滤膜(PTFE)，此滤膜可有效的实现大气压的传递，与此同时又可阻挡水汽侵入，滤 膜利用粘结胶固定在金属管壳内的台阶上，最上层用金属封装顶盖支撑保护，有效防止传 感器芯片、滤膜因受外力挤压碰撞而损坏。在金属底座台阶外侧制备透气孔用于传感器芯 片与外界大气相通。下面结合

进一步说明
具体实施例方式实施例1本发明所提供的一种微机械气压传感器芯片的封装结构如图1 6所示步骤1)底座1的铸模制备，在底座1上设有金属引脚2和用于放置气压传感器芯 片的敞开式腔体3，在底座1上还设有透气孔7，见图1 ；步骤2)在敞开式腔体3中滴涂贴片红胶8，见图2 ；步骤3)传感器芯片9利用贴片红胶安装在敞开式腔体3，见图3 ；步骤4)使用引线键合技术制备键合引线10实现传感器芯片9的输入输出端与金 属引脚2之间的电连接，金属引脚2位于底座1中并延伸至底座1外部，见图4 ；步骤5)聚四氟微孔滤膜4利用粘结胶固定在底座1台阶11上，见图5 ；步骤6)封装顶盖5安装在底座1顶端台阶12上，完成传感器芯片的封装，见图6。这种微机械气压传感器芯片的封装结构具有的结构特征如下
在所述的微机械气压传感器芯片的封装结构中，在于使用聚四氟微孔滤膜(PTFE) 代替硅凝胶对芯片的传感薄膜以及键合引线进行保护，此聚四氟微孔滤膜(PTFE)的特点 是能够在无衰减的传递大气压信号的同时对水汽进行阻挡，一方面保证了传感器具有高灵 敏度与准确度，同时对芯片实现保护，提高了器件的可靠性。
权利要求
一种微机械气压传感器芯片的封装结构，包括底座(1)，在底座(1)中包含金属引脚(2)，在底座(1)上设有用于放置气压传感器芯片的敞开式腔体(3)，其特征在于，在敞开式腔体(3)上设有聚四氟微孔滤膜(4)。
2.根据权利要求1所述的微机械气压传感器芯片的封装结构，其特征在于，在底座(1) 上设有封装顶盖(5)且所述聚四氟微孔滤膜(4)被封装顶盖(5)封盖在其下方，在聚四氟 微孔滤膜(4)与封装顶盖(5)之间设有间隙(6)，在底座(1)上还设有透气孔(7)且透气孔 (7)的一端与上述间隙(6)连通，透气孔(7)的另一端与外界待测大气连通。
3.—种权利要求1所述微机械气压传感器芯片的封装结构的制备方法，其特征在于， 步骤如下步骤1)底座(1)的铸模制备，在底座(1)上设有金属引脚(2)和用于放置气压传感器 芯片的敞开式腔体(3)，在底座(1)上还设有透气孔(7)； 步骤2)在敞开式腔体(3)中滴涂贴片红胶(8)； 步骤3)传感器芯片(9)利用贴片红胶安装在敞开式腔体(3)中； 步骤4)使用引线键合技术制备键合引线(10)实现传感器芯片(9)的输入输出端与金 属引脚⑵之间的电连接，金属引脚⑵位于底座⑴中并延伸至底座⑴外部； 步骤5)聚四氟微孔滤膜(4)利用粘结胶固定在底座(1)台阶(11)上； 步骤6)封装顶盖(5)安装在底座⑴顶端台阶(12)上。
全文摘要
一种微机械气压传感器芯片的封装结构及其制备方法。封装结构包括底座，在底座中包含金属引脚，在底座上设有用于放置气压传感器芯片的敞开式腔体，在敞开式腔体上设有聚四氟微孔滤膜。制备方法底座的铸模制备，在底座上设有金属引脚和用于放置气压传感器芯片的敞开式腔体，在底座上还设有透气孔；在敞开式腔体中滴涂贴片红胶；传感器芯片利用贴片红胶安装在敞开式腔体中；使用引线键合技术制备键合引线实现传感器芯片的输入输出端与金属引脚之间的电连接，金属引脚位于底座中并延伸至底座外部；聚四氟微孔滤膜利用粘结胶固定在底座台阶上；封装顶盖安装在底座顶端台阶上。
文档编号G01L9/12GK101852668SQ201010204229
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者秦明, 聂萌, 黄庆安 申请人:东南大学