一種mems壓力傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種MEMS壓力傳感器。
【背景技術】
[0002]目前，對于MEMS(微電子機械系統)壓力傳感器的低成本防水的應用，通常會在基板上粘貼一個壓力晶片，晶片上的信號通過連接在其上的邦線引導至基板上，以供客戶采集使用。同時，在晶片周圍粘貼一個金屬圈，并在金屬圈內注入一層膠以保護晶片，并通過膠來傳遞被測量介質的壓力。但是，現有技術中注膠的高度不容易控制，一定程度上影響產品的外觀和性能。此外，壓力晶片為光敏元件，在一些有光照的環境下，壓力傳感器的輸出會發生漂移。并且在一些使用環境較為嚴酷，如高溫、高濕和氧化性較大的介質環境中，壓力傳感器的耐環境能力不足，導致客戶在使用時需要增加額外的柔性保護帽，保護帽的增加不但增加了總的裝配成本，導致裝配復雜，還降低了壓力傳感器的靈敏度，且在壓力傳感器應用的后續封裝中容易與灌封膠分層造成密封的問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術中的上述缺陷，提供一種MEMS壓力傳感器。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]提供一種MEMS壓力傳感器，包括基板，所述基板上固定有壓力芯片及金屬圈，所述金屬圈環繞所述壓力芯片分布并與所述壓力芯片圍成有空腔，所述空腔內設置有包覆在所述壓力芯片外的第一填充層，所述金屬圈上端的內側壁上設置有第一凹槽，所述第一凹槽內設有覆蓋在所述第一填充層上的第二填充層，所述第一填充層為針入度(l/10mm)在2?280范圍內的有機膠，所述第二填充層為邵氏硬度A在2?95范圍內的有機膠。
[0006]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述第一填充層的上端與所述第一凹槽的底壁相平齊，所述第二填充層均勻分布在所述第一凹槽內并與所述第一填充層的上端緊密貼合，所述第二填充層的上端與所述金屬圈的上端面相平齊。
[0007]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述第一凹槽呈圓環形，所述第二填充層與所述第一凹槽的轉角處緊密貼合。
[0008]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述轉角處的倒圓角的半徑在O?5mm范圍內。
[0009]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述金屬圈下端的內側壁上設有第二凹槽，所述第二凹槽呈圓環形，所述第一填充層均勻分布在所述第二凹槽內并與所述第二凹槽緊密貼合。
[0010]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述壓力芯片及所述金屬圈分別通過粘接層固定在所述基板上。
[0011]在本實用新型所述的MEMS壓力傳感器中，所述壓力芯片通過連接線與所述基板電連接，以將所述壓力芯片上的信號引導至所述基板上。
[0012]綜上所示，實施本實用新型的MEMS壓力傳感器，具有以下有益效果:通過設置相互緊密貼合的第一填充層和第二填充層，以充分利用兩種有機膠不同的特性，使得兩種膠的特性相互補充，從而以低成本方案使壓力傳感器獲得較優異的性能和耐環境能力。并且通過在金屬圈上設置第一凹槽，使得金屬圈形成臺階結構，能夠方便注膠，并保證注膠高度的一致性。
【附圖說明】
[0013]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0014]圖1是本實用新型較佳實施例之一提供的一種MEMS壓力傳感器的結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型較佳實施例之二提供的一種MEMS壓力傳感器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]圖1示出了本實用新型較佳實施例之一提供的一種MEMS壓力傳感器，該壓力傳感器包括基板1，所述基板I上固定有壓力芯片2及金屬圈3，金屬圈3環繞壓力芯片2分布并與壓力芯片2圍成有空腔4。其中，空腔4內設置有包覆在壓力芯片2外的第一填充層5，金屬圈3上端的內側壁上設置有第一凹槽31，第一凹槽31內設有覆蓋在第一填充層5上的第二填充層6。
[0018]具體的，第一填充層5可以為柔軟的有機膠，該有機膠的針入度(1/10_)可以在2?280范圍內。由于第一填充層5包覆在壓力芯片2外，其應具有低應力，自粘附能力較強的特性以保持第一填充層5的外形。本實施例中，第一填充層5為柔軟的有機硅膠，該有機硅膠的針入度(l/10mm)為30。
[0019]進一步的，第二填充層6為交聯度相對較高，機械特性相對較強的有機膠，該有機膠的邵氏硬度A在2?95范圍內。由于第二填充層6覆蓋在第一填充層5的上端并接受被測量介質的壓力，故第二填充層6不同于第一填充層5，第二填充層6的耐環境性強于第一填充層5，且有足夠的柔軟性以準確傳遞被測量介質的壓力。此外，第二填充層6為白色不透光的有機膠，以使壓力傳感器的性能不受周圍環境光照的影響，提高壓力傳感器的耐環境能力。本實施例中，第二填充層6為有機硅膠，其邵氏硬度A為35。
[0020]本申請通過設置相互緊密貼合的第一填充層5和第二填充層6，以充分利用兩種有機膠不同的特性，使得兩種膠的特性相互補充，從而以低成本方案使壓力傳感器獲得較優異的性能和耐環境能力，并且提高應用領域的封裝可靠性以及降低應用領域封裝的復雜性。
[0021]如圖1所示，第一凹槽31呈圓環形，第二填充層6均勻分布在第一凹槽31內，并與第一凹槽31的轉角32處緊密貼合。優選的，轉角32處的倒圓角的半徑在O?5mm范圍內，以增強第二填充層6與第一凹槽31的附著力，避免第二填充層6從第一凹槽31中脫落。
[0022]進一步的，第一填充層5的上端與第一凹槽31的底壁相平齊，使得第二填充層6均勻分布在第一凹槽31內并與第一填充層5的上端緊密貼合，且第二填充層6的上端與金屬圈3的上端相平齊。由于本申請第一填充層5的上端與第一凹槽31的底壁相平齊，第二填充層6的上端與金屬圈3的上端相平齊，故能夠保證第一填充層5與第二填充層6的高度可控制，使得注膠的高度具有一致性。
[0023]可以理解的是，本實施例的第一凹槽31的形狀并不限于環形，其還可以為方形等其他形狀。并且在其它實施例中，第一凹槽31還可以包括多個凹槽單元(圖上未示出)，多個凹槽單元相互間隔地均勻分布在空腔6上端的內側壁上，以形成所述第一凹槽31。
[0024]如圖1所示，基板I上還設置有粘接層7，壓力芯片2及金屬圈3分別通過該粘接層7固定在基板I上。本實施例中，該粘接層7由結構膠構成，該結構膠可以為硅膠或環氧膠等。可以理解的是，在其它實施例中，粘接層7還可以為其它膠。
[0025]進一步的，壓力芯片2上連接有連接線8，壓力芯片2通過該連接線8與基板I電連接，并將壓力芯片2上的信號引導至基板I上。本實施例中，連接線8為邦線。
[0026]圖2示出了本實用新型較佳實施例之二提供的一種MEMS壓力傳感器，其與實施例之一的不同之處在于金屬圈3下端的內側壁上設有第二凹槽33。本實施例中，第二凹槽33呈圓環形，第一填充層5均勻分布在第二凹槽33內，并與第二凹槽33的內壁緊密貼合。
[0027]本實施例通過設置與第一凹槽相對應的第二凹槽33，在裝配金屬圈時不用刻意去分上下端面，有利于提高生產效率，同時也有利于充分利用金屬圈內的基板的有效面積，給基板布線帶來便利性。
[0028]可以理解的是，本實施例的第二凹槽33的形狀并不限于環形，其還可以為方形等其他形狀。并且在其它實施例中，第二凹槽33還可以包括多個凹槽單元(圖上未示出)，多個凹槽單元相互間隔地均勻分布在空腔6下端的內側壁上，以形成所述第二凹槽33。
[0029]綜上所示，通過設置相互緊密貼合的第一填充層和第二填充層，以充分利用兩種有機膠不同的特性，使得兩種膠的特性相互補充，從而以低成本方案使壓力傳感器獲得較優異的性能和耐環境能力。并且通過在金屬圈上設置第一凹槽，使得金屬圈形成臺階結構，能夠方便注膠，并保證注膠高度的一致性。
[0030]雖然本實用新型是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本實用新型做各種修改，而不脫離本實用新型的范圍。因此，本實用新型不局限于所公開的具體實施例，而應當包括落入本實用新型權利要求范圍內的全部實施方式。
【主權項】
1.一種MEMS壓力傳感器，包括基板(I)，所述基板(I)上固定有壓力芯片(2)及金屬圈(3)，其特征在于，所述金屬圈(3)環繞所述壓力芯片(2)分布并與所述壓力芯片(2)圍成有空腔(4)，所述空腔(4)內設置有包覆在所述壓力芯片(2)外的第一填充層(5)，所述金屬圈(3)上端的內側壁上設置有第一凹槽(31)，所述第一凹槽(31)內設有覆蓋在所述第一填充層(5)上的第二填充層(6)，所述第一填充層(5)為針入度(l/10mm)在2?280范圍內的有機膠，所述第二填充層(6)為邵氏硬度A在2?95范圍內的有機膠。2.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述第一填充層(5)的上端與所述第一凹槽(31)的底壁相平齊，所述第二填充層(6)均勻分布在所述第一凹槽(31)內并與所述第一填充層(5)的上端緊密貼合，所述第二填充層(6)的上端與所述金屬圈(3)的上端面相平齊。3.根據權利要求2所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述第一凹槽(31)呈圓環形，所述第二填充層(6)與所述第一凹槽(31)的轉角(32)處緊密貼合。4.根據權利要求3所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述轉角(32)處的倒圓角的半徑在O?5mm范圍內。5.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述金屬圈(3)下端的內側壁上設有第二凹槽(33)，所述第二凹槽(33)呈圓環形，所述第一填充層(5)均勻分布在所述第二凹槽(33)內并與所述第二凹槽(33)緊密貼合。6.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述壓力芯片(2)及所述金屬圈(3)分別通過粘接層(7)固定在所述基板(I)上。7.根據權利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于，所述壓力芯片(2)通過連接線⑶與所述基板⑴電連接，以將所述壓力芯片⑵上的信號引導至所述基板⑴上。
【專利摘要】本實用新型公開了一種MEMS壓力傳感器，包括基板，所述基板上固定有壓力芯片及金屬圈，所述金屬圈環繞所述壓力芯片分布并與所述壓力芯片圍成有空腔，所述空腔內設置有包覆在所述壓力芯片外的第一填充層，所述金屬圈上端的內側壁上設置有第一凹槽，所述第一凹槽內設有覆蓋在所述第一填充層上的第二填充層，所述第一填充層為針入度(1/10mm)在2～280范圍內的有機膠，所述第二填充層為邵氏硬度A在2～95范圍內的有機膠。實施本實用新型的有益效果：通過設置相互緊密貼合的第一填充層和第二填充層，以充分利用兩種有機膠不同的特性，使得兩種膠的特性相互補充，從而以低成本方案使壓力傳感器獲得較優異的性能和耐環境能力。
【IPC分類】G01L1/00
【公開號】CN204666284
【申請號】CN201520406675
【發明人】甘錦文
【申請人】甘錦文
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月12日