温度敏感部件的热稳定化的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在各种微电子应用中，需要器件的温度稳定化以实现高精度。例如，微电子机械系统(MEMS)传感器(诸如MEMS加速度计)对于环境温度非常敏感。这由MEMS加速度计的每个层中的温度膨胀系数(TCE)的差异引起，并且也由电路板和MEMS加速度计之间的连接质量引起。
[0002]为了满足高精度传感器需要，可以通过将传感器保持在恒定温度下而消除温度漂移。实现这一点的一种方法是将传感器加热至大于容纳传感器的产品的最大工作温度的温度。然而，被加热的传感器仍然会受到环境温度的影响，因为维持传感器的稳定的高温是成问题的。
【发明内容】
[0003]提供了一种用于热稳定化电路板上的温度敏感部件的罩体。所述罩体包括第一封盖区段，所述第一封盖区段构造成安装在所述电路板的第一侧的安装有至少一个温度敏感部件的一部分之上。所述第一封盖区段包括第一盖体以及从所述第一盖体的周边延伸的至少一个侧壁。所述罩体还包括第二封盖区段，所述第二封盖区段构造成与所述第一封盖区段相对地安装在所述电路板的第二侧的一部分之上。所述第二封盖区段包括第二盖体以及从所述第二盖体的周边延伸的至少一个侧壁。所述第一和第二封盖区段构造成与所述电路板可释放地连接。
【附图说明】
[0004]参考附图从以下说明书将使得本发明的特征对于本领域技术人员变得明显。应该理解的是附图仅示出了典型实施例并且因此不应视作对范围的限制，通过使用附图，将以额外的详情和细节描述本发明，附图中:
[0005]图1A和图1B是根据一个实施例的用于热稳定化温度敏感部件的罩体的透视图；
[0006]图2A和图2B是图1A和图1B的罩体的另外的透视图；以及
[0007]图3是根据一个实施例的电子组件的透视图，其采用了用于热稳定化温度敏感部件的罩体。
【具体实施方式】
[0008]在以下详细说明书中，足够详细地描述实施例以使得本领域技术人员实施本发明。应该理解的是可以采用其他实施例而不脱离本发明的范围。以下详细说明书因此不应视作为限定性含义。
[0009]提供了一种用于电路板上的温度敏感部件的热稳定化的系统和方法。这种温度敏感部件可以包括例如传感器、振荡器、模数转换器或者通常安装在电路板上的其他电子部件。
[0010]在一个实施例中，罩体包括恒温器，其包括围绕温度敏感部件的机械封盖部件以及加热器，用于将温度敏感部件与环境温度隔离。恒温器构造成维持温度敏感部件的稳定高温，而同时减少由加热器使用的能量。恒温器节省了制造成本，因为减少了制造恒温器的成本以及安装时间。恒温器被设计成是强固耐用的，因此其可以承受振动应力，并且恒温器重量是最小化的。此外，恒温器可以用于需要温度稳定化的各种应用。
[0011]在示例性实施例中，恒温器可以用于热稳定化微电子机械系统(MEMS)传感器。恒温器构造成减少MEMS传感器中的依赖于温度的电和机械误差源。这导致性能更高、成本更低的MEMS传感器。
[0012]可以通过使用从两侧围绕印刷电路板(PCB)的两个相同的封盖而减少用于恒温器的部件的制造成本。在一个实施例中，采用在封盖上的柔性垫实现安装。这允许无需诸如螺钉或粘胶的其他附接机制以保持恒温器部件附接至PCB。垫的数目被选择作为在制造成本和耐用性之间的权衡。在恒温器的侧壁上提供孔洞或槽以避免不正确的安装。PCB可以设置有切口以适应恒温器，因此无需制造额外的电路板。
[0013]图1A和图1B示出了根据一个实施例的用于热稳定化印刷电路板上的至少一个温度敏感部件的罩体100。罩体100—般地包括第一封盖区段110和第二封盖区段140，其构造成可释放地与印刷电路板互连，如参照图3下文中进一步所述。第一封盖区段110和第二封盖区段140包括基本上相同的结构特征。这允许容易地制造和组装罩体100。
[0014]第一封盖区段110包括第一盖体112、第一侧壁114以及与侧壁114相对的第二侧壁116。侧壁114和116从盖体112的周边竖直地延伸。侧壁114包括沿垂直方向远离盖体112延伸的第一柔性垫118。柔性垫118在其远端处具有渐缩凸缘119。侧壁116包括第二柔性垫120和第三柔性垫122，每个沿垂直方向远离盖体112延伸。柔性垫120在其远端处具有渐缩凸缘121，并且柔性垫122在其远端处具有渐缩凸缘123。侧壁114包括第一槽124和第二槽126，每个分别位于柔性垫118的相对侧上。侧壁116包括位于柔性垫120和122之间的第三槽128。
[0015]第一封盖区段110还包括第三侧壁130以及与侧壁130相对的第四侧壁132。侧壁130和132从盖体112的周边竖直地延伸，并且每一个与侧壁114和116垂直地邻接。侧壁130包括至少一个突起133，其从侧壁130的与盖体112相对的边缘突出。侧壁132也包括至少一个突起134，其从侧壁132的与盖体112相对的边缘突出。
[0016]第二封盖区段140包括盖体142、第一侧壁144以及与侧壁144相对的第二侧壁146。侧壁144和146从盖体142的周边竖直地延伸。侧壁144包括沿垂直方向远离盖体142延伸第一柔性垫148。柔性垫148在其远端处具有渐缩凸缘149。侧壁146包括第二柔性垫150和第三柔性垫152，每个沿垂直方向远离盖体142延伸。柔性垫150在其远端处具有渐缩凸缘151，并且柔性垫152在其远端处具有渐缩凸缘153。侧壁144包括第一槽154和第二槽156，每个分别位于柔性垫148的相对侧上。侧壁146包括位于柔性垫150和152之间的第三槽158。
[0017]第二封盖区段140还包括第三侧壁160以及与侧壁160相对的第四侧壁162。侧壁160和162从盖体142的周边竖直地延伸，并且每个与侧壁144和146垂直地邻接。侧壁160包括至少一个突起163，其从侧壁160的与盖体142相对的边缘突出。侧壁162也包括至少一个突起164，其从侧壁162的与盖体142相对的边缘突出。
[0018]封盖区段11 0和1 40可以由轻重量的塑性材料构成，诸如聚碳酸酯(例如Makrolon)。封盖区段可以使用标准制造技术形成，诸如铣削、铸造或添加制造(例如3D打印
[0019]图2A和图2B示出了具有放置在第二封盖区段140之上的第一封盖区段110的罩体100，使得封盖区段110和140互连在一起，如同在罩体100被组装在印刷电路板上时所做的那样。如图2A中所示，柔性垫118的渐缩凸缘119被接收在侧壁146的槽158中。同样，柔性垫150的渐缩凸缘151被接收在侧壁114的槽124中，并且柔性垫152的渐缩凸缘153被接收在侧壁114的槽126中。如图2B中所示，柔性垫148的渐缩凸缘149被接收在侧壁116的槽128中。同样，柔性垫120的渐缩凸缘121被接收在侧壁144的槽154中，并且柔性垫122的渐缩凸缘123被接收在侧壁144的槽156中。
[0020]图3示出了电子组件200，其中采用了罩体100，用于热稳定化温度敏感部件。电子组件200包括具有第一侧212和相对的第二侧214的印刷电路板210。罩体100围绕印刷电路板210的一部分，诸如MEMS传感器的至少一个温度敏感部件216位于该部分处。温度敏感部件216安装在印刷电路板210的第一侧212上，位于封盖区段110内。诸如加热器的一个或多个另外的电子部件218可以安装在第一侧212上，与温度敏感部件216邻近并且在封盖区段110内。替代地，诸如加热器的一个或多个电子部件可以安装在印刷电路板210的第二侧214上，位于封盖区段140内。
[0021]第一封盖区段110定位在印刷电路板210的第一侧212之上，并且当使用时限定了用于容纳温度敏感部件216和电子部件218的腔体。第二封盖区段140与封盖区段110相对地定位在印刷电路板210的第二侧214之上，并且当采用时限定了用于容纳一个或多个电子部件的腔体。
[0022]第一和第二封盖区段110和140与印刷电路板210可释放地互锁，使得罩体100热稳定化温度敏感部件216。在该构造中，罩体100用作恒温器，其在电子组件200中温度敏感部件216的工作期间维持了预定的温度范围。在一个实施例中，热绝缘材料(例如毛毡)可以放置在罩体100内用于增强热稳定性。
[0023]印刷电路板210具有多个切口222以适应罩体100的组装。切口 222的尺寸被设置成接收封盖区段110和140的各自的突起和柔性垫。
[0024]可以通过在印刷电路板210的每侧上放置封盖区段110和140并且在每个封盖区段110和140上轻柔推动以使得各自柔性垫卡扣就位而简单地完成罩体100的安装。例如，在安装期间，在封盖区段110的侧壁114附近，柔性垫150的渐缩凸缘151与印刷电路板210的第一侦拉12接合。同样，在侧壁114附近，柔性垫152的渐缩凸缘153也与印刷电路板210的第一侧212接合。封盖区段110和140的柔性垫的其他渐缩凸缘也以类似方式与印刷电路板210的