一种压力传感器芯片的制作方法

文档序号:10210021阅读:660来源:国知局
一种压力传感器芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微机电技术领域,具体地,涉及一种微机电压力传感器芯片。
【背景技术】
[0002]微机电(MEMS)压力传感器是采用微机电工艺设计和制作的一种压力传感器件,可用于测试流体压力。MEMS压力传感器具有体积小,可靠性高,成本低廉,适合大批量生产的特点,因此具有广阔的市场前景,其应用领域包括消费电子,航空航天,汽车,医疗设备等等.
[0003]压力传感器芯片是一种薄膜元件,依靠薄膜变形感测环境压力,通过压敏元件或电容等检测方式将薄膜的变形量转换为电信号。由于薄膜为敏感元件,所以容易受到外界机械作用的影响导致检测性能的变化。比如,在压力传感器芯片的封装过程中,由于传感器与PCB基板或陶瓷基板之间存在热失配现象,受到机械应力作用的传感器易发生变形,从而导致薄膜结构变形。薄膜一旦发生变形,力学性能会发生改变,无法保证初始的感测特性,对传感器的性能造成严重影响。
[0004]在现有技术中,为了减小或消除这种由于机械应力造成的影响,需要在封装过程中对温度、胶厚等工艺进行精确地优化和控制。这种解决办法虽然可以在一定程度上减少薄膜的变形量,但是增加了封装工艺的难度和成本,并不适用于大规模生产。
[0005]综上所述,有必要对压力传感器芯片的结构进行改进,使薄膜不会因封装等工艺产生的应力而变形、破损,保证薄膜的感应特性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型解决的一个技术问题是:压敏单元受机械应力影响产生变形、破损的问题。
[0007]根据本实用新型的一个方面,提供了一种压力传感器芯片,其中包括:
[0008]基座,所述基座具有镂空;
[0009]压敏单元,所述压敏单元设置在所述基座的镂空处;
[0010]悬臂梁,所述悬臂梁以倾斜于镂空边缘的形式和/或以自身具有曲折结构的形式从所述基座向镂空处延伸,所述悬臂梁与所述压敏单元连接,使所述压敏单元悬于所述基座的镂空处;
[0011]引线组件,所述引线组件与所述压敏单元连接。
[0012]可选地,所述曲折结构可以为L形结构,或者所述曲折结构可以为弧形结构,或者所述曲折结构可以为之字形结构。
[0013]优选地,所述压力传感器芯片包括四支悬臂梁。当所述曲折结构为L形结构时,四支所述悬臂梁优选组成“卍”形结构,所述压敏单元位于“卍”形结构的中心。当所述曲折结构为弧形结构时,四支所述悬臂优选组成螺旋形结构,所述压敏单元位于螺旋形结构的中心。
[0014]另外,所述压敏单元可以包括元件主体、传感薄膜和压敏元件。所述悬臂梁与所述元件主体连接,所述传感薄膜设置在所述元件主体上,所述传感薄膜与所述元件主体之间形成有内腔,所述压敏元件设置在所述传感薄膜上。
[0015]优选地,所述引线组件可以包括四支金属引线,所述压敏元件可以为四个压敏电阻,四个所述压敏电阻构成惠斯通电桥,每支所述金属引线与分别与一个压敏电阻连接。
[0016]优选地,所述金属引线可以沿所述悬臂梁分布。
[0017]本实用新型的一个技术效果在于,悬臂梁可以吸收机械应力,从而保护压敏元件不受机械应力的影响。
[0018]通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0019]构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[0020]图1是本实用新型一种具体实施例中压力传感器芯片的俯视图;
[0021]图2是本实用新型一种具体实施例中压力传感器芯片的示意图;
[0022]图3是本实用新型一种具体实施例中压力传感器芯片的示意图;
[0023]图4是本实用新型一种具体实施例中压力传感器芯片的示意图;
[0024]图5是图1的侧面截面图;
[0025]图6是本实用新型具体实施例中压敏单元的侧面截面图。
【具体实施方式】
[0026]现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0027]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
[0028]对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
[0029]在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0030]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0031]本实用新型提供了一种压力传感器芯片,其中包括基座、压敏单元、悬臂梁以及引线组件。所述基座上具有镂空,所述压敏单元设置在所述基座的镂空处。通常,所述压力传感器芯片可以包括2-4支悬臂梁,悬臂梁为所述压敏单元提供支撑,本领域技术人员在满足支撑梁对压敏单元的稳定支撑的条件下,可以对悬臂梁的数量进行设计。所述悬臂梁从所述基座上向镂空处延伸,悬臂梁的端部与所述压敏单元相连,使压敏单元悬于所述基座的镂空处。特别的,所述悬臂梁可以具有曲折结构,或者可以以倾斜于镂空边缘的形式向镂空处延伸。例如,所述悬臂梁可以垂直于镂空边缘向镂空处延伸,悬臂梁自身具有弯折或弯曲;或者,所述悬臂梁可以与镂空边缘呈30度夹角向镂空处延伸。更进一步的,所述悬臂梁也可以既具有曲折结构又以倾斜于镂空边缘的形式从基座向镂空处延伸,即悬臂梁不是以垂直于镂空边缘的方向沿直线向镂空中心延伸的。这样,悬臂梁的长度被大大增加,当对所述压力传感器芯片进行封装时,基座会受到热失配产生的机械应力的影响发生形变,应力会传到悬臂梁上,使悬臂梁也产生变形。但由于悬臂梁的长度较长,能够通过变形吸收机械应力,从而保证压敏单元不会产生变形,压敏单元的性能不会受到封装应力的影响。
[0032]具体的,如图1、5所示,所述基座1的中心可以具有正方形镂空,所述压敏单元2设置在镂空处。在该实施例中,所述曲折结构为L型结构,即悬臂梁3整体呈L型。所述悬臂梁3以垂直于镂空边缘的形式向镂空处延伸,并在一定位置具有直角弯折,悬臂梁3的端部连接到压敏单元2的侧面,压敏单元2与该悬臂梁3连接的一侧不与该悬臂梁3伸出的镂空边缘相对。如图1所示,在该实施例中压力传感器芯片包括四支悬臂梁3,四支悬臂梁3分别从正方形镂空的四边伸出,与压敏单元2组成“ffi”形结构,压敏单元2位于“ffi”形结构的中心处。这种悬臂梁组合
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