气体传感器芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微机电系统(MEMS)技术领域，更具体地，涉及一种气体传感器芯片。
【背景技术】
[0002]微机电系统(MEMS)气体传感器是基于MEMS技术和半导体气体敏感原理制作的传感器件。用于检测各种气体，如氢气、氮气、甲烷、一氧化碳、酒精或挥发性有机物质(V0C)等。可大批量生产，具有体积小，功耗低的特点，广泛应用于工业、家居、环境检测和消费电子领域。
[0003]目前，基于MEMS技术的传感器一般通过在加热薄膜上制作气敏电阻，薄膜不同的加热温度决定了气体传感器能检测的气体类别。加热薄膜和气敏电阻通过支撑梁固定在支撑基座上，该支撑基座为中间镂空结构，支撑梁上分布有金属导线层，用于将加热薄膜供电和气敏电阻与外界的电连接。
[0004]封装过程中，将气体传感器通过平板形的基座焊接到印刷线路板(PCB)上，由于PCB板和基座热性能不同，使基座与PCB板发生热失配，导致应力应变的产生。气体传感器中的薄膜结构相对脆弱，因此非常容易受到后续封装过程中封装应力的影响，造成薄膜破裂，性能损失等不利结果，因此，对后续封装等工艺过程提出较高的要求。
[0005]本实用新型提出一种MEMS气体传感器芯片结构，能有效预防封装工艺中对薄膜的有害影响，降低对封装工艺的要求。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的一个目的是提供一种能有效防止热失配对加热元件造成损坏的气体传感器芯片的新技术方案。
[0007]根据本实用新型的第一方面，提供了一种气体传感器芯片。该传感器芯片包括:
[0008]基座，所述基座为板形，所述基座设有支撑元件，所述基座还设有供电焊盘和测量焊盘；
[0009]至少一加热元件，所述加热元件设于所述基座上且与所述供电焊盘通过导线连接；以及
[0010]至少一气敏元件，所述气敏元件设于所述加热元件上且与所述测量焊盘通过导线连接。
[0011]优选地，所述支撑元件为2个以上且与所述基座的平面垂直。
[0012]优选地，所述基座为矩形，所述支撑元件为4个且设于所述基座的四个角上。
[0013]优选地，所述基座为矩形，所述支撑元件为4个且设于所述基座的四条边的中心位置。
[0014]优选地，所述支撑元件为多个，且所述多个支撑元件所组成的横截面的形状为圆形、椭圆形、矩形、三角形或者梯形。
[0015]优选地，所述支撑元件为柱体、椎体或者锥台。
[0016]优选地，所述加热元件为加热薄膜。
[0017]优选地，所述基座、所述支撑元件和所述加热元件一体成型。
[0018]优选地，所述基座为矩形，所述基座的中间镂空，所述基座的边向中间镂空部分延伸形成支撑梁，所述加热元件通过所述支撑梁设于所述基座上。
[0019]优选地，所述中间镂空部分的形状为矩形;所述支撑梁为四条，所述支撑梁由所述基座的四条边向所述中间镂空部分延伸而形成，所述加热元件通过所述支撑梁设于所述基座上;所述测量焊盘的导线的正、负极分别布置在所述基座的相对的两条边的支撑梁上;所述供电焊盘的导线的正、负极分别布置在另外两个支撑梁上。
[0020]封装过程中，通过支撑元件将气体传感器芯片安装到印刷线路板(PCB)上。当由于热失配导致变形时，由于支撑元件的存在，形变可以通过支撑元件的倾斜、拉伸或者扭转等进行缓冲或者抵消，从而使得基座结构保持基本稳固，不会造成加热元件形变甚至破裂，防止了封装过程对加热元件造成的机械变形和应力，提高了结构的可靠性，并能降低对封装工艺和选材的要求。提高了气体传感器芯片使用寿命和使用稳定性。
[0021]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】
[0022]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
[0023]图1:本实用新型实施例气体传感器芯片的结构图；
[0024]图2:沿图1中A-A线的剖视图；
[0025]图3:图1的后视图；
[0026]图4:支撑元件设在正方形基座四条边中心的气体传感器芯片结构图；
[0027]图5:支撑元件设在正方形基座四条边中心及四角的气体传感器芯片结构图；
[0028]图6:支撑元件设在正方形基座三个点处的气体传感器芯片结构图；
[0029]图7:支撑元件设在为圆形基座的气体传感器芯片结构图。
[0030]其中，1:基座;3:气敏元件;31:测量焊盘;5:支撑梁;6:支撑元件;7:加热薄膜;71:供电焊盘。
【具体实施方式】
[0031]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。
[0032]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。
[0033]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]本实施例提供了一种气体传感器芯片，参照图1-3，该传感器芯片包括:基座1，基座1为板形，基座1设有支撑元件6，基座1还设有供电焊盘71和测量焊盘31;至少一加热元件，加热元件设于基座1上，且与供电焊盘71通过导线连接；以及至少一气敏元件3，气敏元件3设于加热元件上，且与所述测量焊盘31通过导线连接。本实施例中加热元件为加热薄膜7。
[0037]封装过程中，通过支撑元件6将气体传感器芯片安装到印刷线路板(PCB)上。当由于热失配导致变形时，由于支撑元件6的存在，形变可以通过支撑元件6的倾斜、拉伸或者扭转等进行缓冲或者抵消，从而使得基座1结构保持基本稳固，不会造成加热元件形变甚至破m
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[0038]具体地，在本实施例中基座1为矩形平面，基座1沿厚度方向分为表面和背面。基座1的表面设有供电焊盘71、测量焊盘31、气敏元件3和加热元件。为了使用方便，基座1的背面上设置2个以上的支撑元件6。为了达到更好的抵消形变的效果，并节约空间，支撑元件6与基座1垂直。当然，支撑元件6与基座1的角度可以根据需要进行设计。为了使气敏传感器芯片结构稳定，支撑元件6为多个，且所述多个支撑元件6所组成的横截面可以圆形、椭圆形、矩形、三角形或者梯形，也可以是其他形状，对此不进行限定。根据加工工艺的