一种具有通信功能的温度传感器芯片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有通信功能的温度传感器芯片，其主要特点为采用两脚封装形式，芯片包括塑封封装体部分203，第1金属管脚部分201和第2金属管脚部分202。其中封装体部分为无铅塑封料，第1金属管脚部分201和第2金属管脚部分202是经过特殊金属电镀的铜、铁、银合金材料；经过特殊金属电镀后该管脚不易被酸腐蚀，在相关测温行业应用时更加稳定可靠。该发明温度传感器采用两脚封装，不仅使芯片管脚的间距增大而降低了短路的可能性，而且在生产过程中大大节省工序和提高良率。通过该发明，解决了相关测温行业由来已久的各种原因引起的短路问题和生产工序复杂问题。
【专利说明】一种具有通信功能的温度传感器芯片
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度测量领域，特别涉及粮情测温等应用的具有通信功能的温度传感器芯片。
【背景技术】
[0002]粮食是关系国计民生的重要战略性商品，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起着至关重要的作用。信息化粮仓是现代普遍的储粮设备，而温度测量是信息化粮仓中保证粮食存储良好的必要手段。目前采用的测温方式是测温线缆的形式，该形式可以具备测温和通信的双重功能。具体方式是将具有通信功能的温度传感器芯片塑封到测温线缆中，再将线缆分布到粮仓的各个空间，通过分布或集中采集的方式，将监控各点的温度信息输出到监控终端，达到监控整个粮仓温度分布的目的。因此温度传感器芯片和测温线缆的品质是关系到信息化粮仓的可靠性和粮食存储的大事。除粮食应用外，该具有通信功能的温度传感器芯片还可以应用到酿酒发酵、烤烟、工业控制、设备监控、室内外温度监控、安全防火等各种领域。
[0003]目前相关测温行业采用的传统的传感器芯片均为T092封装3脚温度传感器，温度传感器芯片由塑封封装体部分和3个金属管脚组成，如图1所示。在使用过程中，将管脚101和管脚103焊接到测温线缆的一条线上，将管脚102焊接到测温线缆的另一条线上，然后通过注塑机将传感器芯片封装到测温线缆中。该方法工艺过程复杂，大规模生产时需要大量人工，且仍有一些问题需要解决:
[0004](I)由于传统传感器芯片采用3脚封装，其使用时需要将101，103管脚焊接到线缆的同一线上，而102管脚焊接到不同线缆上，该工艺过程需要101、103管脚并脚，工艺过程复杂，而且容易造成虚焊，从而引起接触不良、通信不畅等质量问题。
[0005](2)传统传感器芯片采用3脚封装，每个管脚之间的距离较小，在使用过程中线缆漏气会造成灰尘、水汽、杂志的侵入，从而导致电气短路现象，一旦单点电气短路整根电缆将完全不能使用，这是困扰很多测温线缆厂的另一难题。
[0006](3)传统传感器芯片金属管脚采用镀锡工艺，在相关领域应用时需具备防腐蚀功能，例如粮仓中需要用磷化氢进行熏蒸防虫，而磷化氢在空气中很容易变成酸，因此很容易将传感传感器芯片管脚腐蚀，从而出现开路或短路的现象。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决上述问题，提供一种2脚的具有通信功能的温度传感器芯片，该传感器芯片简化了传统测温线缆生产过程的工艺步骤，减小虚焊概率，大大降低短路概率，并且具有防酸腐蚀的特性。
[0008]本发明采用两脚封装形式，包括塑封封装体部分，第I金属管脚部分和第2金属管脚部分，实现了单总线通信和分布式测温功能。
[0009]本发明将目前具有通信功能的温度传感器的封装形式从3金属管脚形式，减少为2金属管脚形式，简化了传统传感器使用时并脚、焊接等工艺的复杂性。
[0010]本发明塑封封装体部分与目前具有通信功能的温度传感器相同，金属管脚从3脚减少为2脚后，管脚间距拉大，解决了测温线缆使用过程中漏气造成灰尘、水汽、杂志的侵入，从而导致电气短路的问题。
[0011]本发明塑封封装体部分，为塑封材料，第I金属管脚部分，为表面镀银的铜、铁、银合金材料，第2金属管脚部分，为表面镀银的铜、铁、银合金材料，具有超强的防腐蚀性能，解决了传感器芯片管脚容易被酸腐蚀从而导致电气开路、短路的问题。
[0012]本发明采用两脚封装，在芯片制造和封装过程中节省了材料、降低了成本。
[0013]本发明的有益效果具体在于:本发明的使用简化了相关测温领域电缆加工的工艺步骤，大大降低了温度传感器芯片管脚短路对测温系统造成的危害，极大的增强了温度传感器芯片的抗腐蚀性，同时节省了材料，降低了成本。这对于该芯片在相关测温行业的可靠性、稳定性的进一步广泛应用起到了极大的推动作用。该芯片的推广应用将进一步促进粮情测温、酿酒发酵、烤烟、工业控制、设备监控、室内外温度监控、安全防火等领域发展，在国民经济及信息化社会中起到重要作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1传统的温度传感器芯片
[0015]图2本发明温度传感器芯片
[0016]图3传统温度传感器芯片应用电路
[0017]图4传统温度传感器芯片线缆应用图
[0018]图5本发明温度传感器芯片应用电路
[0019]图6本发明温度传感器芯片线缆应用图
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实际应用来对本发明的具体实施方法作进一步说明。图1为传统温度传感器芯片，由塑封封装体部分104、第一金属管脚101、第二金属管脚102和第三金属管脚103组成。其应用电路如图3所示，第一金属管脚GND和第三金属管脚VDD同时连接到地上；第二金属管脚DQ与CPU的第一 I/O 302相连；CPU通过第二 I/O 301与上拉MOSFET304相连，MOSFET 304再与传感器芯片的第二金属管脚DQ相连，形成强上拉电路；电阻R与传感器芯片的DQ相连形成弱上拉电路，CPU通过上拉电路和DQ与温度传感器芯片进行通信。图4是传统温度传感器芯片与测温线缆的焊接剖面图，第一金属管脚GND和第三金属管脚VDD同时焊接到测温线缆的金属线401上；第二金属管脚DQ焊接到测温线缆的金属线402上。从图3和图4可见，传统的温度传感器芯片应用时，由于连接线较多，造成工艺复杂；传统的温度传感器芯片管脚间距较小，连线多，容易造成短路，而且传统温度传感器芯片，没有抗腐蚀处理，在粮库中应用时，容易被酸腐蚀。
[0021]图2本发明温度传感器芯片，由塑封封装体部分203、第一金属管脚201、和第二金属管脚202组成。其应用电路如图5所示，第一金属管脚GND连接到地上；第二金属管脚DQ与 CPU 的第一 I/O 502 相连；CPU 通过第二 I/O 501 与上拉 MOSFET 504 相连，MOSFET 504再与传感器芯片的第二金属管脚DQ相连，形成强上拉电路；电阻R与传感器芯片的DQ
[0022]相连形成弱上拉电路，CPU通过上拉电路和DQ与温度传感器芯片进行通信。图6是本发明温度传感器芯片与测温线缆的焊接剖面图，第一金属管脚GND焊接到测温线缆的金属线601上；第二金属管脚DQ焊接到测温线缆的金属线602上。从图5和图6可见，本发明温度传感器芯片应用时，由于连接线很少，简化了线缆制造工艺；本发明温度传感器芯片管脚间距较大，连线少，大大降低了短路风险，而且本发明温度传感器芯片，具有抗腐蚀处理，在粮库中应用时，更加稳定可靠。
[0023]以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。在某些应用中，可以去掉弱上拉电阻；在更简单的应用中，可以去掉强上拉MOSFET。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，采用两脚封装形式，包括塑封封装体部分203，第I金属管脚部分201和第2金属管脚部分202，实现了通信和测温功能。
2.根据权利I要求所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，将目前具有通信功能的温度传感器的封装形式从3金属管脚形式，减少为2金属管脚形式。
3.根据权利I和2要求所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，所述的塑封封装体部分与目前具有通信功能的温度传感器相同，金属管脚从3脚减少为2脚后，管脚间距拉大。
4.根据权利要求1所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，所述的塑封封装体部分203，为塑封材料，第I金属管脚部分201，为表面具有防腐功能强的合金材料，第2金属管脚部分202，为表面具有防腐功能强的合金材料。
5.根据权利要求1和4所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，第I金属管脚部分201，可以为表面镀银的合金材料，第2金属管脚部分202，可以为表面镀银的合金材料。
6.根据权利要求1和4所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，第I金属管脚部分201，其合金材料可以为铜、铁、银合金材料，第2金属管脚部分202，其合金材料可以为铜、铁、银合金材料。
7.根据权利1、2和3要求所述的具有通信功能的温度传感器芯片，其特征在于，采用2脚封装，连接外部电缆时减少了 3脚封装芯片的其中2脚并为I脚的并脚和焊接的加工工序。
【文档编号】G01K7/00GK104501981SQ201410748522
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】不公告发明人 申请人:北京七芯中创科技有限公司