一种压力传感器封装模组

技术领域

本发明涉及芯片封装领域，特别是涉及一种压力传感器封装模组。

背景技术

随着智能机械的发展和科技的进步，传感器作为机器自主感知周边环境的重要器件，其发展越来越受到各界的关注。

具体到压力传感器，现有的压力传感器的封装结构，一般为在耐腐蚀的陶瓷基板上布线镀金，得到陶瓷基片，再在陶瓷基片上固定压力感应芯片，得到封装前置物，再将封装前置物通过前述的金属线与PCB板通过回流焊实现信号连接，最后，在上述陶瓷基片上开洞，使压力感应芯片与待测流体接触。但现有技术中也存在诸多问题，如由于在陶瓷基板上布线镀金难度高，陶瓷基板、压力感应芯片及PCB板三者之间的回流焊难度大导致的封装工艺复杂；需要大面积的陶瓷做基板导致的生产成本上升；陶瓷基片与PCB板之间密封不严，对压力感应芯片的保护效果差的问题。

综上所述，如何解决现有技术中压力传感器封装工艺复杂、成本高，且对芯片保护效果差的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力传感器封装模组，以解决现有技术中压力传感器封装工艺复杂、成本高，且对芯片保护效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种压力传感器封装模组，包括PCB基板、ASIC芯片、MEMS压力感应芯片及MEMS底座；

所述ASIC芯片固定连接于所述PCB基板上；

所述PCB基板上包括与所述MEMS底座配合设置的预置通孔，所述MEMS底座穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板；

所述MEMS压力感应芯片设置于所述MEMS底座上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板的同一侧；

所述MEMS底座包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片施压；

所述MEMS底座为耐腐蚀底座。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述压力传感器封装模组还包括与所述MEMS压力感应芯片同侧设置的保护框体；

所述保护框体、所述PCB基板及所述MEMS底座围成保护腔，所述MEMS压力感应芯片设置于所述保护腔底部。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述压力传感器封装模组还包括正面灌封胶层；

所述正面密灌胶层设置于所述保护腔内，覆盖于所述MEMS压力感应芯片的正面。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述保护框体的内壁包括防爬槽。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述压力传感器封装模组还包括背面灌封胶层；

所述背面灌封胶层设置于所述接触通孔底部，覆盖于所述MEMS压力感应芯片的背面。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述MEMS底座包括台阶状外延部；

所述台阶状外延部与所述PCB基板的背面贴合。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述MEMS底座与所述PCB基板粘接固定。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，接触通孔远离所述MEMS压力感应芯片的开口为逐渐收束的开口。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述MEMS底座为陶瓷底座、金属底座或LCP底座中任一种。

可选地，在所述的压力传感器封装模组中，所述压力传感器封装模组还包括测试焊盘；

所述测试焊盘设置于所述PCB基板的背面。

本发明所提供的压力传感器封装模组，包括PCB基板、ASIC芯片、MEMS压力感应芯片及MEMS底座；所述ASIC芯片固定连接于所述PCB基板上；所述PCB基板上包括与所述MEMS底座配合设置的预置通孔，所述MEMS底座穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板；所述MEMS压力感应芯片设置于所述MEMS底座上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板的同一侧；所述MEMS底座包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片施压；所述MEMS底座为耐腐蚀底座。

本发明中将所述PCB基板开孔，并使所述MEMS底座通过所述预置通孔嵌合在所述PCB基板上，避免了使用现有技术中的双面回流焊，大大简化了封装件的做造工艺，提高了生产效率，同时，由于所述MEMS底座仅存在于所述预置通孔处，避免了整面铺设较为昂贵的耐腐蚀材料，降低了耐腐蚀材料的用量，进而节省了成本，此外，待测流体仅能通过所述接触通孔与所述MEMS压力感应芯片接触，使待测流体与所述MEMS压力感应芯片的接触更可控，提升对MEMS压力感应芯片的保护效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的压力传感器封装模组的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的压力传感器封装模组的另一种具体实施方式的结构爆炸图；

图3为本发明提供的压力传感器封装模组的另一种具体实施方式的截面图；

图4为本发明提供的压力传感器封装模组的另一种具体实施方式的反面的结构示意图；

图5为本发明提供的压力传感器封装模组的又一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明提供的压力传感器封装模组的还一种具体实施方式的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种压力传感器封装模组，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括PCB基板100、ASIC芯片200、MEMS压力感应芯片300及MEMS底座400；

所述ASIC芯片200固定连接于所述PCB基板100上；

所述PCB基板100上包括与所述MEMS底座400配合设置的预置通孔，所述MEMS底座400穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板100；

所述MEMS压力感应芯片300设置于所述MEMS底座400上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板100的同一侧；

所述MEMS底座400包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片300施压；

所述MEMS底座400为耐腐蚀底座。

作为一种优选实施方式，所述MEMS底座400与所述PCB基板100粘接固定，粘接工艺简单，效率高，更进一步地，所述MEMS底座400可包括与所述PCB基板100配合的外延结构，便于两者之间的胶粘。当然，所述MEMS底座400与所述PCB基板100之间还可通过其他方式固定连接，如焊接或锁扣固定等，可根据实际情况作相应选择。

当然，所述MEMS底座400的上表面(即设置所述MEMS压力感应芯片300的表面)不一定要与所述PCB基板100表面持平，可在保证所述MEMS压力感应芯片300与外部信号连接的前提下比所述PCB基板100表面稍高或稍低，如图1所示，所述MEMS底座400的上表面就稍高于所述PCB基板100上表面。

另外，接触通孔远离所述MEMS压力感应芯片300的开口为逐渐收束的开口，具体可在所述接触通孔远离所述MEMS压力感应芯片300的开口处设置一个或多个台阶，即阶梯状收束，也可直接设置一个倒角，即将上述开口设置为漏斗状，可参考图3，图3中即为漏斗状收束。

还有，所述MEMS底座400为陶瓷底座、金属底座或LCP底座中任一种，当然，也可根据实际用途及待测量的流体性质选择其他材料的底座。

更进一步地，所述压力传感器封装模组还包括测试焊盘600；所述测试焊盘600设置于所述PCB基板100的背面。请参考图4，图4为本具体实施方式的背面结构示意图，所述测试焊盘600用于检测安装完成后的MEMS压力感应芯片300与ASIC芯片200是否能正常工作，测试完成后再进行后续封装处理或与外部组件连接，可及时发现问题，避免后续工艺完成后才发现前期封装程序出错，造成产能浪费，相当于提高了成品的良品率，降低了成本。

作为一种具体实施方式，所述ASIC芯片200及其他元器件可通过SMT(表面组装技术)贴装到所述PCB基板100上，所述MEMS压力感应芯片300通过固晶胶水粘贴到所述MEMS底座400上。

本发明所提供的压力传感器封装模组，包括PCB基板100、ASIC芯片200、MEMS压力感应芯片300及MEMS底座400；所述ASIC芯片200固定连接于所述PCB基板100上；所述PCB基板100上包括与所述MEMS底座400配合设置的预置通孔，所述MEMS底座400穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板100；所述MEMS压力感应芯片300设置于所述MEMS底座400上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板100的同一侧；所述MEMS底座400包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片300施压；所述MEMS底座400为耐腐蚀底座。本发明中将所述PCB基板100开孔，并使所述MEMS底座400通过所述预置通孔嵌合在所述PCB基板100上，避免了使用现有技术中的双面回流焊，大大简化了封装件的做造工艺，提高了生产效率，同时，由于所述MEMS底座400仅存在于所述预置通孔处，避免了整面铺设较为昂贵的耐腐蚀材料，降低了耐腐蚀材料的用量，进而节省了成本，此外，待测流体仅能通过所述接触通孔与所述MEMS压力感应芯片300接触，使待测流体与所述MEMS压力感应芯片300的接触更可控，提升对MEMS压力感应芯片300的保护效果。

在具体实施方式一的基础上，进一步提升对所述MEMS压力感应芯片300的保护措施，得到具体实施方式二，其结构爆炸图如图2所示，包括PCB基板100、ASIC芯片200、MEMS压力感应芯片300及MEMS底座400；

所述ASIC芯片200固定连接于所述PCB基板100上；

所述PCB基板100上包括与所述MEMS底座400配合设置的预置通孔，所述MEMS底座400穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板100；

所述MEMS压力感应芯片300设置于所述MEMS底座400上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板100的同一侧；

所述MEMS底座400包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片300施压；

所述MEMS底座400为耐腐蚀底座；

所述压力传感器封装模组还包括与所述MEMS压力感应芯片300同侧设置的保护框体500；

所述保护框体500、所述PCB基板100及所述MEMS底座400围成保护腔，所述MEMS压力感应芯片300设置于所述保护腔底部。

本具体实施方式中为封装件增设了所述保护框体500，所述保护框体500将所述MEMS压力感应芯片300围在中央，避免外部冲击或异物剐蹭或与所述MEMS压力感应芯片300接触，导致所述MEMS压力感应芯片300失准，更有甚者导致器件损坏，换句话说，本具体实施方式进一步提升了所述压力传感器封装模组的测量准确性及工作稳定性。

作为一种优选实施方式，所述压力传感器封装模组还包括正面灌封胶层310；所述正面密灌胶层设置于所述保护腔内，覆盖于所述MEMS压力感应芯片300的正面，隔绝所述MEMS压力感应芯片300的正面与外部流体氛围直接接触，进一步提高保护效果。

进一步地，所述保护框体500的内壁包括防爬槽，在设置所述正面灌封胶层310时，液体的灌封胶由于表面张力较大，会沿着所述保护框体500的侧壁向上爬，进而影响灌封效果，爬出来的胶水还可能破坏PCB基板100上的其他结构，而设置了所述防爬槽可有效阻止胶水上爬，保护其他原器件，提高最终成品的良品率。所述防爬槽可为开在所述保护框体500侧壁上的等高凹槽，也可为台阶状凹槽，具体可参考图3或图6，图3为图2对应的结构组装后的截面图；图6为图3对应的保护框体500的截面图，通过设置台阶状凹槽，可避免胶水向上攀爬。

设置胶层后的压力传感器封装模组的结构示意图如图5所示。

当然，所述压力传感器封装模组还可包括背面灌封胶层320；所述背面灌封胶层320设置于所述接触通孔底部，覆盖于所述MEMS压力感应芯片300的背面。所述背面灌封胶层320作用与前文中所述正面灌封胶层310类似，用于隔绝待测流体与所述MEMS压力感应芯片300直接接触，避免待测流体对芯片的腐蚀，具体可参考上文。

当然，不难看出，为传导压力，所述背面灌封胶层320应为柔性胶层，刚性胶层不能传导压力，对本发明无价值。

再进一步地，所述正面灌封胶层310及所述背面灌封胶层320为易于密封，且不会被所述待测流体腐蚀的胶层，如硅胶层、氟硅胶层或聚氨酯层中任一种。

作为一种具体实施方式，所述保护框体500的尺寸的范围为0.8毫米至1.2毫米，包括端点值，如0.80毫米、1.00毫米或1.20毫米中任一种。需要说明的是，所述保护框体500的尺寸如果过小，则不利于生产线在装配过程中的自动化拾取，但如果尺寸过大，则会导致PCB上空间的浪费和封装件体积的增大，经过大量理论计算与实际检验，上述尺寸范围的保护框体500可在小型化的前提下，满足自动化拾取的条件。

在具体实施方式二的基础上，为方便装配，进一步对所述MEMS底座400做改进，得到具体实施方式三，其结构示意图可参考图2、图3，包括PCB基板100、ASIC芯片200、MEMS压力感应芯片300及MEMS底座400；

所述ASIC芯片200固定连接于所述PCB基板100上；

所述PCB基板100上包括与所述MEMS底座400配合设置的预置通孔，所述MEMS底座400穿过所述预置通孔贯通所述PCB基板100；

所述MEMS压力感应芯片300设置于所述MEMS底座400上，且与所述ASIC设置于所述PCB基板100的同一侧；

所述MEMS底座400包括接触通孔，待测流体通过所述接触通孔对所述MEMS压力感应芯片300施压；

所述MEMS底座400为耐腐蚀底座；

所述压力传感器封装模组还包括与所述MEMS压力感应芯片300同侧设置的保护框体500；

所述保护框体500、所述PCB基板100及所述MEMS底座400围成保护腔，所述MEMS压力感应芯片300设置于所述保护腔底部；

所述MEMS底座400包括台阶状外延部410；

所述台阶状外延部410与所述PCB基板100的背面贴合。

本具体实施方式承接前文所述，对使所述MEMS底座400做进一步改良，增设了所述台阶状外延部410，具体可参考图2至图4，其中图3用虚线框标出所述台阶状外延部410，所述台阶状外延部410增加了所述MEMS底座400与所述PCB基板100的贴合面积，使所述MEMS底座400及所述PCB基板100的粘接更容易，也更牢固，且所述台阶状外延部410突出于所述PCB基板100，进一步方便后续组装。当然，除了所述台阶状外延部410，可也根据实际需要涉及其他形状的外延部以提升所述MEMS底座400与所述PCB基板100的接触面积，方便两者间固定连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的压力传感器封装模组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。