阅读说明：本技术 一种高可靠压力传感器 (High-reliability pressure sensor ) 是由 汪祖民 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及传感器技术领域,具体涉及一种高可靠压力传感器,包括芯片,芯片包括背面呈硅杯结构的硅体和玻璃,玻璃的背面开设有凹槽使得玻璃与硅体之间形成有真空腔,真空腔内设置有敏感膜和正面压敏电阻硅体的正面上还设置有焊盘,还包括基板,芯片设置在基板上,基板的背部开设有进气孔,基板上设置有壳体,壳体外塑封有塑件,进气孔穿过塑件与外部空气连通,基板上还设置有引出端子,本发明所设计的高可靠性压力传感器能够在恶劣环境下使用,具有高可靠性和高安全性,使用寿命长。(The invention relates to the technical field of sensors, in particular to a high-reliability pressure sensor which comprises a chip, wherein the chip comprises a silicon body and glass, the back surface of the glass is provided with a groove, so that a vacuum cavity is formed between the glass and the silicon body, a sensitive film and a bonding pad are arranged on the front surface of a front piezoresistor silicon body in the vacuum cavity, the chip is arranged on a substrate, the back surface of the substrate is provided with an air inlet, the substrate is provided with a shell, the shell is externally and plastically packaged with a plastic part, the air inlet penetrates through the plastic part and is communicated with the outside air, and the substrate is also provided with an outgoing terminal.)

一种高可靠压力传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种高可靠压力传感器。

背景技术

目前的MEMS压力传感器由于其工艺一致性高，精度高，成本低等诸多优点，已经成为了市场上的主流产品。然而，常规的MEMS压力传感器，特别是绝对压力传感器，由于其芯片结构的限制，他的受压面与焊盘在同侧，而为了确保焊盘、金线等原件不受到被测介质的影响，因此我们通常采用胶水进行密封保护。不过，这样的方法也仅仅适用于对常规气体介质进行测试，而在一些较为恶劣的测试环境下，或者需要对腐蚀性媒介进行测试时，常规的MEMS压力传感器无法保证长期的可靠性和稳定性，极易出现保护胶被腐蚀或者产品接线被损坏的情况，从而使得测试的精度下降、封装发生破损，严重降低了压力传感器的安全性和可靠性，测试精度及使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高可靠压力传感器，所要解决的技术问题是如何设计一种能够在恶劣环境下使用且具有高可靠性高安全性的压力传感器。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种高可靠压力传感器，包括芯片，芯片包括背面呈硅杯结构的硅体和玻璃，玻璃的背面键合设置在硅体的正面，玻璃的背面开设有凹槽使得玻璃与硅体之间形成有真空腔，真空腔内设置有敏感膜和正面压敏电阻，敏感膜贴合设置在硅体的正面上，硅体的正面上还设置有焊盘，焊盘位于玻璃的外部；

还包括基板，芯片设置在基板上，基板的背部开设有进气孔，进气孔正对硅体背面上的硅杯结构；

基板上设置有壳体，壳体包裹基板的上表面和芯片，壳体外塑封有塑件，进气孔穿过塑件与外部空气连通；

基板上还设置有引出端子，引出端子与外部电路端子匹配对接。

进一步地，基板的材质为陶瓷。

进一步地，基板与芯片通过烧结粘连的方式固定连接。

进一步地，塑件通过整体注塑的方式注塑在壳体上。

本技术方案所带来的有益效果是：这种高可靠压力传感器中的芯片通过背部试压的工作方式使得被测介质能够对位于硅体背部的硅杯结构部接触，保护了真空腔内的敏感膜和正面压敏电阻，硅体的正面上设置有焊盘，焊盘位于玻璃的外部，这样可以使得整体只保留了PAD部分裸露，保证了芯片在恶劣环境条件下或其他具有腐蚀性气体、液体的场合使用，满足了高可靠性的要求，而包括了这种芯片的高可靠压力传感器采用了整体注塑的方式极大的降低了键合金线的可动看见，同时也隔绝了外部环境对金线及其他裸露部分的氧化，极大的增加了传感器的整体可靠性。在整体注塑之前，采用了壳体对芯片部分进行保护，从而防止打线的地方在注塑的过程中受到损坏。基板与芯片采用烧结粘连的方式杜绝了侵蚀性气体、液体等化合物对粘连层的慢性腐蚀，极大的提高了压力传感器的使用寿命和测试精度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明芯片在实施方式中的结构示意图；

图2为本发明芯片在实施方式中粘连在基板上时的俯视图；

图3为本发明芯片在实施方式中粘连在基板上时的侧视图；

图4为本发明一种高可靠压力传感器的俯视图；

图5为图4中A-A处的剖视图；

图中：10-芯片、1-硅体、2-玻璃、3-真空腔、31-敏感膜、32-正面压敏电阻、4-焊盘、5-基板、51-进气孔、52-壳体、6-塑件、7-引出端子。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至5所示，这种高可靠压力传感器包括芯片10，芯片10包括背面呈硅杯结构的硅体1和玻璃2，玻璃2的背面键合设置在硅体1的正面，玻璃2的背面开设有凹槽使得玻璃2与硅体1之间形成有真空腔3，真空腔3内设置有敏感膜31和正面压敏电阻32，敏感膜31贴合设置在硅体1的正面上，这样可以使得整体变为背部施压工作模式，被测介质能够对位于硅体1背部的硅杯结构部接触，而又由于硅杯结构具有良好的抗腐蚀特性，因此位于真空腔3内的敏感膜31和正面压敏电阻32不会受到腐蚀得到了保护，同时贴合硅体1的正面设置的敏感膜31又能够充分感应到硅杯结构1传来的压力，真空腔3也为敏感膜31提供了足够的活动空间。整体上被测介质只与硅材料接触，保证了芯片在恶劣条件下或其他具有腐蚀性气体、液体的场合使用，解决了在恶劣条件环境下使用的问题，满足了高可靠性的要求。

硅体1的正面上设置有焊盘4，焊盘4位于玻璃2的外部，这样可以使得整体只保留了PAD部分裸露，其他部位均由抗腐蚀性结构组成及保护，具有了良好的抗腐蚀性能，满足了高可靠性的要求。

还包括基板5，其中芯片10就设置在基板5上，基板5的背部开设有进气孔51，该进气孔51正对硅体1背面上的硅杯结构，这样可以使得被测介质能够穿过进气孔51接触硅杯结构。

同时，基板5上设置有壳体52，壳体52包裹基板5的上表面和芯片10，这样可以防止注塑塑件6时对芯片10造成损坏，保护了打线的地方。壳体52外塑封有塑件6，进气孔51穿过塑件6与外部空气连通，这样通过壳体52保护了芯片10、键合金线和基板5的外部等部分，实现了芯片10与***环境的隔绝，有效避免了压力传感器电路部分接触恶劣环境。

基本5上还设置有引出端子7，该引出端子7与外部电路端子匹配对接，其主要作用是与外部对接传输信号以检测压力。

在本实施例中，基板5的材质为陶瓷材质，其陶瓷具有良好的抗腐蚀性能和密封性能，同时还具有一定的强度，能够满足在恶劣环境条件下使用的需求。

在本实施例中，基板5与高可靠压力传感器通过烧结粘连的方式固定连接，烧结介质可以是金属浆料或玻璃浆料，这样可以使得通过烧结的方式替代了传统胶水的封装形式，由于浆料具有体致密、抗腐蚀性强、封装应力小灯特点，杜绝了侵蚀性气体、液体等化合物对粘连层的慢性腐蚀，极大的提高了压力传感器的使用寿命和测试精度。

在本实施例中，塑件6通过整体注塑的方式注塑在壳体52上，避免了传统工艺采用的键合金线由于使用过程中会出现脱落、弧度降低、振动脱焊等不稳定现象，整体注塑的方式则完全填充了器件的空白部分，极大的降低了键合金线的可动看见，同时也隔绝了外部环境对金线及其他裸露部分的氧化，极大的增加了传感器的整体可靠性。整体出去电信号引出端子和进气口其他部分全部被塑封保护，整体牢固性高，同时，整体结构简洁平整，也便于后续的组装。

综上所述，本发明一种高可靠压力传感器，首先其芯片10的结构设计使得能够通过背部试压的工作方式使得被测介质能够对位于硅体1背部的硅杯结构部接触，保护了真空腔3内的敏感膜31和正面压敏电阻32，硅体1的正面上设置有焊盘4，焊盘4位于玻璃2的外部，这样可以使得整体只保留了PAD部分裸露，保证了芯片10在恶劣环境条件下或其他具有腐蚀性气体、液体的场合使用，满足了高可靠性的要求，而后整体上这种高可靠压力传感器采用了整体注塑的方式极大的降低了键合金线的可动看见，同时也隔绝了外部环境对金线及其他裸露部分的氧化，极大的增加了传感器的整体可靠性。在整体注塑之前，采用了壳体52对芯片10部分进行保护，从而防止打线的地方在注塑的过程中受到损坏。基板5与芯片采用烧结粘连的方式杜绝了侵蚀性气体、液体等化合物对粘连层的慢性腐蚀，极大的提高了压力传感器的使用寿命和测试精度。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。