阅读说明：本技术 一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板 (A kind of ceramic pinboard improving difference silicon vibrating beam accelerometer temperature characterisitic ) 是由 黄丽斌 丁姝 赵立业 李宏生 丁徐锴 于 2019-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公布了一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板,包括转接板本体,在转接板本体中间有十字形通孔,转接板本体表面印刷了四个金属直角框线,四个金属直角框线与十字形通孔边缘共同形成四个矩形粘接面,整个结构呈中心对称。本发明的优点在于克服了粘接剂的流动性对粘接层与芯片接触部分形状的不利影响,提高了四点涂抹粘接剂后差分硅振梁加速度计整体结构的对称性,使加速度计充分发挥对由热应力引起的共模干扰的抑制作用,从而提高加速度计的温度性能。(The invention discloses a kind of ceramic pinboards for improving difference silicon vibrating beam accelerometer temperature characterisitic, including pinboard ontology, there is cross-shaped through hole among pinboard ontology, pinboard body surface has printed four metal right angle wires, four rectangle bonding planes are collectively formed in four metal right angle wires and cross-shaped through hole edge, and total is centrosymmetric.The advantage of the invention is that overcoming adverse effect of the mobility to adhesive layer and chip contacting portion shape of bonding agent, improve the integrally-built symmetry of difference silicon vibrating beam accelerometer after 4 points of smearing bonding agents, accelerometer is set to give full play to the inhibiting effect to the common mode interference as caused by thermal stress, to improve the temperature performance of accelerometer.)

一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板

技术领域

本发明属于MEMS封装技术领域，具体涉及一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板。

背景技术

硅振梁加速度计是根据谐振器的力频特性，将加速度转变为谐振器频率变化的加速度传感器。硅振梁加速度计主要由检测质量块、杠杆结构、谐振器和支撑机构组成，其中，两个杠杆与两个谐振器对称分布，受载时两个谐振器分别受到拉力和压力作用使得一个谐振器频率升高另一个谐振器频率降低，利用两个谐振器频率的差值进行计算即可得到输入加速度。因此，这种结构对称的差分硅振梁加速度计可有效抑制由温度等因素引起的共模干扰。

硅振梁加速度计在应用中，需要合适的封装结构为其提供支撑与散热条件，保护芯片不受外界环境的影响与破坏，同时实现与外部信号的互连。通常用作封装材料的有金属、陶瓷和塑料，其中金属封装具有良好的散热能力和电磁屏蔽能力，被广泛应用在MEMS封装中。金属帽型封装结构主要包括金属帽、陶瓷转接板和带引脚的管座。芯片通过贴片工艺固定到陶瓷转接板上，贴片工艺通常使用焊料或者粘接剂来粘接芯片，相比较于焊料，使用粘接剂例如环氧树脂胶等进行粘接，具有工艺温度低、成本低、内应力低以及操作简单等优点，因此经常应用于对应力变化敏感的MEMS芯片封装中，比如微加速度计、微陀螺仪等。

用粘接剂对硅振梁加速度计进行粘接时，常见的涂抹方式可以分为粘接面全部涂抹和四点涂抹，其中全涂的方式由于粘接面积大，热应力也大，而四点涂抹的方式粘接面积小，热应力低于全涂的方式。但是由于粘接剂具有流动性，每个粘接点的形状都不规则，尤其是粘接剂与芯片接触部分的形状，因此四点涂抹的粘接层对称性差，使得热应力在结构中的分布不均匀，从而降低了加速度计差分结构对抑制共模误差的效果，影响了加速度计的温度性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板，从而提高硅振梁加速度计在四点涂抹粘接剂的情况下的对称性。

为了达到上述目的，本发明采用的方法是：一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板，包括转接板本体，在转接板本体中间有十字形通孔，转接板本体表面印刷了四个金属直角框线，四个金属直角框线与十字形通孔边缘共同形成四个矩形粘接面，整个结构呈中心对称。

作为本发明的一种改进，所述的十字形通孔最大长度方向以及最大宽度方向的外尺寸大于芯片尺寸1mm。

作为本发明的一种改进，所述四个金属直角框线划分出一个与差分硅振梁加速度计芯片形状一致的区域，差分硅振梁加速度计芯片边缘与金属框线对准后放置于陶瓷转接板上。

作为本发明的一种改进，贴片时，粘接剂均匀涂抹在矩形粘接面上，使得粘接剂完全覆盖粘接面。

作为本发明的一种改进，在满足粘接强度的前提下，尽量增大十字形通孔的面积，减小矩形粘接面面积。

有益效果：

本发明所提出的一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板，是在原有MEMS金属封装的基础上，改进了陶瓷转接板。陶瓷转接板表面印刷了四条金属直角框线，一方面限定了涂抹粘接剂的范围和涂胶位置的对称性，另一方面为芯片的固定提供定位；陶瓷转接板中间的十字形通孔，一方面减小了粘接面积，降低了热应力，另一方面通孔尺寸略大于芯片尺寸，消除了粘接剂与芯片非粘接区域的粘连，确保了芯片与粘接剂接触部分矩形粘接面的形状，提高了四点涂胶后结构的对称性，使差分硅振梁加速度计充分消除由热应力引起的共模干扰。

附图说明

图1是本发明的改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板与芯片粘接的结构示意图；

图2是本发明的改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板与芯片粘接的结构剖面示意图；

图3是本发明的改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板的结构示意图。

图中各部件为：1、差分硅振梁加速度计芯片；2、粘接层；3、陶瓷转接板；4、金属直角框线。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。

参见图1和图2，本发明提出的一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板，包括转接板本体3，转接板本体3表面印刷有四个金属直角框线4，其位置可根据差分硅振梁加速度计芯片1的大小确定。

金属直角框线4所框定的区域为差分硅振梁加速度计芯片1放置区域，应处于转接板本体3的中心位置。中间十字形通孔将金属直角框线4内部区域划分为四个形状完全一致的矩形粘接区域。

贴片时，首先在陶瓷转接板3的表面涂抹粘接剂，使粘接剂充分覆盖金属直角框线4内部的粘接区域，形成粘接层2，然后将差分硅振梁加速度计芯片1居中放置在金属直角框线4内，使差分硅振梁加速度计芯片1的边沿与金属直角框线4平齐。根据此发明方法，可有效提高四点粘胶的对称性。

当然，为了进一步地降低热应力，在满足粘接强度的前提下，应当尽量增大十字形通孔面积，从而减小矩形粘接面面积。

本发明所提出的一种改善差分硅振梁加速度计温度特性的陶瓷转接板，是在原有MEMS金属封装的基础上，改进了陶瓷转接板。陶瓷转接板表面印刷了四条金属直角框线，一方面限定了涂抹粘接剂的范围和涂胶位置的对称性，另一方面为芯片的固定提供定位；陶瓷转接板中间的十字形通孔，一方面减小了粘接面积，降低了热应力，另一方面通孔尺寸略大于芯片尺寸，消除了粘接剂与芯片非粘接区域的粘连，确保了芯片与粘接剂接触部分矩形粘接面的形状，提高了四点涂胶后结构的对称性，使差分硅振梁加速度计充分消除由热应力引起的共模干扰。

综上所述仅是本发明的较为理想的实施方式，并非用于限制本发明，即在不脱离本发明方法原理的基础上做出的改进和变形，皆属于本发明的保护范围。