[发明专利]一种MEMS压力传感器及其封装方法

说明书

本发明涉及一种MEMS压力传感器及其封装方法，MEMS压力传感器包括壳体和设置于所述壳体内的压力测量模块，所述压力测量模块包括衬板、电路板和压力敏感芯片，其中，所述衬板与所述壳体固定连接，所述电路板和所述压力敏感芯片固定于所述衬板的下端面，所述衬板上开设有正对所述压力敏感芯片的贯通孔，所述贯通孔内沿所述压力敏感芯片向待测介质方向依次封装有液体填料和胶体。本发明通过液体填料和胶体将压力敏感芯片完全与被测介质分隔开，不产生接触，使得MEMS压力传感器适用于任何介质的压力测量。

技术领域

本发明涉及MEMS技术领域，尤其涉及一种MEMS压力传感器及其封装方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro Mechanical System，简称MEMS)是一种获取信息、处理信息和执行操作的集成器件。微机电系统中的传感器能够接收压力、位置、速度、加速度、磁场、温度或湿度等外部信息，并将所获得的外部信息转换成电信号，以便于在微机电系统中进行处理。常见的微机电系统包括温度传感器、压力传感器和湿度传感器等。对于MEMS压力传感器来说，其尺寸更微小、工艺精度更高，而且其制作工艺能够与集成电路芯片的制造工艺兼容，因而使性价比大幅提高。

现有技术中，MEMS压力传感器的封装形式是将压力敏感芯片通过直接粘接或者玻璃过渡粘接的方式封接在金属管壳或塑料管壳上，再通过金线或铝线实现电连接，其压力敏感单元直接接触测量介质，仅适用于对没有腐蚀性、干净清洁的气体介质的压力测量，而不适用于对具有导电性、腐蚀性或可能影响压力敏感元件的粘接胶性能等的待测介质的压力测量。另外，MEMS压力传感器的封装过程中，通常使用充油和波纹膜片、不锈钢膜上淀积薄膜电阻、或者丝网印刷厚膜电阻的不锈钢封装的方式进行压力传感器芯片的保护，但由于这些技术工艺较为复杂且成本较高，将会大大增加产品的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS压力传感器，以解决现有技术中存在的测量时压力敏感芯片与待测介质直接接触的问题。

本发明的另一目的在于提供一种MEMS压力传感器的封装方法，以解决现有技术中存在的封装过程复杂及成本高的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种MEMS压力传感器，包括壳体和设置于所述壳体内的压力测量模块，所述压力测量模块包括衬板、电路板和压力敏感芯片，其中，所述衬板与所述壳体固定连接，所述电路板和所述压力敏感芯片固定于所述衬板的下端面，所述衬板上开设有正对所述压力敏感芯片的贯通孔，所述贯通孔内沿所述压力敏感芯片向待测介质方向依次封装有液体填料和胶体。

作为优选，所述压力敏感芯片的背部具有孔洞，所述孔洞中也填充有所述液体填料。

作为优选，所述衬板呈T形，包括水平部和竖直部，所述电路板和所述压力敏感芯片固定于所述水平部的下端面，且所述压力敏感芯片正对所述竖直部设置，所述贯通孔开设于所述竖直部和与所述竖直部连接的部分水平部上。

作为优选，所述贯通孔包括第一贯通孔和第二贯通孔，所述第一贯通孔开设于所述竖直部上，所述第二贯通孔开设于所述水平部上，所述第一贯通孔的孔径大于所述第二贯通孔的孔径，所述第二贯通孔的孔径与所述孔洞的孔径相匹配；所述液体填料填满所述孔洞和所述第二贯通孔，同时填充于所述第一贯通孔的下部，所述胶体填充于所述第一贯通孔的上部。

作为优选，所述电路板和所述压力敏感芯片通过粘胶粘接于所述水平部的下端面。

作为优选，所述液体填料为润滑油或硅油。

作为优选，所述胶体为硅凝胶。

一种如以上任一项所述的MEMS压力传感器的封装方法，首先在真空状态下向贯通孔内填充液体填料，所述液体填料填充完成后再在非真空状态下向贯通孔中灌注胶体，所述胶体灌注完成后使所述胶体固化；然后将所述压力测量模块粘接于壳体内；最后使粘接材料固化。