[发明专利]传感器封装件

说明书

一种传感器组件，包括限定了空腔的壳体和布置在空腔中的压力传感器封装件。压力传感器封装件包括基板、半导体管芯、和至少一个导电元件，该基板具有穿过其限定的孔，该半导体管芯包括附接到基板的传感隔膜，使得隔膜经由孔露出，该至少一个导电元件与布置在基板上的半导体管芯电连通。密封元件，例如弹性体O型环，提供壳体和基板之间的密封。连接件经由卷边连接固定到壳体，用于建立压力传感器封装件和外部系统之间的电连接。

技术领域

本申请涉及传感器。更具体地，本申请涉及用于例如检测气体和其他流体压力的传感器。

背景技术

压力传感器(或换能器)将流体或气体压力转换为作为所施加压力的函数的电信号。这些传感器通常实施在压力传感器封装件，且包括例如硅管芯(silicon die)这样的压力传感装置。通常用基于微加工或微机电系统(MEMS)的技术制造这种装置。用于制造压力传感器封装件的一种常见技术是经由粘接剂将MEMS装置附接到基板上，例如陶瓷或印刷电路板(PCB)基板。例如专用集成电路(ASIC)以及导电连结垫和/或电迹线这样的使能电路部件(enabling circuit components)可以安装到或形成在基板上，用于电连接到MEMS装置，以执行期望功能(例如模拟-数字转换和/或放大)。

但是，用于形成压力传感装置的硅和/或其他半导体材料具有的热膨胀系数(CTE)与用于形成基板的陶瓷或PCB材料的热膨胀系数显著不同。由于因环境温度变化而施加于传感装置上的应变，这种CTE失配会导致不准确的压力测量。而且，用于将MEMS装置附接到基板的粘接剂会经历故障，尤其是在暴露至恶劣或腐蚀介质时。例如，在将传感器暴露至恶劣或腐蚀介质的应用中(例如在燃料压力传感应用中)，粘接剂会分解并最终失效。同样，在基板通常粘接到压力传感器封装件的壳体时，该连结部在用于恶劣或腐蚀环境时也经历相同的失效风险。

期望用于制造其的替代传感器系统和方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供用于测量力的传感器组件。传感器组件包括限定了空腔的壳体和布置在空腔中的压力传感器封装件。压力传感器封装件包括基板和半导体管芯，基板具有穿过其限定的孔，半导体管芯包括附接到基板的传感隔膜，使得隔膜经由孔露出。封装件进一步包括布置在基板上且围绕半导体管芯的管芯壳体。管芯壳体限定穿过其形成的至少一个孔，用于接收与半导体管芯通信的至少一个导电元件。组件还包括密封元件，例如弹性体O型环，提供壳体和基板之间的无粘接剂密封。

在本发明的另一实施例中，提供制造传感器的方法。该方法包括将硅传感装置附接到基板以形成压力传感器封装件的步骤。封装件插入到形成在压力传感器壳体中的空腔表面中且布置在其上。压力传感器壳体随后塑性变形，以便将连接件至少部分地固定在空腔中，以及在压力传感器封装件上产生和施加力，以在压力传感器封装件和压力传感器壳体之间形成无粘接剂密封。

在另一实施例中，传感器组件包括限定了空腔的壳体和布置在空腔中的压力传感器封装件。封装件包括基板和半导体管芯，基板具有穿过其限定的孔，半导体管芯包括附接到基板的传感隔膜，使得隔膜经由孔露出。组件进一步包括密封元件，用于提供壳体和基板之间的密封，且连接件至少部分地布置在空腔中且经由卷边连接与之固定。连接件承装多个导电体，用于建立与压力传感器封装件的电连接。

附图说明

图1是用于描述本发明实施例的压力传感器管芯的截面图。

图2是根据现有技术的压力传感器封装件的截面图。

图3A是根据本发明实施例的包括压力传感器封装件和压力传感器壳体的压力传感器组件的截面图

图3B是用在图3A的压力传感器组件中的压力传感器封装件的截面图。

图4A是根据本发明实施例的完全组装的压力传感器的截面图，其包括图3A的压力传感器组件和安装在其中的相应传感器电连接件。

图4B是图4A的压力传感器组件和电连接件的分解视图。