[实用新型]一种阵列式压力测量装置

说明书

本实用新型公开了一种阵列式压力测量装置，包括：压阻敏感芯片，用于在其的正面施加参考压，在背面施加外界气体压力，产生压力差；电路系统，用于将所述产生压力差转化为正比于压力变化的电信号输出并处理计算；气路系统，用于提供气压并对所述压阻敏感芯片的两面作用，以产生所述压力差。本实用新型，合金基板与压阻敏感芯片之间采用封装密封胶直接粘结，PCB板位于压阻敏感芯片两侧进行电气互连，可降低装配应力，为压阻敏感芯片应力与温度状态的精准控制提供了支撑，便于拆卸并单独替换压阻敏感芯片或相关电路系统元器件，多层电路片堆叠集成，内部集成气路系统有利于整个压力测量装置装配体的小型化。

技术领域

本实用新型涉及微电子封装领域，具体为一种阵列式压力测量装置。

背景技术

阵列式多通道压力测量装置广泛应用于风洞试验或飞行试验中，可实现压力的多通道快速测量，其中MEMS压阻敏感芯片是压力测量装置的核心器件，对压力测量装置整体性能具有决定性影响。目前阵列式多通道压力测量装置综合性能提升面临着一些核心问题有待解决优化。首先，装置装配过程中会引入应力应变，影响压阻敏感芯片性能。由于压阻敏感芯片与装置其他部件存在热膨胀系数差异，压阻敏感芯片工作状态下，其与外界环境构成一个复杂的热传导路径，芯片自身发热以及装置所处环境温度场使得压阻敏感芯片温度状态变化，热应力应变也会发生变化，这些因素导致性能漂移并且难以准确预测，制约了产品的长时稳定性与综合精度。解决此难题，一方面要要控制装配过程中产生的应力，同时另一方面还需要精准控制在工作过程中芯片应力及温度分布状态，或精准获取其状态变化，通过后续电路系统补偿方法予以解决。目前公开的代表性技术方案中，将压力计芯片装配在陶瓷片-PCB电路板-金属板叠层上，辅以粘结材料，解决装配过程中的应力应变问题以及热膨胀系数失配导致应力问题，通过装配配至电路板上的温度传感器获取压阻敏感芯片工作状态温度；但陶瓷片-PCB叠层热力学特性复杂，装配至电路板上温度传感器不能准确表征处于工作状态下的压阻敏感芯片温度状态，尤其是压阻敏感条的温度状态，这使得温度补偿精度受限。另外，目前装置存在的其他问题是芯片级维护困难，通常无法拆卸并对压力测量装置中的单一芯片进行维护、替换等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种阵列式压力测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种阵列式压力测量装置，包括：

压阻敏感芯片，用于在其的正面施加参考压，在背面施加外界气体压力，产生压力差，所述压阻敏感芯片的正面形成压阻条、钝化层及Pad，在压阻敏感芯片的背面形成开放空腔；电路系统，集成于第一电路片和第二电路片上，包括温度传感器芯片、仪表放大电路、ADC模组及MCU，用于将所述压阻敏感芯片产生的压力差转化为正比于压力变化的电信号输出并处理计算；气路系统，用于提供气压并对所述压阻敏感芯片的两面作用，以产生所述压力差，所述气路系统由压阻敏感芯片背面空腔、以及第一合金基板、第二合金基板以及第三合金基板密封连接而成；所述第一合金基板、第二合金基板和第三合金基板带有贯穿正面和背面的导气气孔以及用于设置参考压的参考压气路；所述第一合金基板设置有凸台结构，所述压阻敏感芯片固定于第一合金基板凸台结构上，所述第一合金基板凸台结构设置有导气孔，与压阻敏感芯片背面空腔连接。

进一步的，所述第一合金基板设有开放空腔以及固定结构，用于容纳和固定第一电路片和第二电路片。

进一步的，所述第一合金基板背面设有开放空腔以及固定结构，用于放置第二合金基板和第三合金基板。

进一步的，第二合金基板与第三合金基板置于第一合金基板的同一侧面开放空腔内，或分为两部分分别置于第一合金基板的两侧。

进一步的，所述第一电路片置于第一合金基板的正面开放空腔内，将第二电路片置于第一合金基板的背面开放空腔内；所述第二合金基板、第三合金基板置于所述第一合金基板的同一侧面开放空腔内，也可分为两部分分别置于所述第一合金基板的两侧。