[发明专利]一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构及其封装工艺

说明书

本发明公开了一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构及其封装工艺，属于超声波传感器技术领域，目的在于解决现有技术产品性能不佳、生产效率低、装配一致性差、生产成本较高的问题。其包括外部封装外壳、内部封装外壳、芯片、基板，所述外部封装外壳粘接于基板边缘并与基板围合形成有第一空腔，芯片粘接设置于基板上，所述芯片通过键合金线与基板电连接，内部封装外壳粘接设置于基板上且所述内部封装外壳的底部边缘位于外部封装外壳的底部边缘与芯片边缘之间，所述内部封装外壳与基板围合形成有第二空腔，所述外部封装外壳顶部开设有圆形出音孔，内部封装外壳的侧壁上均开设有方型出音孔。本发明适用于基于芯片化超声传感器的测距系统。

技术领域

本发明属于超声波传感器技术领域，具体涉及一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构及其封装工艺。

背景技术

盲区是指当发射超声波时，发射信号虽然只维持一个极短时间，但停止施加发射信号后，探头上还存在一定余振或拖尾(由于机械惯性作用)；在盲区时间内，回波信号的强度是远小于拖尾信号强度的，从而屏蔽了近距离的回波信号。

目前常用的抑制盲区的方法：

一是从电路上进行盲区抑制，如1)外接衰减电阻；2)降低超声波发射功率；3)时变增益放大电路；以上方法没有对传感器盲区本质有大的改变，治标不治本，而且1)和2)方法同时也会损耗回波信号强度。

二是通过封装对传感器本身的盲区进行抑制，对于压电陶瓷类的超声波测距传感器，减小探头的盲区一般是在壳体内填充声学材料，如压电陶瓷类的超声波测距传感器的封装工艺流程包含了装毛毡、填充硅胶、装盖板、外形密封等步骤；或者是采用分体式换能器、阵列，如市场上常见的一发一收超声波测距模组；装配吸声材料的方法的是需要通过人工来完成的，加工效率低，无法适用于大批量生产，而且装配的一致性也会比较差；而分体式或阵列换能器的方法会增大传感器的体积，并且成本也会成倍提升。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构及其封装工艺，解决现有技术产品性能不佳、生产效率低、装配一致性差、生产成本较高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构，包括外部封装外壳、内部封装外壳、芯片、基板，所述外部封装外壳粘接于基板边缘并与基板围合形成有第一空腔，所述芯片粘接设置于基板上，所述芯片通过键合金线与基板电连接，所述内部封装外壳粘接设置于基板上且所述内部封装外壳的底部边缘位于外部封装外壳的底部边缘与芯片边缘之间，所述内部封装外壳与基板围合形成有第二空腔，所述外部封装外壳顶部开设有圆形出音孔，所述内部封装外壳的侧壁上均开设有方型出音孔。

进一步地，所述外部封装外壳上还设置有防水防尘膜。

进一步地，所述芯片为压电超声芯片。

进一步地，所述基板的材料为FR4板材。

一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构的封装工艺，使用了所述的一种有效减小超声波传感器盲区的双腔结构，包括以下步骤：

S1,将芯片从晶圆上取下；

S2,在基板上表面涂胶，然后将取下的芯片粘接到基板上；

S3,根据胶水的固化参数，在对应温度下保温对应时间，使胶水完全固化；

S4，使用金丝键合机通过键合金线将芯片与基板上的焊盘联通；

S5，在基板上涂胶，使用自动贴帽机将内部封装外壳与基板涂胶处对准，并将内部封装外壳粘接到基板上，根据胶水的固化参数，在对应温度下保温对应时间，使胶水完全固化；