[发明专利]一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器封装技术，具体是一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法。

背景技术

高量程加速度传感器主要应用于高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中。此类环境要求高量程加速度传感器具有很高的抗过载能力（通常要求抗过载能力达到几万g、甚至几十万g的冲击载荷）。在现有技术条件下，高量程加速度传感器通常采用金属键合技术进行封装。实践表明，采用金属键合技术封装的高量程加速度传感器由于自身结构原理所限，普遍存在如下问题：在高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中，用于连接传感器芯片与匹配电路板的金属键合引线容易发生脱落、断裂或塌陷，由此导致传感器失效。基于此，有必要发明一种全新的传感器封装技术，以解决现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境中失效的问题。

发明内容

本发明为了解决现有传感器封装技术易导致传感器在恶劣应用环境中失效的问题，提供了一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构，包括U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形封装管壳、以及矩形基板；U形匹配电路板的下表面、矩形传感器芯片的下表面均与矩形基板的上表面贴附固定；U形匹配电路板的下表面与矩形基板的上表面之间、矩形传感器芯片的下表面与矩形基板的上表面之间均灌注有贴片胶层；矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁贴附固定，且矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁之间灌注有软性粘结胶层；U形匹配电路板的底部上表面外侧设有引线焊盘；U形匹配电路板的底部上表面内侧设有连接焊盘；矩形传感器芯片的上表面设有芯片焊盘，且芯片焊盘靠近U形匹配电路板的底部一侧；连接焊盘的上表面与芯片焊盘的上表面之间涂覆连接有导电胶层；导电胶层的上表面涂覆有绝缘层；U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形基板均封装于矩形封装管壳的内腔。

一种高量程加速度传感器封装中的平面互连方法（该方法用于制造本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构），该方法是采用如下步骤实现的：a.选取矩形基板和矩形基座，并在矩形基座的上表面开设矩形基座通孔；然后将矩形基座的下表面与矩形基板的上表面贴附固定，并向矩形基座通孔内灌注贴片胶层；b.选取U形匹配电路板和矩形传感器芯片；在U形匹配电路板的底部上表面外侧设置引线焊盘，在U形匹配电路板的底部上表面内侧设置连接焊盘，在矩形传感器芯片的上表面设置芯片焊盘，并保证芯片焊盘靠近U形匹配电路板的底部一侧；将U形匹配电路板的外侧壁与矩形基座通孔的孔壁贴附固定，并通过贴片胶层将U形匹配电路板的下表面与矩形基板的上表面贴附固定；将矩形传感器芯片的外侧壁与U形匹配电路板的内侧壁贴附固定，并通过贴片胶层将矩形传感器芯片的下表面与矩形基板的上表面贴附固定；将矩形基板、矩形基座、U形匹配电路板、矩形传感器芯片共同置于高温箱内依次进行烘烤、冷却，由此将贴片胶层固化；然后在U形匹配电路板的内侧壁与矩形传感器芯片的外侧壁之间灌注软性粘结胶层；c.选取矩形掩膜板，并在矩形掩膜板的上表面开设矩形掩膜板通孔；将矩形掩膜板加盖于矩形基座通孔的上端孔口，并保证连接焊盘和芯片焊盘同时与矩形掩膜板通孔位置正对，且保证矩形掩膜板不接触U形匹配电路板和矩形传感器芯片；向矩形掩膜板通孔内灌注导电胶层，并通过导电胶层将连接焊盘的上表面与芯片焊盘的上表面涂覆连接；然后将矩形掩膜板与矩形基座通孔的上端孔口分离，并在导电胶层的上表面涂覆绝缘层；然后将矩形基座与矩形基板分离；d.选取矩形封装管壳，并将U形匹配电路板、矩形传感器芯片、矩形基板共同封装于矩形封装管壳的内腔。

与现有传感器封装技术（金属键合技术）相比，本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法不再采用金属键合引线对矩形传感器芯片与U形匹配电路板进行电气连接，而改用导电胶对矩形传感器芯片与U形匹配电路板进行电气连接，并以此实现了矩形传感器芯片与U形匹配电路板在同一平面内的电气连接。与金属键合引线相比，导电胶的体积导电率更低，粘结强度更大。因此，采用本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法封装的高量程加速度传感器具有如下优点：在高过载、高冲击、侵彻等恶劣的环境中，用于连接矩形传感器芯片与U形匹配电路板的导电胶不易发生脱落、断裂或塌陷。综上所述，本发明所述的一种高量程加速度传感器封装中的平面互连结构及方法基于全新的结构原理，有效解决了现有传感器封装技术易导致传感器失效的问题。