[发明专利]用于防止焊料流入MEMS压力口的方法和结构

说明书

本发明公开了用于在MEMS芯片附接过程中防止焊料流入MEMS压力口的方法和结构。该方法包括：在流体入口构件的压力口的内表面上涂覆一层阻焊剂，所述流体入口构件具有第一轴向端、第二轴向端、以及形成在流体入口构件的第二轴向端中的压力口的开放口。将焊料预成型件布置在流体入口构件的安装面上，并将MEMS芯片布置在焊料预成型件上。在回流操作中对焊料预成型件进行加热，以将MEMS芯片附接至安装面，其中，压力口中的阻焊剂防止熔融焊料在回流操作过程中进入压力口。

背景技术

本发明总体涉及微机电系统(MEMS)芯片。更确切地说，本发明涉及一种用于将MEMS芯片附接至安装面的改良附接平台和方法，该附接平台和方法在MEMS芯片附接至安装面的过程中能防止焊料流入形成在安装面中的MEMS压力口。

根据一种已知的方法，将焊膏或焊料预成型件放置在安装面上，例如阀门、流体控制装置、流体系统参数感测装置等的基座上。然后将MEMS芯片放置在焊膏或焊料预成型件上，并在回流操作中对焊膏或焊料预成型件进行加热。

在将MEMS芯片(例如构造为MEMS流体压力传感器的MEMS芯片)附接至安装面的过程中，可能产生并向MEMS流体压力传感器传递不应有的机械应力。这种机械应力可能会对MEMS流体压力传感器的性能产生不利影响。

例如，MEMS流体压力传感器可能使用惠斯通电桥应变计。这种MEMS流体压力传感器可能具有带柔性壁的压力室，该柔性壁响应于压力室内的流体压力而变形，从而产生应变。在这种情况下，应变是系统对所施加的应力的响应。材料在受力时会产生应力，这种应力可能导致材料变形。在本文中所用的工程应变定义为在施力方向上的变形量除以材料的初始长度所得的商。应变计感测到这种变形，并产生代表压力室中的流体压力的输出信号。

在一种常规的装置中，MEMS流体压力传感器焊接到装置主体或底座的安装面上，然后该底座通过螺纹紧固到外壳中，例如施拉德尔阀壳。当底座紧固到外壳中时，所施加的扭矩可能在底座中产生非暂时性的应力，该应力通过焊料传递至MEMS流体压力传感器，从而应变计检测到应变，并且在MEMS流体压力传感器的压力室中不存在流体压力时会错误地报告流体压力。

根据上述的已知方法，MEMS流体压力传感器附接有一层很厚的可延展焊料。这层很厚的可延展焊料有利地将MEMS流体压力传感器与安装面的应力机械隔离。然而，用于将MEMS流体压力传感器附接至安装面的焊膏或焊料预成型件越厚，在回流操作过程中安装面中的相应MEMS压力口就越有可能被焊料堵塞。

因此，需要提供一种用于将MEMS芯片附接至安装面的改良附接平台和改良的方法，该附接平台和方法在MEMS芯片附接至安装面的过程中能防止焊料流入形成在安装面中的MEMS压力口。

发明内容

本发明涉及一种用于将MEMS芯片附接至安装面的改良方法，该方法在MEMS芯片附接至安装面的过程中能防止焊料流入形成在安装面中的MEMS压力口。

将MEMS芯片附接至安装面的方法的第一种实施方式包括在流体入口构件的压力口的内表面上涂覆一层阻焊剂，所述流体入口构件具有第一轴向端、第二轴向端、以及形成在流体入口构件的第二轴向端中的压力口的开放口。将焊料预成型件布置在流体入口构件的安装面上，并将MEMS芯片布置在焊料预成型件上。在回流操作中对焊料预成型件进行加热，以将MEMS芯片附接至安装面，其中，压力口中的阻焊剂防止熔融焊料在回流操作过程中进入压力口。

在本发明的方法的另一种实施方式中，所述涂覆步骤还包括在压力口的开放口外缘周围的流体入口构件的安装面的一部分上涂覆一层阻焊剂，从而压力口的开放口外缘周围的流体入口构件的安装面上的阻焊剂进一步防止熔融焊料在回流操作过程中进入压力口。

通过参照附图阅读下文中的优选实施方式的详细说明，本发明各个方面对于本领域技术人员来说将变得更明显。

附图说明

图1是可应用本发明的方法的过热控制器的一部分的透视图。