[发明专利]一种压阻式传感器的无引线封装结构和封装方法

说明书

本发明公开了一种压阻式传感器的无引线封装结构和封装方法，封装结构包括碳化硅芯片、碳化硅杯、可伐引脚、基座、金属外壳和第一过渡层；碳化硅芯片的正面上设置有芯片电路，碳化硅芯片的背面上设置有第一凹槽；碳化硅杯的背面上设置有第二凹槽；碳化硅芯片的正面和碳化硅杯的背面键合在一起形成键合物；可伐引脚依次通过基座、第一过渡层上的通孔插入碳化硅杯上的通孔中，并与金属焊盘连接；键合物、基座和可伐引脚通过烧结结合在一起，并固定于金属外壳的内腔中；金属外壳通过螺纹结构固定在固定件上。本发明通过无引线封装方式提高了传感器的高温稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及传感器封装技术领域，特别涉及一种压阻式传感器的无引线封装结构和封装方法。

背景技术

目前，压阻式压力传感器的封装形式多为带金属丝引线的封装结构，在一些条件比较恶劣的应用场合中，例如高温场合(600℃以上)，更需要传感器具有较高的稳定性和可靠性，传统的金属丝引线方式会带来不可预计的可靠性问题，例如金属丝蠕变、软化和脱落等。无引线的封装结构将成为传感器封装技术的发展方向。

传统金属丝引线封装结构将传感器芯片正面电路密封在充满硅油的波纹片下，外界压力通过波纹片和密封的硅油间接传递给压力传感器芯片，导致传感器芯片的固有频率发生损失，不利于提高传感器的响应速度。

此外，传统金属丝引线封装结构在高温环境中会出现封装材料之间热应力匹配失效、封装材料热氧化等问题，会对传感器芯片的稳定性以及响应速度和固有频率造成不利影响。

因此，需要提供一种能够耐高温的无引线封装结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压阻式传感器的无引线封装结构和封装方法，能够提高传感器的高温稳定性和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种压阻式传感器的无引线封装结构，该无引线封装结构包括碳化硅芯片、碳化硅杯、可伐引脚、基座、外壳和第一过渡层；

所述碳化硅芯片包括第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有芯片电路，所述第二表面上设置有第一凹槽，所述第一表面与所述第二表面为相对面；

所述碳化硅杯包括第三表面和第四表面，所述第三表面上设置有第二凹槽，所述第三表面与所述第四表面为相对面；

所述碳化硅芯片和所述碳化硅杯通过所述第三表面与所述第一表面的键合形成键合物，且所述第一凹槽在所述碳化硅芯片上的位置与所述第二凹槽在所述碳化硅杯上的位置对应；

所述芯片电路上设置有多个金属焊盘，所述碳化硅杯上设置有与每个金属焊盘位置对应的第一通孔；

所述基座通过所述第一过渡层与所述第四表面相连，所述第一过渡层上设置有与每个第一通孔的位置对应的第二通孔，所述基座上设置有与每个第二通孔的位置对应的第三通孔；

所述可伐引脚沿第三通孔、第二通孔及第一通孔伸入所述键合物，并与对应一个金属焊盘相连；

所述键合物、第一过渡层和基座固定于所述外壳的内腔中；所述芯片电路的结构电桥在所述第二表面的投影区域位于所述第一凹槽内，所述第一凹槽通过所述外壳上的开口与外界相连通。

优选的，所述外壳上设置有螺纹结构，外壳通过螺纹结构与固定件相连，外壳、固定件采用相应的耐高温材料，例如金属制成。

优选的，所述第一通孔中设置有导电填充物，导电填充物是通过将填充于所述第一通孔内的导电浆料烧结固化而形成，第一通孔位于第三表面上的端部开口，在所述第一表面和第三表面键合后，通过第一表面封闭。

优选的，所述可伐引脚位于所述第一通孔内的部分上设置有与所述导电填充物接触的第二过渡层，所述可伐引脚通过所述第二过渡层与所述导电浆料在所述烧结固化过程中结合在一起。