[发明专利]MEMS芯片封装结构、具有其的超声波传感器及封装工艺

说明书

本发明提供超声波传感器，包括MEMS芯片、封装基板和贴片胶，MEMS芯片具有相对的正面和背面，背面具有背腔，封装基板与MEMS芯片电气联通，MEMS芯片的背面通过贴片胶与封装基板粘接固定，MEMS芯片的背腔由贴片胶限定出密封腔。超声波传感器的封装工艺，包括减薄芯片；设置封装基板；填充贴片胶，形成密封腔；设置封装外壳；填充灌封胶；设置盖板；设置防水防尘膜；测试和包装。本发明通过在超声波传感器内的MEMS芯片与封装基板之间增设密封腔，密封腔为MEMS芯片的振膜施加阻尼，避免超声波传感器停止发射信号时，振膜自身的余震和拖尾信号屏蔽近距离的回波信号，减小超声波传感器的盲区时间。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及超声波传感器技术领域，尤其涉及MEMS芯片封装结构、具有其的超声波传感器及封装工艺。

背景技术

超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波传感器存在盲区，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。

现有技术中常用的抑制盲区的方法主要有以下两种，第一种是从电路上进行盲区抑制，如外接衰减电阻、降低超声波发射功率或时变增益放大电路，这种方法没有对传感器盲区本质有大的改变，治标不治本，而且外接衰减电阻、降低超声波发射功率同时也会损耗回波信号强度；第二种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，综上所述，本申请现提出MEMS芯片封装结构、具有其的超声波传感器及封装工艺来解决上述出现的问题。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中提出的问题之一，本发明的目的在于提出MEMS芯片封装结构，为MEMS芯片的振膜施加阻尼，在停止发射信号后，减小机械惯性作用带来的余震或拖尾产生的影响，防止近距离的回波信号被屏蔽，提高检测时超声波传感器的检测精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

根据本发明实施例中的MEMS芯片封装结构，包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对的正面和背面，所述背面具有背腔；封装基板，所述封装基板与所述MEMS芯片电气联通；贴片胶，所述MEMS芯片的背面通过贴片胶与封装基板粘接固定，所述MEMS芯片的背腔由所述贴片胶限定出密封腔。

根据本发明实施例中的MEMS芯片封装结构，增设的密封腔可以为MEMS芯片的振膜施加空气阻尼，降低振膜振动停止时的机械惯性，减轻振膜自身的余震和拖尾，减小盲区时间。

在一些实施例中，所述MEMS芯片通过金线与所述封装基板电连接。

根据本发明实施例的超声波传感器，包括：前文所述的MEMS芯片封装结构；封装外壳，所述封装外壳与所述封装基板密封连接，所述封装外壳具有收容腔，所述MEMS芯片位于所述收容腔内部。

在一些具体的实施例中，还包括：灌封胶，所述封装外壳与所述MEMS芯片之间的缝隙中填充有灌封胶。

在一些具体的实施例中，还包括：盖板，所述盖板与所述封装外壳远离封装基板的表面密封连接，所述盖板具有声孔。

在一些实施例中，还包括：防水防尘膜，所述防水防尘膜与所述盖板远离所述封装基板的表面密封连接。

根据本发明实施例中的封装工艺，用于形成前文所述的封装结构，所述封装工艺包括：