[實(shí)用新型]氣體傳感器芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520912818.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN205120645U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廷凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾聲學(xué)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/12
• 分類號(hào): G01N27/12
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平;黃錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種氣體傳感器芯片。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)氣體傳感器是基于MEMS技術(shù)和半導(dǎo)體氣體敏感原理制作的傳感器件。用于檢測(cè)各種氣體，如氫氣、氮?dú)狻⒓淄椤⒁谎趸肌⒕凭驌]發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOC)等。可大批量生產(chǎn)，具有體積小，功耗低的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家居、環(huán)境檢測(cè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域。

目前，基于MEMS技術(shù)的傳感器一般通過在加熱薄膜上制作氣敏電阻，薄膜不同的加熱溫度決定了氣體傳感器能檢測(cè)的氣體類別。加熱薄膜和氣敏電阻通過支撐梁固定在支撐基座上，該支撐基座為中間鏤空結(jié)構(gòu)，支撐梁上分布有金屬導(dǎo)線層，用于將加熱薄膜供電和氣敏電阻與外界的電連接。

封裝過程中，將氣體傳感器通過平板形的基座焊接到印刷線路板(PCB)上，由于PCB板和基座熱性能不同，使基座與PCB板發(fā)生熱失配，導(dǎo)致應(yīng)力應(yīng)變的產(chǎn)生。氣體傳感器中的薄膜結(jié)構(gòu)相對(duì)脆弱，因此非常容易受到后續(xù)封裝過程中封裝應(yīng)力的影響，造成薄膜破裂，性能損失等不利結(jié)果，因此，對(duì)后續(xù)封裝等工藝過程提出較高的要求。

本實(shí)用新型提出一種MEMS氣體傳感器芯片結(jié)構(gòu)，能有效預(yù)防封裝工藝中對(duì)薄膜的有害影響，降低對(duì)封裝工藝的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種能有效防止熱失配對(duì)加熱元件造成損壞的氣體傳感器芯片的新技術(shù)方案。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種氣體傳感器芯片。該傳感器芯片包括：

基座，所述基座為板形，所述基座設(shè)有支撐元件，所述基座還設(shè)有供電焊盤和測(cè)量焊盤；

至少一加熱元件，所述加熱元件設(shè)于所述基座上且與所述供電焊盤通過導(dǎo)線連接；以及

至少一氣敏元件，所述氣敏元件設(shè)于所述加熱元件上且與所述測(cè)量焊盤通過導(dǎo)線連接。

優(yōu)選地，所述支撐元件為2個(gè)以上且與所述基座的平面垂直。

優(yōu)選地，所述基座為矩形，所述支撐元件為4個(gè)且設(shè)于所述基座的四個(gè)角上。

優(yōu)選地，所述基座為矩形，所述支撐元件為4個(gè)且設(shè)于所述基座的四條邊的中心位置。

優(yōu)選地，所述支撐元件為多個(gè),且所述多個(gè)支撐元件所組成的橫截面的形狀為圓形、橢圓形、矩形、三角形或者梯形。

優(yōu)選地，所述支撐元件為柱體、椎體或者錐臺(tái)。

優(yōu)選地，所述加熱元件為加熱薄膜。

優(yōu)選地，所述基座、所述支撐元件和所述加熱元件一體成型。

優(yōu)選地，所述基座為矩形，所述基座的中間鏤空，所述基座的邊向中間鏤空部分延伸形成支撐梁，所述加熱元件通過所述支撐梁設(shè)于所述基座上。

優(yōu)選地，所述中間鏤空部分的形狀為矩形；所述支撐梁為四條，所述支撐梁由所述基座的四條邊向所述中間鏤空部分延伸而形成，所述加熱元件通過所述支撐梁設(shè)于所述基座上；所述測(cè)量焊盤的導(dǎo)線的正、負(fù)極分別布置在所述基座的相對(duì)的兩條邊的支撐梁上；所述供電焊盤的導(dǎo)線的正、負(fù)極分別布置在另外兩個(gè)支撐梁上。

封裝過程中，通過支撐元件將氣體傳感器芯片安裝到印刷線路板(PCB)上。當(dāng)由于熱失配導(dǎo)致變形時(shí)，由于支撐元件的存在，形變可以通過支撐元件的傾斜、拉伸或者扭轉(zhuǎn)等進(jìn)行緩沖或者抵消，從而使得基座結(jié)構(gòu)保持基本穩(wěn)固，不會(huì)造成加熱元件形變甚至破裂，防止了封裝過程對(duì)加熱元件造成的機(jī)械變形和應(yīng)力，提高了結(jié)構(gòu)的可靠性，并能降低對(duì)封裝工藝和選材的要求。提高了氣體傳感器芯片使用壽命和使用穩(wěn)定性。

通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1：本實(shí)用新型實(shí)施例氣體傳感器芯片的結(jié)構(gòu)圖；

圖2：沿圖1中A-A線的剖視圖；

圖3：圖1的后視圖；

圖4：支撐元件設(shè)在正方形基座四條邊中心的氣體傳感器芯片結(jié)構(gòu)圖；

圖5：支撐元件設(shè)在正方形基座四條邊中心及四角的氣體傳感器芯片結(jié)構(gòu)圖；

圖6：支撐元件設(shè)在正方形基座三個(gè)點(diǎn)處的氣體傳感器芯片結(jié)構(gòu)圖；

圖7：支撐元件設(shè)在為圓形基座的氣體傳感器芯片結(jié)構(gòu)圖。

其中，1：基座；3：氣敏元件；31：測(cè)量焊盤；5：支撐梁；6：支撐元件；7：加熱薄膜；71：供電焊盤。

具體實(shí)施方式