[實用新型]封裝壓力傳感器、電子組件、電子系統和電子設備

有效

• 申請號: 201720136466.3
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN207081503U
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: E·杜奇;B·穆拉里;S·康蒂
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06;B81B7/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,呂世磊

技術領域

本披露涉及封裝壓力傳感器，涉及包括封裝壓力傳感器的組件，涉及包括封裝壓力傳感器的系統。

背景技術

半導體壓力傳感器通過檢測作用在懸置于半導體本體之上的硅樹脂的薄膜或隔膜上的壓力而工作。半導體本體和膜的組件限定了當力作用在其上時針對膜的偏離的腔體。

目前，傳感器已知能夠測量高壓力值并且配備有不銹鋼芯，固定在所述不銹鋼芯上的是應變計元件。應變計元件檢測通過電阻變化而與應變計元件相關聯的芯的幾何變形。然而，出于可靠性、尺寸和成本的原因，這些傳感器對于在汽車應用中使用而言不是非常便利。此外，它們并不提供高精度。

同樣存在利用半導體技術獲得的已知的集成壓力傳感器。這些傳感器典型地包括懸在設置在硅體中的腔體之上的薄膜或隔膜。形成在薄膜內的是連接在一起以形成惠斯通電橋(Wheatstone Bridge)的壓阻元件。當受壓力時，膜變形、引起壓阻元件電阻的改變，并因此惠斯通電橋不平衡。作為替代方案，電容式傳感器是可用的，其中，膜提供電容器的第一極板，而第二極板是由固定參照物提供的。在使用過程中，膜的偏離生成電容器的電容變化，所述變化可以檢測到并且與在膜上提取的壓力相關聯。

然而，這些半導體傳感器自身可能不用于測量高壓力，因為它們通常具有較低的滿刻度值。因此，針對高壓力應用，合適的封裝有待提供給前述半導體壓力傳感器。例如，用于封裝的材料包括鋼、不銹鋼和陶瓷。具體地，一些壓力傳感器被安排在陶瓷或鋼容器內，所述容器具有比半導體壓力傳感器的敏感區域大得多的基底區域。然后，這些容器用油填充，以確保外延的表面用于施加有待測量的力并且均勻的分布力自身。然而，使用油要求容器是不漏液體的并且另外涉及高成本，限制其應用領域。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供克服現有技術缺陷的一種封裝壓力傳感器、一種包括封裝壓力傳感器的組件以及一種包括封裝壓力傳感器的系統。

在第一方面，提供了一種封裝壓力傳感器，包括：MEMS壓力傳感器芯片；以及在MEMS壓力傳感器芯片之上由固化彈性材料制成的包封層，包封層被配置成用于將施加于包封層表面上的力傳遞至 MEMS壓力傳感器芯片。

在一些實施例中，包封層被配置成用于直接接收力。

在一些實施例中，包封層直接暴露于封裝壓力傳感器周圍的環境。

在一些實施例中，彈性材料是從以下各項當中選擇的：聚二甲硅氧烷、溫度穩定型彈性材料和橡膠。

在一些實施例中，MEMS壓力傳感器芯片包括以下各項中的至少一項：膜、隔膜以及一個或多個壓阻區域。

在一些實施例中，封裝壓力傳感器進一步包括容器，容器具有容納MEMS壓力傳感器芯片的內部空腔，包封層填充容器的內部空腔。

在一些實施例中，容器具有第一開口，導電元件延伸穿過第一開口與MEMS壓力傳感器芯片電接觸。

在一些實施例中，容器具有第二開口，通過第二開口暴露包封層的頂表面，包封層的頂表面限定施加力的區域。

在一些實施例中，包封層通過第二開口從容器中突出。

在一些實施例中，包封層的頂表面具有為以下各種情況之一的輪廓：彎曲的、凸起的、平面的。

在一些實施例中，容器具有與包封層的表面直接接觸的帽蓋，帽蓋限定施加力的區域，帽蓋被配置成用于響應于力而變形，由此將力傳遞至包封層。

在一些實施例中，MEMS壓力傳感器芯片是第一MEMS壓力傳感器芯片并且耦合在第一支撐區域上，并且第二MEMS壓力傳感器芯片耦合在第二支撐區域上，第一和第二支撐區域位于不同平面上。

在一些實施例中，帽蓋在第一支撐區域處具有第一厚度并且在第二支撐區域處具有大于第一厚度的第二厚度。

在一些實施例中，封裝壓力傳感器進一步包括印刷電路板，MEMS 壓力傳感器芯片被安裝在印刷電路板上。

在第二方面，提供了一種電子組件，包括根據第一方面的封裝壓力傳感器，組件為以下各項之一：制動系統組件、稱量機組件、按鈕組件、智能鞋的鞋底、觸摸屏組件。

在第三方面，提供了一種電子系統，包括根據第二方面的組件，系統是以下各項中的至少一項：稱量機、觸摸屏、致動系統、智能鞋、蜂窩電話、智能電話、智能筆、智能鼠標、智能手表、觸摸鍵盤。