[實用新型]一種貼片式半導體氣體傳感器

有效

• 申請號: 201720382679.4
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN206648990U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 蘇靜文;祁明鋒;鄭世琦
• 申請（專利權）人: 蘇州邁姆斯傳感技術有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術領域，特別涉及一種貼片式半導體氣體傳感器。

背景技術

目前主流的半導體氣體傳感器是一種阻抗器件，其商業化應用始于19世紀六七十年代，經過數十年的發展，半導體氣體傳感器已成為目前產銷量最大，應用范圍最廣的氣體傳感器，在氣體傳感器領域中占有重要地位。

如今市場化推廣的半導體氣體傳感器，從結構形態上主要可分為微珠式、管式、片式和MEMS四種。其中微珠式、管式和片式半導體氣體傳感器發展較早，生產應用技術成熟，是目前的主要產品形態，其中以片式傳感器占比最高。這三種傳感器雖然形態各異，但均為分立器件，敏感芯體采用懸吊裝配模式，即敏感芯體與基座的連接均是通過引線焊接實現，此種裝配方式易因震動沖擊使傳感器受到損傷，在汽車、便攜產品等領域中應用有潛在風險。MEMS半導體氣體傳感器是近二十年來逐步商業化的產品，采用貼片封裝結構，由懸膜或懸臂式微熱板和氣敏層組成敏感芯體，粘貼于陶瓷管殼內，以金線綁定連接敏感芯體與殼體焊盤。此類傳感器體積小、功耗低、抗震性好、易集成，但此類產品基于MEMS工藝生產，需要大規模制造方能顯現出成本與質量優勢，受限于市場因素，目前尚未占據市場主流，主要應用在一些智能穿戴設備中。

在當今的市場背景下，需要一種兼具片式和MEMS傳感器優點，即結構穩定性好、生產加工便捷、成本優勢突出的產品，以滿足現實的應用需求。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種結構穩定性好、生產加工便捷、成本優勢更為突出的貼片式半導體氣體傳感器。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種貼片式半導體氣體傳感器，包括氣體敏感芯片、含盲孔的PCB板以及金屬蓋帽，所述氣體敏感芯片包括高純氧化鋁陶瓷基片，所述高純氧化鋁陶瓷基片連接有測量電極金導電帶以及加熱電阻金導電帶，所述測量電極金導電帶的上表面設置有氣敏材料層，所述加熱電阻金導電帶的下表面連接有加熱電阻層，所述加熱電阻金導電帶包括第一加熱電阻金導電層和第二加熱電阻金導電層，所述高純氧化鋁陶瓷基片上貫穿設置有第一焊盤和第二焊盤，所述第一焊盤和第二焊盤內均設置有金引線，所述第一加熱電阻金導電層包括通過第一焊盤內的金引線導通連接的第一上加熱電阻金導電層和第一下加熱電阻金導電層，所述第二加熱電阻金導電層包括通過第二焊盤內的金引線導通連接的第二上加熱電阻金導電層和第二下加熱電阻金導電層，加熱電阻層連接第一下加熱電阻金導電層和第二下加熱電阻金導電層，所述測量電極金導電帶包括第一測量電極金導電層和第二測量電極金導電層，所述氣敏材料層連接第一測量電極金導電層和第二測量電極金導電層，所述氣體敏感芯片蓋設在盲孔上且與PCB板粘接連接，所述PCB板上貫穿設置有若干個金焊盤，所述第一測量電極金導電層、第二測量電極金導電層、第一加熱電阻金導電層以及第二加熱電阻金導電層分別與一金焊盤通過金引線綁定連接，所述金屬蓋帽的形狀及大小與PCB板的形狀及大小相同，所述金屬蓋帽通過粘膠壓覆住PCB板上的金焊盤。

優選的，所述盲孔的形狀及大小與高純氧化鋁陶瓷基片的形狀及大小相同。

優選的，所述金屬蓋帽上設置有翻邊，所述翻邊通過膠粘固定在連接有金引線的PCB板的金焊盤上。

優選的，所述金屬蓋帽的頂部設置有若干個散熱通孔。

優選的，所述氣體敏感芯片與PCB板之間通過耐高溫絕緣膠粘接連接。

本實用新型相對于現有技術具有如下優點，能獲得一種貼片式結構的半導體氣體傳感器，因為其芯片采用貼片式裝配方式，可以在一個方向上最大限度減小尺寸，且能夠更好地抵抗震動沖擊。另外，其生產涉及的絲網印刷、半導體封測等工藝技術均較為成熟，成本優勢明顯。以此生產的產品融合了現有片式和MEMS半導體氣體傳感器的優點，可在性能和成本上很好的滿足市場的需求。

附圖說明

圖1為本實用新型的氣體敏感芯片的層結構示意圖；

圖2為本實用新型的PCB板的結構示意圖；

圖3為本實用新型的金屬蓋帽的結構示意圖；

圖4為本實用新型的高純氧化鋁陶瓷基片的結構示意圖；

圖5是在圖4的基礎上設置加熱電阻金導電帶的結構示意圖；

圖6是在圖5的基礎上設置加熱電阻層的結構示意圖；

圖7是在圖4的基礎上設置測量電極金導電帶的結構示意圖；

圖8是在圖7的基礎上設置氣敏材料層的結構示意圖；

圖9為本實用新型的氣體敏感芯片安裝到PCB板上后的結構示意圖；