[發(fā)明專利]用于防止焊料流入MEMS壓力口的方法和結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810319715.1
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108788357B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W.C.朗;J.A.奧赫達;J.L.阮
• 申請（專利權(quán)）人: 盾安美斯泰克股份有限公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B81C3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 曲瑩

本發(fā)明公開了用于在MEMS芯片附接過程中防止焊料流入MEMS壓力口的方法和結(jié)構(gòu)。該方法包括：在流體入口構(gòu)件的壓力口的內(nèi)表面上涂覆一層阻焊劑，所述流體入口構(gòu)件具有第一軸向端、第二軸向端、以及形成在流體入口構(gòu)件的第二軸向端中的壓力口的開放口。將焊料預(yù)成型件布置在流體入口構(gòu)件的安裝面上，并將MEMS芯片布置在焊料預(yù)成型件上。在回流操作中對焊料預(yù)成型件進行加熱，以將MEMS芯片附接至安裝面，其中，壓力口中的阻焊劑防止熔融焊料在回流操作過程中進入壓力口。

背景技術(shù)

本發(fā)明總體涉及微機電系統(tǒng)(MEMS)芯片。更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于將MEMS芯片附接至安裝面的改良附接平臺和方法，該附接平臺和方法在MEMS芯片附接至安裝面的過程中能防止焊料流入形成在安裝面中的MEMS壓力口。

根據(jù)一種已知的方法，將焊膏或焊料預(yù)成型件放置在安裝面上，例如閥門、流體控制裝置、流體系統(tǒng)參數(shù)感測裝置等的基座上。然后將MEMS芯片放置在焊膏或焊料預(yù)成型件上，并在回流操作中對焊膏或焊料預(yù)成型件進行加熱。

在將MEMS芯片(例如構(gòu)造為MEMS流體壓力傳感器的MEMS芯片)附接至安裝面的過程中，可能產(chǎn)生并向MEMS流體壓力傳感器傳遞不應(yīng)有的機械應(yīng)力。這種機械應(yīng)力可能會對MEMS流體壓力傳感器的性能產(chǎn)生不利影響。

例如，MEMS流體壓力傳感器可能使用惠斯通電橋應(yīng)變計。這種MEMS流體壓力傳感器可能具有帶柔性壁的壓力室，該柔性壁響應(yīng)于壓力室內(nèi)的流體壓力而變形，從而產(chǎn)生應(yīng)變。在這種情況下，應(yīng)變是系統(tǒng)對所施加的應(yīng)力的響應(yīng)。材料在受力時會產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力可能導(dǎo)致材料變形。在本文中所用的工程應(yīng)變定義為在施力方向上的變形量除以材料的初始長度所得的商。應(yīng)變計感測到這種變形，并產(chǎn)生代表壓力室中的流體壓力的輸出信號。

在一種常規(guī)的裝置中，MEMS流體壓力傳感器焊接到裝置主體或底座的安裝面上，然后該底座通過螺紋緊固到外殼中，例如施拉德爾閥殼。當(dāng)?shù)鬃o固到外殼中時，所施加的扭矩可能在底座中產(chǎn)生非暫時性的應(yīng)力，該應(yīng)力通過焊料傳遞至MEMS流體壓力傳感器，從而應(yīng)變計檢測到應(yīng)變，并且在MEMS流體壓力傳感器的壓力室中不存在流體壓力時會錯誤地報告流體壓力。

根據(jù)上述的已知方法，MEMS流體壓力傳感器附接有一層很厚的可延展焊料。這層很厚的可延展焊料有利地將MEMS流體壓力傳感器與安裝面的應(yīng)力機械隔離。然而，用于將MEMS流體壓力傳感器附接至安裝面的焊膏或焊料預(yù)成型件越厚，在回流操作過程中安裝面中的相應(yīng)MEMS壓力口就越有可能被焊料堵塞。

因此，需要提供一種用于將MEMS芯片附接至安裝面的改良附接平臺和改良的方法，該附接平臺和方法在MEMS芯片附接至安裝面的過程中能防止焊料流入形成在安裝面中的MEMS壓力口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種用于將MEMS芯片附接至安裝面的改良方法，該方法在MEMS芯片附接至安裝面的過程中能防止焊料流入形成在安裝面中的MEMS壓力口。

將MEMS芯片附接至安裝面的方法的第一種實施方式包括在流體入口構(gòu)件的壓力口的內(nèi)表面上涂覆一層阻焊劑，所述流體入口構(gòu)件具有第一軸向端、第二軸向端、以及形成在流體入口構(gòu)件的第二軸向端中的壓力口的開放口。將焊料預(yù)成型件布置在流體入口構(gòu)件的安裝面上，并將MEMS芯片布置在焊料預(yù)成型件上。在回流操作中對焊料預(yù)成型件進行加熱，以將MEMS芯片附接至安裝面，其中，壓力口中的阻焊劑防止熔融焊料在回流操作過程中進入壓力口。

在本發(fā)明的方法的另一種實施方式中，所述涂覆步驟還包括在壓力口的開放口外緣周圍的流體入口構(gòu)件的安裝面的一部分上涂覆一層阻焊劑，從而壓力口的開放口外緣周圍的流體入口構(gòu)件的安裝面上的阻焊劑進一步防止熔融焊料在回流操作過程中進入壓力口。

通過參照附圖閱讀下文中的優(yōu)選實施方式的詳細說明，本發(fā)明各個方面對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得更明顯。

附圖說明

圖1是可應(yīng)用本發(fā)明的方法的過熱控制器的一部分的透視圖。