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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111115552A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911284371.6(22)申请日2019.12.13(71)申请人北京航天控制仪器研究所地址100854北京市海淀区北京142信箱403分箱(72)发明人李兆涵刘国文赵亭杰刘福民(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张欢(51)Int.Cl.B81B7/00(2006.01)B81B7/02(2006.01)B81C1/00(2006.01)H05K1/18(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种MEMS传感器混合集成封装结构及封装方法(57)摘要本发明涉及一种MEMS传感器混合集成封装结构及其封装方法,包括:陶瓷管壳的内腔台阶有多个金属焊盘,底面有金属化结构;MEMS敏感结构通过粘接的方式固定在陶瓷管壳内腔底面上;PCB电路基板带有不少于一处缺口或开槽,通过标准电容作为支撑架设在MEMS敏感结构之上,电容使用导电或绝缘粘合剂粘接;金属导线穿过PCB基板的缺口或开槽将MEMS敏感结构和PCB电路基板连接;PCB电路基板通过金属导线与陶瓷管壳内腔金属焊盘相连;金属盖板通过平行封焊与陶瓷管壳侧壁相连,形成气密封装。本发明通过使用标准化管壳和PCB基板,可在较低成本下和较短时间内实现较小面积的MEMS传感器系统集成,同时具有较好的温度特性。CN111115552ACN111115552A权利要求书1/2页1.一种MEMS传感器混合集成封装结构,其特征在于,包括:陶瓷管壳(1)、支撑电容(2)、PCB电路基板(3)、PCB电路上层电路模块(7)、PCB电路下层电路模块(8)、金属盖板(9);陶瓷管壳(1)采用LCC封装,内腔在台阶面(11)的周向设置多个陶瓷管壳金属焊盘(111),内腔底面设置有金属化结构;MEMS敏感结构(4)设置在陶瓷管壳(1)内腔底面上;PCB电路基板(3)通过支撑电容(2)设置在陶瓷管壳(1)内腔底面上且位于MEMS敏感结构(4)上方;PCB电路基板(3)边缘设置PCB电路基板金属焊盘b(32)和PCB电路基板金属焊盘a(31);MEMS敏感结构金属焊盘(41)与PCB电路基板金属焊盘b(32)通过MEMS敏感结构键合金属导线(5)连接;PCB电路基板金属焊盘a(31)与陶瓷管壳金属焊盘(111)通过PCB电路基板键合金属导线(6)连接,通过陶瓷管壳(1)形成与外部的电学通路;PCB基板(3)的上下两面分别安装PCB电路上层电路模块(7)、PCB电路下层电路模块(8),PCB电路下层电路模块(8)与MEMS敏感结构(4)在水平方向上错开;金属盖板(9)与所述陶瓷管壳(1)侧壁连接,形成密封结构。2.根据权利要求1所述的一种MEMS传感器混合集成封装结构,其特征在于:金属盖板(9)由可伐合金制成。3.根据权利要求1或2所述的一种MEMS传感器混合集成封装结构,其特征在于,所述PCB电路基板(3)的侧边上或其内部开有不少于一处缺口或开槽,用于通过键合用金属导线。4.根据权利要求3所述的一种MEMS传感器混合集成封装结构,其特征在于,所述支撑电容(2)通过焊接或导电胶粘的方式与PCB电路基板(3)相连,并通过导电或绝缘胶粘的方式,采用平面贴装或直立贴装的方式,将支撑电容(2)的不同电极粘接在陶瓷管壳(1)内腔底面上。5.根据权利要求4所述的一种MEMS传感器混合集成封装结构,其特征在于,支撑电容(2)的焊接方式包括三种,其一为将电容两个电极均焊接或粘接在PCB基板(3)上,然后分别使用绝缘粘合剂(21)和导电粘合剂(22)粘接不同的电极;其二为立式焊接,电容仅有一个电极与PCB基板(3)焊接或粘接,另一电极通过导电粘合剂(22)与陶瓷管壳(1)的金属底面相连;其三为将电容两个电极均焊接或粘接在PCB基板(3)上,只使用绝缘粘合剂(21)粘接支撑电容(2),电容电极与底面金属之间没有电气连接。6.一种MEMS传感器混合集成封装方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:根据MEMS传感器选择相应尺寸的陶瓷管壳(1);第二步:将MEMS敏感结构(4)固定在陶瓷管壳(1)内腔底面;第三步:在带有缺口或开槽的PCB电路基板(3)上焊接PCB电路上层电路模块(7)、PCB电路下层电路模块(8),在PCB电路基板(3)边缘设置支撑电容(2),通过胶粘的方式架设在MEMS敏感结构(4)上;第四步:MEMS敏感结构键合金属导线(5)通过PCB电路基板(3)的缺口或开槽,使用MEMS敏感结构键合金属导线(5)连接MEMS敏感结构金属焊盘(41)与PCB电路基板金属焊盘b(32),使用PCB电路基板键合金属导线(6)连接PCB电路基板金