一种压阻式压力传感器信号处理模块及其集成方法.pdf

(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CN113155348A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110218233.9(22)申请日2021.02.26(71)申请人西安微电子技术研究所地址710065陕西省西安市雁塔区太白南路198号(72)发明人杨浩黄华何振山(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.G01L9/06(2006.01)G01L19/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种压阻式压力传感器信号处理模块及其集成方法(57)摘要本发明公开了一种压阻式压力传感器信号处理模块及其集成方法。包括电压转换单元和信号处理单元，电压转换单元包括稳压器和薄膜电阻块，信号处理单元包括内置温度传感器的裸芯片、LTCC基板和外壳，稳压器和薄膜电阻块设于LTCC基板正面；LTCC基板上设有通腔，LTCC基板背面设有盲腔，盲腔内埋置有电容；外壳内部设有异型凸台结构，外壳底面上设有外壳引脚；LTCC基板通过通腔套置于外壳内部的异型凸台结构；裸芯片设置于异型凸台结构的表面，裸芯片通过键合丝与LTCC基板连接。所述压阻式压力传感器信号处理模块通过立体组装工艺实现集成。本发明解决了传感器信号处理模块小型化集成设计和高精度温度补偿的技术难点。CN113155348ACN113155348A权利要求书1/1页1.一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，包括电压转换单元和信号处理单元，电压转换单元包括稳压器和薄膜电阻块，信号处理单元包括内置温度传感器的裸芯片、LTCC基板和外壳，稳压器和薄膜电阻块设于LTCC基板正面；其中，LTCC基板上设有通腔，LTCC基板背面设有盲腔，盲腔内埋置有电容；外壳内部设有异型凸台结构，外壳底面上设有外壳引脚；LTCC基板通过通腔套置于外壳内部的异型凸台结构；裸芯片设置于异型凸台结构的表面，裸芯片通过键合丝与LTCC基板连接。2.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，LTCC基板背面至少设有一个盲腔。3.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，LTCC基板的通腔内壁与外壳内部异型凸台结构侧壁不接触。4.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，LTCC基板通过背面固定于外壳内。5.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，外壳由表面镀镍的10#钢制成。6.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，电容为表贴陶瓷电容。7.根据权利要求1所述的一种压阻式压力传感器信号处理模块，其特征在于，裸芯片为数字芯片MAX1452。8.权利要求1～7任意一项所述一种压阻式压力传感器信号处理模块的集成方法，其特征在于，通过立体组装工艺实现集成，包括以下步骤：第一步，将裸芯片组装至外壳内部设有的异型凸台结构表面；第二步，将电容组装至LTCC基板背面的盲腔中，将LTCC基板固定在外壳内；第三步，将稳压器组和薄膜电阻块装至LTCC基板的正面，采用绝缘胶粘接的方式将薄膜电阻块组装在LTCC基板正面；第四步，将LTCC基板与裸芯片之间、LTCC基板与外壳引脚之间实现电气互连；第五步，将外壳进行气密性封装。9.权利要求8所述一种压阻式压力传感器信号处理模块的集成方法，其特征在于，第一步采用导电胶粘接的方式，第二步和第三步采用再流焊的方式，第四步采用键合技术，第五步采用平行缝焊技术。10.权利要求8所述一种压阻式压力传感器信号处理模块的集成方法，其特征在于，LTCC基板采用LTCC多层基板工艺实现，LTCC基板内埋有电阻。2CN113155348A说明书1/4页一种压阻式压力传感器信号处理模块及其集成方法技术领域[0001]本发明属于半导体混合集成电路技术领域，涉及一种压阻式压力传感器信号处理模块及其集成方法。背景技术[0002]压阻式压力传感器作为一种高灵敏度、高精度元件，是绝对压力计、流速计、流量计、声传感器、气动过程控制器等关键器件之一，在机载、舰载、弹载液压检测、气压检测等系统中有十分广泛的应用。传统的压阻式压力传感器信号处理电路普遍存在体积大、温度系数差等特点，不利于实现武器装备中压力检测系统的一体化集成，故设计体积小、具有温度补偿功能的金属全密封压阻式压力传感器信号处理模块，对于提升压力检测系统性能、实现武器装备的小型化、轻量化具有重要意义。[0003]传统压阻式压力传感器信号处理模块的实现方式存在以下缺点：[0004]1、电路尺寸大，不利于压阻式压力传感器系统的小型化。传统压阻式压力传感器信号处理模块的尺寸大于25mm×25mm，且电路重量、体积均较大，而小型化的传感