本实用新型专利技术涉及微电子封装领域，尤其涉及一种基于封装基板的阵列式压力测量装置，包括合金壳体，以及位于合金壳体内的：压阻敏感芯片，用于在其的正面施加参考压，在背面施加外界气体压力，产生压力差；封装基板，具有导气孔，集成有所述压阻敏感芯片，该封装基板用于提供气压并对所述压阻敏感芯片的两面作用，以产生所述压力差；电路板，与所述封装基板堆叠平行放置，二者通过电互连与固定结构堆叠，该电路板用于将所述产生压力差转化为正比于压力变化的电信号输出并处理计算；合金基板，用于将压阻敏感芯片、基板和电路板密封在合金壳体内。本实用新型专利技术，可降低装配应力，内部集成气路系统有利于整个压力测量装置装配体的小型化。化。化。
【技术实现步骤摘要】
基于封装基板的阵列式压力测量装置
[0001]本技术涉及微电子封装领域，具体为一种基于封装基板的阵列式压力测量装置。
技术介绍
[0002]阵列式多通道压力测量装置广泛应用于风洞试验或飞行试验中，可实现压力的多通道快速测量，其中MEMS压阻敏感芯片是压力测量装置的核心器件，对压力测量装置整体性能具有决定性影响。目前阵列式多通道压力测量装置综合性能提升面临着一些核心问题有待解决优化。首先，多通道压力测试电路系统的集成与装配复杂、核心芯片
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MEMS压阻敏感芯片之间以及与后续处理电路之间的互连距离远、集成度低，目前公开的代表性技术方案中，将压力计裸芯片装配在陶瓷片
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PCB电路板
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金属板叠层上，通过引线键合逐步将裸芯片输入输出引出至陶瓷片、然后再引出至PCB电路板，最后交由PCB板上装配的放大、数模转换等模块进行信号处理，限制了单位面积内压力测量通道的数量，集成度低。其次，MEMS压阻敏感芯片装置装配过程中引入应力应变、其与装置其他部件存在热膨胀系数差异导致的热应力以及不均匀温度分布场等因素导致的性能漂移并且预测困难，制约了产品的长时稳定性与综合精度。最后，目前技术方案中一般通过装配至电路板上的温度传感器或利用集成在MEMS压阻敏感芯片表面的温度传感器获取压阻敏感芯片工作状态温度，由于受MEMS压阻敏感芯片处于具有多种热力学特性的材料体系中并且其工作状态中存在自发热，这造成压阻敏感条的温度状态
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测试表征困难的影响，装配至电路板上温度传感器不能准确表征处于工作状态下的压阻敏感芯片压敏敏感条的温度状态，这使得温度补偿精度受限。
技术实现思路
[0003]本技术的目的在于提供一种基于封装基板的阵列式压力测量装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]所述测量装置包括合金壳体，以及位于合金壳体内的：压阻敏感芯片，用于在其的正面施加参考压，在背面施加外界气体压力，产生压力差；封装基板，具有导气孔，集成有所述压阻敏感芯片，所述封装基板用于提供气压并对所述压阻敏感芯片的两面作用，以产生所述压力差；电路板，与所述封装基板堆叠平行放置，二者通过电互连与固定结构堆叠，该电路板用于将所述产生压力差转化为正比于压力变化的电信号输出并处理计算；所述电路板上集成有仪表放大电路、ADC模块以及MCU，所述压力差所产生的信号经仪表放大电路放大后进入ADC模块，再进入MCU处理单元处理计算；合金基板，用于将压阻敏感芯片、封装基板和电路板密封在合金壳体内，所述合金基板带有贯穿正面和背面的导气气孔以及用于设置参考压的参考压气路。
[0006]进一步的，所述压阻敏感芯片的正面形成压阻条、钝化层及Pad，在压阻敏感芯片的背面形成开放空腔；所述Pad至少包括1个电源Pad，1个接地Pad，2个信号Pad。
[0007]进一步的，所述压阻敏感芯片还包括绝压式压阻敏感芯片。
[0008]进一步的，所述压阻敏感芯片倒装焊于基板上。
[0009]进一步的，所述压阻敏感芯片正面焊于表面至少有一层布线层的互连基板；所述仪表放大电路、ADC、MCU集成在互连基板上；互连基板与电路板堆叠平行放置，二者通过电互连与固定结构堆叠，实现电气与固定。
[0010]进一步的，所述电互连与固定结构可采用焊球或柱。
[0011]进一步的，所述电互连与固定结构采用Pad与TSV两者结合体。
[0012]进一步的，所述电路板正面使用密封胶粘或螺纹连接于合金壳体侧壁台阶结构上；所述合金基板与合金壳体为密封胶粘或螺纹连接；所述合金基板外侧分别设置有与导气气孔对应的不锈钢管气口，在不锈钢管外套软管，便于与外界待测元件或操作器件相连。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014](1)MEMS压阻敏感芯片以及放大电路、ADC等以裸芯片形式直接与TSV/TGV基板集成，MEMS压阻敏感芯片之间以及其与后续放大、ADC等互连路径短，集成度高，体积小。
[0015](2)MEMS压阻敏感芯片、放大电路、ADC等裸芯片以及TSV/TGV基板集成的材料体系热力学参数差异小，有助于控制装配应力以及热应力。
[0016](3)温度补偿采用与用于压力测量同样的处于不敏感测量气体的MEMS压阻敏感芯片提取工作状态中压阻敏感条的温度，可以提高温度补偿精度。
[0017](4)合金壳体放置阵列式压阻敏感芯片和电路系统，内部集成气路系统有利于整个压力测量装置装配体的小型化。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例1结构示意图。
[0019]图2为本技术差压式压阻敏感芯片示意图。
[0020]图3为本技术绝压式压阻敏感芯片示意图。
[0021]图4为本技术压阻敏感芯片压阻条温度测量示意图。
[0022]图5为本技术实施例2结构示意图。
[0023]图6为本技术立体电互连示意图。
[0024]图7为本技术实施例3结构示意图。
[0025]图8为本技术实施例4结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]实施例1
[0030]基于封装基板的阵列式压力测量装置设计与集成装配方法如图1所示，所述压力测量装置主要包括压阻敏感芯片000、封装基板100、电路板200、电互连与固定结构300、密封垫400和合金壳体500。
[0031]在本技术的一个实施例中，所述封装基板100是硅基板或玻璃基板，进一步的是TSV/TGV基板。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于封装基板的阵列式压力测量装置，其特征在于，所述测量装置包括合金壳体，以及位于合金壳体内的：压阻敏感芯片，用于在其的正面施加参考压，在背面施加外界气体压力，产生压力差；封装基板，具有导气孔，集成有所述压阻敏感芯片，所述封装基板用于提供气压并对所述压阻敏感芯片的两面作用，以产生所述压力差；电路板，与所述封装基板堆叠平行放置，二者通过电互连与固定结构堆叠，该电路板用于将所述产生压力差转化为正比于压力变化的电信号输出并处理计算；所述电路板上集成有仪表放大电路、ADC模块以及MCU，所述压力差所产生的信号经仪表放大电路放大后进入ADC模块，再进入MCU处理单元处理计算；合金基板，用于将压阻敏感芯片、封装基板和电路板密封在合金壳体内，所述合金基板带有贯穿正面和背面的导气气孔以及用于设置参考压的参考压气路。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述压阻敏感芯片的正面形成压阻条、钝化层及Pad，在压阻敏感芯片的背面形成开放空腔，所述Pad至少包括1个电源Pad，1个接地Pad...
【专利技术属性】
技术研发人员：马盛林，黄漪婧，于娟，练婷婷，汪郅桢，
申请(专利权)人：明晶芯晟成都科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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