CN118706277A - 一种特殊骨架封装的mems测温元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及温度传感器领域内一种特殊骨架封装的MEMS测温元件。包括包括MEMS温度芯片、底部陶瓷电路板、导线、陶瓷信号集成电路板、陶瓷外壳、电缆线、密封胶层及导热薄膜；其中，整个元器件由陶瓷外壳包裹，MEMS温度芯片嵌在底部陶瓷电路板上，陶瓷外壳底部设有导热薄膜，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通；陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接，电缆线与陶瓷信号集成电路板连接。本发明通过采用MEMS温度芯片作为温度敏感元件并且采用陶瓷外壳的密封结构，解决了输出温度信号精度较差、稳定性较低的问题，提高了传感器的绝缘特性及化学稳定性和热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及温度传感器领域，特别涉及一种特殊骨架封装的MEMS测温元件。
背景技术
目前市场上的测温元件种类繁多，大部分传感器在如流化床极端温度或环境变化下，传感器精度受限导致读数偏差。同时易受环境干扰，工业环境中可能存在电磁干扰、化学反应等因素，这些都会对温度传感器的性能产生不利影响，增加测量误差。普通温度传感器长期稳定性不好，有时会产生温度漂移等缺点，且多为金属材质，不具有很强的耐腐蚀特性。因此，需要一种：测量精度高、可在极端环境下使用、具有优异化学稳定性和热稳定性及高绝缘性的测温元件。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术中的不足，提供一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，在提高测量信号精度的基础上提高了传感器的化学稳定性和热稳定性。
为了解决上述问题，本发明提出了一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，包括MEMS温度芯片(1)、底部陶瓷电路板(2)、导线(3)、陶瓷信号集成电路板(4)、陶瓷外壳(5)、电缆线(6)、密封胶层(7)及导热薄膜(8)，其中，整个元器件由陶瓷外壳包裹，MEMS温度芯片嵌在底部陶瓷电路板上，陶瓷外壳底部设有导热薄膜，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通；陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接，电缆线与陶瓷信号集成电路板连接。
进一步地，包括底部陶瓷电路板，所述陶瓷电路板与MEMS温度芯片电连接。
进一步地，所述陶瓷外壳底部设有导热薄膜，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通。
进一步地，还包括导线，陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接。
进一步地，所述陶瓷信号集成电路板拥有对MEMS温度芯片的温度信号进行校准和针对环境进行温度补偿的信号处理电路。所述电缆线与陶瓷信号集成电路板电连接。
本发明通过提出一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，包括陶瓷外壳、MEMS温度芯片、底部陶瓷电路板、导线、导热薄膜、陶瓷信号集成电路板及电缆线，通过使用陶瓷外壳密封陶瓷电路板及MEMS温度芯片，解决了测温精度不够，稳定性及耐腐蚀性较差的问题，达到了提高测量精度及传感器的化学稳定性和热稳定性。
附图说明
图1是本发明的特殊骨架封装的MEMS测温元件的结构示意图。
附图标号说明
MEMS温度芯片1
底部陶瓷电路板2
导线3
陶瓷信号集成电路板4
陶瓷外壳5
电缆线6
密封胶层7
导热薄膜8
具体实施方式
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，本发明实施例的一种特殊骨架封装的MEMS测温元件主要包括陶瓷外壳、MEMS温度芯片、底部陶瓷电路板、导线、导热薄膜、陶瓷信号集成电路板及电缆线。
陶瓷外壳底部设有导热薄膜，整个结构为高强度的陶瓷骨架，对其内底部陶瓷电路板、陶瓷信号集成电路板及MEMS温度芯片起到支撑和保护作用。
陶瓷MEMS温度芯片嵌在底部陶瓷电路板上，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通。本发明实施例的MEMS温度芯片安装时采用背向安装，即与流体温度接触的是MEMS温度芯片无电路的一侧避免出现电路板短路。
陶瓷外壳底部设有导热薄膜，通过密封胶层连接在MEMS温度芯片的中间孔下方，具体实施时，可通过特定粘接方法使用密封胶把导热薄膜粘接到底部陶瓷电路板下，既保证MEMS温度芯片的中间孔与导热薄膜相通，又保证了在MEMS温度芯片下方形成密封。导热薄膜的材料可为：硅、氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝、碳化铝、氮化铝、高分子材料或金属、合金材料，厚度为4微米至150微米。
导热薄膜的材料可为：硅、氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝、碳化铝、氮化铝、高分子材料。
作为一种实施方式，MEMS测温元件还包括导线，所述陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接。底部陶瓷电路板与陶瓷信号集成电路板通过导线实现信号传递。
作为一种实施方式，MEMS测温元件包括底部陶瓷电路板，所述陶瓷电路板与MEMS温度芯片电连接。
作为一种实施方式，陶瓷信号集成电路板上集成了专门的信号调制电路及温度补偿电路，精确校准温度信号并进行必要的温度补偿，可提供基于电阻的温补或者采用集成电路芯片进行温补两种方式。
本发明实施例的工作原理为：流体温度通过陶瓷外壳底部导热薄膜和MEMS温度芯片的中间孔传递到MEMS温度芯片的敏感元件上，产生相应的电信号变化，所述信号通过底部陶瓷电路板、导线传递到陶瓷信号集成电路板。陶瓷信号集成电路板上有处理信号的电路和电子元件，使用调试软件可以实现对温度信号进行不同的校准和温度补偿，然后通过电缆线输出准确的温度信号。
Claims (5)
1.一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，其特征在于，包括MEMS温度芯片(1)、底部陶瓷电路板(2)、导线(3)、陶瓷信号集成电路板(4)、陶瓷外壳(5)、电缆线(6)、密封胶层(7)及导热薄膜(8)，其中，整个元器件由陶瓷外壳包裹，MEMS温度芯片嵌在底部陶瓷电路板上，陶瓷外壳底部设有导热薄膜，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通；陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接，电缆线与陶瓷信号集成电路板连接。
2.根据权利要求1所述的一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，其特征在于：包括底部陶瓷电路板，所述陶瓷电路板与MEMS温度芯片电连接。
3.根据权利要求1所述的一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，其特征在于：所述陶瓷外壳底部设有导热薄膜，且MEMS温度芯片的中间孔与底部导热薄膜相通。
4.根据权利要求1所述的一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，其特征在于：还包括导线，所述陶瓷信号集成电路板与底部陶瓷电路板通过导线连接。
5.根据权利要求1所述的一种特殊骨架封装的MEMS测温元件，其特征在于：所述陶瓷信号集成电路板拥有对MEMS温度芯片的温度信号进行校准和针对环境进行温度补偿的信号处理电路。所述电缆线与陶瓷信号集成电路板电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410809711.7A CN118706277A (zh) | 2024-06-21 | 2024-06-21 | 一种特殊骨架封装的mems测温元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410809711.7A CN118706277A (zh) | 2024-06-21 | 2024-06-21 | 一种特殊骨架封装的mems测温元件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118706277A true CN118706277A (zh) | 2024-09-27 |
Family
ID=92807181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410809711.7A Pending CN118706277A (zh) | 2024-06-21 | 2024-06-21 | 一种特殊骨架封装的mems测温元件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118706277A (zh) |
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2024
- 2024-06-21 CN CN202410809711.7A patent/CN118706277A/zh active Pending
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