一種具有通信功能的溫度傳感器晶片的製作方法
2023-05-03 06:05:21
一種具有通信功能的溫度傳感器晶片的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有通信功能的溫度傳感器晶片，其主要特點為採用兩腳封裝形式，晶片包括塑封封裝體部分203，第1金屬管腳部分201和第2金屬管腳部分202。其中封裝體部分為無鉛塑封料，第1金屬管腳部分201和第2金屬管腳部分202是經過特殊金屬電鍍的銅、鐵、銀合金材料；經過特殊金屬電鍍後該管腳不易被酸腐蝕，在相關測溫行業應用時更加穩定可靠。該發明溫度傳感器採用兩腳封裝，不僅使晶片管腳的間距增大而降低了短路的可能性，而且在生產過程中大大節省工序和提高良率。通過該發明，解決了相關測溫行業由來已久的各種原因引起的短路問題和生產工序複雜問題。
【專利說明】一種具有通信功能的溫度傳感器晶片
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度測量領域，特別涉及糧情測溫等應用的具有通信功能的溫度傳感器晶片。
【背景技術】
[0002]糧食是關係國計民生的重要戰略性商品，隨著中國加入WTO和糧食市場的逐漸開放，儲存大量的糧食對穩定國民經濟的發展起著至關重要的作用。信息化糧倉是現代普遍的儲糧設備，而溫度測量是信息化糧倉中保證糧食存儲良好的必要手段。目前採用的測溫方式是測溫線纜的形式，該形式可以具備測溫和通信的雙重功能。具體方式是將具有通信功能的溫度傳感器晶片塑封到測溫線纜中，再將線纜分布到糧倉的各個空間，通過分布或集中採集的方式，將監控各點的溫度信息輸出到監控終端，達到監控整個糧倉溫度分布的目的。因此溫度傳感器晶片和測溫線纜的品質是關係到信息化糧倉的可靠性和糧食存儲的大事。除糧食應用外，該具有通信功能的溫度傳感器晶片還可以應用到釀酒發酵、烤菸、工業控制、設備監控、室內外溫度監控、安全防火等各種領域。
[0003]目前相關測溫行業採用的傳統的傳感器晶片均為T092封裝3腳溫度傳感器，溫度傳感器晶片由塑封封裝體部分和3個金屬管腳組成，如圖1所示。在使用過程中，將管腳101和管腳103焊接到測溫線纜的一條線上，將管腳102焊接到測溫線纜的另一條線上，然後通過注塑機將傳感器晶片封裝到測溫線纜中。該方法工藝過程複雜，大規模生產時需要大量人工，且仍有一些問題需要解決:
[0004](I)由於傳統傳感器晶片採用3腳封裝，其使用時需要將101，103管腳焊接到線纜的同一線上，而102管腳焊接到不同線纜上，該工藝過程需要101、103管腳並腳，工藝過程複雜，而且容易造成虛焊，從而引起接觸不良、通信不暢等質量問題。
[0005](2)傳統傳感器晶片採用3腳封裝，每個管腳之間的距離較小，在使用過程中線纜漏氣會造成灰塵、水汽、雜誌的侵入，從而導致電氣短路現象，一旦單點電氣短路整根電纜將完全不能使用，這是困擾很多測溫線纜廠的另一難題。
[0006](3)傳統傳感器晶片金屬管腳採用鍍錫工藝，在相關領域應用時需具備防腐蝕功能，例如糧倉中需要用磷化氫進行燻蒸防蟲，而磷化氫在空氣中很容易變成酸，因此很容易將傳感傳感器晶片管腳腐蝕，從而出現開路或短路的現象。
【發明內容】
[0007]本發明為了解決上述問題，提供一種2腳的具有通信功能的溫度傳感器晶片，該傳感器晶片簡化了傳統測溫線纜生產過程的工藝步驟，減小虛焊概率，大大降低短路概率，並且具有防酸腐蝕的特性。
[0008]本發明採用兩腳封裝形式，包括塑封封裝體部分，第I金屬管腳部分和第2金屬管腳部分，實現了單總線通信和分布式測溫功能。
[0009]本發明將目前具有通信功能的溫度傳感器的封裝形式從3金屬管腳形式，減少為2金屬管腳形式，簡化了傳統傳感器使用時並腳、焊接等工藝的複雜性。
[0010]本發明塑封封裝體部分與目前具有通信功能的溫度傳感器相同，金屬管腳從3腳減少為2腳後，管腳間距拉大，解決了測溫線纜使用過程中漏氣造成灰塵、水汽、雜誌的侵入，從而導致電氣短路的問題。
[0011]本發明塑封封裝體部分，為塑封材料，第I金屬管腳部分，為表面鍍銀的銅、鐵、銀合金材料，第2金屬管腳部分，為表面鍍銀的銅、鐵、銀合金材料，具有超強的防腐蝕性能，解決了傳感器晶片管腳容易被酸腐蝕從而導致電氣開路、短路的問題。
[0012]本發明採用兩腳封裝，在晶片製造和封裝過程中節省了材料、降低了成本。
[0013]本發明的有益效果具體在於:本發明的使用簡化了相關測溫領域電纜加工的工藝步驟，大大降低了溫度傳感器晶片管腳短路對測溫系統造成的危害，極大的增強了溫度傳感器晶片的抗腐蝕性，同時節省了材料，降低了成本。這對於該晶片在相關測溫行業的可靠性、穩定性的進一步廣泛應用起到了極大的推動作用。該晶片的推廣應用將進一步促進糧情測溫、釀酒發酵、烤菸、工業控制、設備監控、室內外溫度監控、安全防火等領域發展，在國民經濟及信息化社會中起到重要作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1傳統的溫度傳感器晶片
[0015]圖2本發明溫度傳感器晶片
[0016]圖3傳統溫度傳感器晶片應用電路
[0017]圖4傳統溫度傳感器晶片線纜應用圖
[0018]圖5本發明溫度傳感器晶片應用電路
[0019]圖6本發明溫度傳感器晶片線纜應用圖
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實際應用來對本發明的具體實施方法作進一步說明。圖1為傳統溫度傳感器晶片，由塑封封裝體部分104、第一金屬管腳101、第二金屬管腳102和第三金屬管腳103組成。其應用電路如圖3所示，第一金屬管腳GND和第三金屬管腳VDD同時連接到地上；第二金屬管腳DQ與CPU的第一 I/O 302相連；CPU通過第二 I/O 301與上拉MOSFET304相連，MOSFET 304再與傳感器晶片的第二金屬管腳DQ相連，形成強上拉電路；電阻R與傳感器晶片的DQ相連形成弱上拉電路，CPU通過上拉電路和DQ與溫度傳感器晶片進行通信。圖4是傳統溫度傳感器晶片與測溫線纜的焊接剖面圖，第一金屬管腳GND和第三金屬管腳VDD同時焊接到測溫線纜的金屬線401上；第二金屬管腳DQ焊接到測溫線纜的金屬線402上。從圖3和圖4可見，傳統的溫度傳感器晶片應用時，由於連接線較多，造成工藝複雜；傳統的溫度傳感器晶片管腳間距較小，連線多，容易造成短路，而且傳統溫度傳感器晶片，沒有抗腐蝕處理，在糧庫中應用時，容易被酸腐蝕。
[0021]圖2本發明溫度傳感器晶片，由塑封封裝體部分203、第一金屬管腳201、和第二金屬管腳202組成。其應用電路如圖5所示，第一金屬管腳GND連接到地上；第二金屬管腳DQ與 CPU 的第一 I/O 502 相連；CPU 通過第二 I/O 501 與上拉 MOSFET 504 相連，MOSFET 504再與傳感器晶片的第二金屬管腳DQ相連，形成強上拉電路；電阻R與傳感器晶片的DQ
[0022]相連形成弱上拉電路，CPU通過上拉電路和DQ與溫度傳感器晶片進行通信。圖6是本發明溫度傳感器晶片與測溫線纜的焊接剖面圖，第一金屬管腳GND焊接到測溫線纜的金屬線601上；第二金屬管腳DQ焊接到測溫線纜的金屬線602上。從圖5和圖6可見，本發明溫度傳感器晶片應用時，由於連接線很少，簡化了線纜製造工藝；本發明溫度傳感器晶片管腳間距較大，連線少，大大降低了短路風險，而且本發明溫度傳感器晶片，具有抗腐蝕處理，在糧庫中應用時，更加穩定可靠。
[0023]以上所述僅為本發明的優選實例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員而言，本發明可以有各種更改和變化。在某些應用中，可以去掉弱上拉電阻；在更簡單的應用中，可以去掉強上拉MOSFET。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，採用兩腳封裝形式，包括塑封封裝體部分203，第I金屬管腳部分201和第2金屬管腳部分202，實現了通信和測溫功能。
2.根據權利I要求所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，將目前具有通信功能的溫度傳感器的封裝形式從3金屬管腳形式，減少為2金屬管腳形式。
3.根據權利I和2要求所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，所述的塑封封裝體部分與目前具有通信功能的溫度傳感器相同，金屬管腳從3腳減少為2腳後，管腳間距拉大。
4.根據權利要求1所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，所述的塑封封裝體部分203，為塑封材料，第I金屬管腳部分201，為表面具有防腐功能強的合金材料，第2金屬管腳部分202，為表面具有防腐功能強的合金材料。
5.根據權利要求1和4所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，第I金屬管腳部分201，可以為表面鍍銀的合金材料，第2金屬管腳部分202，可以為表面鍍銀的合金材料。
6.根據權利要求1和4所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，第I金屬管腳部分201，其合金材料可以為銅、鐵、銀合金材料，第2金屬管腳部分202，其合金材料可以為銅、鐵、銀合金材料。
7.根據權利1、2和3要求所述的具有通信功能的溫度傳感器晶片，其特徵在於，採用2腳封裝，連接外部電纜時減少了 3腳封裝晶片的其中2腳並為I腳的並腳和焊接的加工工序。
【文檔編號】G01K7/00GK104501981SQ201410748522
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】不公告發明人 申請人:北京七芯中創科技有限公司