本實用新型涉及芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)境傳感器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，在外殼1’中，ASIC(Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路)芯片4’通過粘片膠3’固定在PCB板5’上，MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng))芯片2’通過粘片膠3’固定在ASIC芯片4’上，MEMS芯片2’與ASIC芯片4’之間、ASIC芯片4’與PCB板5’之間均設(shè)置有導(dǎo)線6’。

在產(chǎn)品封裝過程中，為隔離PCB板的應(yīng)力，需要將芯片之間的粘片膠(或膠紙)設(shè)置較大的厚度；但受限于芯片重量，難以將粘片膠的厚度控制在所需的厚度范圍內(nèi)，且膠層厚度大時，因膠層的回彈，給后續(xù)工序，如打線等工藝造成很大難度，造成成品率低等現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述描述，本實用新型提供了一種環(huán)境傳感器，以解決產(chǎn)品封裝過程中難以通過增高粘片膠厚度來隔絕PCB板應(yīng)力的問題。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一方面，本實用新型提供了一種環(huán)境傳感器，包括：ASIC芯片、MEMS芯片和PCB板，ASIC芯片固定在PCB板上，ASIC芯片和MEMS芯片之間還設(shè)置有加固圈，加固圈的內(nèi)壁與ASIC芯片形成收容腔，且加固圈的內(nèi)徑尺寸小于其支撐的MEMS芯片的尺寸；收容腔內(nèi)填充粘片膠，MEMS芯片與ASIC芯片通過粘片膠固定連接。

優(yōu)選地，加固圈在第一溫度值以下呈固態(tài)，在高于第一溫度值的第二溫度值以上呈液態(tài)或汽態(tài)，且第二溫度值小于粘片膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg值。

優(yōu)選地，粘片膠在Tg值以下呈固態(tài)，Tg值在350℃以上。

優(yōu)選地，加固圈為熱熔膠棒EVT材質(zhì)，第一溫度值的取值范圍為0-50℃，第二溫度值的取值范圍為100-280℃。

優(yōu)選地，加固圈的形狀與MEMS芯片匹配。

優(yōu)選地，加固圈的外徑尺寸小于ASIC芯片的尺寸。

優(yōu)選地，粘片膠的厚度大于加固圈的厚度。

優(yōu)選地，加固圈與ASIC芯片通過粘接固定在一起。

優(yōu)選地，環(huán)境傳感器還包括封裝殼體，封裝殼體與PCB板形成收容ASIC芯片、MEMS芯片的腔室。

另一方面，本實用新型提供了一種環(huán)境傳感器，由上述的環(huán)境傳感器去除其加固圈的部分或全部后形成，相應(yīng)的，收容腔的側(cè)壁高度變低或消失，粘結(jié)MEMS芯片和ASIC芯片的粘片膠呈現(xiàn)部分無加固圈支撐或者全部無加固圈支撐的裸露狀。

本實用新型實施例的有益效果是：

1、本實用新型的環(huán)境傳感器，通過在MEMS芯片和ASIC芯片之間增加加固圈，利用加固圈和ASIC芯片形成收容腔，通過該收容腔限制粘片膠，增高M(jìn)EMS芯片與ASIC芯片之間粘片膠的厚度，隔絕PCB板應(yīng)力，并通過加固圈的支撐，減少了粘片膠的回彈力度，降低打線等后續(xù)工藝的難度。

2、本實用新型的環(huán)境傳感器，通過去除上述的環(huán)境傳感器的加固圈的部分或全部形成，使粘結(jié)MEMS芯片和ASIC芯片之間的粘片膠呈現(xiàn)部分無加固圈支撐或者全部無加固圈支撐的裸露狀，可避免加固圈制約粘片膠有效膠厚，保證粘片膠的緩沖效果得到充分發(fā)揮，進(jìn)而有效隔絕來自PCB板的應(yīng)力，使產(chǎn)品性能得到改善。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳感器的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的環(huán)境傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例二提供的環(huán)境傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

由于傳感器中的ASIC芯片、MEMS芯片容易受外界應(yīng)力影響，尤其是MEMS芯片對來自PCB板的應(yīng)力較為敏感，通常通過增高M(jìn)EMS底部粘片膠的厚度來減小MEMS芯片受到的PCB板應(yīng)力。但受限于芯片重量，難以將粘片膠的厚度控制在所需的厚度范圍內(nèi)，且膠層厚度大時，因膠層的回彈，給后續(xù)工序，如打線等工藝造成很大難度，造成成品率低等現(xiàn)象。

基于上述情況，本實用新型的總體設(shè)計方案是：在MEMS芯片和ASIC芯片之間增加加固圈，利用加固圈形成限制粘片膠自由流動的圍欄，進(jìn)而增高M(jìn)EMS底部粘片膠的厚度；后續(xù)工序如打線時，借助加固圈的支撐，減少了粘片膠的回彈力度，降低加工難度；最終產(chǎn)品成型前，將加固圈消融，去除對粘片膠的限制，使粘片膠充分發(fā)揮緩沖作用，降低來自PCB板的應(yīng)力，提升產(chǎn)品性能。

實施例一

圖2為本實用新型實施例一提供的環(huán)境傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該環(huán)境傳感器包括ASIC芯片3、MEMS芯片4和PCB板2，ASIC芯片3固定在PCB板2上，ASIC芯片3和MEMS芯片4之間還設(shè)置有加固圈6，加固圈6的內(nèi)壁與ASIC芯片3形成收容腔，且加固圈6的內(nèi)徑尺寸小于其支撐的MEMS芯片4的尺寸；收容腔內(nèi)填充粘片膠7，MEMS芯片4與ASIC芯片3通過粘片膠7固定連接。

本實施例通過在MEMS芯片和ASIC芯片之間起固定作用的粘片膠的外周增加加固圈，利用加固圈和ASIC芯片形成收容腔，通過該收容腔限制、支撐粘片膠，進(jìn)而增高M(jìn)EMS芯片與ASIC芯片之間粘片膠的厚度，隔絕PCB板應(yīng)力的影響、降低打線等后續(xù)工藝的難度。

由于本實施例需要利用加固圈來限定、支撐收容腔內(nèi)的粘片膠，因此要求常溫下的加固圈應(yīng)穩(wěn)定，而由于加固圈會制約粘片膠對外界應(yīng)力的減弱效果，因此要求中間產(chǎn)品在經(jīng)過打線等后續(xù)工藝處理后，加固圈能夠被去除，但不影響收容腔內(nèi)的粘片膠的固化狀態(tài)。

基于上述考慮，在本實施例的一個實現(xiàn)方案中，加固圈在第一溫度值以下呈固態(tài)，在高于第一溫度值的第二溫度值以上呈液態(tài)或汽態(tài)，且第二溫度值小于粘片膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg值。粘片膠可在常溫、光照、水汽等環(huán)境進(jìn)行固化，固化后在Tg值以下呈固態(tài)。

示例性，加固圈可以為熱熔膠棒EVT材質(zhì)，其第一溫度值取值范圍為0-50℃，第二溫度值對應(yīng)于為100-280℃，而粘片膠7的Tg值對應(yīng)為350℃以上的數(shù)值；即熱熔膠棒EVT材質(zhì)的加固圈可以在常溫下保持穩(wěn)定的固態(tài)，在較高溫度時(100℃以上)融化、流動，卻不影響粘片膠7的固化狀態(tài)。

需要說明的是，在實際應(yīng)用中，也可選擇其他材質(zhì)的加固圈，只要加固圈在常溫下穩(wěn)定，可以限定粘片膠流動，以使粘片膠在常溫、光照、水汽等環(huán)境下完成固化，并且加固圈的液化溫度或汽化溫度遠(yuǎn)小于粘片膠的Tg值即可。

需要說明的是，上述實現(xiàn)方案示例性示出，加固圈可以通過熱處理去除，顯然，在實際應(yīng)用中，也可以選擇其他材質(zhì)的加固圈，以通過腐蝕、剪切等處理工藝去除。

本實施例的環(huán)境傳感器，通過選擇合適材質(zhì)的加固圈不但能夠較好地保證膠厚、降低后續(xù)工序(如打線)難度，而且加固圈在高溫條件下通過融化和流動，還能保證終態(tài)產(chǎn)品的合格膠厚，使得MEMS芯片僅依靠粘片膠隔離來自PCB板的應(yīng)力。

如參考圖2，圖2示例性示出了加固圈6的形狀為圓環(huán)形。顯然在實際應(yīng)用中加固圈6也可以為其他形狀。優(yōu)選地，加固圈的形狀與MEMS芯片匹配，即當(dāng)MEMS芯片為方形時，加固圈的外部形狀也為方形，當(dāng)MEMS芯片為圓形時，加固圈的外部形狀也為圓環(huán)形，本實施例不限定加固圈的形狀，為便于加工，優(yōu)選地設(shè)計為方環(huán)形。

優(yōu)選地，加固圈6外徑尺寸小于ASIC芯片3的尺寸，以有效支撐MEMS芯片。如參考圖2，加固圈6完全設(shè)置在ASIC芯片3上，其邊緣還預(yù)留有一定空間，以便于在ASIC芯片進(jìn)行打線等后續(xù)工序。另外為保證粘片膠的厚度能夠符合應(yīng)力需求，優(yōu)選粘片膠7的厚度大于加固圈6的厚度。

本實施例不限定加固圈6與ASIC芯片3、ASIC芯片3與PCB板2的固定方式，示例性地，加固圈6可以通過粘接的方式固定在ASIC芯片3上，ASIC芯片3也可以通過粘片膠的方式固定PCB板2上。

參考圖2，本實施例中的環(huán)境傳感器還包括封裝殼體1，封裝殼體1與PCB板2形成收容ASIC芯片3、MEMS芯片4的腔室，腔室內(nèi)的ASIC芯片3與MEMS芯片4之間、ASIC芯片3與PCB板2之間通過導(dǎo)線5連接。

本實施例的環(huán)境傳感器通過下述方法制備形成：

1、選擇合適型號的PCB板、MEMS芯片和ASIC芯片，將ASIC芯片粘貼在PCB板上；

2、在ASIC芯片上粘貼加固圈，使加固圈與ASIC芯片形成收容腔；

3、在收容腔中填充粘片膠，將MEMS芯片通過所述粘片膠固定在ASIC上；

4、在合適的溫度、光照、水汽等環(huán)境中固化粘片膠；

5、粘片膠固化完成后，對MEMS芯片、ASIC芯片和PCB板進(jìn)行打線連接等后續(xù)處理工序；

6、利用封裝殼體與PCB板形成收容ASIC芯片、MEMS芯片的腔室，完成傳感器的封裝處理。

由上，通過步驟1～6完成了本實施例的環(huán)境傳感器的制備。

本實施例中的環(huán)境傳感器可以檢測外部的溫度、濕度、光亮度或者聲音強度等參數(shù)，環(huán)境傳感器主要應(yīng)用在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域，例如手機(jī)、筆記本電腦，可穿戴設(shè)備，智能家居等。

實施例二

由于實施例一中環(huán)境傳感器的加固圈可能會制約粘片膠，使部分粘片膠無法充分發(fā)揮緩沖作用，基于該情況，本實施例提供了一種環(huán)境傳感器，該環(huán)境傳感器由實施例一中的環(huán)境傳感器再加工形成。

圖3為本實施例提供的環(huán)境傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，該環(huán)境傳感器由實施例一中的環(huán)境傳感器去除其加固圈的部分或全部形成，相應(yīng)的，收容腔的側(cè)壁高度變低或消失，粘結(jié)MEMS芯片和ASIC芯片的粘片膠呈現(xiàn)部分無加固圈支撐或者全部無加固圈支撐的裸露狀。

本實施例不限定加固圈的去除方式，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)加固圈的材料特性選擇合理的方式，如高溫處理、剪切處理、腐蝕處理等。

示例性地，當(dāng)加固圈為熱熔膠棒EVT材質(zhì)時，可以通過高溫熔融加固圈，此時收容腔的側(cè)壁高度變低或消失，相應(yīng)的，粘結(jié)MEMS芯片和ASIC芯片的粘片膠呈現(xiàn)部分無加固圈支撐或者全部無加固圈支撐的裸露狀；參考圖3，加固圈6熔融再固化形成包覆ASIC芯片3的膜層，收容腔的側(cè)壁高度變低，粘結(jié)MEMS芯片3和ASIC芯片4的粘片膠7呈現(xiàn)部分無加固圈支撐的裸露狀，由此去除了對粘片膠的限制，使粘片膠充分發(fā)揮緩沖作用，降低了來自PCB板的應(yīng)力，提升了產(chǎn)品性能。

為了便于清楚描述本實用新型實施例的技術(shù)方案，在實用新型的實施例中，采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進(jìn)行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，在本實用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他的改進(jìn)或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本實用新型的目的，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。