集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和一種集成傳感器的封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成傳感器是一種內(nèi)部集成了多個(gè)傳感器單元的傳感器芯片(例如由壓力傳感器單元和溫度傳感器單元集成的集成傳感器)，并且作為一個(gè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感功能的獨(dú)立的芯片進(jìn)行使用。目前一些具有多個(gè)傳感器單元的集成傳感器在封裝時(shí)是將各個(gè)傳感器通過SMT焊接貼于基板上，然后再用注塑膠整體封裝形成最終應(yīng)用產(chǎn)品的集成傳感器，例如圖1所示:集成傳感器包括兩個(gè)傳感器單元，其中一個(gè)傳感器單元包括MEMS傳感器芯片3和ASIC芯片5，兩者之間通過引線4電連接，AISC芯片5通過引線連接至基板I ;另一個(gè)傳感器單元包括MEMS傳感器芯片6和ASIC芯片7，兩者之間同樣通過引線電連接，AISC芯片7通過引線連接至基板I?；錓的背面設(shè)有焊盤8，兩個(gè)傳感器單元通過焊盤8與外部電路電連接，貼裝完成后，通過注塑膠2覆蓋兩個(gè)傳感器單元以將兩個(gè)傳感器單元整體封裝在基板I上。
[0003]現(xiàn)有集成傳感器的這種封裝方式，注塑膠會對比較敏感的傳感器芯片造成嚴(yán)重應(yīng)力作用，并且不同傳感器芯片之間也會有電磁干擾，這些都會影響敏感傳感器芯片和集成傳感器的正常工作，降低產(chǎn)品性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種集成傳感器封裝的新的技術(shù)方案，以克服注塑膠對敏感傳感器的應(yīng)力作用以及屏蔽傳感器之間的互相干擾。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，包括:第一基板以及設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)傳感器，每個(gè)所述傳感器均包括MEMS傳感器芯片和與所述MEMS傳感器芯片電連接的ASIC芯片；至少一個(gè)由外殼和所述第一基板圍成的第一封裝腔體，所述第一封裝腔體內(nèi)部和外部均設(shè)置有至少一個(gè)所述傳感器；還包括從整體上封裝全部所述傳感器和全部所述第一封裝腔體的注塑膠封裝結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選的，所述外殼的最頂部設(shè)有一開口，所述注塑膠封裝結(jié)構(gòu)露出所述外殼的最頂部以暴露所述開口。
[0007]優(yōu)選的，所述第一封裝腔體內(nèi)的傳感器通過第二基板設(shè)置于所述第一基板上。
[0008]優(yōu)選的，至少一個(gè)所述傳感器的MEMS傳感器芯片和ASIC芯片集成在一起。
[0009]優(yōu)選的，所述第一封裝腔體外部的傳感器包括下列任一或組合:加速度傳感器、角速度傳感器、速度傳感器。
[0010]優(yōu)選的，多個(gè)所述傳感器中的每個(gè)敏感傳感器均單獨(dú)設(shè)置于一個(gè)所述第一封裝腔體內(nèi)部。
[0011]優(yōu)選的，所述敏感傳感器包括下列任一或組合:壓力傳感器、麥克風(fēng)、濕度傳感器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種集成傳感器的封裝方法，包括以下步驟:S1、提供多個(gè)傳感器和第一基板，每個(gè)所述傳感器均包括MEMS傳感器芯片和ASIC芯片；S2、將敏感傳感器貼裝在所述第一基板上；S3、利用外殼從上方覆蓋所述敏感傳感器并且與所述第一基板圍成第一封裝腔體。S4、將其它傳感器單元貼裝在所述第一封裝腔體外部的第一基板上；S5、用注塑膠從整體上封裝全部所述傳感器和全部所述第一封裝腔體。
[0013]可選的，所述步驟S4位于所述步驟S2之前或者位于所述步驟S3之前。
[0014]優(yōu)選的，在所述步驟S3中，在所述外殼的最頂部設(shè)置開口 ；在所述步驟S5中，令所述注塑膠露出所述外殼的最頂部以暴露所述開口。
[0015]本發(fā)明集成傳感器的封裝是先利用外殼將較為敏感的傳感器封裝保護(hù)住，然后再利用注塑膠將全部傳感器一體封裝在第一基板上，具有以下技術(shù)效果:
[0016]I)將敏感傳感器用外殼封裝在第一腔體內(nèi)部，克服了后續(xù)注塑膠對敏感傳感器的應(yīng)力作用。
[0017]2)將敏感傳感器設(shè)置于第一封裝腔體內(nèi)部和其它傳感器隔離開，屏蔽了其它傳感器對敏感傳感器的干擾。
[0018]3)通過第二基板將敏感傳感器間接設(shè)置于第一基板上，進(jìn)一步緩沖了外部應(yīng)力對敏感傳感器的作用。
[0019]4)采用注塑膠將全部傳感器和第一封裝腔體一體封裝，可以使得第一封裝腔體和集成傳感器更為牢固，提高了敏感傳感器的可靠性，也從整體上提高了集成傳感器的性能。
[0020]5)采用注塑膠將全部傳感器和第一封裝腔體一體封裝，可以獲得具有平整表面的集成傳感器，有利于后續(xù)工藝。
【附圖說明】
[0021]被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0022]圖1是現(xiàn)有集成傳感器封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明集成傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明集成傳感器的封裝方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
[0029]以下對至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0030]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0031]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
[0032]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0033]本發(fā)明的集成傳感器封裝結(jié)構(gòu)，包括第一基板以及設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)傳感器，每個(gè)所述傳感器均包括MEMS傳感器芯片和與所述MEMS傳感器芯片電連接的ASIC芯片；至少一個(gè)由外殼和所述第一基板圍成的第一封裝腔體，所述第一封裝腔體內(nèi)部和外部均設(shè)置有至少一個(gè)所述傳感器；還包括從整體上封裝全部所述傳感器和全部所述第一封裝腔體的注塑膠封裝結(jié)構(gòu)。
[0034]集成傳感器中的某些傳感器單元對注塑膠帶來的應(yīng)力較為敏感，例如壓力傳感器；還有一些傳感器單元相對更容易受到其它傳感器單元的干擾，這里將對應(yīng)力較為敏感和相對更容易受到其它傳感器干擾的傳感器稱之為“敏感傳感器”，本發(fā)明將敏感傳感器設(shè)置于第一封裝腔體內(nèi)部，進(jìn)一步還可以將每個(gè)敏感傳感器單獨(dú)設(shè)置于一個(gè)第一封裝腔體內(nèi)部。例如在一個(gè)包括加速度傳感器、壓力傳感器、麥克風(fēng)、以及濕度傳感器的集成傳感器中，壓力傳感器對注塑膠的應(yīng)力更為敏感，同時(shí)加速度傳感器和壓力傳感器會釋放電磁信號和熱能成為干擾源，麥克風(fēng)很容易被釋放出的電磁信號所干擾，濕度傳感器很容易被釋放出的熱能所干擾，所以壓力傳感器、麥克風(fēng)、濕度傳感器均為敏感傳感器，可以將壓力傳感器、麥克風(fēng)、濕度傳感器分別單獨(dú)設(shè)置在不同第一封裝腔體的內(nèi)部，將加速度傳感器設(shè)置在各個(gè)第一封裝腔體的外部。在本發(fā)明公開的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品和環(huán)境確定敏感傳感器，這些也應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0035]參考圖2所示為集成傳感器封裝結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例，集成傳感器包括兩個(gè)傳感器單元，其中第一個(gè)傳感器單元包括MEMS傳感器芯片3和ASIC芯片5，兩者之間通過一引線4電連接，AISC芯片5同樣通過一引線連接至第一基板I。第二個(gè)傳感器單元包括MEMS傳感器芯片6和ASIC芯片7，兩者之間通過一引線電連接，AISC芯片7同樣通過一引線連接至第一基板I。兩個(gè)傳感器單元均貼裝于第一基板I上，通過第一基板I背面的焊盤8與外部電路電連接。從圖中可以看出，第二個(gè)傳感器單元設(shè)置在一個(gè)由外殼9和第一基板I圍成的第一封裝腔體的內(nèi)部，在外殼9的最頂部設(shè)有第二個(gè)傳感器傳感所需的開口 10，而第一個(gè)傳感器單元設(shè)置在第一封裝腔體的外部，注塑膠2從整體上封裝兩個(gè)傳感器單元和第一封裝腔體，并且露出外殼9的最頂部以暴露開口 10。
[0036]參考圖3所示為集成傳感器封裝結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例，和圖2所示的第一實(shí)施例的不同之處在于，第二傳感器單元不是直接設(shè)置于第一基板I上而是通過第二基板11間接設(shè)置于第一基板I上，該傳感器單元貼裝于第二