一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括PCB板以及具有敏感區(qū)域的芯片，所述芯片固定在PCB板上；在所述芯片的上端面設(shè)置有用于與塑封模具接觸的彈性膜層，在所述芯片的外側(cè)設(shè)置有將芯片塑封在PCB板上的塑封體，所述塑封體上對應(yīng)芯片敏感區(qū)域的位置形成有窗口。本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，在芯片的表面上設(shè)置彈性膜層，在注塑的時候，塑封模具可直接壓在芯片表面的彈性膜層上，從而可以防止注塑模具壓碎芯片；通過擠壓彈性膜層變形，不但可以實現(xiàn)塑封模具與芯片的緊密接觸，防止注塑料溢到非注塑區(qū)中；同時，還可以自動調(diào)整不同芯片之間的高度差，使得注塑模具與各芯片均緊密接觸在一起。
【專利說明】
一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及芯片的封裝領(lǐng)域，更具體地，本實用新型涉及一種需要與外界環(huán)境相互作用的芯片的封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能設(shè)備的發(fā)展，為實現(xiàn)其智能化的功能，越來越多的傳感器被引入到智能設(shè)備中，例如環(huán)境傳感器、光學(xué)傳感器等。現(xiàn)有芯片的封裝結(jié)構(gòu)中，包括PCB板以及固定在PCB板上的蓋體，所述蓋體與PCB板共同圍成了芯片的外部封裝結(jié)構(gòu);各芯片通常貼裝的方式固定在PCB板上。這種封裝結(jié)構(gòu)由于采用蓋體來封裝，通常其尺寸比較大，不能滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品的輕薄化發(fā)展。而且這種封裝方式的流程較為復(fù)雜，造成成本較高。
[0003]為了進(jìn)一步降低芯片的封裝尺寸，可采用塑封的形式對芯片進(jìn)行封裝，但是對于環(huán)境傳感器芯片、光學(xué)傳感器芯片而言，這些芯片具有敏感區(qū)域，在進(jìn)行塑封的時候，通常需要將其敏感區(qū)域避開。通常的做法是，塑封模具與芯片直接接觸在一起，也就是說，塑封模具壓在芯片上，從而在注塑的時候，可以將芯片的敏感區(qū)域避讓開。這種塑封結(jié)構(gòu)帶來的問題是:為了防止注塑料進(jìn)入至非塑封區(qū)域，硬質(zhì)的塑封模具需要與芯片緊密接觸在一起，這就容易將芯片壓碎;再者，由于各個芯片的高度不同，會造成某些芯片與塑封模具緊密配合，而有些芯片與塑封模具之間留有間隙，因此會使注塑料進(jìn)入至非塑封區(qū)域，造成芯片的損壞。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的一個目的是提供了一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)。
[0005]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括PCB板以及具有敏感區(qū)域的芯片，所述芯片固定在PCB板上;在所述芯片的上端面設(shè)置有用于與塑封模具接觸的彈性膜層，在所述芯片的外側(cè)設(shè)置有將芯片塑封在PCB板上的塑封體，所述塑封體上對應(yīng)芯片敏感區(qū)域的位置形成有窗口。
[0006]優(yōu)選地，所述芯片為環(huán)境傳感器芯片，所述彈性膜層位于環(huán)境傳感器芯片上端面鄰近其敏感區(qū)域的位置。
[0007]優(yōu)選地，所述彈性膜層呈環(huán)繞所述環(huán)境傳感器芯片敏感區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，在所述環(huán)境傳感器芯片的側(cè)壁上還設(shè)置有應(yīng)力緩沖層。
[0009]優(yōu)選地，所述芯片為光學(xué)芯片，所述塑封體為將光學(xué)芯片塑封在PCB板上的不透光塑封體，在所述窗口的位置還填充有覆蓋所述光學(xué)芯片敏感區(qū)域的透光塑封體。
[0010]優(yōu)選地，所述透光塑封體在其外側(cè)形成一光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述光學(xué)芯片通過涂膠層粘結(jié)在PCB板上。
[0012]優(yōu)選地，所述光學(xué)芯片設(shè)置有兩個，分別為光學(xué)傳感器芯片、LED芯片;所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片間隔地設(shè)置在PCB板上;所述不透光塑封體在光學(xué)傳感器芯片、LED芯片之間的位置形成一將光學(xué)傳感器芯片、LED芯片隔開的阻隔部。
[0013]優(yōu)選地，所述彈性膜層呈環(huán)繞所述光學(xué)芯片敏感區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述彈性膜層覆蓋所述光學(xué)芯片的敏感區(qū)域，且所述彈性膜層由透光材料制成。
[0015]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，在芯片的表面上設(shè)置彈性膜層，在注塑的時候，塑封模具可直接壓在芯片表面的彈性膜層上，從而可以防止注塑模具壓碎芯片；通過擠壓彈性膜層變形，不但可以實現(xiàn)塑封模具與芯片的緊密接觸，防止注塑料溢到非注塑區(qū)中；同時，還可以自動調(diào)整不同芯片之間的高度差，使得注塑模具與各芯片均緊密接觸在一起。
[0016]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0018]圖1是本實用新型封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0019]圖2是圖1中封裝結(jié)構(gòu)另一種變形結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0020]圖3是本實用新型封裝結(jié)構(gòu)另一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4是圖3中封裝結(jié)構(gòu)在注塑時的原理圖。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實用新型的各種示例性實施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實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)值不限制本實用新型的范圍。
[0023]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0024]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)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)和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0025]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，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。
[0026]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，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0027]本實用新型提供了一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其包括PCB板I以及固定在PCB板I上的芯片，所述芯片具有敏感區(qū)域，通過敏感區(qū)域使得芯片發(fā)揮各自的功能。本實用新型的芯片可以是光學(xué)芯片，例如可以是光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的光學(xué)芯片，參考圖3。其中，光學(xué)傳感器芯片2的敏感區(qū)域2a用來感應(yīng)光信號，例如可根據(jù)光線的強(qiáng)弱使光學(xué)傳感器芯片2發(fā)出不同的控制信號;LED芯片3的敏感區(qū)域3a用來發(fā)射光信號，其可以是發(fā)光二極管等發(fā)光器件。本實用新型的芯片還可以是環(huán)境傳感器芯片8，參考圖1。該環(huán)境傳感器芯片8可以是壓力傳感器芯片、溫度傳感器芯片、濕度傳感器芯片、氣體傳感器芯片等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的環(huán)境傳感器芯片8，通過環(huán)境傳感器芯片8的敏感區(qū)域來獲取外界的環(huán)境信息，從而使環(huán)境傳感器芯片輸出不同的檢測信號。
[0028]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，芯片可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式固定在PCB板I上。例如在本實用新型一個具體的實施方式中，在芯片與PCB板I之間設(shè)有涂膠層4，該涂膠層4可以是COB膠等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的膠材。所述芯片通過該涂膠層4粘結(jié)在PCB板I上，實現(xiàn)了芯片與PCB板I的連接。其中，在所述芯片的上端面還設(shè)置有彈性膜層6，該彈性膜層6可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的具有一定彈性變形的材料制成，例如硅膠材料等。該彈性膜層6可以通過絲網(wǎng)印刷或者噴涂的方式設(shè)置在芯片的上端面，并可根據(jù)實際需要選擇合適的形狀，例如形成掩膜或者鏤空等，這都屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再具體說明。
[0029]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，在所述芯片的外側(cè)設(shè)置有將芯片塑封在PCB板I上的塑封體7，在進(jìn)行注塑的時候，塑封模具11壓合在芯片上端的彈性膜層6上，并擠壓彈性膜層6發(fā)生變形，從而可以使塑封模具11與彈性膜層6緊密配合在一起。在成型塑封體后，所述塑封體7上對應(yīng)芯片敏感區(qū)域的位置形成有窗口 12，以將芯片的敏感區(qū)域暴露出來，使芯片發(fā)揮各自的功能。
[0030]為了便于理解本實用新型的技術(shù)方案，現(xiàn)以環(huán)境傳感器芯片8為例，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行描述。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實用新型的芯片可以單獨(dú)設(shè)置，也可以是以多個組合的方式進(jìn)行設(shè)置。
[0031]在該具體的實施例中，參考圖1，封裝結(jié)構(gòu)包括貼裝在PCB板I上的環(huán)境傳感器芯片8以及ASIC芯片9，其中，該ASIC芯片9用于對環(huán)境傳感器芯片8輸出的信號進(jìn)行處理，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。環(huán)境傳感器芯片8、ASIC芯片9間隔地設(shè)置在PCB板I上，并通過金線將環(huán)境傳感器芯片8、ASIC芯片9、PCB板I電連接起來。彈性膜層6設(shè)置在環(huán)境傳感器芯片8上端面鄰近其敏感區(qū)域的位置上。例如，該彈性膜層6可以呈環(huán)繞所述環(huán)境傳感器芯片8敏感區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)。其中，為了避免彈性膜層6將環(huán)境傳感器芯片8的引腳覆蓋住，在設(shè)置彈性膜層6之前，可在環(huán)境傳感器芯片8的引腳上預(yù)先設(shè)置植錫球，之后再通過噴涂或者絲印的方式在環(huán)境傳感器芯片8的端面上形成彈性膜層6。
[0032]在注塑形成塑封體7的時候，參考圖2，塑封模具11的相應(yīng)位置壓合在環(huán)境傳感器芯片8上端的彈性膜層6上，并擠壓彈性膜層6變形，由此可使塑封模具11與環(huán)境傳感器芯片8緊密配合在一起，從而可以避免注塑料溢入至環(huán)境傳感器芯片8的敏感區(qū)域上；同時該彈性膜層6還可以起到緩沖作用，防止塑封模具11將環(huán)境傳感器芯片8壓碎。
[0033]在本實用新型一個優(yōu)選的實施方式中，在所述環(huán)境傳感器芯片8的側(cè)壁上還設(shè)置有應(yīng)力緩沖層10，在注塑形成塑封體7的時候，通過該應(yīng)力緩沖層10，可以避免塑封體7對環(huán)境傳感器芯片8帶來較大的應(yīng)力。該應(yīng)力緩沖層10可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的材料，例如可在環(huán)境傳感器芯片8的側(cè)壁上涂覆一層膠層，通過該膠層來緩沖注塑塑封體7時對環(huán)境傳感器芯片8所帶來的應(yīng)力。
[0034]在本實用新型另一具體的實施方式中，所述芯片可以為光學(xué)芯片，現(xiàn)以光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3為例，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行描述。參考圖3，光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3間隔地分布在PCB板I上，光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3的引腳通過金線與PCB板I上相應(yīng)的焊盤連接在一起，從而將光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3的引腳接入到PCB板I上的電路布圖中。
[0035]其中，所述彈性膜層6可以設(shè)置在位于光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3上端面鄰近各自敏感區(qū)域的位置。例如，該彈性膜層6設(shè)置有兩個，其分別呈環(huán)繞所述光學(xué)傳感器芯片2敏感區(qū)域2a以及LED芯片3敏感區(qū)域3a的環(huán)形結(jié)構(gòu)。在另一實施例中，所述彈性膜層6可以采用透光材料制成，其覆蓋在所述光學(xué)傳感器芯片2的敏感區(qū)域2a以及LED芯片3的敏感區(qū)域3a上。
[0036]在注塑形成塑封體7的時候，塑封模具11的相應(yīng)位置壓合在光學(xué)傳感器芯片2以及LED芯片3上端的彈性膜層6上，并擠壓彈性膜層6變形，由此可使塑封模具11與光學(xué)傳感器芯片2以及LED芯片3緊密配合在一起，從而可以避免注塑料溢入至光學(xué)傳感器芯片2以及LED芯片3的敏感區(qū)域2a、3a上。在此需要注意的時候，塑封體7需要采用不透光的材料，從而形成將光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3塑封在PCB板I上的不透光塑封體。由于光學(xué)傳感器芯片
2、LED芯片3間隔地設(shè)置在PCB板上，在形成不透光塑封體后，會在光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3之間的位置形成一將所述光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3隔開的阻隔部13。通過該阻隔部13可以將光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3阻隔開，防止LED芯片3發(fā)出的光直接被光學(xué)傳感器芯片2感應(yīng)到。
[0037]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，注塑完成后，所述不透光塑封體在光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3敏感區(qū)域的位置形成了分別將光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3敏感區(qū)域2a、3a暴露出來的窗口，可在該窗口內(nèi)填充透光塑封體5，使得該透光塑封體5可將光學(xué)傳感器芯片2的敏感區(qū)域2a、LED芯片3的敏感區(qū)域3a覆蓋住。該透光塑封體5采用透光的材料制成，使得該透光塑封體5不會影響光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3的功能，同時還可以保護(hù)光學(xué)傳感器芯片2、LED芯片3的光學(xué)區(qū)域不受損壞，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再具體說明。
[0038]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，LED芯片3傳輸出去的光信號以及光學(xué)傳感器芯片2接收到的光信號在經(jīng)過透光塑封體5的邊緣位置時，均會發(fā)生折射的現(xiàn)象。在本實用新型一個具體的實施方式中，所述透光塑封體5的外側(cè)端面為平面。在另一優(yōu)選的實施方式中，所述透光塑封體5外側(cè)具有一光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)5a，該光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)5a可以呈半球狀，也可以根據(jù)實際需要選擇其它的形狀。該光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)5a可以作為光信號出入的光學(xué)鏡頭，由此可以提高光信號出、入的強(qiáng)度，從而提高了光學(xué)傳感器芯片、LED芯片的靈敏度和分辨率。
[0039]本實用新型的封裝結(jié)構(gòu)，在芯片的表面上設(shè)置彈性膜層，在注塑的時候，塑封模具可直接壓在芯片表面的彈性膜層上，從而可以防止注塑模具壓碎芯片；通過擠壓彈性膜層變形，不但可以實現(xiàn)塑封模具與芯片的緊密接觸，防止注塑料溢到非注塑區(qū)中；同時，還可以自動調(diào)整不同芯片之間的高度差，使得注塑模具與各芯片均緊密接觸在一起。
[0040]雖然已經(jīng)通過示例對本實用新型的一些特定實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本實用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實用新型的范圍和精神的情況下，對以上實施例進(jìn)行修改。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項】
1.一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括PCB板(I)以及具有敏感區(qū)域的芯片，所述芯片固定在PCB板(I)上;在所述芯片的上端面設(shè)置有用于與塑封模具(11)接觸的彈性膜層(6)，在所述芯片的外側(cè)設(shè)置有將芯片塑封在PCB板(I)上的塑封體(7)，所述塑封體(7)上對應(yīng)芯片敏感區(qū)域的位置形成有窗口( 12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片為環(huán)境傳感器芯片(8)，所述彈性膜層(6)位于環(huán)境傳感器芯片(8)上端面鄰近其敏感區(qū)域的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彈性膜層(6)呈環(huán)繞所述環(huán)境傳感器芯片(8)敏感區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述環(huán)境傳感器芯片(8)的側(cè)壁上還設(shè)置有應(yīng)力緩沖層(10)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片為光學(xué)芯片，所述塑封體(7)為將光學(xué)芯片塑封在PCB板(I)上的不透光塑封體，在所述窗口( 12)的位置還填充有覆蓋所述光學(xué)芯片敏感區(qū)域的透光塑封體(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述透光塑封體(5)在其外側(cè)形成一光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)(5a)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光學(xué)芯片通過涂膠層(4)粘結(jié)在PCB板(I)上。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光學(xué)芯片設(shè)置有兩個，分別為光學(xué)傳感器芯片(2)、LED芯片(3);所述光學(xué)傳感器芯片(2)、LED芯片(3)間隔地設(shè)置在PCB板(I)上;所述不透光塑封體在光學(xué)傳感器芯片(2)、LED芯片(3)之間的位置形成一將光學(xué)傳感器芯片(2)、LED芯片(3)隔開的阻隔部(13)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彈性膜層(6)呈環(huán)繞所述光學(xué)芯片敏感區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彈性膜層(6)覆蓋所述光學(xué)芯片的敏感區(qū)域，且所述彈性膜層(6)由透光材料制成。
【文檔編號】B81B7/02GK205442633SQ201620007733
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】鄭國光
【申請人】歌爾聲學(xué)股份有限公司