一種復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合傳感器模塊是把復(fù)合功能傳感器芯片，和/或，單獨(dú)功能傳感器芯片封裝在一個(gè)模塊中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物理量的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)模塊的功能。胎壓監(jiān)測(cè)(TPMS)傳感器模塊是一種典型的復(fù)合傳感器模塊，本發(fā)明以TPMS傳感器模塊的封裝為例進(jìn)行說(shuō)明，但不限于TPMS傳感器模塊。
[0003]現(xiàn)代的TPMS系統(tǒng)對(duì)器件的體積、功能、功耗等要求越來(lái)越高，器件需要從各方面改進(jìn)以達(dá)到更高效的集成。其中一個(gè)主要的要求是封裝小型化，減小封裝模塊的體積，以便于將TPMS系統(tǒng)安裝在輪胎上。
[0004]目前，業(yè)界對(duì)TPMS傳感器模塊(一般包括TPMS傳感器芯片(包括壓力傳感器和加速度傳感器)、IC控制芯片、無(wú)線通訊芯片及電阻電容等分立器件)進(jìn)行封裝時(shí)，一般采用預(yù)成型(Premolding)工藝，傳感器芯片、IC控制芯片、無(wú)線通訊芯片及電阻電容等分立器件綁定在引線框架之上。由于Premolding工藝及引線框架的制作需要專用的模具，因而成本高，開發(fā)周期長(zhǎng);不適用于中小批量生產(chǎn)或者研發(fā)階段的小批量試產(chǎn)，此外當(dāng)TPMS系統(tǒng)更新?lián)Q代時(shí)，傳感器芯片、IC控制芯片、無(wú)線通訊芯片及電阻電容等分立器件的體積或者外型結(jié)構(gòu)有變化時(shí)，需要重新制作相應(yīng)模具，增加成本，造成浪費(fèi)。此外，引線框架一般是通過(guò)金屬?zèng)_壓成型，體積較大;對(duì)分立器件的貼裝加工比較困難，難于實(shí)現(xiàn)高密度集成，因而造成封裝的模塊體積大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于:提供一種復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)，復(fù)合傳感器模塊集成度高，進(jìn)一步減小封裝體積，不需要制作專用的模具，降低生產(chǎn)成本、縮短開發(fā)周期，該封裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合傳感器模塊性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、一致性好、成本低、適用于中小批量生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于:提供一種復(fù)合傳感器模塊的制造方法，生產(chǎn)的復(fù)合模塊傳感器模塊性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、一致性好、成本低、適用于中小批量生產(chǎn)。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—方面，提供一種復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，所述基板上具有由若干分立器件圍成的傳感器芯片安裝區(qū)域，以及位于所述傳感器芯片安裝區(qū)域外部的其他芯片安裝區(qū)域，于所述傳感器芯片安裝區(qū)域內(nèi)安裝有傳感器芯片，所述傳感器芯片為復(fù)合功能傳感器芯片，和/或，單獨(dú)功能傳感器芯片。
[0009]其他芯片指代復(fù)合傳感器封裝模塊中安裝在圍壩外部的芯片，例如其可以為:IC控制芯片、無(wú)線通訊芯片等(全文均相同)。需要指出的是，如果有傳感器芯片放在了圍壩外部，在本專利中，也將其歸類在其他芯片中。
[0010]作為復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述分立器件外部設(shè)置有填堵材料，所述分立器件與所述填堵材料共同形成所述傳感器芯片安裝區(qū)域的圍壩結(jié)構(gòu)。
[0011]作為復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述其他芯片安裝區(qū)設(shè)置有第一保護(hù)材料，所述第一保護(hù)材料的設(shè)置高度與所述圍壩結(jié)構(gòu)的高度相同，所述傳感器芯片安裝區(qū)域設(shè)置有用于保護(hù)傳感器芯片及其金屬綁定線的第二保護(hù)材料。
[0012]作為復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第二保護(hù)材料僅設(shè)置在所述圍壩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，或，所述第二保護(hù)材料設(shè)置在所述傳感器芯片及其金屬綁定線的所有外表面。
[0013]作為復(fù)合傳感器模塊的封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述復(fù)合傳感器模塊上設(shè)置有用于保護(hù)所述第二保護(hù)材料以及所述傳感器芯片的保護(hù)蓋，所述保護(hù)蓋上設(shè)置有透氣孔。
[0014]另一方面，一種復(fù)合傳感器模塊的制造方法，用于制作如上所述的復(fù)合傳感器模塊，包括:
[0015]其他芯片及分立器件安裝:將其他芯片以及分立器件安裝在基板上，并使若干分立器件形成可用于安裝傳感器芯片的傳感器芯片安裝區(qū)的環(huán)形外圍；
[0016]制作圍壩結(jié)構(gòu):于相鄰的所述分立器件之間以及各分立器件兩側(cè)設(shè)置填堵材料，使所述分立器件以及填堵材料形成封閉的環(huán)形圍壩結(jié)構(gòu)；
[0017]傳感器芯片安裝:將傳感器芯片安裝在所述圍壩結(jié)構(gòu)形成的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)部，打線以使傳感器芯片、其他芯片以及基板之間形成電連接；
[0018]—次封裝:在所述圍壩結(jié)構(gòu)外部設(shè)置用于保護(hù)圍壩結(jié)構(gòu)外部的電器元件的第一保護(hù)材料，并使所述第一保護(hù)材料的設(shè)置高度與所述圍壩結(jié)構(gòu)的設(shè)置高度相同；
[0019]二次封裝:在所述圍壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的用于保護(hù)圍壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳感器芯片及其金屬綁定線的第二保護(hù)材料，并使所述第二保護(hù)材料完全覆蓋所述金屬綁定線；
[0020]安裝保護(hù)蓋:在所述第一保護(hù)材料上設(shè)置用于保護(hù)所述第二保護(hù)材料以及所述傳感器芯片的保護(hù)蓋。
[0021]優(yōu)選的，在所述步驟一次封裝以及步驟二次封裝之間增加步驟預(yù)填充:在所述圍壩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部填充物塊，減小圍壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部空腔的體積；
[0022]作為復(fù)合傳感器模塊的制造方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述其他芯片及分立器件安裝為采用表面貼裝工藝將其他芯片及分立器件安裝在基板上。
[0023]作為復(fù)合傳感器模塊的制造方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述傳感器芯片安裝為通過(guò)粘結(jié)膠將傳感器芯片與基板粘結(jié)。
[0024]作為復(fù)合傳感器模塊的制造方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述二次封裝為采用滴硅膠的方式在所述圍壩結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成保護(hù)層，或，在所述整個(gè)傳感器芯片及其金屬綁定線的外部制作保護(hù)層。
[0025]作為復(fù)合傳感器模塊的制造方法的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述保護(hù)蓋的安裝方法為:在第一保護(hù)材料上開設(shè)與保護(hù)蓋形狀相對(duì)應(yīng)的溝槽，然后在溝槽中填充第一保護(hù)材料，在第一保護(hù)材料未固化時(shí)將金屬蓋壓入溝槽，待第一保護(hù)材料固化形成保護(hù)蓋與第一保護(hù)材料的連接。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的復(fù)合傳感器模塊的封裝采用基板代替引線框架，利用分立器件形成傳感器芯片安裝空間，避免使用premolding工藝，不需要制作專用的模具，降低生產(chǎn)成本、縮短開發(fā)周期，由于基板可以實(shí)現(xiàn)多層布線，能提高集成度，進(jìn)一步減小封裝體積，該結(jié)構(gòu)的復(fù)合傳感器模塊性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、一致性好、成本低，適用于中小批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]圖1A為本發(fā)明實(shí)施例所述復(fù)合傳感器模塊基板完成貼裝后結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0029]圖1B為圖1A中A-A剖面圖。
[0030]圖2A為本發(fā)明實(shí)施例所述圍壩材料固化后結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0031]圖2B為圖2A中B-B剖面圖。
[0032]圖3A為本發(fā)明所述貼裝TPMS傳感器芯片及打線后的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0033]圖3B為圖3A中C-C剖面圖。
[0034]圖4A為本發(fā)明實(shí)施例所述第一保護(hù)材料固化后結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0035]圖4B為圖4A中D-D剖面圖。
[0036]圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述在圍壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置物塊后結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0037]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述硅膠固化后結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。
[0038]圖7A為本發(fā)明實(shí)施例所述金屬蓋結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0039]圖7B為圖6中E-E剖面圖。
[0040]圖8為本發(fā)明實(shí)施例所述的復(fù)合傳感器模塊結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。
[0041