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傲世皇朝5分钟学会{昆仑平台注册}核心技巧,本实用新型涉及微机电技术领域,更具体地,本实用新型涉及一种MEMS传感器封装结构以及应用了该封装结构的电子设备。
目前,传感器封装结构的各个芯片通常采用叠片结构。例如,MEMS芯片和ASIC芯片叠放在PCB上。安装时,先将ASIC芯片焊接到PCB上,再将MEMS芯片焊接到ASIC芯片上,最后,将MEMS芯片和ASIC芯片分别通过键合引线与PCB通信连接。
这种结构MEMS芯片与ASIC芯片接触面积大,在焊接过程中容易形成结构应力,结构应力导致MEMS芯片的感应区发生形变,导致传感器的灵敏度降低。
此外,ASIC芯片需要预留出焊接键合引线的空间,这样使得ASIC芯片的体积通常比MEMS芯片大,不利于封装结构的轻薄化、小型化设计。
根据本实用新型的一个方面,提供一种MEMS传感器封装结构。该封装结构包括由外壳和印刷线路板围合形成的腔体,在所述腔体内设置有MEMS芯片,所述MEMS芯片具有用于采集环境信息的感应端和由所述MEMS芯片的侧部向内凹陷形成的连接端,向内凹陷部分被配置为用于减小所述连接端的连接面积。
可选地,所述向内凹陷部分的横截面为矩形,所述向内凹陷部分的高度为0.1-3mm,深度为0.05-2mm。
可选地,还包括与所述MEMS芯片通信连接的ASIC芯片,所述ASIC芯片位于所述封装结构内。
可选地,所述ASIC芯片位于所述腔体内,所述连接端与所述ASIC芯片固定连接,所述MEMS芯片的第一引线和所述ASIC芯片的第二引线中的至少一种从所述向内凹陷部分引出。
可选地,所述ASIC芯片埋入所述印刷线路板中,所述MEMS芯片被固定在所述印刷线路板上,所述MEMS芯片的第一引线由所述向内凹陷部分引出。
根据本实用新型的另一方面,提供一种电子设备。该设备包括本实用新型提供的所述封装结构。
本实用新型的一个技术效果在于,该封装结构的连接端具有向内凹陷部分,这种方式减小了与其他电子元件的连接面积,从而减小了MEMS芯片的结构应力,避免了感测区发生形变,提高了传感器的灵敏度。
此外,向内凹陷部分为MEMS芯片和其他电子元件提供了安装空间,可以在向内凹陷部分内设置连接结构,这种方式可以减小MEMS芯片或者其他电子元件的尺寸。顺应了电子设备小型化、轻薄化的发展趋势。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图中,11:外壳;12:PCB;13:MEMS芯片;14:第一引线:第二引线:感应端。
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种MEMS传感器封装结构。该封装结构包括由外壳11和印刷线)围合形成的腔体。在腔体内设置有MEMS芯片13。MEMS芯片13具有用于采集环境信息的感应端20和用于固定MEMS芯片13的连接端18。感应端具有感应区。连接端18由MEMS芯片13的侧部向内凹陷形成。在此,向内凹陷部分19可以设置在连接端18的两侧,也可以是向内凹陷部分19围绕连接端18设置,还可以是由MEMS芯片13的一条边向内凹陷形成向内凹陷部分19。连接端18与其他电子元件进行连接,例如,通过锡焊焊接的方式进行连接。
该封装结构的连接端具有向内凹陷部分19,这种方式减小了与其他电子元件的连接面积,从而减小了MEMS芯片13的结构应力,避免了感测区发生形变,提高了传感器的灵敏度。
此外,向内凹陷部分19为MEMS芯片13和其他电子元件提供了安装空间,可以在向内凹陷部分19内设置连接结构。这种方式可以减小MEMS芯片13或者其他电子元件的尺寸。
图1示出了本实用新型的封装结构的一个实施例。在该例子中,封装结构包括外壳11、PCB12和MEMS芯片13。MEMS芯片13的连接端18通过锡焊焊接与PCB12固定在一起。向内凹陷部分19围绕连接端18设置。在此,向内凹陷部分19的横截面可以是但不局限于矩形、弧形、圆形、三角形或者梯形,只要能通过向内凹陷部分19减小结构应力,并便与加工即可。
MEMS芯片13的第一引线引出。第一引线的部分通信连接。这种方式有效地降低了MEMS芯片13的结构应力,并且充分利用了向内凹陷部分19的空间,避免了第一引线外露。
在一个优选的例子中,向内凹陷部分19的横截面为矩形,向内凹陷部分19的高度为0.1-3mm,深度为0.05-2mm。该尺寸可有效地减小MEMS连接时的结构应力,并且加工难度低。
例如,MEMS芯片13的基板为单晶硅晶圆或者多晶硅晶圆,通过刻蚀液刻蚀或者粒子束刻蚀的方法形成向内凹陷部分19。
图2示出了本实用新型的封装结构的另一实施例。在该例子中,封装结构还包括与MEMS芯片13通信连接的ASIC芯片15,ASIC芯片15位于封装结构内。ASIC芯片15用于将MEMS芯片13感测的信号进行放大后再输送。在此,ASIC芯片15可以位于腔体中,也可以被埋入PCB12或者外壳11中。
例如,如图2所示,ASIC芯片15位于腔体内。MEMS芯片13的连接端与ASIC芯片15固定连接。向内凹陷部分19位于MEMS芯片13和ASIC芯片15之间,以减小二者之间的连接面积,从而使结构应力得到消减。可选的是,MEMS芯片13的第一引线的第二引线中的至少一种从向内凹陷部分19引出,这种方式充分利用了向内凹陷部分19的空间,避免了第一引线和/或第二引线外露。
通常情况下,MEMS传感器封装结构的安装顺序为:先将ASIC芯片15和MEMS芯片13安装完毕,再用第一引线导通,用第二引线导通。这种方式需要预留出ASIC芯片15的连接空间,使得ASIC芯片15的面积大于MEME芯片13的面积。
首先、将ASIC芯片15固定到PCB12上,例如,通过锡焊焊接的方式焊接到PCB12上;
然后、将第二引线的一端连接到ASIC芯片15上,焊接位置与形成向内凹陷部分19的位置相对应,另一端连接到PCB12上,以实现ASIC芯片15与PCB12的通信连接;
接下来,将MEMS芯片13焊接到ASIC芯片15上,完成二者的固定连接。
由于利用了向内凹陷部分19的空间,故可以将ASIC芯片15设计成小型结构,顺应了电子设备小型化、轻薄化的发展趋势。
图3示出了本实用新型的又一种封装结构的实施例。在该实施例中,ASIC芯片15埋入印刷线被固定在印刷线的第一引线引出。在制作印刷线路板时,将ASIC芯片15制作进去。这种方式可以使MEMS传感器封装结构做的更薄,并且ASIC芯片15的结构更稳定,提高了传感器的可靠性。
本实用新型还提供一种电子设备。该电子设备包括本实用新型提供的封装结构。该电子设备具有灵敏度高的特点。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。