一种系统级封装的压力传感器结构和制作方法与流程

本发明涉及半导体器件封装技术领域，特别是涉及一种系统级封装的压力传感器结构和制作方法。

背景技术：

系统级封装(sip，systeminpackage)是指将多种电子元件(如微处理器、存储器、mems、光学器件、被动元件等)在封装时集成在一起的一种系统构装方式。

预成型(open-molding)是在引线框架或者封装基板表面通过注塑压合的方法在某特定区域直接漏出引线框架和基板，用作后道工艺处理。

目前，市场上对小型化、集成度高的压力传感器需求越来越大，而对于新产品开发阶段，原有的压力传感器封装都是通过模具一体注塑而成，即openmolding工艺。通过这种工艺进行验证后，发现工艺周期较长，模具成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种系统级封装的压力传感器结构和制作方法，提高了开发效率，降低了开发成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种系统级封装的压力传感器制作方法，包括：

在基板上制作用于连接上下线路层的连接孔；

采用导电胶将压力感应芯片和处理芯片固定在所述基板上，并与所述基板的金手指或焊盘连接；

将通过整版设计加工制造出的绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围；

使用环氧树脂胶将所述基板上的所述绝缘框外区域填充固化。

其中，在所述使用环氧树脂胶将所述基板上的所述绝缘框外区域填充固化之后，还包括将金属壳通过粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面，其中，所述金属盖具有通孔，用于所述感应芯片感应外界气压。

其中，所述连接孔为采用激光钻孔或机械钻孔得到的连接孔。

其中，在所述在基板上制作用于连接上下线路层的连接孔，和所述采用导电胶将压力感应芯片和处理芯片固定在所述基板上，并与所述基板的金手指连接之间，还包括：

将电子元器件通过锡膏焊接在所述基板上。

其中，多个所述压力感应芯片堆叠后设置在所述基板上，或倒装在所述基板上。

其中，多个所述处理芯片堆叠后设置在所述基板上，或倒装在所述基板上。

其中，所述绝缘框为fr4绝缘框或bt绝缘框。

除此之外，本发明实施例还提供了一种系统级封装的压力传感器结构，包括基板、绝缘框和设有通孔的金属盖，所述基板上设置有用于连接上下线路层的连接孔，所述基板的正面固接有压力感应芯片和处理芯片，所述压力感应芯片和所述处理芯片与所述基板的金手指或焊盘连接，所述绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围，所述基板上的所述绝缘框外区域由环氧树脂胶填充固化，所述金属壳粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面。

其中，所述绝缘框为fr4绝缘框或bt绝缘框。

其中，所述压力感应芯片或所述处理芯片与所述基板的金手指或焊盘通过金线、铜线或铝线连接。

本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构以及制作方法，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明实施例提供的系统级封装的压力传感器制作方法，包括：

在基板上制作用于连接上下线路层的连接孔；

采用导电胶将压力感应芯片和处理芯片固定在所述基板上，并与所述基板的金手指或焊盘连接；

将通过整版设计加工制造出的绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围；

使用环氧树脂胶将所述基板上的所述绝缘框外区域填充固化。

除此之外，本发明实施例所提供了的系统级封装的压力传感器结构，包括基板、绝缘框和设有通孔的金属盖，所述基板上设置有用于连接上下线路层的连接孔，所述基板的正面固接有压力感应芯片和处理芯片，所述压力感应芯片和所述处理芯片与所述基板的金手指或焊盘连接，所述绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围，所述基板上的所述绝缘框外区域由环氧树脂胶填充固化，所述金属壳粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面。

所述系统级封装的压力传感器结构和制作方法，通过采用绝缘框成型的方式，在ic前期研发阶段，基板布局和相应的芯片尺寸可根据需要灵活改动，对绝缘框加工不产生影响，采用绝缘框成型的方式，提高了开发效率，降低了开发成本。

综上所述，本发明实施例提供的系统级封装的压力传感器结构和制作方法，通过采用绝缘框成型的方式，提高了开发效率，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器制作方法的一种步骤流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构的一种具体实施方式中的基板的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构的一 种具体实施方式的横截面结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构的一种具体实施方式的纵截面结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构的一种具体实施方式的封装结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构的另一种具体实施方式的封装结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的压力传感器封装都是通过模具一体注塑而成，即openmolding工艺。通过这种工艺进行验证后，发现工艺周期较长，模具成本较高。

基于此，本发明实施例提供了一种系统级封装的压力传感器制作方法，包括：

在基板上制作用于连接上下线路层的连接孔；

采用导电胶将压力感应芯片和处理芯片固定在所述基板上，并与所述基板的金手指或焊盘连接；

将通过整版设计加工制造出的绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围；

使用环氧树脂胶将所述基板上的所述绝缘框外区域填充固化。

除此之外，本发明实施例还提供了一种系统级封装的压力传感器结构，包括基板、绝缘框和设有通孔的金属盖，所述基板上设置有用于连接上下线路层的连接孔，所述基板的正面固接有压力感应芯片和处理芯片，所述压力感应芯片和所述处理芯片与所述基板的金手指或焊盘连接，所述绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围，所述基板上的所述绝缘框外区域由环氧树脂胶填充固化，所述金属壳粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面。

综上所述，本发明实施例提供的系统级封装的压力传感器结构和制作方法，通过采用绝缘框成型的方式，在ic前期研发阶段，基板布 局和相应的芯片尺寸可根据需要灵活改动，对绝缘框加工不产生影响，采用绝缘框成型的方式，提高了开发效率高，降低了开发成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器制作方法的一种步骤流程示意图。

在一种具体实施方式中，所述系统级封装的压力传感器制作方法，包括：

步骤10，在基板上制作用于连接上下线路层的连接孔；

步骤20，采用导电胶将压力感应芯片和处理芯片固定在所述基板上，并与所述基板的金手指或焊盘连接；

步骤30，将通过整版设计加工制造出的绝缘框粘接在所述基板上，将所述压力感应芯片包围；

步骤40，使用环氧树脂胶将所述基板上的所述绝缘框外区域填充固化。

通过采用绝缘框2成型的方式，在ic前期研发阶段，基板1布局和相应的芯片尺寸可根据需要灵活改动，对绝缘框2加工不产生影响，采用绝缘框2成型的方式，提高了开发效率高，降低了开发成本。

由于封装的目的是在使用过程中减少外界对压力感应芯片的干扰和破坏，为减少压力感应芯片与外物直接接触的几率，在所述使用环氧树脂胶将所述基板1上的所述绝缘框2外区域填充固化之后，还包括将金属壳通过粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面，其中，所述金属盖7具有通孔71，用于所述感应芯片感应外界气压。

需要说明的是，本发明对所述金属盖7的通孔71的获得方式、大小、位置和形状不做具体限定，一般以金属盖7与感应芯片之间的空间较小，金属盖7上的通孔71的总面积越大越好，这样能够使得感应芯片所处区域的气压能够与外界需要测量的气压更快同步，提高感应芯片的检测响应速度和灵敏度。

本发明中的基板1为多层结构的基板1，从上到下依次是油墨(soldermask)层11、线路层12、bt芯板层(core)13、线路层14和油墨层15；在最上层的油墨层上设置有金手指或者焊盘(pad)，在上下线路层之间设于连接孔。

一般所述连接孔为采用激光钻孔或机械钻孔得到的连接孔，采用激光钻孔获得的连接孔的尺寸精度较高，成本稍微高一些，好事较长一些，而采用机械钻孔获得的连接孔的速度较快，效率较高，但是如果连接孔的尺寸较小，很难保证精度，而且由于金属盖7的厚度一般非常小，采用机械钻孔的方式很容易将金属盖7钻破，因此，一般采用机械钻孔的方式获得连接孔。需要说明的是，本发明对所述连接孔的获得方式不做具体限定。

由于系统级封装的压力传感器一般还会在基板1上设置除了压力感应芯片4之外的电子元器件5，在所述在基板1上制作用于连接上下线路层的连接孔，和所述采用导电胶将压力感应芯片4和处理芯片3固定在所述基板1上，并与所述基板1的金手指连接之间，还包括：

将电子元器件5通过锡膏焊接在所述基板1上。

需要说明的是，本发明对所述电子元器件5的种类和数量不做具体限定，可以是电阻或电容，也可以是其它的电子元器件5。

而在同一基板1上设置的压力感应芯片4的数量可以是多个，这样通过对比，较少压力感应芯片4处理过程中产生的偶然误差，处理芯片3的数量也可以是多个，这样就能组成多核处理系统，加快处理处理速度。一般所述压力感应芯片4堆叠后设置在所述基板1上，或倒装在所述基板1上。多个所述处理芯片3堆叠后设置在所述基板1上，或倒装在所述基板1上。当然，单个的压力感应芯片4或处理芯 片3也可以直接倒装安装在基板1上。

本发明中的绝缘框2一般为fr4绝缘框2或bt绝缘框2，或是其它的耐高温不发生形变的环氧材料制成，通过正版设计加工制造，最后按照需求尺寸切割成型而成。

除此之外，本发明实施例还提供了一种系统级封装的压力传感器结构，如图2-6所示，包括基板1、绝缘框2和设有通孔71的金属盖7，所述基板1上设置有用于连接上下线路层的连接孔，所述基板1的正面固接有压力感应芯片4和处理芯片3，所述压力感应芯片4和所述处理芯片3与所述基板1的金手指或焊盘连接，所述绝缘框2粘接在所述基板1上，将所述压力感应芯片4包围，所述基板1上的所述绝缘框2外区域由环氧树脂胶填充固化，所述金属壳粘结剂固定在所述环氧树脂胶表面。

本发明中的基板1为多层结构的基板1，从上到下依次是油墨(soldermask)层11、线路层12、bt芯板层(core)13、线路层14和油墨层15；在最上层的油墨层上设置有金手指或者焊盘(pad)，在上下线路层之间设于连接孔。

一般所述连接孔为采用激光钻孔或机械钻孔得到的连接孔，采用激光钻孔获得的连接孔的尺寸精度较高，成本稍微高一些，好事较长一些，而采用机械钻孔获得的连接孔的速度较快，效率较高，但是如果连接孔的尺寸较小，很难保证精度，而且由于金属盖7的厚度一般非常小，采用机械钻孔的方式很容易将金属盖7钻破，因此，一般采用机械钻孔的方式获得连接孔。需要说明的是，本发明对所述连接孔的获得方式不做具体限定。

本发明中的绝缘框2一般由fr4或bt以及其它的耐高温不发生形变的环氧材料制成，通过正版设计加工制造，最后按照需求尺寸切割成型而成，即所述绝缘框2一般为fr4绝缘框2或bt绝缘框2。

压力感应芯片4或所述处理芯片3与所述基板1的金手指或焊盘通过金线、铜线或铝线连接。

在本发明中采用导电胶或者非导电胶等粘接材料将压力感应芯片4或处理芯片3固定在基板1上，通过引线键合机将金线/铜线/铝线与基板1的金手指或焊盘连接。

绝缘框2是按照正版设计加工制造，最后按照需求切割成型而成，然后将制作好的绝缘框2粘接到基板1上，外围进行环氧树脂胶6填充固化，最后只留出压力感应芯片4，用于外界气压接收。最后使用粘接剂将金属盖7固定在固化后的环氧树脂胶6表面，金属盖表面仅流出一个细小的通孔71，用来接收外界压力。

综上所述，本发明实施例所提供的系统级封装的压力传感器结构和制作方法，通过采用绝缘框成型的方式，在ic前期研发阶段，基板布局和相应的芯片尺寸可根据需要灵活改动，对绝缘框加工不产生影响，采用绝缘框成型的方式，提高了开发效率高，降低了开发成本。

以上对本发明所提供的系统级封装的压力传感器结构和制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。