一种传感器封装结构以及电子设备的制作方法

本实用新型涉及电声技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种传感器封装结构以及电子设备。

背景技术：

微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem，mems)是一种利用微制造工艺制成的小型化机械和电子机械元件。在使用中通常将其与集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)芯片采用相应的技术封装于麦克风等传感器装置中，形成一种传感器封装结构。现如今，内置mems芯片的传感器封装结构已经能被装配到诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、vr设备以及智能穿戴设备等不同类型的电子设备中，其应用非常广泛。

从现有技术来看，由mems芯片和asic芯片组成的芯片组件被安装在由基板和外壳围合而成的一个封装结构的内部，并且在该封装结构上还设置有可供外部声音进入的声孔(当然，声孔可以根据需要设计在基板或外壳上)。然而，现有的这种传感器封装结构，它的外壳通常为单层结构，其抗射频干扰(即抗电磁波干扰)的能力比较弱，这就无法满足一些电子产品的特殊设计要求。

基于此，需要提供一种抗射频干扰能力良好的传感器封装结构，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种传感器封装结构以及电子设备的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种传感器封装结构，包括基板和设置在所述基板上的封装外壳，所述基板与所述封装外壳围成腔体；

还包括贴装在所述基板上的mems芯片，所述mems芯片位于所述腔体内；

所述封装外壳包括第一导电层及第二导电层，所述基板与所述封装外壳连接的表面包括第一电连接部及第二电连接部；所述第一导电层的下端通过第一电连接部与所述基板电连接，所述第二导电层的下端通过第二电连接部与所述基板电连接；所述第一电连接部与所述第二电连接部之间设置有绝缘部，所述第一电连接部与所述第二电连接部分别接地设置。

可选地，所述封装外壳还包括芯层；所述第一导电层与所述芯层内表面结合，所述第二导电层与所述芯层外表面结合；所述芯层的材质为绝缘材料。

可选地，所述芯层的厚度尺寸为≤1mm。

可选地，所述第一导电层、所述第二导电层中的至少一个采用电镀的方式形成在所述芯层上；或者是，

所述第一导电层和所述第二导电层中的至少一个与所述芯层之间采用粘接的方式结合在一起。

可选地，所述基板上设置有第一金属化通孔和第二金属化通孔，所述第一金属化通孔与所述第一电连接部连接，所述第二金属化通孔与所述第二电连接部连接；

在所述基板的底部设置有接地屏蔽层，所述接地屏蔽层分别与所述第一金属化通孔、所述第二金属化通孔连接。

可选地，所述第一电连接部与所述第二电连接部之间设置有阻焊材料。

可选地，所述第一电连接部呈封闭的环形结构；

所述第二电连接部呈封闭的环形结构。

可选地，所述基板上对应于所述mems芯片的位置设置有声孔。

可选地，所述mems芯片包括具有背腔的衬底，以及支撑在所述衬底上的振膜和背极板，所述振膜与所述背极板间隔开；所述声孔与所述背腔连通。

可选地，所述的传感器封装结构，还包括asic芯片；

所述asic芯片贴装在所述基板上；或者是，

所述asic芯片埋设在所述基板内部。

可选地，所述的传感器封装结构，还包括滤波器件；

所述滤波器件贴装在所述基板上；或者是，

所述滤波器件埋设在所述基板内部。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子设备，包括如上所述的传感器封装结构。

本实用新型实施例提供的传感器封装结构，对其封装外壳的结构进行了改进，将封装外壳设计为两层电磁屏蔽结构，并在这两层电磁屏蔽结构之间设置了芯层，该设计能够明显提升传感器封装结构的抗射频干扰的能力，避免电磁波对其产生影响。而且，其中的双层屏蔽结构是电连接在一起，这样可以方便地将整个传感器封装结构装配到电子设备中，无需额外设置过多的焊盘，不会增加装配的复杂度。本实用新型所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本实用新型是一种新的技术方案。

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。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例提供的传感器封装结构的结构示意图。

附图标记说明：

1-基板，101-第一金属化通孔，102-第二金属化通孔，103-声孔，2-封装外壳，201-第一导电层，202-芯层，203-第二导电层，3-mems芯片，301-背腔，302-振膜，303-背极板，4-asic芯片，5-阻焊材料，6-第一电连接部，7-第二电连接部。

具体实施方式

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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。

本实用新型实施例提供了一种传感器封装结构。该传感器封装结构例如可以是mems麦克风装置等，对此不作限制。该传感器封装结构可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、vr设备以及智能穿戴设备等多种类型的电子产品中，应用较为广泛。本实用新型提供的传感器封装结构具有良好的抗射频干扰能力，能够有效屏蔽电磁波对其性能的影响，克服了现有传感器封装结构的弊端。

以下就本实用新型实施例提供的传感器封装结构的具体结构进行进一步地说明。

本实用新型实施例提供了一种传感器封装结构，如图1所示，其结构为：包括基板1以及设置在所述基板1上的封装外壳2，所述基板1与所述封装外壳2一起围合成腔体。本实用新型提供的传感器封装结构还包括固定设置在所述基板1上的mems芯片3，且所述mems芯片3位于所述腔体的内部，即可以由腔体对mems芯片3进行有效的保护。其中，所述封装外壳2为多层复合结构，其包括有芯层202，以及结合在所述芯层202内表面的第一导电层201和结合在所述芯层202外表面的第二导电层203。所述第一导电层201的下端通过第一电连接部6与所述基板1连接。所述第二导电层203的下端通过第二电连接部7与所述基板1连接。所述第一导电层201与所述第二导电层203在所述基板1上电连接在一起并接地，此时，可以形成完整的两层电磁屏蔽结构。

本实用新型实施例提供的传感器封装结构，对其封装外壳2的结构进行了改进。具体地，将封装外壳2设计为两层电磁屏蔽结构，并在这两层电磁屏蔽结构之间设置了芯层202，该设计能够明显提升传感器封装结构的抗射频干扰的能力，避免电磁波对其产生影响。当然，也可以将封装外壳2设计为更多层的电磁屏蔽结构，此时在相邻的两层电磁屏蔽结构之间设置芯层202即可，本领域技术人员可以根据实际需要灵活调整。本实用新型中的这一设计可以在很大程度上提升传感器封装结构的抗射频干扰的能力，避免其受电磁波的干扰。而且，其中的双层电磁屏蔽结构，即第一导电层201和第二导电层203在基板1上是电连接在一起的，当将整个传感器封装结构装配到电子设备中的时候，无需额外设置过多的焊盘，装配方式简单，不会增加装配的复杂度。

本实用新型的基板1可以采用本领域熟知的电路板，例如可以采用pcb板等，本实用新型对此不作限制。基板1采用电路板可以实现传感器封装结构的电路设计。

本实用新型的封装外壳2，如图1所示，其包括芯层202、第一导电层201和第二导电层203。其中，所述芯层202位于中部，所述第一导电层201附着在所述芯层202的内表面上，所述第二导电层203附着在所述芯层202的外表面上。

在本实用新型一个可选的例子中，所述第一导电层201、所述第二导电层203中的至少一个采用电镀的方式形成在所述芯层202上。

在本实用新型另一个可选的例子中，所述第一导电层201和所述第二导电层203中的至少一个与所述芯层202之间采用粘接的方式结合在一起。具体来说，可以先将所述芯层202、所述第一导电层201以及所述第二导电层203分别制作出，然后将所述第一导电层201粘接在所述芯层202的内表面上，将所述第二导电层203粘接在所述芯层的外表面上，以使所述芯层202、所述第一导电层201和所述第二导电层203之间采用粘接的方式结合在一起。

本实用新型的封装外壳2，其结构为：如图1所示，包括与基板1相对的顶部以及从顶部四周边缘朝向基板1方向延伸的侧壁部，由侧壁部与顶部围成了半包围结构。基板1被固定设置在封装外壳2的开口端位置，共同形成了具有封闭空间的封装结构。所述mems芯片3被封装在该封闭空间内部。

本实用新型中，构成所述封装外壳2的第一导电层201和第二导电层203例如可以选用金属材料制作而成，以保证形成的封装结构具有良好的电磁屏蔽效果，能保障其内部的mems芯片3的工作性能不会受到外界影响，从而确保整个传感器封装结构能够正常的工作。当然，封装外壳2也可以采用本领域熟知的其他材料制作，本领域技术人员可以根据需要进行调整，本实用新型对此不作限制。构成所述封装外壳2的芯层202可以选用绝缘材料制作而成，例如可以采用树脂材料等。

本实用新型的封装外壳2，其中的第一导电层201与第二导电层203之间设置有芯层202。即，第一导电层201与第二导电层203并非是直接贴合在一起的，而是通过芯层202隔开的。在本实用新型的一个可选的例子中，将所述芯层202的厚度设计为≤1mm。本实用新型的传感器封装结构本身的尺寸比较小，若将芯层202的厚度设计的过大，就会造成封装外壳2的尺寸过大，这样不利于传感器封装结构装配；又或者是，会造成位于内层的第一导电层201的尺寸过小，导致封装外壳2与基板1围成的腔体尺寸过小。

本实用新型的传感器封装结构，如图1所示，在所述基板1上分别设置有第一金属化通孔101和第二金属化通孔102。所述第一金属化通孔101与所述第一导电层201连接，所述第二金属化通孔102与所述第二导电层203连接。并且，在所述基板1的底部设置有屏蔽层，所述屏蔽层分别与所述第一金属化通孔101、所述第二金属化通孔102连接。需要说明的是，此时在所述基板1底部设置的屏蔽层是与外部接地焊盘连接的，通过其进行接地。

如图1所示，在本实用新型的基板1上，所述第一电连接部6与所述第二电连接部7之间设置有阻焊材料5。即，由阻焊材料5将第一电连接部6和第二电连接部7隔离开来，避免二者直接接触。本实用新型中在所述第一电连接部6和所述第二电连接部7之间设置阻焊材料5，可以防止所述第一导电层201和所述第二导电层203在阻焊材料5对应的这一位置相互导通。所述阻焊材料5例如可以采用绝缘的树脂材料等。当然，所述阻焊材料5也可以采用本领域技术人员熟知的其它绝缘材料，本实用新型对此不作限制。

本实用新型的第一电连接部6例如可以呈封闭的环形结构。第一导电层201的下端通过第一电连接部6固定连接在基板1上。其中，第一电连接部6的形状应当与第一导电层201的横截面形状相适配。例如，第一导电层201的横截面形状呈圆形，此时第一电连接部6的形状则为封闭的圆环形结构。又例如，第一导电层201的横截面形状呈矩形，此时第一电连接部6的形状则为封闭的矩形环结构。

本实用新型的第二电连接部7可以如上述的第一电连接部6一样，从外形看呈封闭的环形结构，第二导电层203的下端通过第二电连接部7固定连接在基板1上。

本实用新型的传感器封装结构，如图1所示，在所述基板1上对应于所述mems芯片3的位置设置有声孔103。所述声孔103可以供外部的声音、气流进入到传感器封装结构的内部。其中，本领域技术人员可以根据需要灵活调整声孔103的设置数量。例如，所述声孔103可以设置为一个，当然，声孔103也可以设置为多个，本实用新型对此不作限制。此外，所述声孔103例如可以为圆形孔，正方形孔、长方形孔、椭圆形孔、三角形孔、菱形孔或平行四边形孔等。多种形式的声孔103均可实现本实用新型的技术效果，更加有利于加工制造，实用性、可靠性更高。

如图1所示，所述mems芯片3可以被贴装在基板1上。例如，采用专门的胶黏剂将mems芯片3粘接在基板1上。当然，mems芯片3也可以采用倒装的方式通过基板1中的电路布图导通，这属于本领域技术人员的公知常识，本实用新型在此不再具体说明。

本实用新型的mems芯片3，其结构为：如图1所示，包括具有背腔301的衬底，以及支撑在所述衬底上的振膜302和背极板303，所述振膜302与所述背极板303间隔开来。所述声孔103与所述背腔301连通，外部的声音可以直接进入到mems芯片3的背腔301内。

除了上述的mems芯片3之外，本实用新型的传感器封装结构还包括有asic芯片4。通常，asic芯片4与mems芯片3连接在一起，使得mems芯片3输出的电信号可以传输到asic芯片4中，并被asic芯片4处理、输出。其中，mems芯片3与asic芯片4之间可以通过金属导线(焊线)进行电性连接，以实现二者的导通。

在本实用新型中，asic芯片4可以贴装在基板1上。例如，采用专门的胶黏剂将asic芯片4粘接在基板1上。

此外，本实用新型中还可以将asic芯片4埋设在基板1的内部。需要说明的是，当将asic芯片4埋入基板1内的时候，需要在asic芯片4正对的上方和下方至少各设置一层金属层。其中，所述金属层例如可以为铜层。金属层接地作为屏蔽。asic芯片4周围区域布置有多个金属化过孔，与上述金属层一起构成屏蔽结构。将asic芯片4埋入基板1内的设计，使得不必在asic芯片4表面包覆保护胶，这样简化了工艺，同时提升了产品的光噪声抵抗能力。并且，将asic芯片4埋入基板1内部，还减少了占用基板1和封装外壳2围成的腔体体积。

本实用新型的传感器封装结构，还可以包括滤波器件(图1中未示出)。例如，滤波器件可以贴装在基板1上。又例如，滤波器件也可以埋设在基板1内部。本实用新型通过设置滤波器件，能够进一步提升整个传感器封装结构的抗射频干扰能力。

另一方面，本实用新型还提供了一种电子设备。该电子设备包括如前所述的传感器封装结构。

其中，所述电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、vr设备、智能穿戴设备等，本实用新型对此不作限制。

虽然已经通过例子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，以上例子仅是为了进行说明，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。