CN101337652A - 传感器元件接触表面的封装及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微机械电子及传感器等领域的封装技术，具体涉及一种传感器元件接触表面的封装及其封装方法。按照本发明提供的技术方案，在基板的上面有至少一个具有感应功能的感应芯片；在感应芯片与基板间利用引线相互键合；在感应芯片上有一个敏感区域，在该敏感区域的表面设置第一层柔性材料；在基板上沉积第二层坚硬材料，所述第一层柔性材料的顶部区域露出所述第二层坚硬材料。利用本发明的方法可以降低封装成本，简化封装结构。

Description

传感器元件接触表面的封装及其封装方法
技术领域
本发明涉及微机械电子及传感器等领域的封装技术，具体涉及一种关于传感器元件接触表面的封装及其封装方法。利用本发明的方法可以降低封装成本，简化封装结构。
背景技术
对由人体接触产生的应力或压力，尤其是手指接触产生的压力测量在诸如手机游戏，玩具及其他消费类电子控制领域有着广泛应用。除了这些应用，本发明还可以运用在任何小尺寸元件上，并能把作用在微小面积上的表面应力转化成电压值。
为进行有效可靠的操作，接触式压力敏感芯片不仅需要有效地将应力这个物理量进行转换，同时还应该保护芯片上的集成电路和其他部分不被损坏。基于薄膜的压力感应芯片早已问世并使用了一段时间，但运用到目前的封装过程中，它们既不能获得来自人体接触的有效载荷，也不能保护芯片薄膜四周的引线焊盘。
美国专利6,401,545(图1)提出了一种用于保护基于压力敏感薄膜4的芯片1封装方法。传感器首先用粘合剂3连接到基板2上，引线6将传感器的电接触5连接到基板的焊盘7上。在传感器1的薄膜4周围制作坝9来实现两种不同材料胶体的沉积。一种胶体10沉积在薄膜4的上面，它的机械特性可以保证应力传递至薄膜4。另一种胶体11则用于保护焊盘5和7及引线6，使它们不会因为外部环境(水汽，灰尘等)而损坏。相对于传统的封装工艺，这种方法中的坝9需要额外的工艺步骤，从而使得对传感器芯片1，材料10和11的沉积更为复杂。在选择材料11时还必须将基板2和坝9的几何形状及各种特性进行综合考虑。从该发明的描述中可以看出，材料11和材料10的特性基本相同，这也意味着材料11非常柔软，不能很好地保护传感器。除非另外增加工序使得引线键合在载荷传递给敏感区域的过程中得到保护，否则该方法就不能用来制作感应压力的接触表面。针对这些缺点，本发明提出了一种解决方法，在敏感区域和敏感区域以外的部分使用不同的材料，敏感区域涂覆的胶体非常柔软，而坚硬的胶体则用来保护引线、焊盘等。本发明还提出了一种将来自外部环境的机械特性直接传递到敏感区域的方法。
美国专利71,148,882(图2)提出了一种指压式传感器，通过基于电容的压力敏感芯片13和在可变性薄膜14上的坝15，引起空间19的变化，从而将手指的压力转换成可测量的电容变化。这种方法需要在设备内部放置由层16、17和18组成的间隔，从而使得制作工艺变得复杂，另外，该方法并没有提供过压保护。针对这些缺点，本发明提出了一种无需任何真空或气体空间的封装方法，从而使得整个设备更加可靠，经久耐用。相对美国专利71,148,882，本发明无需额外的间隔装置来控制高度，从而节约了制作成本。
其他一些人体接触式压力传感元件采用对外界应力具有强敏感度的压力敏感有机材料，但这些材料比MEMS和IC产业最主要的硅材料要贵得多。本发明的封装方法适用于基于标准硅的压力传感器，或其他标准、非标准元件的微小敏感压力区域。
发明内容
本发明为传感器提供一种传感器元件接触表面的封装及其封装方法。采用柔软材料直接将物理机械激励传递到敏感芯片，而坚硬材料则用来保护敏感芯片的焊盘和其他部件免受机械压力的损伤。
按照本发明提供的技术方案，在基板20的上面有至少一个具有感应功能的感应芯片22；在感应芯片22与基板20间利用引线25相互键合；在感应芯片22上有一个敏感区域，在该敏感区域的表面设置第一层柔性材料23；在基板20上沉积第二层坚硬材料28，所述第一层柔性材料23的顶部区域露出所述第二层坚硬材料28。
在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29。
在基板20的上面、感应芯片22的旁边至少附着有一个芯片21；在感应芯片22及芯片21上分别设置芯片焊盘24，感应芯片22上的芯片焊盘24与芯片21上的芯片焊盘24利用标准引线25相互连接，在基板20上对应于每个感应芯片22及每个芯片21分别设置基板焊盘26，芯片焊盘24与所述基板焊盘26分别利用标准引线25相互连接。
在基板20上形成一个刻蚀腔，所述感应芯片22、第一层柔性材料23及第二层坚硬材料28位于刻蚀腔内，在刻蚀腔内的底部有基板焊盘26，在形成刻蚀腔的侧壁的上表面设置外部连接41，所述基板焊盘26和外部连接41在基板20的内部相连；在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29；所述第三层柔性材料29的高度高于基板焊盘26的高度，或者低于基板焊盘26的高度，或者与基板焊盘26的高度一样。
在基板20上设置用于将感应芯片22、第一层柔性材料23、第二层坚硬材料28及第三层柔性材料29封闭在刻蚀腔内的顶板43，在顶板43上对应于感应芯片22的敏感区域的部位设置空洞，在空洞部位沉积封装材料44。
所述第一层柔性材料23与第三层柔性材料29分别是一种胶体；所述第二层坚硬材料28是一种环氧树脂；所述基板20是一种印刷电路板。
感应芯片22是一种湿度传感器或化学传感器或用于感应机械应力的压力传感器，所述芯片21是一种集成电路。
所述第二层坚硬材料28的顶面高于第一层柔性材料23的顶面，在第二层坚硬材料28的顶面与第一层柔性材料23的顶面间有间距，所述第二层坚硬材料28在对应于第一层柔性材料23的顶部区域的部位向下凹陷，形成凹坑，使所述第一层柔性材料23的顶部区域露出所述第二层坚硬材料28；在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29，所述第三层柔性材料29在对应于第一层柔性材料23的顶部区域的部位向下凸出。
所述第二层坚硬材料28的顶面低于第一层柔性材料23的顶面，在第二层坚硬材料28的顶面与第一层柔性材料23的顶面间有间距，使第一层柔性材料23的顶面凸出于第二层坚硬材料28的顶面；在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29，所述第三层柔性材料29在对应于第一层柔性材料23的顶部区域的部位向上凹陷。
上述传感器元件接触表面的封装方法是：至少一个具有感应功能的感应芯片22附着在基板20上；然后用引线25将该感应芯片22键合到基板20上；在感应芯片22的敏感区域沉积第一层柔性材料23；再在感应芯片22上除敏感区域以外的其余表面、和第一层柔性材料23的部分表面、及基板20上除附着有感应芯片22以外的其余表面上沉积第二层坚硬材料28；在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的剩余部分表面沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29。
在基板20的上面、感应芯片22的旁边至少附着有一个芯片21；在感应芯片22及芯片21上分别设置芯片焊盘24，感应芯片22上的芯片焊盘24与芯片21上的芯片焊盘24利用标准引线25相互连接，在基板20上对应于每个感应芯片22及每个芯片21分别设置基板焊盘26，芯片焊盘24与所述基板焊盘26分别利用标准引线25相互连接。
所述第一层柔性材料23与第三层柔性材料29分别是一种胶体；所述第二层坚硬材料28是一种环氧树脂；所述基板20是一种印刷电路板；
所述感应芯片22是一种湿度传感器或化学传感器或用于感应机械应力的压力传感器，所述芯片21是一种集成电路。
在感应芯片22的敏感区域沉积第一层柔性材料23时，先将工具27安置在感应芯片22的上方，使第一层柔性材料23经工具27的出口沉积到感应芯片22上；再沉积第二层坚硬材料28，然后烘干；再取走工具27，露出第一层柔性材料23的顶部区域；然后在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积第三层柔性材料29，并使第三层柔性材料29与第一层柔性材料23的顶部区域相连。
在基板20上形成一个刻蚀腔，所述感应芯片22、第一层柔性材料23及第二层坚硬材料28位于刻蚀腔内，在刻蚀腔内的底部设置基板焊盘26，在形成刻蚀腔的侧壁的上表面设置外部连接41，所述基板焊盘26和外部连接41在基板20的内部相连；在第二层坚硬材料28的表面及第一层柔性材料23的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料23类似的第三层柔性材料29；所述第三层柔性材料29的高度高于基板焊盘26的高度，或者低于基板焊盘26的高度，或者与基板焊盘26的高度一样。
另一种传感器元件接触表面的封装结构是：在基板20的上面有至少一个具有感应功能的倒装的感应芯片22，在倒装的感应芯片22上有一个敏感区域，所述敏感区域向下面对基板20；在倒装的感应芯片22与基板20间利用凸点34相互连接；在基板20上对应于敏感区域的部位设置空洞，在空洞内沉积第一层柔性材料23，并且所述第一层柔性材料23溢出空洞的洞口，在基板20的下面形成突出部；在基板20的上面沉积第二层坚硬材料28，所述第二层坚硬材料28的顶面高于倒装的感应芯片22的顶面。
在基板20的上面设置坝33，所述感应芯片22及第二层坚硬材料28位于坝33所围成的区域内。
在基板20的下面设置底板37，在底板37与基板20间利用凸点34电连接，在底板37上对应于空洞的部位设置通孔，在通孔处沉积用于封装第一层柔性材料23的胶体39，所述胶体39向下溢出通孔的开口，在通孔的开口端形成向下凸出的突出部；再在底板37的下面设置用于封闭胶体39的突出部的盖板40。
一种传感器元件接触表面的封装方法，在基板20的上面有至少一个具有感应功能的倒装的感应芯片22，在倒装的感应芯片22上有一个敏感区域，所述敏感区域向下面对基板20；在倒装的感应芯片22与基板20间利用凸点34相互连接；在基板20上对应于敏感区域的部位设置空洞，在空洞内沉积第一层柔性材料23，并且所述第一层柔性材料23溢出空洞的洞口，在基板20的下面形成向下凸出的突出部；在基板20的上面沉积第二层坚硬材料28，所述第二层坚硬材料28的顶面高于倒装的感应芯片22的顶面。
在基板20的上面设置坝33，所述倒装的感应芯片22及第二层坚硬材料28位于坝33所围成的区域内。
在基板20的下面设置底板37，在底板37与基板20间利用凸点34电连接，在底板37上对应于空洞的部位设置通孔，在通孔处沉积用于封装第一层柔性材料23的胶体39，所述胶体39向下溢出通孔的开口，在通孔的开口端形成向下凸出的突出部；再在底板37的下面设置用于封闭胶体39的突出部的盖板40。
本发明的优点是：传感器设备由基于MEMS(微机械电子系统)技术的压力感应芯片和ASIC芯片组成，它们都集成在一块使用标准COB(板上芯片)的PCB基板上。
带有集成间隔结构模型的柔性材料层和刚性材料层封住了压力感应芯片和ASIC芯片。柔性材料封装被用来保护压力感应芯片的顶部，使其免受来自人体的污染，同时将来自手指的压力传递到感应芯片上。使用刚性材料则确保感应芯片和各芯片间的引线焊接完整。
附图说明
图1美国专利6,401,545示意图；
图2美国专利71,148,882示意图；
图3是实施例一的第一道封装工艺示意图；
图4是实施例一的第二道封装工艺示意图；
图5是实施例一的第三道封装工艺示意图；
图6是实施例一的三维图；
图7是实施例二的第一道封装工艺示意图；
图8是实施例二的其他封装工艺示意图；
图9是实施例二的最后封装工艺示意图；
图10是实施例三的封装示意图；
图11是实施例三的封装实施例示意图。
图12是实施例四的第一步封装工艺示意图；
图13是实施例四的第二步封装工艺示意图；
图14是实施例四的第三步封装工艺示意图。
具体实施方式
实施例一如图3、4、5、6所示：图3为一个典型代表。感应芯片22可以是一种压力传感器，用于感应机械应力，芯片21为一集成电路。将感应芯片22与芯片21上的焊盘24分别利用标准引线25连接到基板20的焊盘26上，所述基板20可以采用例如PCB板。在感应芯片22的上部采用柔性材料23进行点胶，所述柔性材料可以是一种胶体。
需要指出的是，不止两个芯片21与感应芯片22可以使用这种封装方法集成在一起，更多的感应芯片22与集成电路芯片21及其他设备的集成，均可以采用该方法。
第一层柔性材料23可根据最终的应用要求进行选择，在选择时需要考虑环境、防水性、耐高低温性等因素。需要指出的是，虽然本实施例的感应芯片22是针对压力传感器的，但在其他传感器，如湿度传感器、化学传感器上也可以有广泛的应用。
图4中，工具27安置在感应芯片22上，并与第一层柔性材料23相连，一种坚硬材料28沉积在设备的上表面并烘干。坚硬材料28为一种坚硬的环氧材料，可以保护集成设备的工作性能在一个很宽的温度范围内不受湿气、冲击、振动影响。对坚硬材料28和焊盘24可以通过特定的工具27进行沉积。需要指出的是，工具27也可以是针，这样可以只使用一个模具，第一层柔性材料23(如胶体)可以通过工具27沉积，模具的空穴使得第二层坚硬材料28沉积并确保它们的物理连接。在第二层坚硬材料28的灌胶过程中，使用一个工具27(如模具)在感应芯片22上形成栅栏。一旦第二层坚硬材料28固化，就取走模具，使得传感器(即感应芯片22)的敏感区域(即第一层柔性材料23上与工具27接触的区域，如上所述，该接触区域被称之为第一层柔性材料23的顶部区域)暴露在外部环境中。然后再将第三层柔性材料29沉积并填充洞穴，从而和上述敏感区域接触并覆盖整个设备。
图5中，烘干第二层坚硬材料28后，移走工具27，最后将第三层柔性材料29覆盖整个设备的上表面，并充满先前工具27形成的空隙。第三层柔性材料29可以和第一层柔性材料23相同，也可以根据不同的应用需要选择其他材料(例如不同颜色、不同粘度，不同化学特性)。结合不同硬度材料可以确保外部接触载荷很好地传递给敏感设备感应芯片22。
需要指出的是这种封装方法也适合其他的应用领域，当外部环境介质可以直接接触第一层柔性材料23或是感应芯片22时，可以不使用第三层柔性材料29。这种封装方法可以用在湿度传感器和气体传感器上，从而使得敏感区域直接接触介质，同时第二层坚硬材料28对其他部分进行保护。
图6为权利要求1的三维图。需要指出的是，针对不同的需要和其他应用，利用这种封装方法可以集成更多的芯片，其中部分感应芯片22可以利用压力传感器的封装方法与外界环境接触。例如，一个系统可以包括压力传感器，湿度传感器，气体传感器，以及一个信号处理的电路，传感器的敏感区域都需要与外界环境接触，而电路、焊盘、引线则都需要进行保护。该系统各传感器上的第一层柔性材料23可以选择不同材料，第三层柔性材料29视具体情况选用，而第二层坚硬材料28为系统其他部分提供必须的保护。
实施例二如图7、8、9所示：利用标准的倒装封装，倒装的感应芯片22和其他芯片21通过凸点34粘附在基板20(如PCB)上，坝33围住整个设备。基板20上的空洞对准感应芯片22的敏感区域，从而使敏感区域可以与外界环境接触。
需要指出的是坝33是可选的，使用实施例一中的模具时就可以不采用坝33。当然，也可以在使用实施例一的基础上，采用坝33确定系统的最后尺寸。
还需要指出的是尽管芯片21也是利用倒装技术安放在基板20上，但安装芯片21也可以在不改变设备最终性能的情况下使用标准的引线键合技术。
图8中，第二层坚硬材料28填充由坝33围成的空间，第一层柔性材料23从基板20的空洞中注入，形成倒装的感应芯片22的敏感区域接触面。
需要指出的是，可以改变第二层坚硬材料28和第一层柔性材料23的沉积和烘干顺序，确保敏感区域的接触面及倒装的感应芯片22和基板20间的底胶达到最理想效果。关于第二层坚硬材料28和第一层柔性材料23可以根据设备的最终应用和对应的保护，参照实施例一进行选择。实施例二提出的封装方法也可以和实施例一一样，应用到更多芯片的集成。
图9描述了一种使用图8方法的例子。带有凸点34的基板20焊在底板(PCB)37上，底板37的背面加上可选的胶体39。再加上盖板40当作人体接触界面。
在这个例子中，胶体39的材料既可以和第一层柔性材料23相同，也可以根据应用要求采取不同材料。底板37上挖有一个正对敏感区域的空洞，在空洞内注入胶体39，从而扩大背面的接触部分。盖板40的选择视实际应用而定，它可以用来增强视觉效果，提供更好的接触界面。需要指出的是，针对不同的应用，可以用不同的结构来替代胶体39和盖板40形成人体的接触界面。
第二种制作方法的特点是：所有的结构都在基板20的正面，而人体接触部分则在基板20的背面，这样，胶体39和盖板40可以构成很大的接触界面，而正面的感应芯片22与芯片21则可以高度集成。
压力传感芯片(即感应芯片22)倒装并使用金属微球改铸，将倒装的感应芯片22连接到基板20上。基板20(印刷电路板PCB)背部挖空区域对准倒装的感应芯片22的正面敏感区域。第二层坚硬材料28填充金属微球周围空隙，从而阻隔倒装的感应芯片22的敏感区域和洞穴部分。应用第一层柔性材料23填充基板20背部的洞穴并和倒装的感应芯片22的敏感区域接触。最后在正面沉积第三层柔性材料29，使得电路不会因为外部环境而破坏。
实施例三如图10、11所示：图10，在基板20上形成一个刻蚀腔，腔体内的基板焊盘26和外部连接41在基板20内部相连。第三层柔性材料29可以根据应用要求调节厚度，可以高于焊盘26，可以低于焊盘26，也可以与焊盘26一样高。
图11为第三种制作方法在顶板43(印刷电路板PCB)上的封装例子，顶板43上的空洞对准感应芯片22的敏感区域，通过这个空洞，封装材料44可以用和实施例二中胶体39一样的方法沉积。
由于该封装方法也是采用所有的设备集成在顶板43的一面，而接触界面则处于顶板43的另一面，所以实施例二所述制作方法中的描述也适用于实施例三所述制作方法。还需要提出的是，实施例三所述制作方法的封装方法也适用于实施例一所述人体接触或是其他应用。
实施例四如图12、13、14所示：图12为第四个实施例的第一个工艺步骤的代表性视图。在该实施例中，芯片21和感应芯片22的连接及利用引线25的打线方法和实施例1相同。第一层柔性材料23沉积在感应芯片22的敏感部分上面。实施例1和实施例四的不同之处在于，实施例四中的第一层柔性材料23的纵横比更高。
图13为第四个实施例的第二个工艺步骤的代表性视图。在该步骤中，利用第二层坚硬材料28在设备上沉积形成了坚硬层，第二层坚硬材料28可以是环氧或硬的聚合物。第二层坚硬材料28的厚度要保证集成电路芯片21、感应芯片22的非敏感部分和引线25能被完全覆盖，同时还要保证沉积在感应芯片22敏感部分的第一层柔性材料23仍然暴露在外面。这样外部环境和感应芯片22的敏感部分之间就有一个柔软的介质，同时避免了在封装过程中使用特定的模具。
图14为第四个实施例的第三个工艺步骤的代表性视图。在该步骤中，第三层柔性材料29沉积在设备的顶部，从而使得包括第一层柔性材料23在内的整个设备均被覆盖。该工艺步骤保证了在第一层柔性材料23和第三层柔性材料29之间的连接，使得整个设备的上表面是平整的，而第一层柔性材料23仍然可以将外部应力传递到感应芯片22的敏感部位。
图12是实施例四的第一步封装，芯片21与感应芯片22的连接和打线方法与第一个实施例相同，感应芯片22的敏感部位由一种高纵横比的第一层柔性材料23进行保护。
图13是实施例四的第二步封装，第二层坚硬材料28沉积在整个设备上部，使得芯片21与感应芯片22和连线都被第二层坚硬材料28保护，而感应芯片22敏感部位上的第一层柔性材料23顶部则未被第二层坚硬材料28覆盖。
图14是实施例四的第三步封装，第三层柔性材料29沉积在整个设备上部，从而使得设备的最上层为该第三层柔性材料29，并且该第三层柔性材料29覆盖了步骤二中裸露的感应芯片22的敏感部位上的第一层柔性材料23。

Claims (21)

1、一种传感器元件接触表面的封装结构，在基板(20)的上面有至少一个具有感应功能的感应芯片(22)；在感应芯片(22)与基板(20)间利用引线(25)相互键合；在感应芯片(22)上有一个敏感区域，在该敏感区域的表面设置第一层柔性材料(23)；在基板(20)上沉积第二层坚硬材料(28)，所述第一层柔性材料(23)的顶部区域露出所述第二层坚硬材料(28)。
2、如权利要求1所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)。
3、如权利要求1所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在基板(20)的上面、感应芯片(22)的旁边至少附着有一个芯片(21)；在感应芯片(22)及芯片(21)上分别设置芯片焊盘(24)，感应芯片(22)上的芯片焊盘(24)与芯片(21)上的芯片焊盘(24)利用标准引线(25)相互连接，在基板(20)上对应于每个感应芯片(22)及每个芯片(21)分别设置基板焊盘(26)，芯片焊盘(24)与所述基板焊盘(26)分别利用标准引线(25)相互连接。
4、如权利要求1所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在基板(20)上形成一个刻蚀腔，所述感应芯片(22)、第一层柔性材料(23)及第二层坚硬材料(28)位于刻蚀腔内，在刻蚀腔内的底部有基板焊盘(26)，在形成刻蚀腔的侧壁的上表面设置外部连接(41)，所述基板焊盘(26)和外部连接(41)在基板(20)的内部相连；在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)；所述第三层柔性材料(29)的高度高于基板焊盘(26)的高度，或者低于基板焊盘(26)的高度，或者与基板焊盘(26)的高度一样。
5、如权利要求4所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在基板(20)上设置用于将感应芯片(22)、第一层柔性材料(23)、第二层坚硬材料(28)及第三层柔性材料(29封闭在刻蚀腔内的顶班(43)，在顶板(43)上对应于感应芯片(22)的敏感区域的部位设置空洞，在空洞部位沉积封装材料(44)。
6、如权利要求2或4或5所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：所述第一层柔性材料(23)与第三层柔性材料(29)分别是一种胶体；所述第二层坚硬材料(28)是一种环氧树脂；所述基板(20)是一种印刷电路板。
7、如权利要求3所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：感应芯片(22)是一种湿度传感器或化学传感器或用于感应机械应力的压力传感器，所述芯片(21)是一种集成电路。
8、如权利要求1所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：所述第二层坚硬材料(28)的顶面高于第一层柔性材料(23)的顶面，在第二层坚硬材料(28)的顶面与第一层柔性材料(23)的顶面间有间距，所述第二层坚硬材料(28)在对应于第一层柔性材料(23)的顶部区域的部位向下凹陷，形成凹坑，使所述第一层柔性材料(23)的顶部区域露出所述第二层坚硬材料(28)；在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)，所述第三层柔性材料(29)在对应于第一层柔性材料(23)的顶部区域的部位向下凸出。
9、如权利要求1所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：所述第二层坚硬材料(28)的顶面低于第一层柔性材料(23)的顶面，在第二层坚硬材料(28)的顶面与第一层柔性材料(23)的顶面间有间距，使第一层柔性材料(23)的顶面凸出于第二层坚硬材料(28)的顶面；在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)，所述第三层柔性材料(29)在对应于第一层柔性材料(23)的顶部区域的部位向上凹陷。
10、一种传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：至少一个具有感应功能的感应芯片(22)附着在基板(20)上；然后用引线(25)将该感应芯片(22)键合到基板(20)上；在感应芯片(22)的敏感区域沉积第一层柔性材料(23)；再在感应芯片(22)上除敏感区域以外的其余表面、和第一层柔性材料(23)的部分表面、及基板(20)上除附着有感应芯片(22)以外的其余表面上沉积第二层坚硬材料(28)；在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的剩余部分表面沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)。
11、如权利要求10所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：在基板(20)的上面、感应芯片(22)的旁边至少附着有一个芯片(21)；在感应芯片(22)及芯片(21)上分别设置芯片焊盘(24)，感应芯片(22)上的芯片焊盘(24)与芯片(21)上的芯片焊盘(24)利用标准引线(25)相互连接，在基板(20)上对应于每个感应芯片(22)及每个芯片(21)分别设置基板焊盘(26)，芯片焊盘(24)与所述基板焊盘(26)分别利用标准引线(25)相互连接。
12、如权利要求10所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：所述第一层柔性材料(23)与第三层柔性材料(29)分别是一种胶体；所述第二层坚硬材料(28)是一种环氧树脂；所述基板(20)是一种印刷电路板；
13、如权利要求11所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：所述感应芯片(22)是一种湿度传感器或化学传感器或用于感应机械应力的压力传感器，所述芯片(21)是一种集成电路。
14、如权利要求10所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：在感应芯片(22)的敏感区域沉积第一层柔性材料(23)时，先将工具(27)安置在感应芯片(22)的上方，使第一层柔性材料(23)经工具(27)的出口沉积到感应芯片(22)上；再沉积第二层坚硬材料(28)，然后烘干；再取走工具(27)，露出第一层柔性材料(23)的顶部区域；然后在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积第三层柔性材料(29)，并使第三层柔性材料(29)与第一层柔性材料(23)的顶部区域相连。
15、如权利要求6所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：在基板(20)上形成一个刻蚀腔，所述感应芯片(22)、第一层柔性材料(23)及第二层坚硬材料(28)位于刻蚀腔内，在刻蚀腔内的底部设置基板焊盘(26)，在形成刻蚀腔的侧壁的上表面设置外部连接(41)，所述基板焊盘(26)和外部连接(41)在基板(20)的内部相连；在第二层坚硬材料(28)的表面及第一层柔性材料(23)的顶部区域沉积一层和第一层柔性材料(23)类似的第三层柔性材料(29)；所述第三层柔性材料(29)的高度高于基板焊盘(26)的高度，或者低于基板焊盘(26)的高度，或者与基板焊盘(26)的高度一样。
16、一种传感器元件接触表面的封装结构，在基板(20)的上面有至少一个具有感应功能的倒装的感应芯片(22)，在倒装的感应芯片(22)上有一个敏感区域，所述敏感区域向下面对基板(20)；在倒装的感应芯片(22)与基板(20)间利用凸点(34)相互连接；在基板(20)上对应于敏感区域的部位设置空洞，在空洞内沉积第一层柔性材料(23)，并且所述第一层柔性材料(23)溢出空洞的洞口，在基板(20)的下面形成突出部；在基板(20)的上面沉积第二层坚硬材料(28)，所述第二层坚硬材料(28)的顶面高于倒装的感应芯片(22)的顶面。
17、如权利要求16所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在基板(20)的上面设置坝(33)，所述感应芯片(22)及第二层坚硬材料(28)位于坝(33)所围成的区域内。
18、如权利要求16所述传感器元件接触表面的封装结构，其特征是：在基板(20)的下面设置底板(37)，在底板(37)与基板(20)间利用凸点(34)电连接，在底板(37)上对应于空洞的部位设置通孔，在通孔处沉积用于封装第一层柔性材料(23)的胶体(39)，所述胶体(39)向下溢出通孔的开口，在通孔的开口端形成向下凸出的突出部；再在底板(37)的下面设置用于封闭胶体(39)的突出部的盖板(40)。
19、一种传感器元件接触表面的封装方法，在基板(20)的上面有至少一个具有感应功能的倒装的感应芯片(22)，在倒装的感应芯片(22)上有一个敏感区域，所述敏感区域向下面对基板(20)；在倒装的感应芯片(22)与基板(20)间利用凸点(34)相互连接；在基板(20)上对应于敏感区域的部位设置空洞，在空洞内沉积第一层柔性材料(23)，并且所述第一层柔性材料(23)溢出空洞的洞口，在基板(20)的下面形成向下凸出的突出部；在基板(20)的上面沉积第二层坚硬材料(28)，所述第二层坚硬材料(28)的顶面高于倒装的感应芯片(22)的顶面。
20、如权利要求19所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：在基板(20)的上面设置坝(33)，所述倒装的感应芯片(22)及第二层坚硬材料(28)位于坝(33)所围成的区域内。
21、如权利要求19所述传感器元件接触表面的封装方法，其特征是：在基板(20)的下面设置底板(37)，在底板(37)与基板(20)间利用凸点(34)电连接，在底板(37)上对应于空洞的部位设置通孔，在通孔处沉积用于封装第一层柔性材料(23)的胶体(39)，所述胶体(39)向下溢出通孔的开口，在通孔的开口端形成向下凸出的突出部；再在底板(37)的下面设置用于封闭胶体(39)的突出部的盖板(40)。
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