发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种轮胎压力监测装置的塑封工艺,通过该工艺制备的产品具有体积较小的特点。
本发明的目的通过以下技术措施实现。
一种轮胎压力监测装置的封装工艺,包括下列步骤。
A、将PCB板绝缘贴装于金属引线框架的上表面;
B、将MCU芯片和RF芯片贴装于所述PCB板的上表面;
C、将所述MCU芯片和所述RF芯片分别通过焊线与所述PCB板连接,然后将所述MCU芯片、所述RF芯片及所述PCB板分别与所述金属引线框架的金属引脚通过焊线连接,得到半成品轮胎压力监测装置;或者
先将所述MCU芯片、所述RF芯片及所述PCB板分别与所述金属引线框架的金属引脚通过焊线连接,然后再将所述MCU芯片和所述RF芯片分别通过焊线与所述PCB板连接,得到半成品轮胎压力监测装置;
D、在所述金属引线框架的上表面预留基岛,将金属引线框架的除所述基岛以外的其余部分、所述PCB板、所述MCU芯片、所述RF芯片以及它们之间的引线进行塑胶封装;
E、将压力传感器芯片绝缘贴装于所述金属引线框架预留的所述基岛;
F、将所述压力传感器芯片与所述基岛的金属引脚通过焊线连接;
G、对所述基岛及所述压力传感器芯片部分进行灌封;
H、在灌封后的所述压力传感器芯片的上方贴装金属盖子;
I、将步骤H的产品进行切筋脚成型处理,得到成品轮胎压力监测装置。
进一步的,上述步骤D中的将金属引线框架除所述基岛的其余部分、所述PCB板、所述MCU芯片、所述RF芯片以及它们之间的引线进行塑胶封装,具体过程是:将步骤C的半成品轮胎压力监测装置放置于塑封模具,所述塑封模具设置有一上凸起和一下凸起,所述半成品轮胎压力监测装置与所述塑封模具配合后,所述上凸起与所述金属引线框架的基岛位置对应并与基岛表面相贴,所述下凸起与所述金属引线框架下表面相贴,且所述下凸起的位置与所述金属引线框架的基岛位置相对应,然后向模具内灌注胶体, 将金属引线框架的除所述基岛以外的其余部分、所述PCB板、所述MCU芯片、所述RF芯片以及它们之间的引线进行塑胶封装。
更进一步的,上述下凸起与所述金属引线框架相贴的面的面积与所述基岛的面积比为1:2~1:6。
更进一步的,上所述下凸起与所述金属引线框架相贴的面的面积与所述基岛的面积比为4:1。
更进一步的,上述下凸起设置为四棱台,所述下凸起与所述金属引线框架相贴的面为上底面,所述下凸起远离所述金属引线框架的面为下底面,所述上底面的面积小于所述下底面的面积。
更进一步的,上述下凸起设置为正四棱锥,所述下凸起的下底面面积与上底面面积的比例为3:1~9:1。
以上的,上述塑封模具设置的上凸起为四棱台,所述上凸起接近所述基岛的面为下底面,所述上凸起远离所述基岛的面为上底面,所述上底面的面积大于所述下底面的面积。
进一步的,上述塑封模具设置的上凸起为正四棱锥。
优选的,上述步骤D中进行的塑胶封装,具体是使用环氧树脂塑封料进行塑封。
优选的,上述步骤G中的灌封具体是采用弹性啫喱胶进行灌封。
本发明的一种轮胎压力监测装置的封装工艺,包括下列步骤:A、将PCB板绝缘贴装于金属引线框架的上表面;B、将MCU芯片和RF芯片贴装于所述PCB板的上表面;C、将所述MCU芯片和所述RF芯片分别通过焊线与所述PCB板连接,然后将所述MCU芯片、所述RF芯片及所述PCB板分别与所述金属引线框架的金属引脚通过焊线连接,得到半成品轮胎压力监测装置;或者先将所述MCU芯片、所述RF芯片及所述PCB板分别与所述金属引线框架的金属引脚通过焊线连接,然后再将所述MCU芯片和所述RF芯片分别通过焊线与所述PCB板连接,得到半成品轮胎压力监测装置;D、在所述金属引线框架的上表面预留基岛,将金属引线框架的除所述基岛以外的其余部分、所述PCB板、所述MCU芯片、所述RF芯片以及它们之间的引线进行塑胶封装;E、将压力传感器芯片绝缘贴装于所述金属引线框架预留的所述基岛;F、将所述压力传感器芯片与所述基岛的金属引脚通过焊线连接;G、对所述基岛及所述压力传感器芯片部分进行灌封;H、在灌封后的所述压力传感器芯片的上方贴装金属盖子;I、将步骤H的产品进行切筋脚成型处理,得到成品轮胎压力监测装置。通过本发明的工艺所制备的产品体积较小、重量较轻。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种轮胎压力监测装置的封装工艺,如图1、图2所示,首先准备下列原材料:金属引线框架100、PCB板200、MCU芯片300和RF芯片400、压力传感器芯片500及所需要的封装胶。金属引线框架设置有金属引脚110,PCB板200上有电路布图。
准备好上述原料后,进行轮胎压力监测装置的封装工艺,具体包括下列步骤:
A、将PCB板200绝缘固定于金属引线框架100的上表面。
B、将MCU芯片300和RF芯片400贴装于PCB板200的上表面,MCU芯片300和RF芯片400在PCB板200上表面的位置根据具体产品而设计。贴装时,可以先贴MCU芯片300,再贴装RF芯片400,也可以先贴装RF芯片400,再贴装MCU芯片300;或者同时贴装RF芯片400和MCU芯片300。
C、将MCU芯片300和RF芯片400分别通过焊线与PCB板200连接,然后将MCU芯片300、RF芯片400及PCB板200分别与金属引线框架100的金属引脚110通过焊线连接,得到半成品轮胎压力监测装置。焊线优选金线,其导电性能良好,可靠性高。
通过增加PCB板200,可以利用PCB板200上的电路连接关系实现MCU芯片300与RF芯片400之间的连接,从而避免现有技术中MCU芯片300与RF芯片400之间为了互联而需要大量引线焊接而造成的体积较大的缺陷。而将MCU芯片300、RF芯片400、PCB板200分别与金属引线框架100的金属引脚110通过焊线连接,则可以利用金属引线框架100自身的结构实现MCU芯片300、RF芯片400与压力传感器芯片500等的连接。
D、在金属引线框架100的上表面预留一块基岛120,将金属引线框架100除基岛120之外的其余部分、PCB板200、MCU芯片300、RF芯片400以及它们之间的引线进行塑胶封装,其中,他们之间的引线具体是指PCB板200与金属引线框架100的金属引脚110之间的焊线、MCU芯片300与PCB板200之间的焊线、RF芯片400与PCB板200之间的焊线。封装采用环氧树脂塑封料进行塑封,塑封料选择MSL1等级的塑封料,该塑封料与金属引线框架的表面镀层Ni-Pb-Au具有良好的粘合性。
塑封的具体过程是,将步骤C的半成品轮胎压力监测装置放置于塑封模具700,塑封模具700设置有一上凸起710和一下凸起720,半成品轮胎压力监测装置与该塑封模具700配合后,上凸起710与金属引线框架100的基岛120位置对应并与基岛120的表面相贴,下凸起420与金属引线框架100下表面相贴,且下凸起720的位置与金属引线框架100的基岛120位置相对应,然后向该塑封模具700内灌注胶体,将金属引线框架100的除所述基岛120以外的其余部分、PCB板200、MCU芯片300、RF芯片400以及它们之间的引线进行塑胶封装,得到如图1中第三幅图所示的半成品。
由于在灌注塑料时,容易造成塑封模具700的腔体内应力不均匀,而导致金属引线框架100变形,金属引线框架100变形会导致芯片贴装不牢固甚至还会导致芯片断裂,引起引线变形或者脱落。因此,塑封模具700设置有一下凸起720,下凸起420与金属引线框架100下表面相贴,且下凸起720的位置与金属引线框架100的基岛120位置相对应。塑封模具700设计上凸起710,以形成放置压力传感器芯片500的凹槽。为了在灌注塑封料时平衡应力,塑封模具700设计有下凸起720,且装配后位于与压力传感器芯片500贴装的金属引线框架100下方,以便与上方的上凸起710对称。下凸起720的设置能够防止灌封时由于应力不均而造成的金属引线框架100变形。
E、将压力传感器芯片500绝缘贴装于金属引线框架100预留的基岛120。
F、将压力传感器芯片500与基岛120的金属引脚110通过焊线连接。由于基岛120是金属引线框架100的一部分,压力传感器芯片500与基岛120的引脚连接,通过金属引线框架100自身的结构可以实现压力传感器芯片500与MCU芯片300、RF芯片400及PCB板200之间的电连接。
G、对基岛120及压力传感器芯片500部分进行灌封,灌封采用可传递压力的弹性啫喱胶灌封,并通过精确控制点胶量的方式进行灌封控制。
H、在灌封后的压力传感器芯片500的上方贴装金属盖子600,金属盖子600对应压力传感器芯片500的位置设置一个或者多个通孔610,以提高封装后的产品工作性能。
I、将步骤H的产品进行切筋脚成型处理,得到如图3、图4所示的成品轮胎压力监测装置。
本发明的轮胎压力监测装置的封装工艺,通过借助金属引线框架100、引入PCB板200,利用金属引线框架100自身的结构和PCB板200的连接电路,实现MCU芯片300、RF芯片400、压力传感器芯片500相互间的电连接。并将MCU芯片300、RF芯片400和压力传感器芯片500都设置在金属引线框架100的一面,因此,所形成的产品结构较薄、体积较小,相比单独封装MCU芯片、RF芯片和传感器芯片的产品,通过本发明的工艺制备的产品的体积缩小了一倍,因此重量也更轻,能够满足汽车轮胎压力系统的需要。
实施例2
一种轮胎压力监测装置的封装工艺,如图1、图2所示,首先准备下列原材料:金属引线框架100、PCB板200、MCU芯片300和RF芯片400、压力传感器芯片500及所需要的封装胶。金属引线框架设置有金属引脚110,PCB板200设置有电路布图。
具体包括下列步骤:
A、将PCB板200绝缘固定于金属引线框架100的上表面。
B、将MCU芯片300和RF芯片400贴装于PCB板200的上表面,MCU芯片300和RF芯片400在PCB板200上表面的位置根据具体产品而设计。贴装时,可以先贴MCU芯片300,再贴装RF芯片400,也可以先贴装RF芯片400,再贴装MCU芯片300。
C、将MCU芯片300 、RF芯片400分别通过焊线与PCB板200连接,然后将MCU芯片300 、RF芯片400及PCB板200分别与金属引线框架100的金属引脚110通过焊线连接,得到半成品轮胎压力监测装置。通过增加PCB板200,可以利用PCB板200上的电路连接关系实现MCU芯片300与RF芯片400之间的连接,从而避免现有技术中MCU芯片300与RF芯片400之间为了互联而需要大量引线焊接而造成的体积较大的缺陷。而将MCU芯片300、RF芯片400及PCB板200分别与金属引线框架100的金属引脚110通过焊线连接,则可以利用金属引线框架100自身的结构实现MCU芯片300、RF芯片400与压力传感器芯片500等的连接。
D、在金属引线框架100的上表面预留一块基岛120,将金属引线框架100除该基岛120之外的其余部分、PCB板200、MCU芯片300、RF芯片400以及它们之间的引线进行塑胶封装,其中,它们之间的引线包括MCU芯片300、RF芯片400与PCB板200之间的焊线以及PCB板200、MCU芯片300、RF芯片400与金属引线框架100的金属引脚110之间的焊线。封装采用环氧树脂塑封料进行塑封。
塑封的具体过程是,将步骤C的半成品轮胎压力监测装置放置于塑封模具700,塑封模具700设置有一上凸起710和一下凸起720,半成品轮胎压力监测装置与该塑封模具700配合后,上凸起710与金属引线框架100的基岛120位置对应并与基岛120的表面相贴,下凸起420与金属引线框架100下表面相贴,且下凸起720的位置与金属引线框架100的基岛120位置相对应,然后向该塑封模具700内灌注胶体,得到如图1中第三幅图所示的半成品。
由于在灌注塑料时,容易造成塑封模具700的腔体内应力不均匀,而导致金属引线框架100变形,金属引线框架100变形会导致芯片贴装不牢固甚至还会导致芯片断裂,引起引线变形或者脱落。因此,塑封模具700设置有一下凸起720,下凸起720与金属引线框架100下表面相贴,且下凸起720的位置与金属引线框架100的基岛120位置相对应。下凸起720的设置能够防止灌封时由于应力不均而造成的金属引线框架100变形, 下凸起720可以是横截面为长方形或正方形的下凸起720。下凸起720与所述金属引线框架100相贴的面的面积与基岛120的面积比为1:2~1:6,便于塑封后产品脱离塑封模具700,尤以面积比为1:4时脱模效果更好。
为了实现便于灌封,下凸起720设置为四棱台,下凸起720与金属引线框架100相贴的面为上底面,远离金属引线框架100的面为下底面,上底面的面积小于下底面的面积。优选将上述下凸起720设置为正四棱台,下凸起720的下底面面积与上底面面积的比例为3:1~9:1。
对应地,塑封模具700设置的上凸起710为也为四棱台,上凸起710接近基岛120的面为下底面,远离基岛120的面为上底面,上底面的面积大于下底面的面积。优选地将该塑封模具700设置的上凸起710设置为正四棱台。
E、将压力传感器芯片500绝缘贴装于金属引线框架100预留的基岛120。
F、将压力传感器芯片500与基岛120的金属引脚110通过焊线连接。由于基岛120是金属引线框架100的一部分,压力传感器芯片500与基岛120的金属引脚110通过焊线连接,通过金属引线框架100可以实现压力传感器芯片500与MCU芯片300、RF芯片400及PCB板200之间的电连接。
G、对基岛120及压力传感器芯片500部分进行灌封。
G、在灌封后的压力传感器芯片500的上方贴装金属盖子600,金属盖子600对应压力传感器芯片500的中心位置设置一个或者多个通孔610以利于信号传递。
H、将步骤G的产品进行切筋脚成型处理,得到成品轮胎压力监测装置。
本发明的轮胎压力监测装置的封装工艺,通过借助金属引线框架100、引入PCB板200,利用金属引线框架100自身的结构和PCB板200的连接电路,实现MCU芯片300、RF芯片400、压力传感器芯片500相互间的电连接。并将MCU芯片300、RF芯片400和压力传感器芯片500都设置在金属引线框架100的一面,因此,所形成的产品结构较薄、体积较小,能够满足汽车轮胎压力系统的需要。
实施例3
通过本发明的一种轮胎压力监测装置的封装工艺,制备的一款适用于胎压监测系统(TPMS)轮胎压力监测装置,如图5、图6所示。
该轮胎压力监测装置的外形如图5所示,从外形上看,具有外壳、壳体上部的金属盖子600、露出的金属引线框架100引脚。金属盖子600设置有通孔610。
该轮胎压力监测装置的各个引脚的功能如表一所示。
表一 各个引脚的功能表
引脚 |
名称 |
功能 |
1 |
PAOUT |
电源放大输出 |
2 |
IN2 |
低频负输入 |
3 |
IN1 |
低频定位输入 |
4 |
GND |
系统接地点 |
5 |
V2P |
传感器的负输入2 |
6 |
V2VSS |
负传感器激荡 2 |
7 |
V2N |
负传感器输入 2 |
8 |
VDD |
系统电源支持 |
9 |
MSCL |
只读存储凄视器串行时钟 |
10 |
MSDA |
只读存储凄视器串行数据I/O |
11 |
P10 |
通用传感器唤醒I/O |
12 |
XTAL2 |
晶体谐振器 2 |
13 |
XTAL1 |
晶体谐振器 1 |
14 |
VREG |
电压调整期输出 |
该轮胎压力监测装置包括压力传感器芯片500、MCU芯片300、RF芯片400、PCB板200、金属引线框架100。
图6是除去塑封部分后的结构示意图,PCB板200绝缘固定于金属引线框架100,MCU芯片300、RF芯片400贴装于PCB板200上表面,MCU芯片300、RF芯片400与PCB板200上的圆点焊接,利用PCB板200上的电路布图实现MCU芯片300与RF芯片400之间的连接。MCU芯片300、RF芯片400和PCB板200还分别与金属引线框架100的金属引脚110焊接,从而利用金属引线框架100本身的结构实现MCU芯片300、RF芯片400与压力传感器芯片500的连接。
金属引线框架100设置有一块基岛120,压力传感器芯片500贴于该基岛120,压力传感器芯片500与基岛120的金属引脚110之间通过金属引线连接。
该轮胎压力监测装置的封装工艺是:
在金属引线框架100上贴装PCB板块200,在PCB板200上贴装MCU芯片300和RF芯片400。然后进行焊接,具体是,将MCU芯片300 、RF芯片400分别通过焊线与PCB板200连接,然后将MCU芯片300 、RF芯片400及PCB板200分别与金属引线框架100的金属引脚110通过焊线连接。经过焊线后,将PCB板200除去预留的基岛120部分外、MCU芯片300、RF芯片400和金属引线框架100一起用塑料包封。预留出的基岛120用来放置压力传感器芯片500。将压力传感器芯片500贴装于基岛120并与基岛120的金属引脚110通过焊线连接。然后对基岛120及压力传感器芯片500部分进行灌封。最后在灌封后的压力传感器芯片500的上方贴装金属盖子600,进行切筋脚成型处理,即得到成品轮胎压力监测装置。
塑封时,塑封模具700设置有一上凸起710和一下凸起720,半成品轮胎压力监测装置与该塑封模具700配合后,上凸起710与金属引线框架100的基岛120位置对应并与基岛120的表面相贴,下凸起420与金属引线框架100下表面相贴,且下凸起720的位置与金属引线框架100的基岛120位置相对应,然后向该塑封模具700内灌注胶体。塑封模具700设计有上凸起710,以形成放置压力传感器芯片500的凹槽。为了在灌注塑封料时平衡应力,塑封模具700设计有下凸起720,且装配后位于与压力传感器芯片500贴装的金属引线框架100下方,以便与上方的上凸起710对称。
该轮胎压力监测装置结构较薄、体积较小且产品性能稳定,可靠性高,能够满足汽车轮胎压力系统的需要。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。