CN103487175B - 一种塑料封装的压力传感器的制作方法 - Google Patents

一种塑料封装的压力传感器的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种塑料封装的压力传感器的制作方法，使用柔性PCB基板或者金属引线框架作为基底，将压力传感器芯片直接贴在基板或引线框架之上，然后使用引线键合工艺完成电连接，接着放入模具，控制合适的注塑参数，完成塑封工艺。此时的整个压力传感器芯片都埋在塑料之内，使用激光或者其他刻蚀方法精确地将覆盖在芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一个空腔，在该空腔中点入软胶作为保护之用，最后对柔性PCB基板或引线框架进行划片切割，得到单个的塑封压力传感器。本发明灵活采用了成熟的集成电路（IC）塑料封装工艺，其优点在于适合批量生产、封装外形尺寸小、引线可以得到更好的保护、成本更低。

Description

一种塑料封装的压力传感器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种塑料封装的压力传感器的制作方法。
背景技术
目前，对于压力传感器的封装来说，由于金属封装相对与其它形式的封装来说具有工艺简单、材料简单且比较容易加工、对应用环境不敏感等优点，大多数的压力传感器采用了金属封装的结构。但是这类金属封装往往具有重量大、成本高、尺寸大、生产率低等缺陷，随着人们对电子产品的使用要求越来越高，金属封装的压力传感器已经不能满足人们的要求了。
塑料封装可以很好的解决上述问题。目前塑料封装的压力传感器主要是在贴芯片之前，制作出容纳压力传感器芯片的腔体，然后再贴芯片、打线、点保护胶、封盖。对于和ASIC芯片集成的塑封压力传感器来说，一般先把ASIC芯片贴于基板或者引线框架之上，然后塑封并留出贴装压力传感器芯片的腔体，接着贴片、引线键合，最后点胶封盖，完成塑封工艺。上述工艺的缺点是工艺复杂、生产率不高。大多压力传感器采用的基底为引线框架，使用这种基底封装出来的压力传感器尺寸往往也相对较大。此外，采用传统工艺的塑封压力传感器的引线往往是暴露在塑料之外的，虽然外面覆有保护胶，但是这种胶对引线基本上起不到机械性能方面的保护，所以引线断开的失效也是常见的问题。
发明内容
本发明的目的是针对已有产品中存在的上述各种缺陷,提供一种新型的低成本、高效率、小尺寸和高可靠性的塑料封装的压力传感器的制作方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种塑料封装的压力传感器的制作方法，包括下述步骤：
（1）   以柔性PCB基板或者金属引线框架作为基底，将压力传感器芯片直接贴在基板或引线框架之上，然后使用引线键合工艺完成电连接；
（2）   将步骤（1）完成电连接的压力传感器芯片放入模具，进行注塑封装，将整个压力传感器芯片都埋在塑料之内；
（3）   使用特定的刻蚀方法精确地将覆盖在压力传感器芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一个空腔；
（4）   采用在空腔中点入软胶等保护措施，也可以不点胶，最后对柔性PCB基板或引线框架进行划片，得到单个的塑封压力传感器。
其进一步特征在于，所述的压力传感器芯片可以是绝对压力传感器芯片、差压式压力传感器芯片、敏感膜与处理电路单片集成的传感器芯片，也可以是压力传感器芯片与ASIC芯片的组合。
所述的引线键合是通过引线实现压力传感器芯片、ASIC芯片和PCB基板或引线框架电连接的任意组合。
所述的基板或引线框架为阵列式的，每条基板或引线框架上可容纳的传感器个数可根据需要决定。
所述的注塑封装形式为传统的传递成型注塑、压缩成型注塑、低压注塑和灌封工艺，但不限于上述成型形式。
所述去除塑料的方法优选的为激光刻蚀，也可以采取其他除塑料的方法，如湿法刻蚀和机械去除等。
所述的刻蚀后的空腔，其形状不受限制，可以为方形或圆形。
所述的保护措施优选的为点软胶，也可以制作保护膜等保护措施。
本发明灵活采用了成熟的集成电路（IC）塑料封装工艺，其优点在于适合批量生产、封装外形尺寸小、引线可以得到更好的保护、成本更低。
附图说明
图1a-图1d 为实施例一的主要工艺流程示意图。
图2 a-图2d为实施例二的主要工艺流程示意图。
图3a-图3d 为实施例三的主要工艺流程示意图。
图4 a-图4d为实施例四的主要工艺流程示意图。
图5 a-图5d为实施例五的主要工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例：
实施例一：
参见图1a， 将m x n阵列的绝对压力传感器芯片101贴在柔性PCB基板103上,然后进行引线键合工艺，引线102可以是各种材料成分的电连接线，主要是能够起到芯片和基板之间的电连接作用。
参见图1b， 将完成打线的PCB基板103放入模具进行注塑，在注塑过程中应该注意合理调整保压过程的压力，以免损坏压力传感器的敏感膜片105，同时还要保证保压的效果。此步工艺完成后，塑料104就完全的包封了绝对压力传感器芯片101。
参见图1c， 使用激光或其他刻蚀方法，把覆盖在敏感膜片105上方的塑料去除掉，留下空腔体107。刻蚀的时候，要保证敏感膜片105上的掺杂电阻106不受影响，同时也要保证引线102不会露在塑料外面。
参见图1d，在空腔体107内，点入软胶108以实现对芯片的敏感膜片105的保护。如果使用环境并不恶劣，也可以不使用软胶。
实施例二：
参见图2a， 将m x n阵列的差压传感器芯片201贴在柔性PCB基板203上，PCB基板203在与芯片对应的位置都开有小孔204以传递压力。然后进行引线键合工艺，引线202能够起到芯片和基板之间的电连接作用。
参见图2b，将完成打线的PCB基板放入模具进行注塑。为了保证敏感膜206不因注塑时保压压力过大而收到损伤，应该对芯片的背部孔204施加一个和注塑保压一样的压力207。此步工艺完成后，塑料205就完全的覆盖在了差压传感器芯片201之上。
参见图2c， 使用激光或者其他刻蚀方法，把覆盖在敏感膜片206上方的塑料去除掉，留下空腔体208。刻蚀的时候，要保证敏感膜片206上的掺杂电阻207不受影响，同时要保证引线202不会露在塑料外面。
    参见图2d，在空腔体208内，点入软胶209以实现对芯片的敏感膜片的保护。如果使用环境并不恶劣，也可以不使用软胶。
实施例三：
参见图3a， 将m x n阵列的绝对压力传感器芯片301和专用集成电路（ASIC）304同时贴在柔性PCB基板303上，然后进行引线键合工艺，引线302和305可以是各种材料成分的电连接线，主要是能够起到传感器芯片、ASIC芯片和基板之间的电连接作用。
参见图3b， 将完成打线的柔性PCB基板303放入模具进行注塑，在注塑过程中应该注意合理调整保压过程的压力，以免损坏压力传感器的敏感膜片307，同时还要保证保压的效果。此步工艺完成后，塑料306就完全的包封了压力传感器301和ASIC芯片。
参见图3c， 使用激光或其他刻蚀方法，把覆盖在敏感膜片307上方的塑料去除掉，留下空腔体309。刻蚀的时候，要保证敏感膜片307上的掺杂电阻308不受影响，同时也要保证引线302不会露在塑料外面。
参见图3d，在空腔体309内，点入软胶310以实现对芯片的敏感膜片307的保护。如果使用环境并不恶劣，也可以不使用软胶。
实施例四：
参见图4a， 将m x n阵列的专用集成电路ASIC芯片404贴在柔性PCB基板403上，然后将m x n阵列的压力传感器芯片401贴在ASIC芯片404预留的空间之上，然后进行引线键合工艺，引线402的连接ASIC芯片404和压力传感器芯片401，引线405连接ASIC芯片404和PCB基板403，引线402和405可以是各种材料成分的电连接线，主要是能够起到传感器芯片、ASIC芯片和基板之间的电连接作用。
参见图4b， 将完成打线的PCB基板403放入模具进行注塑，在注塑过程中应该注意合理调整保压过程的压力，以免损坏压力传感器的敏感膜片407，同时还要保证保压的效果。此步工艺完成后，塑料406就完全的包封了压力传感器401和ASIC芯片401。
参见图4c， 使用激光或其他刻蚀方法，把覆盖在敏感膜片407上方的塑料去除掉，留下空腔体409。刻蚀的时候，要保证敏感膜片407上的掺杂电阻408不受影响，同时也要保证引线402不会露在塑料外面。
参见图4d，在空腔体409内，点入软胶410以实现对芯片的敏感膜片407的保护。如果使用环境并不恶劣，也可以不使用软胶。
实施例五：
参见图5a， 单片集成芯片506由压力传感器部分501与处理电路ASIC部分504集成。将m x n阵列的单片集成芯片506贴在柔性PCB基板503上，然后进行引线键合工艺，引线502和505可以是各种材料成分的电连接线，主要是能够起到芯片和基板之间的电连接作用。
参见图5b， 将完成打线的PCB基板503放入模具进行注塑，在注塑过程中应该注意合理调整保压过程的压力，以免损坏压力传感器的敏感膜片508，同时还要保证保压的效果。此步工艺完成后，塑料507就完全的包封了单片集成芯片506。
参见图5c， 使用激光或其他刻蚀方法，把覆盖在敏感膜片508上方的塑料去除掉，留下空腔体510。刻蚀的时候，要保证敏感膜片508上的掺杂电阻509不受影响，同时也要保证引线502不会露在塑料外面。
参见图5d，在空腔体510内，点入软胶511以实现对芯片的敏感膜片508的保护。如果使用环境并不恶劣，也可以不使用软胶。

Claims (8)

1.一种塑料封装的压力传感器的制作方法，包括下述步骤：
（1）以柔性PCB基板或者金属引线框架作为基底，将压力传感器芯片直接贴在柔性PCB基板或金属引线框架之上，然后使用引线键合工艺完成电连接；
（2）将步骤（1）完成电连接的压力传感器芯片放入模具，进行注塑封装，将整个压力传感器芯片都埋在塑料之内；
（3）精确地将覆盖在压力传感器芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一个空腔；
（4）对该空腔覆盖保护，最后对柔性PCB基板或金属引线框架进行划片，得到单个的塑封压力传感器。
2.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述的压力传感器芯片为绝对压力传感器芯片、差压式压力传感器芯片、敏感膜与处理电路单片集成的传感器芯片、压力传感器芯片与ASIC芯片的组合中的一种。
3.根据权利要求2所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述的引线键合是通过引线实现压力传感器芯片、ASIC芯片和柔性PCB基板或金属引线框架电连接的任意组合。
4.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述的柔性PCB基板或金属引线框架为阵列式的，每条柔性PCB基板或金属引线框架上可容纳的传感器个数为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述的注塑封装形式包括传统的传递成型注塑、压缩成型注塑、低压注塑、常态灌封工艺和真空灌封工艺。
6.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤（3）中去除塑料的方法为激光刻蚀、湿法刻蚀或机械去除。
7.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述空腔，其形状为方形、圆形或其他形状。
8.根据权利要求1所述的塑料封装的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤（4）中的覆盖保护的方法为点软胶或制作保护膜。
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