CN104990566B - 一种环境传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环境传感器，包括位于第一外部封装内部的传感器芯片，在第一外部封装外侧通过植锡球焊接有ASIC芯片，ASIC芯片的输入端与第一外部封装上设置的ASIC输入端导线的一端电连接，传感器芯片的输出端与所述ASIC输入端导线的另一端电连接；第一外部封装外侧还设置有用于封装ASIC芯片的第二外部封装。本发明的环境传感器，将ASIC芯片与传感器芯片分开设置，从而可以防止外界异物进入，以保护ASIC芯片不受损坏；同时，允许在竖直方向上安装ASIC芯片、传感器芯片，降低了整个环境传感器的尺寸，从而可以节省外部封装的空间，使得产品可以做的更小，以满足现代电子产品的小型化发展。

Description

一种环境传感器

技术领域

本发明涉及测量领域，更具体地，涉及一种传感器，尤其涉及一种环境传感器。

背景技术

环境传感器利用的是敏感材料的相关物理效应,如压阻效应、压电效应等，敏感材料在受到环境变量的作用后，其电阻或者电容发生变化，通过测量电路就可以得到正比于环境变量变化的电信号，环境传感器现已广泛应用于气压、高度、温湿度、气体等领域的测量和控制中。

近年来，随着科学技术的发展，手机、笔记本电脑等电子产品的体积在不断减小，而且人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，这就要求与之配套的电子零部件的体积也必须随着减小。

现有的环境传感器，包括由电路板、外壳围成的封装结构，以及位于该封装结构中的传感器芯片、ASIC芯片，其中，传感器芯片和ASIC芯片均固定在电路板上，传感器芯片和ASIC芯片之间通过金线电连接，ASIC芯片与电路板之间通过金线电连接在一起。这样的连接方式，不但增加了制作工序，而且也不利于环境传感器的小型化发展。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种环境传感器。

根据本发明的一个方面，提供一种环境传感器，包括电路板、第一外壳，以及由电路板、第一外壳包围起来的第一外部封装，所述第一外部封装上还设有连通外界的导通孔；还包括位于第一外部封装内部、固定在电路板上的传感器芯片，在所述第一外部封装外侧通过植锡球焊接有ASIC芯片，所述ASIC芯片的输入端与第一外部封装上设置的ASIC输入端导线的一端电连接，固定在第一外部封装内部的传感器芯片的输出端与所述ASIC输入端导线的另一端电连接在一起；所述第一外部封装外侧还设置有用于封装所述ASIC芯片的第二外部封装。

优选地，所述ASIC芯片倒置，ASIC芯片的输入端通过植锡球直接焊接在第一外部封装上的ASIC输入端导线上。

优选地，所述ASIC芯片设置在第一外壳的顶端，所述ASIC输入端导线从第一外壳的顶端延伸至其侧壁中，并与电路板上的电路布图连接。

优选地，所述传感器芯片通过金线与电路板上的电路布图连接。

优选地，所述导通孔设置在电路板上。

优选地，所述ASIC芯片设置在电路板上与传感器芯片相对的一侧，所述ASIC输入端导线贯穿电路板的两侧，其中，所述传感器芯片的输出端通过金线直接连接在ASIC输入端导线上位于传感器芯片侧的一端；所述ASIC芯片的输入端通过植锡球直接焊接在ASIC输入端导线上位于ASIC芯片侧的一端。

优选地，还包括ASIC输出端导线，所述ASIC输出端导线的一端位于电路板上，另一端穿过第二外部封装，并在第二外部封装的外侧形成焊盘；所述ASIC芯片的输出端通过植锡球直接焊接在位于电路板上的ASIC输出端导线上。

优选地，所述导通孔设置在第一外壳上。

优选地，所述第二外部封装由固定在第一外部封装外侧的第二外壳围成。

优选地，所述第二外部封装由将ASIC芯片封装在第一外部封装外侧的注塑体形成。

本发明的环境传感器，传感器芯片设置在第一外部封装内部，而ASIC芯片设置在第二外部封装内，由于传感器芯片需要与外界连通，将ASIC芯片与传感器芯片分开设置，使得可以完全密封ASIC芯片，从而可以防止外界异物进入，以保护ASIC芯片不受损坏；同时，由于传感器芯片和ASIC芯片分开设置，使得可以在竖直方向上安装ASIC芯片、传感器芯片，例如将传感器芯片和ASIC芯片设置在电路板的两侧，降低了整个环境传感器的尺寸，从而可以节省外部封装的空间，使得产品可以做的更小，以满足现代电子产品的小型化发展。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明环境传感器的结构示意图。

图2是本发明环境传感器另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明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发明的范围。

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，决不作为对本发明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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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。

参考图1，本发明提供了一种环境传感器，其可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器等用于检测周围环境的传感器，其包括电路板1、第一外壳2，所述第一外壳2固定在电路板1上，并与电路板1共同围成了环境传感器的第一外部封装10。其中所述第一外壳2也可以呈平板状，此时，还需要设置一独立的侧壁部将第一外壳2支撑在电路板1上，以共同形成环境传感器的第一外部封装10。环境传感器的传感器芯片4设置在第一外部封装10的内部，具体地，传感器芯片4可通过本领域技术人员所熟知的手段设置在电路板1上。在所述第一外部封装10上还设有连通外界的导通孔12，以便将传感器芯片4暴露在外界的环境中。其中，导通孔12可以设置在第一外壳2上，也可以设置在电路板1上。

本发明的环境传感器，还包括ASIC芯片5，该ASIC芯片5通过植锡球6的方式焊接在所述第一外部封装10外侧上，其中，在所述第一外部封装10上设置有ASIC输入端导线8，固定在第一外部封装10外侧的ASIC芯片5，其输入端与ASIC输入端导线8的一端电连接在一起，ASIC输入端导线8的另一端与固定在第一外部封装10内部的传感器芯片4的输出端电连接在一起，使得传感器芯片4输出的电信号可以经过ASIC输入端导线8传输至ASIC芯片5上，使得传感器芯片4输出的电信号可通过ASIC芯片5进行放大，以便后续处理。

其中，在所述第一外部封装10的外侧还设置有用于封装ASIC芯片5的第二外部封装3，通过该第二外部封装3可以将ASIC芯片5密封起来。在本发明一个具体的实施方式中，所述第二外部封装3由固定在第一外部封装10外侧的第二外壳围成。在另一具体的实施方式中，所述第二外部封装3由注塑在第一外部封装10外侧的注塑体形成，通过该注塑体将ASIC芯片5封装在第一外部封装10的外侧。

优选的是，所述ASIC芯片5倒置安装，使得ASIC芯片5上的输出端、输入端朝向第一外部封装10的待焊接面，并通过植锡球6的方式将ASIC芯片5的输入端直接焊接在ASIC输入端导线8上。当然，对于本领域的技术人员来说，也可以在ASIC芯片5的内部设置金属化通孔，通过该金属化通孔可以将位于ASIC芯片5上端的输入端电极引到ASIC芯片5的下端，采用这种方式，使得不再需要将ASIC芯片5倒置，可以直接将ASIC芯片5下端的金属化通孔作为焊接点，直接与第一外部封装10上的ASIC输入端导线8焊接在一起。

在本发明一个具体的实施方式中，参考图2，所述ASIC芯片5设置在第一外壳2的顶端，所述导通孔12设置在电路板1上。所述ASIC输入端导线8的一端位于第一外壳2的顶端，并与ASIC芯片5的输入端电连接在一起，其另一端沿着第一外壳2的侧壁向下延伸，并与电路板1上的电路布图连接起来。

在本发明一个优选的实施方式中，所述传感器芯片4通过金线7与电路板1上的电路布图连接起来，也就是说，传感器芯片4通过金线7、电路板1上的电路布图、ASIC输入端导线8与ASIC芯片5电连接在一起，从而简化了传感器芯片4与ASIC芯片5之间的连接方式，使其制造工艺简单，制程效率高，生产成本低。

在本发明另一具体的实施方式中，参考图1，所述ASIC芯片5设置在电路板1上与传感器芯片4相对的一侧，也就是说，传感器芯片4固定在电路板1上位于第一外部封装10内部的一侧，而ASIC芯片5则固定在电路板1上位于第一外部封装10外部的一侧，此时，所述导通孔12可以设置在第一外壳2上。其中，所述ASIC输入端导线8位于电路板1上，并贯穿电路板1的两侧，所述传感器芯片4的输出端通过金线7直接连接在ASIC输入端导线8上位于传感器芯片4侧的一端；所述ASIC芯片5的输入端通过植锡球6直接焊接在ASIC输入端导线8上位于ASIC芯片5侧的一端。

本发明的环境传感器，传感器芯片设置在第一外部封装内部，而ASIC芯片设置在第二外部封装内，由于传感器芯片需要与外界连通，将ASIC芯片与传感器芯片分开设置，使得可以完全密封ASIC芯片，从而可以防止外界异物进入，以保护ASIC芯片不受损坏；同时，由于传感器芯片和ASIC芯片分开设置，使得可以在竖直方向上安装ASIC芯片、传感器芯片，例如将传感器芯片和ASIC芯片设置在电路板的两侧，降低了整个环境传感器的尺寸，从而可以节省外部封装的空间，使得产品可以做的更小，以满足现代电子产品的小型化发展。

如上文所述，传感器芯片4直接固定在电路板1上，并通过金线7直接与ASIC输入端导线8电连接在一起，在此，传感器芯片4也可以采用与ASIC芯片5类似的安装结构，也就是说，传感器芯片4也可以通过植锡球的方式直接焊接在位于电路板1中的ASIC输入端导线8上，或者直接焊接在位于电路板1中与ASIC输入端导线8连接的电路布图上。

在本发明另一优选的实施方式中，还包括ASIC输出端导线9，参考图1，所述ASIC输出端导线9的一端位于电路板1上，另一端穿过第二外部封装3，并在第二外部封装3外侧形成焊盘11；所述ASIC芯片5的输出端通过植锡球6直接焊接在位于电路板1中的ASIC输出端导线9上；采用这种方式，可以将ASIC芯片5的输出端引到第二外部封装3的外侧焊盘11上，并可通过焊盘11实现环境传感器与外部用户终端的连接。

虽然已经通过示例对本发明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，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种环境传感器，其特征在于：包括电路板(1)、第一外壳(2)，以及由电路板(1)、第一外壳(2)包围起来的第一外部封装(10)，所述第一外部封装(10)上还设有连通外界的导通孔(12)；还包括位于第一外部封装(10)内部、固定在电路板(1)上的传感器芯片(4)，在所述第一外部封装(10)外侧通过植锡球(6)焊接有ASIC芯片(5)，所述ASIC芯片(5)的输入端与第一外部封装(10)上设置的ASIC输入端导线(8)的一端电连接，固定在第一外部封装(10)内部的传感器芯片(4)的输出端与所述ASIC输入端导线(8)的另一端电连接在一起；所述第一外部封装(10)外侧还设置有用于封装所述ASIC芯片(5)的第二外部封装(3),所述ASIC芯片(5)倒置，ASIC芯片(5)的输入端通过植锡球(6)直接焊接在第一外部封装(10)上的ASIC输入端导线(8)上,所述ASIC芯片(5)设置在电路板(1)上与传感器芯片(4)相对的一侧，所述ASIC输入端导线(8)贯穿电路板(1)的两侧，其中，所述传感器芯片(4)的输出端通过金线(7)直接连接在ASIC输入端导线(8)上位于传感器芯片(4)侧的一端；所述ASIC芯片(5)的输入端通过植锡球(6)直接焊接在ASIC输入端导线(8)上位于ASIC芯片(5)侧的一端，还包括ASIC输出端导线(9)，所述ASIC输出端导线(9)的一端位于电路板(1)上，另一端穿过第二外部封装(3)，并在第二外部封装(3)的外侧形成焊盘(11)；所述ASIC芯片(5)的输出端通过植锡球(6)直接焊接在位于电路板(1)上的ASIC输出端导线(9)上。

2.根据权利要求1所述的环境传感器，其特征在于：所述ASIC芯片(5)设置在第一外壳(2)的顶端，所述ASIC输入端导线(8)从第一外壳(2)的顶端延伸至其侧壁中，并与电路板(1)上的电路布图连接。

3.根据权利要求2所述的环境传感器，其特征在于：所述传感器芯片(4)通过金线(7)与电路板(1)上的电路布图连接。

4.根据权利要求2所述的环境传感器，其特征在于：所述导通孔(12)设置在电路板(1)上。

5.根据权利要求1所述的环境传感器，其特征在于：所述导通孔(12)设置在第一外壳(2)上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的环境传感器，其特征在于：所述第二外部封装(3)由固定在第一外部封装(10)外侧的第二外壳围成。

7.根据权利要求1至5任一项所述的环境传感器，其特征在于：所述第二外部封装(3)由将ASIC芯片(5)封装在第一外部封装(10)外侧的注塑体形成。