CN111668167B - 一种芯片模组的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子装置,特别涉及一种芯片模组的封装方法,包括如下步骤:在预先提供的底板上铺设第一基材衬底和第二基材衬底;在第一基材衬底上制作第一导电线路,在第二基材衬底上制作第二导电线路;将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于第一基材衬底上,与第一导电线路电性连接;将预先提供的主控芯片安装于第二基材衬底上,并与第二导电线路电性连接;制作连接第一导电线路和第二导电线路的第三导电线路;在第一基材衬底和第二基材衬底之间制作与底板连接的绝缘隔离层;在底板四周排布若干的导电引脚,将各导电引脚与第一基材衬底上的第一导电线路电性连接;将预先提供的封装罩以与绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于底板上。
Description
技术领域
本发明涉及电子装置,特别涉及一种芯片模组的封装方法。
背景技术
气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置,气体传感器一般被归为化学传感器的一类。
传统的气体传感器具有将气体传感材料或传感芯片安装至气体传感器的封装件结构,气体的传感器往往需要与处理模块MCU通信,通过MCU处理气体传感器所获取的信息,但气体传感器在封装后必须与大气相同,而MCU在的封装需要密闭环境,导致气体传感器和MCU需要分别封装,浪费封装材料和时间,成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芯片模组的封装方法,可以将处理模块和气体传感器一同封装,节约封装材料和时间,降低封装成本。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种芯片模组的封装方法,包括如下步骤:
在预先提供的底板上铺设第一基材衬底和第二基材衬底,并在铺设时将第一基材衬底和第二基材衬底隔开;
在所述第一基材衬底上制作第一导电线路,在所述第二基材衬底上制作第二导电线路;
将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于所述第一基材衬底上,并与所述第一导电线路电性连接;
将预先提供的主控芯片安装于所述第二基材衬底上,并与所述第二导电线路电性连接;
在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底相互隔开的区域内,制作连接所述第一导电线路和所述第二导电线路的第三导电线路;
在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底之间制作与所述底板连接的绝缘隔离层;所述绝缘隔离层的高度高于所述主控芯片的高度及所述传感模块的高度;
在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述第一基材衬底上的所述第一导电线路电性连接;各所述导电引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上;所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述第一衬底基材和所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述第二衬底基材和所述主控芯片的第二封装区,且所述封装罩对应所述第一封装区的位置具有与所述第一封装区连通的通孔。
一种芯片模组的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
在预先提供的底板上铺设基材衬底;
将预先提供的主控芯片和传感模块安装于所述基材衬底上,并在安装时将所述主控芯片和传感模块隔开;
在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述基材衬底相抵接,且各所述导电引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
在基材衬底上安装绝缘隔离层,所述绝缘隔离层位于所述传感模块和所述主控芯片之间。
将预先提供的绝缘隔离层安装在预先提供的封装罩内;
将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上;所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述第一衬底基材和所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述第二衬底基材和所述主控芯片的第二封装区,且所述封装罩对应所述第一封装区的位置具有与所述第一封装区连通的通孔。
一种芯片模组的封装方法,包括如下步骤:
在预先提供的底板上铺设基材衬底;
将预先提供的主控芯片和传感模块安装于所述基材衬底上,并在安装时将所述主控芯片和传感模块隔开;
在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述基材衬底相抵接,且各所述导电引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
将预先提供的绝缘隔离层安装在预先提供的封装罩内;
将所述封装罩以与各所述导电引脚紧密贴合的方式安装在所述底板上;所述绝缘隔离层用于在所述封装罩与所述底板贴合时与所述基材衬底相抵,且所述绝缘隔离层将所述主控芯片和所述传感模块相隔开。所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述主控芯片的第二封装区,且所述封装罩对应所述第二封装区的位置具有与所述第一封装区连通的通孔。
本发明实施方式相对于现有技术而言,通过使用绝缘隔离层将芯片模组中的主控芯片和传感模块相隔开,且同时将封装罩与底板之间围成的空间分隔成第一封装区和第二封装区,使得传感模块和主控芯片分别置于第一封装区和第二封装区内,第一封装区通过封装罩上的通孔与空气连通,使得传感模块可以与空气接触,检测待测气体的参数信息;第二封装区封闭,保证主控芯片与外界封闭,为主控芯片提供合适的工作空间,且主控芯片和传感模块通过第一导电线路、第二导电线路和第三导电线路进行通讯,通过本方法封装的芯片模组,同时封装了传感模块和主控芯片且分别为传感模块和主控芯片提供了相应的工作环境,使得传感模块可以在芯片模组中检测空气中待测气体的参数信息,并将气体参数信息发送给处理模块进行计算处理,避免了传感模块和主控芯片的分别封装,节约了封装材料和时间,降低封装成本。
另外,在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底相互隔开的区域内,制作连接所述第一导电线路和所述第二导电线路的第三导电线路的步骤中,具体包括:在所述底板对应所述第一基材衬底和所述第二基材衬底隔开的位置出开设至少一个凹槽;在各所述凹槽内制作所述第三导电线路。
另外,所述传感模块至少包括:第一传感器和第二传感器,在将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于所述第一基材衬底上,并与所述第一导电线路电性连接的步骤中,具体包括如下步骤:将所述第一传感器铺设在所述第一基材衬底上;将所述第二传感器铺设在所述第一基材衬底上,并在铺设时将所述第一传感器与所述第二传感器相互隔开。
另外,封装罩包括:封装罩本本体和带有通孔的防护板,所述封装罩本体上开设有用于安装所述防护板的安装槽;在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述第二基材衬底上的所述第二导电线路电性连接的步骤后,在将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上的步骤前,还包括如下步骤:将防护板安装到封装罩本体上的安装槽内,并密封所述防护板与所述安装槽的槽壁之间的间隙。
另外,在将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上的步骤中,具体包括如下步骤:将所述封装罩扣置在所述底板上;所述封装罩与绝缘隔离层贴合,所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述第一衬底基材和所述主控芯片的第一封装区、用于收纳所述第二衬底基材和所述传感模块的第二封装区;向所述第二封装区内填充保护气体;密封所述封装罩和所述底板之间的间隙。
另外,所述基材衬底上开设有用于安装所述绝缘隔离层的固定槽,在在基材衬底上安装绝缘隔离层步骤中,具体包括:将封装罩上的绝缘隔离层插入所述基材衬底上的固定槽内。
另外,在将封装罩上的绝缘隔离层与所述基材衬底上的固定槽相对的步骤之后,在将所述封装罩扣置于所述底板上的步骤之前,还包括如下步骤:向所述第二封装区内填充保护气体。
另外,所述传感模块至少包括:第一传感器和第二传感器,在将预先提供的主控芯片和传感模块安装于所述基材衬底上,并在安装时将所述主控芯片和传感模块隔开步骤中,具体包括如下步骤:将所述主控芯片铺设在所述基材衬底上;在所述基材衬底上与所述主控芯片相隔开的位置上铺设所述第一传感器和所述第二传感器,并在铺设时将所述第一传感器与所述第二传感器相互隔开。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是第一实施方式中芯片模组封装方法的流程图;
图2是第二实施方式中芯片模组封装方法的流程图;
图3是第三实施方式中芯片模组封装方法的流程图;
图4是第一实施方式中的芯片模组的俯视图;
图5是第一实施方式中的芯片模组的剖视图;
图6是第二实施方式中的芯片模组的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种芯片模组的封装方法,用于将可检测气体的传感模块和主控芯片封装在芯片模组内,避免传感模块和主控芯片的分别封装,节约封装成本和封装时间。芯片模组用于检测空气中特定气体的含量,并根据特定气体的含量发出相应的处理信号。
如图1、图4、图5所示,芯片模组的封装方法包括如下步骤:
110、在预先提供的底板1上铺设第一基材衬底961和第二基材衬底982,并在铺设时将第一基材衬底961和第二基材衬底982隔开;其中第一基材衬底961和第二基材衬底982均为导电材料,本实施方式中,第一基材衬底961和第二基材衬底982均由硅基材料制成,当然,第一基材衬底961和第二基材衬底982也可以由其他材料制成,本实施方式中仅以硅基材料为例,不做具体限定。
120、在第一基材衬底961上制作第一导电线路,在第二基材衬底982上制作第二导电线路;第一导电线路一端连接第一基材衬底961,另一端埋入底板1内,第二导电线路的一端连接第二基材衬底982,另一端也埋入底板1。
130、将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于第一基材衬底961上,并与第一导电线路电性连接;传感模块通过第一基材衬底961与第一导电线路电性连接,传感模块在接触空气时,对空气中的待检测气体敏感,可以检测空气中待检测气体的含量。
140、将预先提供的主控芯片81安装于第二基材衬底982上,并与第二导电线路电性连接;主控芯片81设在第二基材衬底982上时,通过第二基材衬底982与第二导电线路电性连接。
150、在第一基材衬底961和第二基材衬底982相互隔开的区域内,制作连接第一导电线路和第二导电线路的第三导电线路;第三导电线路的设置实现了传感模块与主控芯片81之间的通讯,使得传感模块可以将其所检测到的空气中待测气体的参数信息通过第一基材衬底961、第一导电线路、第三导电线路、第二导电线路和第二基材衬底982传递给主控芯片81,主控芯片81用于对待测气体的参数信息进行计算和判断,发出处理信号。
160、在第一基材衬底961和第二基材衬底982之间制作与底板1连接的绝缘隔离层3;绝缘隔离层3的高度高于主控芯片81的高度及传感模块的高度;绝缘隔离层3将第一基材衬底961和第二基材衬底982分隔开。
170、在底板1四周排布若干的导电引脚10,并将各导电引脚10与第二基材衬底982上的第二导电线路电性连接;各导电引脚10均有部分暴露于底板1外用于焊接;导电引脚10用于将主控芯片81所发出的处理信号发送至芯片模组外部,向外界传送芯片模组发出的信号。
180、将预先提供的封装罩2以与绝缘隔离层3紧密贴合的方式安装于底板1上;封装罩2与底板1之间构成被绝缘隔离层3隔开的用于收纳第一衬底基材和传感模块的第一封装区4、用于收纳第二衬底基材和主控芯片81的第二封装区5,且封装罩2对应第一封装区4的位置具有与第一封装区4连通的通孔23。第一封装区4和第二封装区5彼此分离,且第一封装区4通过通孔23与外界连通,空气可以通过通孔23进入第一封装区4,使得第一封装区4内的传感模块可以与空气接触并检测空气中待测气体的参数信息。第二封装区5与第一封装区4被绝缘隔离层3隔开,第二封装区5密闭,避免了空气进入第二封装区5,也避免了主控芯片81和传感模块之间的通讯干扰。
值得注意的是,
在步骤150中,具体包括如下步骤:
151、在底板1对应第一基材衬底961和第二基材衬底982隔开的位置出开设至少一个凹槽;
152、在各凹槽内制作第三导电线路。第三导电线路嵌合在凹槽内,在绝缘隔离层3安装时不会与第三导电线路干涉,导致第二封装区5密闭性遭到破坏。
同时,传感模块至少包括:第一传感器611和第二传感器612,在步骤130中,具体包括如下步骤:
131、将第一传感器611铺设在第一基材衬底961上;
132、将第二传感器612铺设在第一基材衬底961上,并在铺设时将第一传感器611与第二传感器612相互隔开。
其中第一传感器611和第二传感器612均为金属材质制成的微纳传感器,对特殊的气体敏感,第一传感器611对芯片模组所需检测的特定气体敏感,但值得注意的是,第一传感器611还会对空气中的其他气体敏感,即第一传感器611所测得待测气体的含量中,包含所需检测的特定气体、无需检测的其他气体。其中无需检测的其他气体为干扰气体,干扰气体可以包括一种或多种气体,第二传感器612与第一传感器611彼此分离,第一传感器611和第二传感器612之间的检测不会发生相互干扰,第二传感器612的作用为对干扰气体敏感,检测空气中干扰气体的含量。第一传感器611和第二传感器612均将其所检测的气体参数通过第一导电基材和导电线路传输给处理芯片,处理芯片接收到第一传感器611所传输的待测气体含量参数和第二传感器612测得的干扰气体含量,其中待测气体含量参数包括:特定气体含量和干扰气体含量,处理芯片将第一待测气体的含量与第二传感器612所测得的干扰气体含量做差,即计算得到空气中特定气体的含量。第二传感器612的设置避免了第一传感器611单独测量特定气体含量时出现的误差,提升了特定气体含量测量的准确度。
值得注意的是,封装罩2包括:封装罩2本本体和带有通孔23的防护板22,封装罩2本体上开设有用于安装防护板22的安装槽;在步骤170和步骤180之间,还包括如下步骤:
171、将防护板22安装到封装罩2本体上的安装槽内,并密封防护板22与安装槽的槽壁之间的间隙。安装槽呈阶梯状设置,防护板22具有与安装槽卡合的卡接部,防护板22在安装时,与卡接部与封装罩2的安装槽的槽壁契合。值得注意的是,封装罩2由陶瓷材料制成,陶瓷在受热时不容易膨胀,可以保持芯片模组的密封度,防护板22由膨胀系数小的金属材料制成,如耐热钢,防护板22也具有受热不易膨胀的特性,用于保持芯片模组的密封性。
步骤180具体包括:
181、将封装罩2扣置在底板1上。封装罩2与绝缘隔离层3贴合,封装罩2与底板1之间构成被绝缘隔离层3隔开的用于收纳第一衬底基材和主控芯片81的第一封装区4、用于收纳第二衬底基材和传感模块的第二封装区5;
182、向第二封装区5内填充保护气体。本实施方式中,保护气体为氮气,当然,保护气体也可以为其他气体,如稀有气体等,本实施方式中仅以氮气为例,不做具体限定。第二封装区5内填充保护气体后,可以避免处理芯片被风化,延长芯片模组的寿命。
183、密封封装罩2和底板1之间的间隙。填充保护气体后完成密封,实现第二封装区5的封闭。
本发明的第二实施方式涉及一种芯片模组的封装方法,如图2、图6所示,包括如下步骤:
210、在预先提供的底板1上铺设基材衬底9;
220、将预先提供的主控芯片81和传感模块安装于基材衬底9上,并在安装时将主控芯片81和传感模块隔开;
230、在底板1四周排布若干的导电引脚10,并将各导电引脚10与基材衬底9相抵接;且各导电引脚10均有部分暴露于底板1外用于焊接;
240、在基材衬底9上安装绝缘隔离层3,绝缘隔离层3位于传感模块和主控芯片81之间。
250、将预先提供的封装罩2以与绝缘隔离层3紧密贴合的方式安装于底板1上;封装罩2与底板1之间构成被绝缘隔离层3隔开的用于收纳第一衬底基材和传感模块的第一封装区4、用于收纳第二衬底基材和主控芯片81的第二封装区5,且封装罩2对应第一封装区4的位置具有与第一封装区4连通的通孔23。
步骤220具体包括:
221、将主控芯片81铺设在基材衬底9上;
222、在基材衬底9上与主控芯片81相隔开的位置上铺设第一传感器611和第二传感器612,并在铺设时将第一传感器611与第二传感器612相互隔开。第一传感器611和第二传感器612彼此隔开,可以避免第一传感器611和第二传感器612在检测气体时相互干扰。
基材衬底9上开设有用于安装绝缘隔离层3的固定槽,在步骤240中,具体包括:
241、将封装罩2上的绝缘隔离层3插入基材衬底9上的固定槽内。
步骤250具体包括:
251、将封装罩2扣置在底板1上。封装罩2与绝缘隔离层3贴合,封装罩2与底板1之间构成被绝缘隔离层3隔开的用于收纳主控芯片81的第一封装区4、用于收纳传感模块的第二封装区5;
252、向第二封装区5内填充保护气体。本实施方式中,保护气体为氮气,当然,保护气体也可以为其他气体,如稀有气体等,本实施方式中仅以氮气为例,不做具体限定。第二封装区5内填充保护气体后,可以避免处理芯片被风化,延长芯片模组的寿命。
253、密封封装罩2和底板1之间的间隙;充保护气体后完成密封,实现第二封装区5的封闭。本发明的第三实施方式涉及一种芯片模组的封装方法,如图3所示,包括如下步骤:
310、在预先提供的底板上铺设基材衬底;
320、将预先提供的主控芯片和传感模块安装于基材衬底上,并在安装时将主控芯片和传感模块隔开;
330、在底板四周排布若干的导电引脚,并将各导电引脚与基材衬底相抵接,且各引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
340、将预先提供的绝缘隔离层安装在预先提供的封装罩内;
350、将封装罩以与各导电引脚紧密贴合的方式安装在底板上;绝缘隔离层用于在封装罩与底板贴合时与基材衬底相抵,且绝缘隔离层将主控芯片和传感模块相隔开。封装罩与底板之间构成被绝缘隔离层隔开的用于收纳传感模块的第一封装区、用于收纳主控芯片的第二封装区,且封装罩对应第二封装区的位置具有与第一封装区连通的通孔。
步骤350具体包括:
351、将封装罩上的绝缘隔离层与基材衬底上的固定槽相对,将封装罩扣置于底板上;将封装罩上的绝缘隔离层与基材衬底上的固定槽相对时将绝缘隔离层将固定槽插入固定槽中。
352、向第二封装区内填充保护气体。
353、密封封装罩和底板之间的间隙。封闭第二封装区包括主控芯片。
步骤320具体包括:
321、将主控芯片铺设在基材衬底上;
322、在基材衬底上与主控芯片相隔开的位置上铺设第一传感器和第二传感器,并在铺设时将第一传感器与第二传感器相互隔开。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (5)
1.一种芯片模组的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
在预先提供的底板上铺设第一基材衬底和第二基材衬底,并在铺设时将第一基材衬底和第二基材衬底隔开;所述第一基材衬底和所述第二基材衬底由导电材料制成;
在所述第一基材衬底上制作第一导电线路,在所述第二基材衬底上制作第二导电线路;
将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于所述第一基材衬底上,并与所述第一导电线路电性连接;
将预先提供的主控芯片安装于所述第二基材衬底上,并与所述第二导电线路电性连接;
在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底相互隔开的区域内,制作连接所述第一导电线路和所述第二导电线路的第三导电线路;
在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底之间制作与所述底板连接的绝缘隔离层;所述绝缘隔离层的高度高于所述主控芯片的高度及所述传感模块的高度;
在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述第二基材衬底上的所述第二导电线路电性连接;各所述导电引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上;所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述第一基材衬底和所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述第二基材衬底和所述主控芯片的第二封装区,且所述封装罩对应所述第一封装区的位置具有与所述第一封装区连通的通孔;
在所述第一基材衬底和所述第二基材衬底相互隔开的区域内,制作连接所述第一导电线路和所述第二导电线路的第三导电线路的步骤中,具体包括:
在所述底板对应所述第一基材衬底和所述第二基材衬底隔开的位置处开设至少一个凹槽;
在各所述凹槽内制作所述第三导电线路。
2.根据权利要求1所述的芯片模组的封装方法,其特征在于,所述传感模块至少包括:第一传感器和第二传感器,在将预先提供的用于检测空气中待测气体含量的传感模块安装于所述第一基材衬底上,并与所述第一导电线路电性连接的步骤中,具体包括如下步骤:
将所述第一传感器铺设在所述第一基材衬底上;
将所述第二传感器铺设在所述第一基材衬底上,并在铺设时将所述第一传感器与所述第二传感器相互隔开。
3.根据权利要求1所述的芯片模组的封装方法,其特征在于,封装罩包括:封装罩本体和带有通孔的防护板,所述封装罩本体上开设有用于安装所述防护板的安装槽;在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述第二基材衬底上的所述第二导电线路电性连接的步骤后,在将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上的步骤前,还包括如下步骤:
将所述防护板安装到所述封装罩本体上的安装槽内,并密封所述防护板与所述安装槽的槽壁之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的芯片模组的封装方法,其特征在于,在将预先提供的封装罩以与所述绝缘隔离层紧密贴合的方式安装于所述底板上的步骤中,具体包括如下步骤:
将所述封装罩扣置在所述底板上;所述封装罩与绝缘隔离层贴合,所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述第一基材衬底和所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述第二基材衬底和所述主控芯片的第二封装区;
向所述第二封装区内填充保护气体;
密封所述封装罩和所述底板之间的间隙。
5.一种芯片模组的封装方法,其特征在于,包括如下步骤:
在预先提供的底板上铺设基材衬底;
将预先提供的主控芯片和传感模块安装于所述基材衬底上,并在安装时将所述主控芯片和传感模块隔开;所述基材衬底由导电材料制成;
在所述底板四周排布若干的导电引脚,并将各所述导电引脚与所述基材衬底相抵接,且各所述导电引脚均有部分暴露于底板外用于焊接;
将预先提供的绝缘隔离层安装在预先提供的封装罩内;
将所述封装罩以与各所述导电引脚紧密贴合的方式安装在所述底板上;所述绝缘隔离层用于在所述封装罩与所述底板贴合时与所述基材衬底相抵,且所述绝缘隔离层将所述主控芯片和所述传感模块相隔开;所述封装罩与所述底板之间构成被所述绝缘隔离层隔开的用于收纳所述传感模块的第一封装区、用于收纳所述主控芯片的第二封装区,且所述封装罩对应所述第一封装区的位置具有与所述第一封装区连通的通孔。
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