CN111818440B - 一种电感式压力检测芯片封装结构、装配方法及一种耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种电感式压力检测芯片封装结构、装配方法及一种耳机，其中封装结构包括封装基板、压力检测芯片及主板；所述封装基板带有绕线电感，所述封装基板的面积大于所述压力检测芯片的面积；所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上。本发明设计了一种巧妙的封装方式，先在封装基板上制作绕线电感，然后将封装基板与压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在主板上，通过这种在芯片内部集成电感的方式可省去片外电感如PCB绕线电感，从而减小了模组体积，为耳机等设备的小型化提供了便利，同时，本发明降低了模组制造复杂度，通过集成度的提升降低了组装等成本。

Description

一种电感式压力检测芯片封装结构、装配方法及一种耳机
技术领域
本发明实施例涉及集成电路领域，尤其涉及一种电感式压力检测芯片封装结构、装配方法及一种耳机。
背景技术
在电感式压力感应技术中，可以使用片外电感和片外电容来辅助判断距离变化，当发生按压时，模组产生微小形变，从而引起片外电感感值变化，芯片通过感知片外电感和片外电容谐振点变化来判断是否出现了按压行为。
电感式压力传感器可以应用在很多场合，其中之一便是近几年兴起的TWS（truewireless stereo，真实无线立体声）耳机。通过在PCB（printed circuit board，印刷电路板）上绕线的方式实现电感，然后安装在耳机主板上，当用户捏耳机尾部时，耳机壳内壁上的金属片与PCB绕线电感距离靠近，压力传感器感知到电感感值变化，从而判断发生按压行为。
然而发明人在实现本发明的过程中发现，由于PCB上走线较粗，为了实现所需感值的电感，PCB面积将会很大，也就是说，用PCB制作的绕线电感通常体积大，从而导致耳机尾部无法做细。此外，在耳机模组制造过程中，现有技术这种方案增加了模组设计、制造的复杂度，从而也增加了成本。
发明内容
本发明实施例提供一种电感式压力检测芯片封装结构、装配方法及一种耳机，以解决电感式压力感应中模组体积较大的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种电感式压力检测芯片封装结构，所述封装结构包括封装基板、压力检测芯片及主板；
所述封装基板带有绕线电感，所述封装基板的面积大于所述压力检测芯片的面积；
所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上。
可选的，所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上，包括：
所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，并与所述压力检测芯片的上表面通过焊球连接以形成合封；
所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球与所述主板连接。
可选的，所述绕线电感的外径a与压力检测距离b的关系为：a≥2b。
可选的，所述压力检测距离为1mm，所述绕线电感的外径大于等于2mm。
可选的，所述绕线电感的走线宽度为0.2mm。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种电感式压力检测芯片封装结构的装配方法，所述方法用于上述任一种电感式压力检测芯片封装结构；所述方法包括：
将所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，通过焊球将所述封装基板的下表面与所述压力检测芯片的上表面连接以形成合封；
将所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，将所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球与所述主板连接。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种耳机，所述耳机包含有上述任一种电感式压力检测芯片封装结构。
可选的，所述耳机为真实无线立体声TWS耳机。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明设计了一种巧妙的封装方式，先在封装基板上制作绕线电感，然后将封装基板与压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在主板上。通过这种在芯片内部集成电感的方式可省去片外电感（如PCB绕线电感），从而减小了模组体积，为耳机等设备的小型化提供了便利，同时，本发明降低了模组制造复杂度，通过集成度的提升降低了组装等成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，这些介绍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是现有技术中电感式压力检测传感器的结构示意图；
图2是根据本发明一示例性实施例示出的一种电感式压力检测芯片封装结构的示意图；
图3是根据本发明一示例性实施例示出的基于封装基板设计的绕线电感结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，下文描述所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它现有的结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的特征而非按照实际实施时的特征数目、型态及比例绘制，其实际实施时各特征的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其特征布局型态也可能更为复杂。
在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本文方案。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在现有技术，一种应用于TWS耳机的传统电感式压力传感器可参见图1所示。其电感用PCB绕线电感实现，安装在主板上，当用户捏耳机尾部时，耳机外壳内壁上的金属片与PCB绕线电感距离靠近，压力传感器感知到电感感值变化，从而判断发生按压行为。
具体的，在图1中，1是TWS耳机，压力传感器部分一般设置在1中虚线圈所示部位，2是虚线圈所示部位的横切面图，3是耳机主板，位于横切面中间部分，4是电感式压力传感器方案中绕线电感，该电感是由PCB制作而成，贴在主板表面，5是贴近耳机壳的金属片。当用户捏耳机尾部时，由于发生微小形变，所以4和5距离变近，涡流现象会使得绕线电感感值变小，芯片（图1中未示出）通过感知电感感值是否变小来判断用户是否捏耳机。然而，用PCB制作的绕线电感通常体积大，限制了耳机尾部无法做细，此外在耳机模组制造过程中，PCB绕线电感也会增加额外的费用。
本发明的核心思想在于，设计一种巧妙的封装方式，将电感与压力检测芯片合封，省去现有技术里的PCB绕线电感，从而降低成本，同时为耳机等设备的小型化提供便利。
图2是根据本发明一示例性实施例示出的一种电感式压力检测芯片封装结构的示意图。该封装结构可用于耳机等小型设备，例如TWS耳机。
参见图2所示，所述封装结构包括封装基板10、压力检测芯片9及主板（主板在图2中未示出）；
所述封装基板带有绕线电感，所述封装基板的面积大于所述压力检测芯片的面积；
所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上。
作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，参见图2所示，所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上，具体可以包括：
所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，并与所述压力检测芯片的上表面通过焊球11连接以形成合封；
所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球12与所述主板连接。
图2所示场景仅为示例性的，在实际应用中，也可以适用于其它场景。对于封装基板具体如何与压力检测芯片的各引脚通过焊球相连，以及封装基板与压力检测芯片合封后的信号线如何定义、具体如何与主板通过焊球连接，本实施例并不进行限制，本领域技术人员可以根据不同需求\不同场景而自行选择、设计，可以在此处使用的这些选择和设计都没有背离本发明的精神和保护范围。
在本发明中，封装基板与绕线电感是一体的，成为一个部件，对于具体如何在封装基板上制作绕线电感，本实施例并不进行限制，本领域技术人员可以根据不同需求\不同场景而自行选择、设计，可以在此处使用的这些选择和设计都没有背离本发明的精神和保护范围。
作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，利用封装基板制作绕线电感可参见图3所示。图3示出了本发明基于封装基板设计的绕线电感结构图，图3中6是绕线电感，7a和7b是该电感的两个抽头。基板可以使用SR4板材。图3所示应用场景仅为示例性的，在实际应用中，也可以适用于其它应用场景。
作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述绕线电感的外径a与压力检测距离b的关系为：a≥2b。
进一步的，作为示例，所述压力检测距离为1mm，所述绕线电感的外径大于等于2mm。其中图3所示为等于2mm的场景。
为了使得压力检测距离达到1mm，本发明设计电感尺寸为2mm，使得测量效果最佳。
另外作为示例，图3中电感走线宽度可以为0.2mm。
本实施例设计了一种巧妙的封装方式，先在封装基板上制作绕线电感，然后将封装基板与压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在主板上。通过这种在芯片内部集成电感的方式可省去片外电感（PCB绕线电感），从而减小了模组体积，为耳机等设备的小型化提供了便利，同时，本发明降低了模组制造复杂度，进而也可降低组装等成本。
下述为本发明方法实施例，可以用于制作本发明装置实施例中的装置（即电感式压力检测芯片封装结构）。对于本发明方法实施例中未披露的细节，请参照本发明装置实施例。
本发明提供了一种电感式压力检测芯片封装结构的装配方法，所述方法用于上述本发明任一种电感式压力检测芯片封装结构，所述方法包括：
将所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，通过焊球将所述封装基板的下表面与所述压力检测芯片的上表面连接以形成合封；
将所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，将所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球与所述主板连接。
本实施例设计了一种巧妙的封装方式，先在封装基板上制作绕线电感，然后将封装基板与压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在主板上。通过这种在芯片内部集成电感的方式可省去片外电感（PCB绕线电感），从而减小了模组体积，为耳机等设备的小型化提供了便利，同时，本发明降低了模组制造复杂度，进而也可降低组装等成本。
关于上述方法实施例中的电感式压力检测芯片封装结构，其中组成、连接方式等已经在相关装置的实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
下述为本发明设备实施例，在设备实施例中，本发明提供了一种耳机，所述耳机包含上述本发明任一种电感式压力检测芯片封装结构。
作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述耳机为真实无线立体声TWS耳机。
关于上述设备实施例中的电感式压力检测芯片封装结构，其中组成、连接方式等已经在相关装置的实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种电感式压力检测芯片封装结构，其特征在于，所述封装结构用于耳机，所述封装结构包括封装基板、压力检测芯片及主板；
所述封装基板带有绕线电感，所述封装基板与绕线电感是一体的，成为一个部件，所述封装基板的面积大于所述压力检测芯片的面积；
所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装基板与所述压力检测芯片通过倒装焊方式合封为一颗芯片并安装在所述主板上，包括：
所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，并与所述压力检测芯片的上表面通过焊球连接以形成合封；
所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球与所述主板连接。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绕线电感的外径a与压力检测距离b的关系为：a≥2b。
4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述压力检测距离为1mm，所述绕线电感的外径大于等于2mm。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绕线电感的走线宽度为0.2mm。
6.一种电感式压力检测芯片封装结构的装配方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1～5任一项所述的电感式压力检测芯片封装结构；所述方法包括：
将所述封装基板的下表面覆盖在所述压力检测芯片的上表面上，通过焊球将所述封装基板的下表面与所述压力检测芯片的上表面连接以形成合封；
将所述压力检测芯片的下表面置于所述主板上，将所述封装基板与所述压力检测芯片合封后的信号线从所述封装基板的下表面通过焊球与所述主板连接。
7.一种耳机，其特征在于，所述耳机包含有如权利要求1～5任一项所述的电感式压力检测芯片封装结构。
8.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，所述耳机为真实无线立体声TWS耳机。
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