CN112158791B - 传感器封装结构及其封装方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种传感器封装结构及其封装方法、电子设备，其中，该传感器封装结构包括基板、第一传感器组件、注塑胶封装结构和第二传感器组件，所述第一传感器组件至少部分设于所述基板的表面。所述注塑胶封装结构封装所述第一传感器组件中设于所述基板表面的部分，所述注塑胶封装结构与所述基板围成安装腔，所述安装腔与所述第一传感器组件间隔设置。所述第二传感器组件至少部分设于所述基板的表面，且所述第二传感器组件中设于所述基板表面的部分位于所述安装腔。本发明技术方案能够避免注塑胶对敏感传感器的应力作用。

Description

传感器封装结构及其封装方法、电子设备

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别涉及一种传感器封装结构及其封装方法、电子设备。

背景技术

集成传感器是一种内部集成了多个传感器单元的传感器芯片(例如由速度传感器单元和湿度传感器单元集成的集成传感器)，并且作为一个能够同时实现多种传感功能的独立的芯片进行使用。目前一些具有多个传感器单元的集成传感器在封装时是将各个传感器通过SMT焊接贴于基板上，然后再用注塑胶整体封装形成最终应用产品的集成传感器。这种封装方式中，注塑胶会对比较敏感的传感器芯片造成严重应力作用，会影响敏感传感器芯片和集成传感器的正常工作，降低产品性能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种传感器封装结构，旨在避免注塑胶对敏感传感器的应力作用。

为实现上述目的，本发明提出的传感器封装结构，包括：

基板；

第一传感器组件，至少部分设于所述基板的表面；

注塑胶封装结构，封装所述第一传感器组件中设于所述基板表面的部分，所述注塑胶封装结构与所述基板围成安装腔，所述安装腔与所述第一传感器组件间隔设置；以及，

第二传感器组件，至少部分设于所述基板的表面，且所述第二传感器组件中设于所述基板表面的部分位于所述安装腔。

可选地，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第一MEMS传感器芯片设于所述基板的表面，所述第一ASIC芯片埋入所述基板内；

所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片，所述第二MEMS传感器芯片设于所述基板的表面，所述第二ASIC芯片埋入所述基板内。

可选地，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第一MEMS传感器芯片和所述第一ASIC芯片均设于所述基板的表面；

所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片，所述第二MEMS传感器芯片和所述第二ASIC芯片均设于所述基板的表面。

可选地，所述注塑胶封装结构于所述安装腔周壁的部分设有防干扰层。

可选地，所述防干扰层为金属层。

可选地，所述传感器封装结构还包括盖板，所述注塑胶封装结构成型有安装开口，所述安装开口与所述安装腔连通，所述盖板盖合所述安装开口。

可选地，所述盖板为金属板。

可选地，所述盖板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板和盖板上均设有通孔，所述通孔之间的位置相互交错分布。

可选地，所述传感器封装结构还包括保护胶层，所述保护胶层覆设于所述第二传感器组件暴露于所述安装腔内的电路结构。

可选地，第一传感器组件包括加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器中的一种或多种；和/或，

第二传感器组件包括压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器中的一种或多种。

可选地，所述传感器封装结构还包括单片机芯片，所述第一传感器组件和所述第二传感器组件均电连接所述单片机芯片；

所述单片机芯片埋入所述基板内；或者，

所述单片机芯片设于所述安装腔内；或者，

所述单片机芯片设于所述基板的表面，所述注塑胶封装结构封装所述单片机芯片。

本发明还提出一种传感器封装方法，所述传感器封装方法包括以下步骤：

提供基板、第一传感器组件和第二传感器组件；

将所述第一传感器组件的至少部分安装于所述基板的表面；

在所述基板上注塑形成注塑胶封装结构，所述注塑胶封装结构封装所述第一传感器组件，并与所述基板围成安装腔；

将所述第二传感器组件的至少部分安装于所述安装腔。

可选地，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片；

所述提供基板、第一传感器组件和第二传感器组件的步骤包括：

提供第一MEMS传感器芯片、第二MEMS传感器芯片、及预埋有第一ASIC芯片和第二ASIC芯片的基板；

所述将所述第一传感器组件的至少部分安装于所述基板的表面的步骤包括：将所述第一MEMS传感器芯片安装于所述基板的表面；

所述将所述第二传感器组件的至少部分安装于所述安装腔的步骤包括：将所述第二MEMS传感器芯片安装于所述安装腔。

可选地，所述在所述基板上注塑形成注塑胶封装结构，所述注塑胶封装结构封装所述第一传感器组件，并与所述基板围成安装腔的步骤之后，还包括：

在所述注塑胶封装结构于所述安装腔周壁的部分设置防干扰层。

可选地，所述防干扰层为金属层，所述金属层通过电镀工艺或者溅射工艺或者热蒸发工艺制成。

可选地，所述将所述第二传感器组件安装于所述安装腔的步骤之后，还包括：

提供盖板；

将所述盖板盖合所述注塑胶封装结构上连通所述安装腔的安装开口。

可选地，在所述盖板上成型有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，

在所述基板上成型有通孔，所述通孔与所述安装腔连通。

可选地，所述将所述第二传感器组件安装于所述安装腔的步骤之后，还包括：

在所述第二传感器组件暴露于所述安装腔内的电路结构设置保护胶层。

本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上述的传感器封装结构。

本发明技术方案中，在通过注塑胶封装结构封装第一传感器组件时，使注塑胶封装结构与基板围成安装腔，从而可以将第二传感器组件至少部分安装于安装腔内。如此在封装多个传感器时，可以将压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器(敏感传感器)作为第二传感器组件安装于安装腔内，如此能够避免注塑胶对敏感传感器的应力作用，还保证环境传感器与环境接触。而第一传感器组件可以为加速度传感器、角速度传感器、速度传感器或地磁传感器等，该类传感器通过注塑胶封装。如此能够解决该类传感器(包括但不限于加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器)与环境传感器在同一封装模块上的共存问题。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明传感器封装结构一实施例的结构示意图；

图2为本发明传感器封装结构另一实施例的结构示意图；

图3为本发明传感器封装方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种传感器封装结构，用于电子设备，例如电子设备可以为手表、耳机、手机、笔记本电脑、VR设备、AR设备、电视机等。。

在本发明实施例中，请参照图1，该传感器封装结构100包括基板10、第一传感器组件20、注塑胶封装结构40和第二传感器组件30，第一传感器组件20至少部分设于基板10的表面。注塑胶封装结构40封装第一传感器组件20中设于基板10表面的部分，注塑胶封装结构40与基板10围成安装腔50，安装腔50与第一传感器组件20间隔设置。第二传感器组件30，至少部分设于基板10的表面，且第二传感器组件30中设于基板10表面的部分位于安装腔50。即传感器封装结构100形成集成传感器。

本实施例中，基板10为印制电路板，可以为硅基板10、环氧树脂基板10等。第一传感器组件20可以包括多个第一传感器单元，也可以仅为一个第一传感器单元，例如第一传感器组件20可以包括但不限于加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器中的一种或多种，即注塑胶封装结构40可以封装一个或多个第一传感器单元。同样地，第二传感器组件30也可以包括多个第二传感器单元，也可以仅为一个第二传感器单元，例如第二传感器组件30可以包括但不限于压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器中的一种或多种，即安装腔50内可以设置一个或多个第二传感器单元。

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，环境传感器应用于气压、温度、湿度、气体等领域的测量和控制中。环境传感器如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。即第二传感器组件30主要为环境传感器。

在压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器中，例如压力传感器对注塑胶的应力较为敏感，而第一传感器组件20包括加速度传感器时，加速度传感器会释放电磁信号和热能成为干扰源，麦克风很容易被释放出的电磁信号所干扰，湿度传感器很容易被释放出的热能所干扰。因此该类对应力较为敏感和相对更容易受到其它传感器干扰的传感器可以称为敏感传感器。即压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器也可以称为敏感传感器。换言之，在本发明实施例中，通过将压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器设于安装腔50内。其中，安装腔50的数量可以为一个或多个，可以将一个第二传感器单元设于一个安装腔50内，或者也可以将多个互不干扰的多个第二传感器单元设于一个安装腔50内。

本发明技术方案中，在通过注塑胶封装结构40封装第一传感器组件20时，使注塑胶封装结构40与基板10围成安装腔50，从而可以将第二传感器组件30至少部分安装于安装腔50内。如此在封装多个传感器时，可以将压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器(敏感传感器)作为第二传感器组件30安装于安装腔50内，如此能够避免注塑胶对敏感传感器的应力作用，还保证环境传感器与环境接触。而第一传感器组件20可以为加速度传感器、角速度传感器、速度传感器或地磁传感器等，该类传感器通过注塑胶封装。如此能够解决该类传感器(包括但不限于加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器)与环境传感器在同一封装模块上的共存问题。

本实施例中，第一传感器组件20包括相电连接的第一MEMS传感器芯片21(MEMS：Micro-Electro-Mechanical System，微型机电系统)和第一ASIC芯片22(ASIC：Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)。其中，第一传感器组件20可以包括一组或多组相电连接的第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22，每一组相电连接的第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22构成一个第一传感器单元，换言之，每一个第一传感器单元均包括相电连接的第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22。

第二传感器组件30包括相电连接的第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32。其中，第二传感器组件30可以包括一组或多组相电连接的第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32，每一组相电连接的第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32构成一个第二传感器单元，换言之，每一个第二传感器单元均包括相电连接的第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32。

第一MEMS传感器芯片21设于基板10的表面，注塑胶封装结构40封装第一MEMS传感器芯片21。第二MEMS传感器芯片31设于基板10的表面，并位于安装腔50内。第一ASIC芯片22和第二ASIC芯片32的安装位置具有多种，例如，一实施例中，第一ASIC芯片22埋入基板10内，第二ASIC芯片32也埋入基板10内。即在印制基板10时，将第一ASIC芯片22和第二ASIC芯片32埋入基板10内，而在后续安装第一MEMS传感器芯片21和第二MEMS传感器芯片31时，将第一MEMS传感器芯片21与第一ASIC芯片22电连接，第二MEMS传感器芯片31与第二ASIC芯片32电连接即可。如此通过将第一ASIC芯片22和第二ASIC芯片32埋入基板10内，能够使得传感器封装结构100的整体集成度较高，能减小传感器封装结构100的整体尺寸，降低成本。

此外，一实施例中，第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22均设于基板10的表面。第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32均设于基板10的表面。具体而言，第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22可以层叠设置在基板10上，也可以平铺设置在基板10表面，注塑胶封装结构40封装第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22。第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32均位于安装腔50内，第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32也可以平铺设置在基板10表面，也可以呈层叠设置。如此，即在印制基板10后，再将第一MEMS传感器芯片21与第一ASIC芯片22、及第二ASIC芯片32和第二MEMS传感器芯片31安装在基板10表面。

另外，一实施例中，第一ASIC芯片22和第二ASIC芯片32其中一者埋入基板10内，另一者设于基板10的表面。即可以将第一ASIC芯片22埋入基板10内，而将和第二ASIC芯片32设于基板10的表面。或者将第二ASIC芯片32埋入基板10内，而将和第一ASIC芯片22设于基板10的表面。

而在第一传感器组件20包括多组相电连接的第一MEMS传感器芯片21和第一ASIC芯片22时，可以将部分第一ASIC芯片22埋入基板10内，而将其余部分第一ASIC芯片22设于基板10的表面。同样地，在第二传感器组件30包括多组相电连接的第二MEMS传感器芯片31和第二ASIC芯片32时，可以将部分第二ASIC芯片32埋入基板10内，而将其余部分第二ASIC芯片32设于基板10的表面。

注塑胶封装结构40通过模具成型于基板10上，以封装第一传感器组件20中设于基板10表面的部分，并通过模具的凸模部分成型安装腔50，如此使注塑胶封装结构40和安装腔50同时成型，能够提升生产效率。

一实施例中，注塑胶封装结构40于安装腔50周壁的部分设有防干扰层80。具体而言，注塑胶封装结构40形成安装腔50的周壁，安装腔50的周壁设有防干扰层80，防干扰层80能够减弱甚至屏蔽传入安装腔50的电磁信号或噪音等，从而能够减少安装腔50内第二传感器组件30受到外界或者第一传感器组件20的噪声干扰或电磁干扰等，能解决多传感器之间信号相互串扰的问题。当然，在其它实施例中，也可以不设置防干扰层80。

一实施例中，防干扰层80为金属层。即防干扰层80的材质为金属或者主要由金属构成的结构层。金属层的电磁屏蔽效果好，成型工艺相对简单，能够便于成型，有利于降低成本。当然，在其它实施中，防干扰层80也可以为石墨层等。

一实施例中，传感器封装结构100还包括盖板60，注塑胶封装结构40成型有安装开口，安装开口与安装腔50连通，盖板60盖合安装开口。具体而言，基板10形成安装腔50的底壁，注塑胶封装结构40形成安装腔50的周壁，安装开口位于安装腔50周壁远离基板10的一侧，能够通过安装开口将第二传感器组件30设于基板10表面的部分安装于安装腔50内。通过设置盖板60盖合安装开口，相当于将盖板60盖合安装腔50，能够对安装腔50内的第二传感器组件30提供防护，也能减小外界对第二传感器组件30的干扰。可选地，可以将盖板60盖合注塑胶封装结构40，以获得具有平整表面的集成传感器，有利于后续工艺。当然，在其它实施例中，也可以不设置盖板60，如可以传感器封装结构100安装于电子设备时，通过电子设备的壳体盖合安装开口。

其中，一实施例中，盖板60为金属板。如此使得盖板60的结构强度较高，能够提高盖板60的防护能力，以在将传感器封装结构100安装于电子设备或者将其它部件集成安装在传感器封装结构100时，能够通过盖板60进行有效支撑，以便于传感器封装结构100的安装。而且金属板具有较好的电磁屏蔽效果，能够减小外界的电磁干扰。当然，在其它实施例中，盖板60也可以为塑料板或者复合材料板等。

所述盖板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板和盖板上均设有通孔，所述通孔之间的位置相互交错分布。

由于压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器需要与环境接触，故而，一实施例中，盖板60上设有通孔70(参照图1)，通孔70与安装腔50连通；或者，基板10上设有通孔70(参照图2)，通孔70与安装腔50连通；或者，所述基板60和盖板10上均设有通孔70，所述通孔70之间的位置相互交错分布(未画出)。即可以将连通外界和安装腔50的通孔70设置在基板10上或者盖板60上，以保证盖板60盖合安装开口后，压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器也能与环境接触。而通孔70的位置可以根据实际情况进行设置，即可以选择在基板10上或者盖板60上设置通孔70，如此提高了设计合理性，方便后续方案的设计。当然，在其它实施例中，也可以在安装腔50的周壁(注塑胶封装结构40)上设置通孔70。

一实施例中，传感器封装结构100还包括保护胶层，保护胶层覆设于第二传感器组件30暴露于安装腔50内的电路结构。具体而言，保护胶层为绝缘材质，在将第二传感器组件30安装于安装腔50内的基板10上之后，通过滴落保护胶在暴露的电路结构上，以形成保护胶层，防止第二传感器组件30的电路暴露在外，能够对第二传感器组件30的电路进行保护。暴露的电路结构可以为第二MEMS传感器芯片31与第二ASIC芯片32连接部分，也可以为第二ASIC芯片32。保护胶层远离环境传感器的检测端，即保护胶层不覆盖环境传感器的检测端，例如，保护胶层不覆盖压力传感器的检测部分，以避免保护胶层影响环境传感器的检测效果。当然，在其它实施例中，也可以不设置保护胶层。

一实施例中，第一传感器组件20包括加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器中的一种或多种。即第一传感器组件20可以包括一个或多个第一传感器单元，第一传感器组件20仅包括一个第一传感器单元时，第一传感器单元可以为加速度传感器、角速度传感器、速度传感器或地磁传感器。第一传感器组件20包括多个第一传感器单元时，多个第一传感器单元可以为加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器的任意组合。

第二传感器组件30包括压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器中的一种或多种。即第二传感器组件30可以包括一个或多个第二传感器单元，第二传感器组件30仅包括一个第二传感器单元时，第二传感器单元可以为压力传感器、麦克风、温度传感器或湿度传感器。第二传感器组件30包括多个第二传感器单元时，多个第二传感器单元可以为压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器的任意组合。此外，第二传感器组件30包括多个第二传感器单元时，可以对应设置多个安装腔50，以将一个传感器单元对应设于一个安装腔50内，也可以将两个或两个以上、且互不干扰的第二传感器单元设于同一个安装腔50内。

一实施例中，传感器封装结构100还包括单片机芯片，第一传感器组件20和第二传感器组件30均电连接单片机芯片。如此使得基板10、第一传感器组件20、第二传感器组件30和单片机芯片集成在一个封装内，实现了多传感器的芯片级SIP封装(SIP：System In aPackage，系统级封装)。相较于传统板级系统集成方案，能够实现小型化、通用化、成本低、低功耗、高集成度等特点。其中，单片机芯片埋入基板10内；或者，单片机芯片设于安装腔50内，此时，单片机芯片与安装腔50内的第二MEMS传感器芯片31可以层叠设置，也可以平铺设置。或者，也可以单片机芯片设于基板10的表面，注塑胶封装结构40封装单片机芯片。此时，单片机芯片与第一MEMS传感器芯片21可以层叠设置，也可以平铺设置。当然，在其它实施例中，也可以不设置单片机芯片。

一实施例中，传感器封装结构100还包括存储芯片，如ROM芯片(ROM：Read-OnlyMemory)，存储芯片与单片机芯片电连接，以便于数据的存储。其中，存储芯片可以埋入基板10内、或者存储芯片设于安装腔50内，或者存储芯片设于基板10的表面，注塑胶封装结构40封装存储芯片。此外，存储芯片、单片机芯片以及第一传感器单元(第二传感器单元)之间可以层叠设置，也可以平铺设置。

一实施例中，传感器封装结构100还包括GPS芯片，GPS芯片与单片机芯片电连接。其中，GPS芯片可以埋入基板10内、或者GPS芯片设于安装腔50内，或者GPS芯片设于基板10的表面，注塑胶封装结构40封装GPS芯片。此外，GPS芯片、存储芯片、单片机芯片以及第一传感器单元(第二传感器单元)之间可以层叠设置，也可以平铺设置。

本发明还提供了一种传感器封装方法，用于封装上述传感器封装结构，请参照图3，该传感器封装方法包括以下步骤：

步骤S10，提供基板、第一传感器组件和第二传感器组件；

在步骤S10，中基板为印制电路板，可以为硅基板、环氧树脂基板等。第一传感器组件可以包括一个或多个第一传感器单元，第二传感器组件可以包括一个或多个第二传感器单元。

步骤S20，将第一传感器组件的至少部分安装于基板的表面；

步骤S30，在基板上注塑形成注塑胶封装结构，注塑胶封装结构封装第一传感器组件，并与基板围成安装腔；

在步骤S30中，通过模具在基板上注塑成型注塑胶封装结构，并且在注塑时通过模具形成安装腔。

步骤S40，将第二传感器组件的至少部分安装于安装腔。

本发明的传感器封装方法中，通过在基板上安装第一传感器组件后，再将注塑胶封装结构封装第一传感器组件，且注塑胶封装结构与基板围成安装腔，最后将第二传感器组件至少部分安装于安装腔内。如此在封装多个传感器时，第一传感器组件可以为加速度传感器、角速度传感器、速度传感器或地磁传感器等，使得该类传感器通过注塑胶封装。第二传感器组件可以为压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器等环境传感器(敏感传感器)，并安装于安装腔内，如此能够避免注塑胶对敏感传感器的应力作用，还保证环境传感器与环境接触。而且能够使得第一传感器组件(包括但不限于加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器)与环境传感器在同一封装模块上的共存问题。

一实施例中，第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片。

步骤S10包括：

步骤S11，提供第一MEMS传感器芯片、第二MEMS传感器芯片、及预埋有第一ASIC芯片和第二ASIC芯片的基板。即在印制基板的过程中，将第一ASIC芯片和第二ASIC芯片埋入基板。

步骤S20包括：

步骤S21，将第一MEMS传感器芯片安装于基板的表面。即第一MEMS传感器芯片安装在基板表面，并将第一MEMS传感器芯片与埋入基板内的第一ASIC芯片电连接。

步骤S40包括：

步骤S41，将第二MEMS传感器芯片安装于安装腔。即第二MEMS传感器芯片安装于基板的表面，并位于安装腔内，并将第二MEMS传感器芯片与埋入基板内的第二ASIC芯片电连接。

如此通过将第一ASIC芯片和第二ASIC芯片埋入基板内，能够使得传感器封装结构的整体集成度较高，能减小传感器封装结构的整体尺寸，降低成本。

一实施例中，在步骤S30之后，还包括：

步骤S31，在注塑胶封装结构于安装腔周壁的部分设置防干扰层。具体而言，步骤S31可以在步骤S40之前，也可以在步骤S40之后，即可以先在安装腔的腔壁设置防干扰层，再将第二传感器组件安装于安装腔。也可以在将第二传感器组件安装于安装腔后，再在安装腔的腔壁设置防干扰层。注塑胶封装结构形成安装腔的周壁，安装腔的周壁设有防干扰层，防干扰层能够减弱甚至屏蔽传入安装腔的电磁信号或噪音等，从而能够减少安装腔内第二传感器组件受到外界或者第一传感器组件的噪声干扰或电磁干扰等，能解决多个传感器之间信号相互串扰的问题。其中，防干扰层为金属层，金属层可以通过电镀工艺、溅射工艺或者热蒸发工艺制成。

一实施例中，在步骤S40之后，还包括：

步骤S50，提供盖板；

步骤S60，将盖板盖合注塑胶封装结构上连通安装腔的安装开口。

具体而言，通过模具注塑成型注塑胶封装结构时，通过模具在注塑胶封装结构上成型安装孔，安装孔与基板围成安装腔，安装孔远离基板的一端形成安装开口，在安装第二传感器组件时，可以通过安装开口进行安装。通过设置盖板盖合安装开口，相当于将盖板盖合安装腔，能够对安装腔内的第二传感器组件提供防护，也能减小外界对第二传感器组件的干扰。可选地，可以将盖板盖合注塑胶封装结构，以获得具有平整表面的集成传感器，有利于后续工艺。

其中，在盖板上成型有通孔，通孔与安装腔连通；或者，在基板上成型有通孔，通孔与安装腔连通。即可以在印制基板时在基板上预留通孔，或者在印制基板后，在基板上钻设通孔。也可以在盖板上钻设通孔。如此设置通孔连通外界和安装腔，以保证盖板盖合安装开口后，压力传感器、麦克风、温度传感器、湿度传感器等环境传感器也能与环境接触。而通孔的位置可以根据实际情况进行设置，即可以选择在基板上或者盖板上设置通孔，如此提高了设计合理性，方便后续方案的设计。

一实施例中，在步骤S40之后，还包括：

步骤S42，在第二传感器组件暴露于安装腔内的电路结构设置保护胶层。

具体而言，保护胶层为绝缘材质，在将第二传感器组件安装于安装腔内的基板上之后，通过滴落保护胶在暴露的电路结构上，以形成保护胶层，防止第二传感器组件的电路暴露在外，能够对第二传感器组件的电路进行保护。暴露的电路结构可以为第二MEMS传感器芯片与第二ASIC芯片连接部分，也可以为第二ASIC芯片。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括传感器封装结构，该传感器封装结构的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。电子设备可以为手机、手表、耳机、手环等，封装结构一般是安装于电子设备的壳体内，以使得电子设备实现更多的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种传感器封装结构，其特征在于，包括：

基板；

第一传感器组件，至少部分设于所述基板的表面；

注塑胶封装结构，封装所述第一传感器组件中设于所述基板表面的部分，所述注塑胶封装结构与所述基板围成安装腔，所述安装腔与所述第一传感器组件间隔设置；以及，

第二传感器组件，至少部分设于所述基板的表面，且所述第二传感器组件中设于所述基板表面的部分位于所述安装腔。

2.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第一MEMS传感器芯片设于所述基板的表面，所述第一ASIC芯片埋入所述基板内；

所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片，所述第二MEMS传感器芯片设于所述基板的表面，所述第二ASIC芯片埋入所述基板内。

3.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第一MEMS传感器芯片和所述第一ASIC芯片均设于所述基板的表面；

所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片，所述第二MEMS传感器芯片和所述第二ASIC芯片均设于所述基板的表面。

4.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述注塑胶封装结构于所述安装腔周壁的部分设有防干扰层。

5.如权利要求4所述的传感器封装结构，其特征在于，所述防干扰层为金属层。

6.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述传感器封装结构还包括盖板，所述注塑胶封装结构成型有安装开口，所述安装开口与所述安装腔连通，所述盖板盖合所述安装开口。

7.如权利要求6所述的传感器封装结构，其特征在于，所述盖板为金属板。

8.如权利要求6所述的传感器封装结构，其特征在于，所述盖板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板上设有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，所述基板和盖板上均设有通孔，所述通孔之间的位置相互交错分布。

9.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述传感器封装结构还包括保护胶层，所述保护胶层覆设于所述第二传感器组件暴露于所述安装腔内的电路结构。

10.如权利要求1至9任意一项所述的传感器封装结构，其特征在于，第一传感器组件包括加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和地磁传感器中的一种或多种；和/或，

第二传感器组件包括压力传感器、麦克风、温度传感器和湿度传感器中的一种或多种。

11.如权利要求1至9任意一项所述的传感器封装结构，其特征在于，所述传感器封装结构还包括单片机芯片，所述第一传感器组件和所述第二传感器组件均电连接所述单片机芯片；

所述单片机芯片埋入所述基板内；或者，

所述单片机芯片设于所述安装腔内；或者，

所述单片机芯片设于所述基板的表面，所述注塑胶封装结构封装所述单片机芯片。

12.一种传感器封装方法，其特征在于，所述传感器封装方法包括以下步骤：

提供基板、第一传感器组件和第二传感器组件；

将所述第一传感器组件的至少部分安装于所述基板的表面；

在所述基板上注塑形成注塑胶封装结构，所述注塑胶封装结构封装所述第一传感器组件，并与所述基板围成安装腔；

将所述第二传感器组件的至少部分安装于所述安装腔。

13.如权利要求12所述的传感器封装方法，其特征在于，所述第一传感器组件包括相电连接的第一MEMS传感器芯片和第一ASIC芯片，所述第二传感器组件包括相电连接的第二MEMS传感器芯片和第二ASIC芯片；

所述提供基板、第一传感器组件和第二传感器组件的步骤包括：

提供第一MEMS传感器芯片、第二MEMS传感器芯片、及预埋有第一ASIC芯片和第二ASIC芯片的基板；

所述将所述第一传感器组件的至少部分安装于所述基板的表面的步骤包括：将所述第一MEMS传感器芯片安装于所述基板的表面；

所述将所述第二传感器组件的至少部分安装于所述安装腔的步骤包括：将所述第二MEMS传感器芯片安装于所述安装腔。

14.如权利要求12所述的传感器封装方法，其特征在于，所述在所述基板上注塑形成注塑胶封装结构，所述注塑胶封装结构封装所述第一传感器组件，并与所述基板围成安装腔的步骤之后，还包括：

在所述注塑胶封装结构于所述安装腔周壁的部分设置防干扰层。

15.如权利要求14所述的传感器封装方法，其特征在于，所述防干扰层为金属层，所述金属层通过电镀工艺或者溅射工艺或者热蒸发工艺制成。

16.如权利要求12所述的传感器封装方法，其特征在于，所述将所述第二传感器组件安装于所述安装腔的步骤之后，还包括：

提供盖板；

将所述盖板盖合所述注塑胶封装结构上连通所述安装腔的安装开口。

17.如权利要求16所述的传感器封装方法，其特征在于，在所述盖板上成型有通孔，所述通孔与所述安装腔连通；或者，

在所述基板上成型有通孔，所述通孔与所述安装腔连通。

18.如权利要求12所述的传感器封装方法，其特征在于，所述将所述第二传感器组件安装于所述安装腔的步骤之后，还包括：

在所述第二传感器组件暴露于所述安装腔内的电路结构设置保护胶层。

19.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至11中任意一项所述的传感器封装结构。

Images