CN205442633U - 一种芯片的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种芯片的封装结构，包括PCB板以及具有敏感区域的芯片，所述芯片固定在PCB板上；在所述芯片的上端面设置有用于与塑封模具接触的弹性膜层，在所述芯片的外侧设置有将芯片塑封在PCB板上的塑封体，所述塑封体上对应芯片敏感区域的位置形成有窗口。本实用新型的封装结构，在芯片的表面上设置弹性膜层，在注塑的时候，塑封模具可直接压在芯片表面的弹性膜层上，从而可以防止注塑模具压碎芯片；通过挤压弹性膜层变形，不但可以实现塑封模具与芯片的紧密接触，防止注塑料溢到非注塑区中；同时，还可以自动调整不同芯片之间的高度差，使得注塑模具与各芯片均紧密接触在一起。
Description
技术领域
本实用新型涉及芯片的封装领域，更具体地，本实用新型涉及一种需要与外界环境相互作用的芯片的封装结构。
背景技术
随着智能设备的发展，为实现其智能化的功能，越来越多的传感器被引入到智能设备中，例如环境传感器、光学传感器等。现有芯片的封装结构中，包括PCB板以及固定在PCB板上的盖体，所述盖体与PCB板共同围成了芯片的外部封装结构；各芯片通常贴装的方式固定在PCB板上。这种封装结构由于采用盖体来封装，通常其尺寸比较大，不能满足现代电子产品的轻薄化发展。而且这种封装方式的流程较为复杂，造成成本较高。
为了进一步降低芯片的封装尺寸，可采用塑封的形式对芯片进行封装，但是对于环境传感器芯片、光学传感器芯片而言，这些芯片具有敏感区域，在进行塑封的时候，通常需要将其敏感区域避开。通常的做法是，塑封模具与芯片直接接触在一起，也就是说，塑封模具压在芯片上，从而在注塑的时候，可以将芯片的敏感区域避让开。这种塑封结构带来的问题是：为了防止注塑料进入至非塑封区域，硬质的塑封模具需要与芯片紧密接触在一起，这就容易将芯片压碎；再者，由于各个芯片的高度不同，会造成某些芯片与塑封模具紧密配合，而有些芯片与塑封模具之间留有间隙，因此会使注塑料进入至非塑封区域，造成芯片的损坏。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供了一种芯片的封装结构。
根据本实用新型的一个方面，提供一种芯片的封装结构，包括PCB板以及具有敏感区域的芯片，所述芯片固定在PCB板上；在所述芯片的上端面设置有用于与塑封模具接触的弹性膜层，在所述芯片的外侧设置有将芯片塑封在PCB板上的塑封体，所述塑封体上对应芯片敏感区域的位置形成有窗口。
优选地，所述芯片为环境传感器芯片，所述弹性膜层位于环境传感器芯片上端面邻近其敏感区域的位置。
优选地，所述弹性膜层呈环绕所述环境传感器芯片敏感区域的环形结构。
优选地，在所述环境传感器芯片的侧壁上还设置有应力缓冲层。
优选地，所述芯片为光学芯片，所述塑封体为将光学芯片塑封在PCB板上的不透光塑封体，在所述窗口的位置还填充有覆盖所述光学芯片敏感区域的透光塑封体。
优选地，所述透光塑封体在其外侧形成一光学透镜结构。
优选地，所述光学芯片通过涂胶层粘结在PCB板上。
优选地，所述光学芯片设置有两个，分别为光学传感器芯片、LED芯片；所述光学传感器芯片、LED芯片间隔地设置在PCB板上；所述不透光塑封体在光学传感器芯片、LED芯片之间的位置形成一将光学传感器芯片、LED芯片隔开的阻隔部。
优选地，所述弹性膜层呈环绕所述光学芯片敏感区域的环形结构。
优选地，所述弹性膜层覆盖所述光学芯片的敏感区域，且所述弹性膜层由透光材料制成。
本实用新型的封装结构，在芯片的表面上设置弹性膜层，在注塑的时候，塑封模具可直接压在芯片表面的弹性膜层上，从而可以防止注塑模具压碎芯片；通过挤压弹性膜层变形，不但可以实现塑封模具与芯片的紧密接触，防止注塑料溢到非注塑区中；同时，还可以自动调整不同芯片之间的高度差，使得注塑模具与各芯片均紧密接触在一起。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型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实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型封装结构的剖面示意图。
图2是图1中封装结构另一种变形结构的剖面示意图。
图3是本实用新型封装结构另一实施方式的结构示意图。
图4是图3中封装结构在注塑时的原理图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。
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，决不作为对本实用新型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。
本实用新型提供了一种芯片的封装结构，其包括PCB板1以及固定在PCB板1上的芯片，所述芯片具有敏感区域，通过敏感区域使得芯片发挥各自的功能。本实用新型的芯片可以是光学芯片，例如可以是光学传感器芯片2、LED芯片3等本领域技术人员所熟知的光学芯片，参考图3。其中，光学传感器芯片2的敏感区域2a用来感应光信号，例如可根据光线的强弱使光学传感器芯片2发出不同的控制信号；LED芯片3的敏感区域3a用来发射光信号，其可以是发光二极管等发光器件。本实用新型的芯片还可以是环境传感器芯片8，参考图1。该环境传感器芯片8可以是压力传感器芯片、温度传感器芯片、湿度传感器芯片、气体传感器芯片等本领域技术人员所熟知的环境传感器芯片8，通过环境传感器芯片8的敏感区域来获取外界的环境信息，从而使环境传感器芯片输出不同的检测信号。
本实用新型的封装结构，芯片可以通过本领域技术人员所熟知的方式固定在PCB板1上。例如在本实用新型一个具体的实施方式中，在芯片与PCB板1之间设有涂胶层4，该涂胶层4可以是COB胶等本领域技术人员所熟知的胶材。所述芯片通过该涂胶层4粘结在PCB板1上，实现了芯片与PCB板1的连接。其中，在所述芯片的上端面还设置有弹性膜层6，该弹性膜层6可以采用本领域技术人员所熟知的具有一定弹性变形的材料制成，例如硅胶材料等。该弹性膜层6可以通过丝网印刷或者喷涂的方式设置在芯片的上端面，并可根据实际需要选择合适的形状，例如形成掩膜或者镂空等，这都属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
本实用新型的封装结构，在所述芯片的外侧设置有将芯片塑封在PCB板1上的塑封体7，在进行注塑的时候，塑封模具11压合在芯片上端的弹性膜层6上，并挤压弹性膜层6发生变形，从而可以使塑封模具11与弹性膜层6紧密配合在一起。在成型塑封体后，所述塑封体7上对应芯片敏感区域的位置形成有窗口12，以将芯片的敏感区域暴露出来，使芯片发挥各自的功能。
为了便于理解本实用新型的技术方案，现以环境传感器芯片8为例，对本实用新型的技术方案进行描述。对于本领域技术人员而言，本实用新型的芯片可以单独设置，也可以是以多个组合的方式进行设置。
在该具体的实施例中，参考图1，封装结构包括贴装在PCB板1上的环境传感器芯片8以及ASIC芯片9，其中，该ASIC芯片9用于对环境传感器芯片8输出的信号进行处理，这属于本领域技术人员的公知常识。环境传感器芯片8、ASIC芯片9间隔地设置在PCB板1上，并通过金线将环境传感器芯片8、ASIC芯片9、PCB板1电连接起来。弹性膜层6设置在环境传感器芯片8上端面邻近其敏感区域的位置上。例如，该弹性膜层6可以呈环绕所述环境传感器芯片8敏感区域的环形结构。其中，为了避免弹性膜层6将环境传感器芯片8的引脚覆盖住，在设置弹性膜层6之前，可在环境传感器芯片8的引脚上预先设置植锡球，之后再通过喷涂或者丝印的方式在环境传感器芯片8的端面上形成弹性膜层6。
在注塑形成塑封体7的时候，参考图2，塑封模具11的相应位置压合在环境传感器芯片8上端的弹性膜层6上，并挤压弹性膜层6变形，由此可使塑封模具11与环境传感器芯片8紧密配合在一起，从而可以避免注塑料溢入至环境传感器芯片8的敏感区域上；同时该弹性膜层6还可以起到缓冲作用，防止塑封模具11将环境传感器芯片8压碎。
在本实用新型一个优选的实施方式中，在所述环境传感器芯片8的侧壁上还设置有应力缓冲层10，在注塑形成塑封体7的时候，通过该应力缓冲层10，可以避免塑封体7对环境传感器芯片8带来较大的应力。该应力缓冲层10可以采用本领域技术人员所熟知的材料，例如可在环境传感器芯片8的侧壁上涂覆一层胶层，通过该胶层来缓冲注塑塑封体7时对环境传感器芯片8所带来的应力。
在本实用新型另一具体的实施方式中，所述芯片可以为光学芯片，现以光学传感器芯片2、LED芯片3为例，对本实用新型的技术方案进行描述。参考图3，光学传感器芯片2、LED芯片3间隔地分布在PCB板1上，光学传感器芯片2、LED芯片3的引脚通过金线与PCB板1上相应的焊盘连接在一起，从而将光学传感器芯片2、LED芯片3的引脚接入到PCB板1上的电路布图中。
其中，所述弹性膜层6可以设置在位于光学传感器芯片2、LED芯片3上端面邻近各自敏感区域的位置。例如，该弹性膜层6设置有两个，其分别呈环绕所述光学传感器芯片2敏感区域2a以及LED芯片3敏感区域3a的环形结构。在另一实施例中，所述弹性膜层6可以采用透光材料制成，其覆盖在所述光学传感器芯片2的敏感区域2a以及LED芯片3的敏感区域3a上。
在注塑形成塑封体7的时候，塑封模具11的相应位置压合在光学传感器芯片2以及LED芯片3上端的弹性膜层6上，并挤压弹性膜层6变形，由此可使塑封模具11与光学传感器芯片2以及LED芯片3紧密配合在一起，从而可以避免注塑料溢入至光学传感器芯片2以及LED芯片3的敏感区域2a、3a上。在此需要注意的时候，塑封体7需要采用不透光的材料，从而形成将光学传感器芯片2、LED芯片3塑封在PCB板1上的不透光塑封体。由于光学传感器芯片2、LED芯片3间隔地设置在PCB板上，在形成不透光塑封体后，会在光学传感器芯片2、LED芯片3之间的位置形成一将所述光学传感器芯片2、LED芯片3隔开的阻隔部13。通过该阻隔部13可以将光学传感器芯片2、LED芯片3阻隔开，防止LED芯片3发出的光直接被光学传感器芯片2感应到。
本实用新型的封装结构，注塑完成后，所述不透光塑封体在光学传感器芯片2、LED芯片3敏感区域的位置形成了分别将光学传感器芯片2、LED芯片3敏感区域2a、3a暴露出来的窗口，可在该窗口内填充透光塑封体5，使得该透光塑封体5可将光学传感器芯片2的敏感区域2a、LED芯片3的敏感区域3a覆盖住。该透光塑封体5采用透光的材料制成，使得该透光塑封体5不会影响光学传感器芯片2、LED芯片3的功能，同时还可以保护光学传感器芯片2、LED芯片3的光学区域不受损坏，这属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
本实用新型的封装结构，LED芯片3传输出去的光信号以及光学传感器芯片2接收到的光信号在经过透光塑封体5的边缘位置时，均会发生折射的现象。在本实用新型一个具体的实施方式中，所述透光塑封体5的外侧端面为平面。在另一优选的实施方式中，所述透光塑封体5外侧具有一光学透镜结构5a，该光学透镜结构5a可以呈半球状，也可以根据实际需要选择其它的形状。该光学透镜结构5a可以作为光信号出入的光学镜头，由此可以提高光信号出、入的强度，从而提高了光学传感器芯片、LED芯片的灵敏度和分辨率。
本实用新型的封装结构，在芯片的表面上设置弹性膜层，在注塑的时候，塑封模具可直接压在芯片表面的弹性膜层上，从而可以防止注塑模具压碎芯片；通过挤压弹性膜层变形，不但可以实现塑封模具与芯片的紧密接触，防止注塑料溢到非注塑区中；同时，还可以自动调整不同芯片之间的高度差，使得注塑模具与各芯片均紧密接触在一起。
虽然已经通过示例对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种芯片的封装结构，其特征在于：包括PCB板(1)以及具有敏感区域的芯片，所述芯片固定在PCB板(1)上；在所述芯片的上端面设置有用于与塑封模具(11)接触的弹性膜层(6)，在所述芯片的外侧设置有将芯片塑封在PCB板(1)上的塑封体(7)，所述塑封体(7)上对应芯片敏感区域的位置形成有窗口(12)。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述芯片为环境传感器芯片(8)，所述弹性膜层(6)位于环境传感器芯片(8)上端面邻近其敏感区域的位置。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于：所述弹性膜层(6)呈环绕所述环境传感器芯片(8)敏感区域的环形结构。
4.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于：在所述环境传感器芯片(8)的侧壁上还设置有应力缓冲层(10)。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述芯片为光学芯片，所述塑封体(7)为将光学芯片塑封在PCB板(1)上的不透光塑封体，在所述窗口(12)的位置还填充有覆盖所述光学芯片敏感区域的透光塑封体(5)。
6.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述透光塑封体(5)在其外侧形成一光学透镜结构(5a)。
7.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述光学芯片通过涂胶层(4)粘结在PCB板(1)上。
8.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述光学芯片设置有两个，分别为光学传感器芯片(2)、LED芯片(3)；所述光学传感器芯片(2)、LED芯片(3)间隔地设置在PCB板(1)上；所述不透光塑封体在光学传感器芯片(2)、LED芯片(3)之间的位置形成一将光学传感器芯片(2)、LED芯片(3)隔开的阻隔部(13)。
9.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述弹性膜层(6)呈环绕所述光学芯片敏感区域的环形结构。
10.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于：所述弹性膜层(6)覆盖所述光学芯片的敏感区域，且所述弹性膜层(6)由透光材料制成。
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