CN213895200U - Sip模组及基于sip模组的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种SIP模组及基于SIP模组的电子设备，包括基板、设置在所述基板上的MEMS加速度传感器芯片和MEMS温度传感器芯片；其中，MEMS加速度传感器芯片、MEMS温度传感器芯片分别通过引线键合的方式与基板电连接；并且，MEMS加速度传感器芯片、MEMS温度传感器芯片注塑设置在基板的同一平面上，或者MEMS加速度传感器芯片、MEMS温度传感器芯片上下立体堆叠注塑设置在基板上，其中，MEMS温度传感器芯片部分与基板注塑封装，未注塑的MEMS温度传感器芯片形成的敏感区域用于测量用户体温。利用本实用新型，能够解决由于不同的元器件芯片外形上的差异，而导致不同的外形元器件芯片在PCB板的排布存在空间浪费的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及SIP封装技术领域，更为具体地，涉及一种用于体温健康监测的非接触式温度传感器组合加速度传感器的SIP模组及基于SIP模组的电子设备。
背景技术
集成电路向“微小型化”发展是固有的定律，这种微小型化，为电子产品性能的提高、功能的完善和成本的降低创造了条件。在应用端，工业类、消费类，尤其是便携类电子产品均要求微小型化，从而促进了微电子技术的微小型化发展。芯片发展从一味追求功耗下降和性能提升，转向更加务实的以满足市场需求为主，诸如满足电子产品的轻薄短小、多功能与低功耗的需求。
传统PCB板的元器件芯片排布都是独立进行，需要平面展开，每一个元器件芯片需要单独的二维空间；由于每个元器件芯片的功能和设计的不同，使得不同的元器件芯片的外形上存在差异，从而导致具有不同的外形元器件芯片的PCB板存在空间浪费的情况。
发明内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种SIP模组及基于SIP模组的电子设备，以解决由于不同的元器件芯片外形上的差异，而导致不同的外形元器件芯片在PCB板的排布存在空间浪费的问题。
本实用新型提供的一种SIP模组，包括基板、设置在所述基板上的MEMS加速度传感器芯片和MEMS温度传感器芯片；其中，
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片分别通过引线键合的方式与所述基板电连接；并且，
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片注塑设置在所述基板的同一平面上，或者
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片堆叠注塑设置在所述基板上，其中，
所述MEMS温度传感器芯片部分与所述基板注塑封装，未注塑的所述MEMS温度传感器芯片形成敏感区域用于测量用户体温。
此外，优选的结构是，所述MEMS加速度传感器芯片通过第二硬胶或者DOF膜固定在所述基板上，且通过第二金线与所述基板电连接。
此外，优选的结构是，所述MEMS温度传感器芯片通过第三硬胶或者DOF膜固定设置在所述基板或者所述MEMS加速度传感器的上表面。
此外，优选的结构是，所述MEMS温度传感器芯片未注塑部分与所述注塑料形成梯形或方形缺口的敏感区域。
此外，优选的结构是，所述基板采用双层板结构，厚度为 0.18-0.3mm；
在所述基板的底部设置有用于将信号引出的引脚。
此外，优选的结构是，所述MEMS温度传感器芯片采用红外热电堆芯片，
且所述红外热电堆采用硅片进行晶圆级键合。
此外，优选的结构是，还包括NTC热敏电阻，其中，所述NTC热敏电阻与所述MEMS温度传感器芯片设置在所述加速度传感器芯片同一平面上；
并且所述NTC热敏电阻通过第三金线与所述基板电连接。
此外，优选的结构是，所述MEMS加速度传感器芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片，其中，所述ASIC芯片堆叠设置在所述MEMS芯片的上表面，且所述MEMS芯片通过第四金线与所述基板电连接、所述ASIC芯片通过第五金线与所述基板电连接。
本实用新型还一种基于SIP模组的电子设备，所述电子设备包括SIP模组，其中，所述SIP模组采用上述的SIP模组。
从上面的技术方案可知，本实用新型提供的SIP模组及基于SIP模组的电子设备，通过MEMS温度传感器芯片与MEMS加速度传感器芯片进行组合封装，能够节约两个传感器芯片贴装所占空间，从而提高空间利用率，在保证产品性能的同时，提高后道贴装效率，降低产品损失率；本实用新型提供的基于SIP模组的电子设备，通过非接触式远距离测温模式，测量方式可选择为长期监测或断点测量模式，从而提高体温测量的便捷式与准确性，提高用户体验。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本实用新型实施例的SIP模组结构示意图一；
图2为根据本实用新型实施例的SIP模组结构示意图二。
其中的附图标记包括：1、基板，2、MEMS加速度传感器芯片，3、MEMS温度传感器芯片，4、注塑料，5、第一金线，6、第二金线，7、NTC热敏电阻，8、第一硬胶，9、第二硬胶，10、第三硬胶，21、MEMS芯片，22、ASIC芯片。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。
为了说明本实用新型提供的摆SIP模组的结构，图1至图2分别从不同角度对SIP模组的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本实用新型实施例的SIP模组结构一；图2示出了根据本实用新型实施例的SIP模组结构二。
如图1和图2共同所示，本实用新型提供的一种SIP模组，包括基板1、设置在基板1上的MEMS加速度传感器芯片2和MEMS温度传感器芯片3；其中，MEMS加速度传感器芯片2、MEMS温度传感器芯片3分别通过引线键合的方式与基板1电连接；MEMS加速度传感器芯片、MEMS温度传感器芯片注塑设置在所述基板的同一平面上，或者MEMS加速度传感器芯片、MEMS温度传感器芯片堆叠注塑设置在基板上，其中，MEMS温度传感器芯片部分与基板注塑封装，未注塑的MEMS温度传感器芯片形成敏感区域用于测量用户体温。
在本发明的实施例中，MEMS温度传感器芯片未注塑部分与注塑料4形成梯形或方形缺口的敏感区域，MEMS温度传感器的未注塑部分与注塑料4形成的空间与用户进行间接接触来感知用户的体温；其中，MEMS加速度传感器芯片2、MEMS温度传感器芯片3与基板1注塑的材料为环氧树脂。在本实用新型的实施中，随着电子产品的智能化、微型化趋势，不断要求芯片、元器件进行多功能、小型化、集成化整合及小体积设计，将多颗裸芯片整合的SIP(System in Package)封装技术开始普及。SIP封装，是将多个半导体裸芯片和可能的无源元件构成的高性能系统集成于一个单元内、形成一个完整的功能性器件的封装形式，实现较高的性能密度，缩减产品尺寸，节约产品空间。
其中，基板1采用双层板结构，厚度为 0.18-0.3mm，主要目的是降低整体的封装尺寸；在基板1的底部设置有用于将信号引出的引脚，其中引脚采用铜引脚，根据实际需求可以采用其他金属的引脚。
其中，MEMS温度传感器芯片3采用红外热电堆芯片，且所述红外热电堆采用硅片进行晶圆级键合。需要说明的是红外热电堆芯片一般都会采用滤光片进行封装，体积比较大，本实用新型中红外热电堆采用具有滤光功能的硅片进行晶圆级封装，能够有效减小红外热电堆芯片的体积，同时红外热电堆芯片采用双层硅片键合形成，双层硅片键合形成的真空腔能够过滤杂波，克服了噪声干扰、电磁干扰等不利因素。
其中，为了补偿温度测量准确度，SIP模组包括NTC热敏电阻7， NTC热敏电阻7与所述红外热电堆芯片在同一平面通过第一硬胶8或者DOF膜设置在所述基板1或者所述加速度传感器芯片2上；并且，所述NTC热敏电阻7通过第三金线与所述基板1电连接。
其中，MEMS温度传感器芯片3通过引线键合的方式与基板1电连接。其中，引线键合采用的是金线。除了金线还可以采用铝线、硅铝线、铜线等其他金属线。
其中，MEMS加速度传感器芯片2包括MEMS芯片21和ASIC芯片22，其中，所述MEMS芯片21通过第四金线与所述基板电连接、所述ASIC芯片22通过第五金线与所述基板1电连接。MEMS加速度传感器芯片2通过第二硬胶9或者DOF膜固定在所述基板1；其中，第二硬胶9通过点胶或者划胶设置。为了保证加速度传感器的测量准确性，要求贴装精度的倾角小于5°。MEMS加速度传感器芯片2通过WB（引线键合）及DB（取芯片吸附到基板上进行键合）工艺进行贴装和信号引出，即：MEMS加速度传感器芯片2通过引线键合的方式与基板1电连接，引线键合采用的是金属线，采用的金属线与MEMS温度传感器芯片3与基板1键合采用的金属线相同。
如图1所示，所述MEMS加速度传感器芯片2、所述MEMS温度传感器芯片3注塑设置在所述基板的同一平面上，所述MEMS加速度传感器芯片2通过第二硬胶9或者DOF膜固定在所述基板1上，所述MEMS温度传感器芯片3通过第三硬胶10或者DOF膜固定在所述基板1上；其中，第二硬胶9、第三硬胶10均通过点胶或者划胶设置。MEMS加速传感器与MEMS温度传感器通过平行设置且一同注塑在一起与进行单独分别进行注塑节约了大量空间，更加的符合集成电路微小型化的需求，MEMS加速度传感器芯片2通过第二金线6与基板1电连接，MEMS温度传感器芯片3通过第一金线5基板1电连接；MEMS加速度传感器芯片2通过注塑料4全部包裹在基板1注塑封装；MEMS温度传感器芯片部分通过注塑料4与基板注塑封装，未注塑的所述MEMS温度传感器芯片3与注塑后的MEMS加速度传感器芯片2、基板1形成梯形或者方形缺口，未注塑的MEMS温度传感器芯片的部分用于测量用户体温，需要说明的是由于MEMS温度传感器设置有敏感区域，所以在MEMS温度传感器与MEMS加速度传感器在进行整体封装时需要用异形模进行注塑封装。
在图2所示的实施例中，MEMS加速度传感器芯片2、MEMS温度传感器芯片3堆叠注塑设置在基板1上，其中MEMS加速度传感器芯片2通过第二硬胶9或者DOF膜固定在基板1上，MEMS温度传感器芯片3、NTC热敏电阻7通过第一硬胶8或者DOF膜固定在加速度传感器芯片2上，在电子装置在没有高度要求或者不超过某一定高度要求的前提下，MEMS加速度传感器与MEMS温度传感器上下立体堆叠设置能够减小横向空间，使MEMS加速度传感器和MEMS温度传感器设置更加紧凑，更有利于微小型化的发展；MEMS加速度传感器芯片2通过第二金线6与基板1电连接，MEMS温度传感器芯片3通过第一金线5与基板1电连接，NTC热敏电阻7通过第三金线与基板电连接。其中，MEMS加速度传感器芯片2通过注塑料4全部与基板1注塑；MEMS温度传感器芯片3部分通过注塑料4与基板注塑封装，未注塑的所述MEMS温度传感器芯片3与注塑料形成梯形或者方形缺口的形成敏感区域，未注塑的MEMS温度传感器芯片用于测量用户体温。
在本实用新型的实施例中，可以根据实际需求选择合适的设置与基板1进行注塑，在具有应用中，选择合适的异性注塑模具将MEMS加速度传感器芯片2、MEMS温度传感器芯片3与基板1进行注塑封装。其中，未注塑的未注塑的所述MEMS温度传感器芯片3与注塑后的MEMS加速度传感器芯片2、基板1形成的形状并不限于梯形或者方形，根据需求还可以设定为其他适合的形状。
在本实用新型的实施例中，采用图1和图2两种不同的设置方式将MEMS芯片与基板组装，替代传统的两个器件分别封装的方式，其中需要说明的是，本实用新型不仅仅只局限于MEMS温度传感器芯片与MEMS加速度传感器芯片的组合封装，还包括其他的气体传感器、陀螺仪、地磁传感器、压力传感器等MEMS芯片的相互组合，在具有应用中，根据实际需求，进行不同MEMS芯片组合。
本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括SIP模组，其中，所述SIP模组采用上述的SIP模组，其中，电子设备可以为智能手表、智能手环、TWS等。在本实用新型的实施例中，上述的SIP模组应用在包括但不限于物联网、智能穿戴、TWS耳机、智能手表、智能手环等领域。
本实用新型提供的电子设备，采用的是非接触式的体温测量方式，通过这种非接触式测温模式，能够提高体温测量的便捷式与准确性，测量方式可选择为长期监测或断点测量模式，提高用户的体验。
本实用新型提供的电子设备能满足对元器件空间有严格要求限制，通过上述SIP模组结构，可以极大的节约产品PCB板的平面布局限制，充分利用立体空间，提高利用率，减少贴装步骤的目的，本实用新型采用加速度传感器组合非接触式温度传感器的方式，能够极大的缩小组合传感器的尺寸，并且增加多功能传感器，增加体温测量方式，丰富电子设备的使用功能。
通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的SIP模组及基于SIP模组的电子设备，通过MEMS温度传感器芯片、MEMS加速度传感器芯片与基板进行组合封装，能够节约两个传感器芯片贴装所占空间，从而提高基板空间利用率，在保证产品性能的同时，提高后道贴装效率，降低产品损失率；本实用新型提供的基于SIP模组的电子设备，通过非接触式远距离测温模式，高精度、可靠的筛选和识别体温因运动产生的体温升高，或健康状态欠佳的体温波动，从而提高体温测量的便捷式与准确性，提高用户体验。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的SIP模组及基于SIP模组的电子设备。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的SIP模组及基于SIP模组的电子设备，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (9)
1.一种SIP模组，其特征在于，包括基板、设置在所述基板上的MEMS加速度传感器芯片和MEMS温度传感器芯片；其中，
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片分别通过引线键合的方式与所述基板电连接；并且，
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片注塑设置在所述基板的同一平面上，或者
所述MEMS加速度传感器芯片、所述MEMS温度传感器芯片堆叠注塑设置在所述基板上，其中，
所述MEMS温度传感器芯片部分与所述基板注塑封装，未注塑的所述MEMS温度传感器芯片形成敏感区域用于测量用户体温。
2.如权利要求1所述的SIP模组，其特征在于，
所述MEMS加速度传感器芯片通过第二硬胶或者DOF膜固定在所述基板上，且通过第二金线与所述基板电连接。
3.如权利要求1所述的SIP模组，其特征在于，
所述MEMS温度传感器芯片通过第三硬胶或者DOF膜固定设置在所述基板或者所述MEMS加速度传感器的上表面。
4.如权利要求1-3任意一项所述的SIP模组，其特征在于，
所述MEMS温度传感器芯片未注塑部分与注塑料形成梯形或方形缺口的敏感区域。
5.如权利要求1所述的SIP模组，其特征在于，
所述基板采用双层板结构，厚度为 0.18-0.3mm；
在所述基板的底部设置有用于将信号引出的引脚。
6.如权利要求1所述的SIP模组，其特征在于，
所述MEMS温度传感器芯片采用红外热电堆芯片，且所述红外热电堆采用硅片进行晶圆级键合。
7.如权利要求2所述的SIP模组，其特征在于，
还包括NTC热敏电阻，其中，所述NTC热敏电阻与所述MEMS温度传感器芯片设置在所述加速度传感器芯片同一平面上；
并且所述NTC热敏电阻通过第三金线与所述基板电连接。
8.如权利要求1所述的SIP模组，其特征在于，
所述MEMS加速度传感器芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片，其中，所述ASIC芯片堆叠设置在所述MEMS芯片的上表面，且所述MEMS芯片通过第四金线与所述基板电连接，所述ASIC芯片通过第五金线与所述基板电连接。
9.一种基于SIP模组的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括SIP模组，其中，
所述SIP模组采用如权利要求1-8任一项所述的SIP模组。
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