CN205616568U - 一种集成传感器的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种集成传感器的封装结构，包括MEMS芯片、ASIC芯片、线路板、顶板、中空框架和环境传感器；中空框架的两端分别与线路板和顶板固定，形成封装体；MEMS芯片、ASIC芯片和环境传感器位于封装体内且固定于顶板上，环境传感器和ASIC芯片均与顶板电连接，顶板对应MEMS芯片的位置开设有声孔，顶板与线路板电连接。与现有的将MEMS芯片和ASIC芯片固定于线路板，在壳体上对应MEMS芯片位置设置声孔相比，本实用新型中的MEMS芯片固定于顶板上，声孔开设在顶板上，从而增大了背腔的空间，提高了信噪比；此外，顶板上对应环境传感器的位置开设有通孔，提高了环境传感器的感知速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风技术领域，特别涉及一种集成传感器的封装结构。
背景技术
MEMS的英文全称为Micro-Electro-Mechanical System，中文名称为微机电***，是指尺寸在几毫米甚至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能***。MEMS技术因具有微型化、智能化、高度集成化和可批量生产的优点，已广泛应用于电子、医学、工业、汽车和航空航天***等领域。
在电子产品中，MEMS麦克风已成为中高端便携式智能电子设备的首选，MEMS麦克风的核心部件为MEMS芯片，用于声电转换。现有的一种MEMS麦克风，如图1所示，包括MEMS芯片03、ASIC芯片04、线路板01和壳体02，线路板01和壳体02封装为一个空腔结构，MEMS芯片03和AISC芯片04安装于空腔结构内，且固定于线路板01上，壳体02正对MEMS芯片03的位置设置有声孔021，用于拾取声音信号；ASIC芯片04是一种具有放大信号作用的集成电路，MEMS芯片03和ASIC芯片04通过导线与线路板01电连接。为了满足电子产品小型化的设计需求，通常会将其它传感器05集成在MEMS麦克风的封装结构内，形成集成传感器的封装结构，具体将传感器05固定于线路板01上，声孔021同时作为其它传感器05与外界连接的通道，MEMS芯片03的基底一端固定于线路板01上，振膜和背极叠置于基底的远离线路板01的一端，振膜和声孔021之间的区域为前腔，其余空腔区域为背腔。从图1中可以看出，这种封装结构的背腔较小，导致信噪比较差。此外，传感器受到封装结构的限制，偏离外界环境有较大距离，感知速度慢。
综上所述，如何增大集成传感器的封装结构的背腔，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种集成传感器的封装结构，以增大背腔空间，提高信噪比，并提升环境传感器感知速度。
为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种集成传感器的封装结构，包括MEMS芯片、ASIC芯片、线路板、顶板、中空框架和环境传感器；所述中空框架的两端分别与所述线路板和所述顶板固定，形成封装体；其特征在于，所述MEMS芯片、所述ASIC芯片和所述环境传感器位于所述封装体内且固定于所述顶板上，所述环境传感器和ASIC芯片均与所述顶板电连接，所述顶板对应所述MEMS芯片的位置开设有声孔，所述顶板与所述线路板电连接。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述顶板对应所述环境传感器的位置开设有通孔。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述环境传感器通过导线与所述顶板电连接。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述环境传感器靠近所述顶板的一侧通过导电粘接金属与顶板导电焊接连接。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述导电粘接金属为锡球、铜球或设置于所述顶板的焊盘上的柱状金属焊点。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述环境传感器与所述顶板粘接固定。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述顶板与所述线路板通过所述中空框架的框壁内部的金属化通孔电连接。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述环境传感器为压力传感器、温度传感器、湿度传感器或气体传感器中的一种或多种。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述顶板为PCB板或注塑成型板。
优选的，在上述的集成传感器的封装结构中，所述顶板与所述中空框架为一体化结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的集成传感器的封装结构中，线路板、顶板和中空框架形成封装体，MEMS芯片、ASIC芯片和环境传感器位于封装体内且固定于顶板上，环境传感器和ASIC芯片与顶板电连接，顶板对应MEMS芯片的位置开设有声孔，顶板与线路板电连接。与现有的将MEMS芯片和ASIC芯片固定于线路板，在壳体对应MEMS芯片位置设置声孔相比，本实用新型中的MEMS芯片固定于顶板上，MEMS芯片的振膜与线路板之间的整个区域均为背腔，从而增大了背腔的空间，提高了信噪比。同时，环境传感器接近外界环境，大大提升了感知速度。
本实用新型的一实施例中，顶板对应环境传感器的位置设置有通孔，环境传感器直接通过通孔与外界连通，不需要与MEMS芯片共用一个声孔，因此，增大了环境传感器的感知速度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种集成传感器的封装结构的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种集成传感器的封装结构的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的第二种集成传感器的封装结构的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的第三种集成传感器的封装结构的结构示意图。
在图1-图4中，01为线路板、02为壳体、021为声孔、03为MEMS芯片、04为ASIC芯片、05为传感器；
1为线路板、2为中空框架、3为金属化通孔、4为顶板、401为声孔、402为通孔、5为MEMS芯片、6为ASIC芯片、7为环境传感器、8为导线、9为导电粘接金属。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供了一种集成传感器的封装结构，增大了背腔空间，提高了信噪比。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图2，本实用新型实施例提供了一种集成传感器的封装结构，包括MEMS芯片5、ASIC芯片6、线路板1、顶板4、中空框架2和环境传感器7；其中，中空框架2的两端分别与线路板1和顶板4固定，形成封装体；MEMS芯片5、ASIC芯片6和环境传感器7位于封装体内且固定于顶板4的内表面上，即MEMS芯片5的基底固定于顶板4上，环境传感器7和ASIC芯片6均与顶板4电连接，顶板4对应MEMS芯片5的位置开设有声孔401，顶板4与线路板1电连接。
上述集成传感器的封装结构的MEMS芯片5、ASIC芯片6和环境传感器7固定于顶板4上，且在顶板4对应MEMS芯片5的位置开设声孔401，MEMS芯片5的振膜与线路板之间的空腔区域为背腔，该背腔比现有的背腔增大，从而提高了信噪比，提高了集成传感器的封装结构的质量。
如图3所示，本实用新型实施例提供了第二种集成传感器的封装结构，在第一种集成传感器的封装结构的基础上，在顶板4对应环境传感器7的位置开设有通孔402，将环境传感器7直接与外部环境正对连通，环境传感器7不需要通过声孔401与外界连通，因此，提高了环境传感器7的感知速度。
如图2和图3所示，环境传感器7粘接固定在顶板4上，且通过导线8与顶板4电连接。MEMS芯片5通过导线与ASIC芯片6电连接，ASIC芯片6通过导线与顶板4电连接。
当然，如图4所示，环境传感器7还可以通过导电粘接金属9与顶板4导电焊接连接。具体地，导电粘接金属9为锡球、铜球或设置于顶板4焊盘上的柱状金属焊点。与图3中的结构相比，可以省去搭线，从而进一步减小集成传感器的封装结构的高度，实现小型化。
如图2-图4所示，在本实施例中，顶板4与线路板1通过中空框架2的框壁内部的金属化通孔3电连接，将导线材质3内置于中空框架2的框壁内，可以减小尺寸，结构紧凑。当然，顶板4与线路板1也可以通过导线电连接。
在本实施例中，环境传感器7的数量为一个或多个，可以为压力传感器、温度传感器、湿度传感器或气体传感器中的一种或多种。具体根据集成传感器的封装结构的功能需求选择合适的环境传感器。并不局限于本实施例所列举的传感器种类。
在本实施例中，顶板4与中空框架2为一体化结构，即顶板4与中空框架2一体成型为盆装结构，顶板4为PCB板或注塑成型板。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种集成传感器的封装结构，包括MEMS芯片(5)、ASIC芯片(6)、线路板(1)、顶板(4)、中空框架(2)和环境传感器(7)；所述中空框架(2)的两端分别与所述线路板(1)和所述顶板(4)固定，形成封装体；其特征在于，所述MEMS芯片(5)、所述ASIC芯片(6)和所述环境传感器(7)位于所述封装体内且固定于所述顶板(4)上，所述环境传感器(7)和ASIC芯片(6)均与所述顶板(4)电连接，所述顶板(4)对应所述MEMS芯片(5)的位置开设有声孔(401)，所述顶板(4)与所述线路板(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述顶板(4)对应所述环境传感器(7)的位置开设有通孔(402)。
3.根据权利要求1或2所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述环境传感器(7)通过导线(8)与所述顶板(4)电连接。
4.根据权利要求1或2所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述环境传感器(7)靠近所述顶板(4)的一侧通过导电粘接金属(9)与顶板(4)导电焊接连接。
5.根据权利要求4所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述导电粘接金属(9)为锡球、铜球或设置于所述顶板(4)的焊盘上的柱状金属焊点。
6.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述环境传感器(7)与所述顶板(4)粘接固定。
7.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述顶板(4)与所述线路板(1)通过所述中空框架(2)的框壁内部的金属化通孔(3)电连接。
8.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述环境传感器(7)为压力传感器、温度传感器、湿度传感器或气体传感器中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述顶板(4)为PCB板或注塑成型板。
10.根据权利要求1所述的集成传感器的封装结构，其特征在于，所述顶板(4)与所述中空框架(2)为一体化结构。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107818957A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-20 | 清华大学 | 封装体及其制造方法 |
| CN110690207A (zh) * | 2019-02-19 | 2020-01-14 | 美律电子(深圳)有限公司 | 电子封装结构 |
| CN111813056A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-10-23 | 深圳全景空间工业有限公司 | 一种调节室内环境的方法 |
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- 2016-04-27 CN CN201620372564.2U patent/CN205616568U/zh active Active
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