CN209161474U - 组合传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合传感器，所述组合传感器包括：基板，所述基板设有至少两个接地端，各所述接地端之间电连接；以及芯片组，所述芯片组的数量至少为两个，所述芯片组安装至所述基板，所述芯片组和所述接地端一一对应电连接。本实用新型技术方案使得每个芯片组可利用的接地端面积达到封装面积的最大值，这样有利于快速导走静电的电荷，从而最大程度地保护了芯片组免受静电的冲击，有效提升组合传感器的抗静电能力。

Description

组合传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种组合传感器。

背景技术

将多个MEMS器件和ASIC器件集成封装时，需要形成多个GND(接地端)，相比于单个MEMS器件和ASIC器件，相同封装面积下每个器件电路的接地面积变小。多个MEMS器件和ASIC器件封装形成组合传感器，在组合传感器受到静电作用时，接地面积越小，静电携带的电荷被导走所用的时间越长，各器件受到静电高压的冲击就越大，也就是组合传感器就越容易被静电击穿，造成不可逆的损坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种组合传感器，旨在提升组合传感器的抗静电能力。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种组合传感器，所述组合传感器包括：

基板，所述基板设有至少两个接地端，各所述接地端之间电连接；以及

芯片组，所述芯片组的数量至少为两个，所述芯片组安装至所述基板，所述芯片组和所述接地端一一对应电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述基板设有金属走线，所述金属走线电连接各所述接地端。

在本实用新型的一实施例中，所述芯片组包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片安装至所述基板，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述接地端电连接。

在本实用新型的一实施例中，至少一个所述MEMS芯片为麦克风芯片。

在本实用新型的一实施例中，所述基板设有声孔，至少一个所述麦克风芯片覆盖所述声孔。

在本实用新型的一实施例中，所述组合传感器还包括罩壳，所述罩壳设于所述基板，与所述基板限定出封装腔；

所述芯片组设于所述封装腔。

在本实用新型的一实施例中，所述基板紧邻所述封装腔的一面为上表面，背离所述封装腔的一面为下表面，所述接地端设于所述基板的下表面。

在本实用新型的一实施例中，所述基板设有金属化过孔，所述芯片组和所述接地端分别与所述金属化过孔电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述组合传感器还包括罩壳，所述罩壳设于所述基板，与所述基板限定出封装腔；

所述MEMS芯片设于所述封装腔，所述ASIC芯片设于所述基板内。

在本实用新型的一实施例中，所述接地端形成焊盘；

和/或，所述基板为电路板。

本实用新型技术方案包括基板和芯片组，芯片组安装在基板上，且与设置在基板上的接地端电连接，在封装多个芯片组时，基板上设置与芯片组数量相适应的接地端，各接地端之间实现电连接，从而使得每个芯片组可利用的接地端面积达到封装面积的最大值，这样有利于快速导走静电的电荷，从而最大程度地保护了芯片组免受静电的冲击，有效提升组合传感器的抗静电能力。

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为本实用新型一实施例中组合传感器结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中组合传感器结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、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的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“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，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型中，在需要对多个芯片组进行封装时，需要在基板上设置与芯片组数量一致的接地端，以便于与每个芯片组进行电连接。相对于一个芯片组，在相同的封装面积下，每个芯片组的接地端的面积有所减小，这样不利于导走静电的电荷。因此本实用新型中将各接地端实现电连接，在其中一个芯片组电连接至对应的一个接地端时，实际上共享了全部接地端的面积，从而更容易导走静电所携带的电荷，提升组合传感器的抗静电能力。

具体地，参见图1所示，在本实用新型的一实施例中，所述组合传感器包括：

基板100，所述基板100设有至少两个接地端，各所述接地端之间电连接；以及

芯片组，所述芯片组的数量至少为两个，所述芯片组安装至所述基板100，所述芯片组和所述接地端一一对应电连接。

本实施例及以下实施例以两个接地端为例，分别是接地端110和接地端120；以两个芯片组为例，分别是芯片组300和芯片组400，芯片组300和接地端110电连接，芯片组400和接地端120电连接。

在本实施例中，基板100呈矩形，可采用本领域技术人员熟知的电路板作为基板100。在需要封装芯片组300和芯片组400时，为了能有效地导出静电，需要在基板100上设置与芯片组300电连接的接地端110，与芯片组400电连接的接地端120，接地端110和接地端120与外部线路电连接。在产生静电时，静电所携带的电荷能通过接地端110和接地端120导出至外部，避免芯片组300和芯片组400的损坏。

由于需要封装芯片组300和芯片组400，那么在相同的封装面积下，每个芯片组对应的接地端的面积相对于封装一个芯片组时的接地端面积有所减小，这样会延迟静电的电荷的导出。因此本实施例将接地端110和接地端120实现电连接，芯片组300电连接至接地端110时，实现对接地端110和接地端120的利用，对于芯片组400亦是如此，从而使得每个芯片组可利用的接地端面积达到封装面积的最大值，这样有利于快速导走静电携带的电荷，从而最大程度地保护了芯片组免受静电的冲击，有效提升组合传感器的抗静电能力。

在本实用新型的一实施例中，如图1所示，所述基板100设有金属走线(图中未示出，图1中接地端110和接地端120之间的连线表示两者的电连接)，所述金属走线电连接各所述接地端。

在本实施例中，接地端110和接地端120之间的电连接有多种方式，例如通过在接地端110和接地端120之间焊接金属线，金属线通过锡膏焊接在接地端110和接地端120，从而实现接地端110和接地端120之间的电连接。在本实施例中，为了提高连接的稳定性，通过在基板100设置金属走线实现接地端110和接地端120的电连接。例如，在制备基板100时，通过蚀刻的方式在基板100的表面蚀刻出金属走线以及接地端110和接地端120，如此在封装芯片组(300和400)后，芯片组300与对应的接地端110电连接即可实现对全部接地端的利用，芯片组400与对应的接地端120电连接即可实现对全部接地端的利用，而且通过蚀刻出的金属走线的连接稳定性也更高。

在本实用新型的一实施例中，所述芯片组包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片安装至所述基板100，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述接地端电连接。具体为，芯片组300包括MEMS芯片310和ASIC芯片320，芯片组400包括MEMS芯片410和ASIC芯片420，MEMS芯片310和ASIC芯片320电连接，ASIC芯片320与接地端110电连接，MEMS芯片410和ASIC芯片420电连接，ASIC芯片420与接地端120电连接。

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电***)芯片是一个独立的智能***，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，具有体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、性能稳定等特点，随着电子设备的小巧化、轻薄化发展，MEMS芯片越来越广泛地运用在这些设备上。ASIC(Application Specific Integrated Circuit，集成电路)芯片用于对电信号进行处理，例如放大。

对于本领域技术人员而言，可采用熟知的方式将MEMS芯片(310和410)和ASIC芯片(320和420)贴装到基板100上。以MEMS芯片310和ASIC芯片320为例，MEMS芯片310与ASIC芯片320电连接，MEMS芯片310输出的电信号可以传递至ASIC芯片320进行处理，ASIC芯片320与接地端110电连接，将静电的电荷导走，避免静电击穿ASIC芯320片甚至MEMS芯片310。

在本实用新型的一实施例中，至少一个所述MEMS芯片为麦克风芯片。在本实施例中，MEMS芯片310为麦克风芯片，其可以将声音信号转换为电信号，从而实现声音的捕获。

进一步地，所述基板100设有声孔101，至少一个所述麦克风芯片覆盖所述声孔。

在本实施例中，麦克风芯片(MEMS芯片310)覆盖声孔101，外界声音可以通过声孔101传递至麦克风芯片(MEMS芯片310)，从而便于麦克风芯片(MEMS芯片310)获取声音信号。

在本实用新型的一实施例中，如图1所示，所述组合传感器还包括罩壳200，所述罩壳200设于所述基板100，与所述基板100限定出封装腔230；

所述芯片组(300和400)设于所述封装腔230。

罩壳200设于基板100，两者共同限定出封装腔230。具体为，罩壳200包括盖板210以及形成在盖板210边缘位置的围板220，盖板210和围板220可以一体成型，围板220围设盖板210形成一个开口的凹腔，罩壳200通过围板220贴装至基板100上，从而形成一个封闭的封装腔230。罩壳200与基板100的贴装可通过贴片胶贴装，或者通过焊锡焊接，从而形成一个封装结构。该封装结构用于封装芯片组300和芯片组400，这里的芯片组300和芯片组400为用于处理信号的器件，将芯片组300和芯片组400封装起来，使得组合传感器实现了小型化，避免了外界信号的干扰。

在本实用新型的一实施例中，如图1所示，所述基板100紧邻所述封装腔230的一面为上表面，背离所述封装腔230的一面为下表面，所述接地端(110和120)设于所述基板100的下表面。

接地端(110和120)需要连接至外部线路，以便于静电所的电荷的导走，因此接地端(110和120)可以设置在基板100的上表面，也可以设置在基板100的下表面。在接地端(110和120)设置在基板100的上表面时，需要设置在罩壳200以外的基板100的部位，那么这将会导致基板100的面积增大，不利于产品的小型化。因此本实施例中，将接地端(110和120)设置在基板100的下表面，通过在基板100上设置金属走线即可实现接地端110和接地端120的电连接，不会占用过多的空间，有利于产品的小型化。

例如，参照图1所示，接地端110位于芯片组300的下方，可以通过在基板100上设置贯穿基板100的过孔即可快速实现芯片组300和接地端110的电连接，避免电连接的路径过长。接地端120位于芯片组400的下方，通过在基板100上设置贯穿基板100的过孔即可快速实现芯片组400和接地端120的电连接，避免电连接的路径过长。

在本实用新型的一实施例中，所述基板100设有金属化过孔(图中未示出，图1中ASIC芯片420和接地端120的连线表达两者的电连接，ASIC芯片320和接地端110的连线表达两者的电连接)，所述芯片组和所述接地端分别与所述金属化过孔电连接。具体为，芯片组300通过其中一个金属化过孔与接地端110电连接，芯片组400通过另一个金属化过孔与接地端120电连接。

在本实施例中，例如，金属化过孔为贯穿基板100上表面和下表面的孔，在该过孔的内壁实现金属化，从而可以实现基板100的上表面和下表面的导通，例如在该过孔的内壁设置金属镀层，芯片组300焊接至上表面对应的过孔，接地端110焊接至下表面对应的多孔，从而实现芯片组300和接地端110的电连接，对于芯片组400和接地端120的连接亦是如此。

在本实用新型的一实施例中，如图2所示，所述组合传感器还包括罩壳200，所述罩壳200设于所述基板100，与所述基板100限定出封装腔230；

所述MEMS芯片(310和410)设于所述封装腔230，所述ASIC芯片(320和420)设于所述基板100内。

在本实施例中，将ASIC芯片(320和420)设于基板100内，避免对封装腔230的体积的占用。例如，在制备基板100时，将ASIC芯片(320和420)嵌入于基板100中，通过在基板100上设置非贯穿的金属化过孔实现各部件的电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述MEMS芯片通过金属线与所述ASIC芯片电连接。具体为，MEMS芯片310通过金属线与ASIC芯片320电连接，MEMS芯片410通过金属线与ASIC芯片420电连接。

在本实施例中，以MEMS芯片310的电连接为例，金属线的材质为金，对MEMS芯片310和ASIC芯片320使用胶黏剂处理使得两者具有良好的粘结性能，使用高纯度的金材质的金属线把MEMS芯片310的接口和ASIC芯片320接口键合，从而实现MEMS芯片310和ASIC芯片320的电连接。对于MEMS芯片410和ASIC芯片420亦是如此。

在本实用新型的一实施例中，所述接地端形成焊盘。具体为接地端110形成焊盘，接地端120形成焊盘。在本实施例中，接地端(110和120)需要与外部线路进行电连接，以便于将静电的电荷导走，因此将接地端(110和120)形成焊盘，在接地端(110和120)与外部线路连接时，可以采用锡膏焊接的方式实现焊接，型焊接稳定。

在本实用新型的一实施例中，所述罩壳200的材质为金属。在本实施例中，罩壳200的材质为金属，也即形成一个电磁屏蔽罩，满足芯片组(300和400)的封装需求，保护芯片组不受外部电磁信号的干扰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合传感器，其特征在于，所述组合传感器包括：

基板，所述基板设有至少两个接地端，各所述接地端之间电连接；以及

芯片组，所述芯片组的数量至少为两个，所述芯片组安装至所述基板，所述芯片组和所述接地端一一对应电连接。

2.如权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，所述基板设有金属走线，所述金属走线电连接各所述接地端。

3.如权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，所述芯片组包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片安装至所述基板，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述接地端电连接。

4.如权利要求3所述的组合传感器，其特征在于，至少一个所述MEMS芯片为麦克风芯片。

5.如权利要求4所述的组合传感器，其特征在于，所述基板设有声孔，至少一个所述麦克风芯片覆盖所述声孔。

6.如权利要求1至5任一项所述的组合传感器，其特征在于，所述组合传感器还包括罩壳，所述罩壳设于所述基板，与所述基板限定出封装腔；

所述芯片组设于所述封装腔。

7.如权利要求6所述的组合传感器，其特征在于，所述基板紧邻所述封装腔的一面为上表面，背离所述封装腔的一面为下表面，所述接地端设于所述基板的下表面。

8.如权利要求7所述的组合传感器，其特征在于，所述基板设有金属化过孔，所述芯片组和所述接地端分别与所述金属化过孔电连接。

9.如权利要求3所述的组合传感器，其特征在于，所述组合传感器还包括罩壳，所述罩壳设于所述基板，与所述基板限定出封装腔；

所述MEMS芯片设于所述封装腔，所述ASIC芯片设于所述基板内。

10.如权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，所述接地端形成焊盘；

和/或，所述基板为电路板。