一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，使用柔性PCB基板或者金屬引線框架作為基底，將壓力傳感器芯片直接貼在基板或引線框架之上，然后使用引線鍵合工藝完成電連接，接著放入模具，控制合適的注塑參數(shù)，完成塑封工藝。此時(shí)的整個(gè)壓力傳感器芯片都埋在塑料之內(nèi)，使用激光或者其他刻蝕方法精確地將覆蓋在芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一個(gè)空腔，在該空腔中點(diǎn)入軟膠作為保護(hù)之用，最后對(duì)柔性PCB基板或引線框架進(jìn)行劃片切割，得到單個(gè)的塑封壓力傳感器。本發(fā)明靈活采用了成熟的集成電路（IC）塑料封裝工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于適合批量生產(chǎn)、封裝外形尺寸小、引線可以得到更好的保護(hù)、成本更低。
【專利說明】一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)于壓力傳感器的封裝來說，由于金屬封裝相對(duì)與其它形式的封裝來說具有工藝簡單、材料簡單且比較容易加工、對(duì)應(yīng)用環(huán)境不敏感等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)的壓力傳感器采用了金屬封裝的結(jié)構(gòu)。但是這類金屬封裝往往具有重量大、成本高、尺寸大、生產(chǎn)率低等缺陷，隨著人們對(duì)電子產(chǎn)品的使用要求越來越高，金屬封裝的壓力傳感器已經(jīng)不能滿足人們的要求了。
[0003]塑料封裝可以很好的解決上述問題。目前塑料封裝的壓力傳感器主要是在貼芯片之前，制作出容納壓力傳感器芯片的腔體，然后再貼芯片、打線、點(diǎn)保護(hù)膠、封蓋。對(duì)于和ASIC芯片集成的塑封壓力傳感器來說，一般先把ASIC芯片貼于基板或者引線框架之上，然后塑封并留出貼裝壓力傳感器芯片的腔體，接著貼片、引線鍵合，最后點(diǎn)膠封蓋，完成塑封工藝。上述工藝的缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、生產(chǎn)率不高。大多壓力傳感器采用的基底為引線框架，使用這種基底封裝出來的壓力傳感器尺寸往往也相對(duì)較大。此外，采用傳統(tǒng)工藝的塑封壓力傳感器的引線往往是暴露在塑料之外的，雖然外面覆有保護(hù)膠，但是這種膠對(duì)引線基本上起不到機(jī)械性能方面的保護(hù)，所以引線斷開的失效也是常見的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有產(chǎn)品中存在的上述各種缺陷，提供一種新型的低成本、高效率、小尺寸和高可靠性的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：
一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，包括下述步驟：
(1)以柔性PCB基板或者金屬引線框架作為基底，將壓力傳感器芯片直接貼在基板或引線框架之上，然后使用引線鍵合工藝完成電連接；
(2)將步驟（I)完成電連接的壓力傳感器芯片放入模具，進(jìn)行注塑封裝，將整個(gè)壓力傳感器芯片都埋在塑料之內(nèi)；
(3)使用特定的刻蝕方法精確地將覆蓋在壓力傳感器芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一個(gè)空腔；
(4)采用在空腔中點(diǎn)入軟膠等保護(hù)措施，也可以不點(diǎn)膠，最后對(duì)柔性PCB基板或引線框架進(jìn)行劃片，得到單個(gè)的塑封壓力傳感器。
[0006]其進(jìn)一步特征在于，所述的壓力傳感器芯片可以是絕對(duì)壓力傳感器芯片、差壓式壓力傳感器芯片、敏感膜與處理電路單片集成的傳感器芯片，也可以是壓力傳感器芯片與ASIC芯片的組合。
[0007]所述的引線鍵合是通過引線實(shí)現(xiàn)壓力傳感器芯片、ASIC芯片和PCB基板或引線框架電連接的任意組合。[0008]所述的基板或引線框架為陣列式的，每條基板或引線框架上可容納的傳感器個(gè)數(shù)可根據(jù)需要決定。
[0009]所述的注塑封裝形式為傳統(tǒng)的傳遞成型注塑、壓縮成型注塑、低壓注塑和灌封工藝，但不限于上述成型形式。
[0010]所述去除塑料的方法優(yōu)選的為激光刻蝕，也可以采取其他除塑料的方法，如濕法刻蝕和機(jī)械去除等。
[0011]所述的刻蝕后的空腔，其形狀不受限制，可以為方形或圓形。
[0012]所述的保護(hù)措施優(yōu)選的為點(diǎn)軟膠，也可以制作保護(hù)膜等保護(hù)措施。
[0013]本發(fā)明靈活采用了成熟的集成電路（IC)塑料封裝工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于適合批量生產(chǎn)、封裝外形尺寸小、引線可以得到更好的保護(hù)、成本更低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖Ia-圖Id為實(shí)施例一的主要工藝流程示意圖。
[0015]圖2 a-圖2d為實(shí)施例二的主要工藝流程示意圖。
[0016]圖3a-圖3d為實(shí)施例三的主要工藝流程示意圖。
[0017]圖4 a-圖4d為實(shí)施例四的主要工藝流程示意圖。
[0018]圖5 a-圖5d為實(shí)施例五的主要工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例：
實(shí)施例一：
參見圖la，將m X η陣列的絕對(duì)壓力傳感器芯片101貼在柔性PCB基板103上，然后進(jìn)行引線鍵合工藝，引線102可以是各種材料成分的電連接線，主要是能夠起到芯片和基板之間的電連接作用。
[0020]參見圖lb，將完成打線的PCB基板103放入模具進(jìn)行注塑，在注塑過程中應(yīng)該注意合理調(diào)整保壓過程的壓力，以免損壞壓力傳感器的敏感膜片105，同時(shí)還要保證保壓的效果。此步工藝完成后，塑料104就完全的包封了絕對(duì)壓力傳感器芯片101。
[0021]參見圖lc，使用激光或其他刻蝕方法，把覆蓋在敏感膜片105上方的塑料去除掉，留下空腔體107?？涛g的時(shí)候，要保證敏感膜片105上的摻雜電阻106不受影響，同時(shí)也要保證引線102不會(huì)露在塑料外面。
[0022]參見圖ld，在空腔體107內(nèi)，點(diǎn)入軟膠108以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的敏感膜片105的保護(hù)。如果使用環(huán)境并不惡劣，也可以不使用軟膠。
[0023]實(shí)施例二 ：
參見圖2a，將m X η陣列的差壓傳感器芯片201貼在柔性PCB基板203上，PCB基板203在與芯片對(duì)應(yīng)的位置都開有小孔204以傳遞壓力。然后進(jìn)行引線鍵合工藝，引線202能夠起到芯片和基板之間的電連接作用。
[0024]參見圖2b，將完成打線的PCB基板放入模具進(jìn)行注塑。為了保證敏感膜206不因注塑時(shí)保壓壓力過大而收到損傷，應(yīng)該對(duì)芯片的背部孔204施加一個(gè)和注塑保壓一樣的壓力207。此步工藝完成后，塑料205就完全的覆蓋在了差壓傳感器芯片201之上。[0025]參見圖2c，使用激光或者其他刻蝕方法，把覆蓋在敏感膜片206上方的塑料去除掉，留下空腔體208?？涛g的時(shí)候，要保證敏感膜片206上的摻雜電阻207不受影響，同時(shí)要保證引線202不會(huì)露在塑料外面。
[0026]參見圖2d，在空腔體208內(nèi)，點(diǎn)入軟膠209以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的敏感膜片的保護(hù)。如果使用環(huán)境并不惡劣，也可以不使用軟膠。
[0027]實(shí)施例三：
參見圖3a，將m X η陣列的絕對(duì)壓力傳感器芯片301和專用集成電路（ASIC) 304同時(shí)貼在柔性PCB基板303上，然后進(jìn)行引線鍵合工藝，引線302和305可以是各種材料成分的電連接線，主要是能夠起到傳感器芯片、ASIC芯片和基板之間的電連接作用。
[0028]參見圖3b，將完成打線的柔性PCB基板303放入模具進(jìn)行注塑，在注塑過程中應(yīng)該注意合理調(diào)整保壓過程的壓力，以免損壞壓力傳感器的敏感膜片307，同時(shí)還要保證保壓的效果。此步工藝完成后，塑料306就完全的包封了壓力傳感器301和ASIC芯片。
[0029]參見圖3c，使用激光或其他刻蝕方法，把覆蓋在敏感膜片307上方的塑料去除掉，留下空腔體309?？涛g的時(shí)候，要保證敏感膜片307上的摻雜電阻308不受影響，同時(shí)也要保證引線302不會(huì)露在塑料外面。
[0030]參見圖3d，在空腔體309內(nèi)，點(diǎn)入軟膠310以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的敏感膜片307的保護(hù)。如果使用環(huán)境并不惡劣，也可以不使用軟膠。
[0031]實(shí)施例四：
參見圖4a，將m X η陣列的專用集成電路ASIC芯片404貼在柔性PCB基板403上，然后將m X η陣列的壓力傳感器芯片401貼在ASIC芯片404預(yù)留的空間之上，然后進(jìn)行引線鍵合工藝，引線402的連接ASIC芯片404和壓力傳感器芯片401，引線405連接ASIC芯片404和PCB基板403，引線402和405可以是各種材料成分的電連接線，主要是能夠起到傳感器芯片、ASIC芯片和基板之間的電連接作用。
[0032]參見圖4b，將完成打線的PCB基板403放入模具進(jìn)行注塑，在注塑過程中應(yīng)該注意合理調(diào)整保壓過程的壓力，以免損壞壓力傳感器的敏感膜片407，同時(shí)還要保證保壓的效果。此步工藝完成后，塑料406就完全的包封了壓力傳感器401和ASIC芯片401。
[0033]參見圖4c，使用激光或其他刻蝕方法，把覆蓋在敏感膜片407上方的塑料去除掉，留下空腔體409?？涛g的時(shí)候，要保證敏感膜片407上的摻雜電阻408不受影響，同時(shí)也要保證引線402不會(huì)露在塑料外面。
[0034]參見圖4d，在空腔體409內(nèi)，點(diǎn)入軟膠410以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的敏感膜片407的保護(hù)。如果使用環(huán)境并不惡劣，也可以不使用軟膠。
[0035]實(shí)施例五：
參見圖5a，單片集成芯片506由壓力傳感器部分501與處理電路ASIC部分504集成。將m X η陣列的單片集成芯片506貼在柔性PCB基板503上，然后進(jìn)行引線鍵合工藝，引線502和505可以是各種材料成分的電連接線，主要是能夠起到芯片和基板之間的電連接作用。
[0036]參見圖5b，將完成打線的PCB基板503放入模具進(jìn)行注塑，在注塑過程中應(yīng)該注意合理調(diào)整保壓過程的壓力，以免損壞壓力傳感器的敏感膜片508，同時(shí)還要保證保壓的效果。此步工藝完成后，塑料507就完全的包封了單片集成芯片506。[0037]參見圖5c，使用激光或其他刻蝕方法，把覆蓋在敏感膜片508上方的塑料去除掉，留下空腔體510?？涛g的時(shí)候，要保證敏感膜片508上的摻雜電阻509不受影響，同時(shí)也要保證引線502不會(huì)露在塑料外面。
[0038]參見圖5d，在空腔體510內(nèi)，點(diǎn)入軟膠511以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的敏感膜片508的保護(hù)。如果使用環(huán)境并不惡劣，也可以不使用軟膠。
【權(quán)利要求】
1.一種塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，包括下述步驟: (1)以柔性PCB基板或者金屬引線框架作為基底，將壓力傳感器芯片直接貼在基板或引線框架之上，然后使用引線鍵合工藝完成電連接； (2)將步驟(I)完成電連接的壓力傳感器芯片放入模具，進(jìn)行注塑封裝，將整個(gè)壓力傳感器芯片都埋在塑料之內(nèi)； (3)精確地將覆蓋在壓力傳感器芯片的敏感膜片之上的塑料去除掉，形成一個(gè)空腔； (4)對(duì)該空腔覆蓋保護(hù)，最后對(duì)柔性PCB基板或引線框架進(jìn)行劃片，得到單個(gè)的塑封壓力傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述的壓力傳感器芯片為絕對(duì)壓力傳感器芯片、差壓式壓力傳感器芯片、敏感膜與處理電路單片集成的傳感器芯片、壓力傳感器芯片與ASIC芯片的組合中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述的引線鍵合是通過引線實(shí)現(xiàn)壓力傳感器芯片、ASIC芯片和PCB基板或引線框架電連接的任意組入口 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述的基板或引線框架為陣列式的，每條基板或引線框架上可容納的傳感器個(gè)數(shù)為一個(gè)或多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述的注塑封裝形式包括傳統(tǒng)的傳遞成型注塑、壓縮成型注塑、低壓注塑、常態(tài)灌封工藝和真空灌封工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述步驟(3 )中去除塑料的方法為激光刻蝕、濕法刻蝕和機(jī)械去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述的刻蝕后的空腔，其形狀為方形、圓形或其他形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料封裝的壓力傳感器的制造方法，其特征在于，所述步驟(4)中的覆蓋保護(hù)的方法為點(diǎn)軟膠或制作保護(hù)膜。
【文檔編號(hào)】G01L19/00GK103487175SQ201310390339
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】劉勝, 付興銘, 王小平 申請(qǐng)人:無錫慧思頓科技有限公司, 武漢飛恩微電子有限公司