压力传感器封装结构及其形成方法、触控装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种压力传感器封装结构及其形成方法，一种触控装置，所述压力传感器封装结构包括：至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；至少一个焊球，位于所述敏感膜表面；电路板，所述电路板的第一表面通过所述焊球与所述至少一个压力传感器焊接，实现电路板与压力传感器之间的电连接。所述压力传感器封装结构形成工艺简单且敏感薄膜不易损坏。

Pressure sensor packaging structure and its forming method and touch control device

The present invention relates to a pressure sensor encapsulation structure and its forming method, and a touch device. The pressure sensor encapsulation structure includes at least one pressure sensor. The pressure sensor includes a substrate, a sensitive film located on the substrate surface, and a cavity between the sensitive film and the substrate. A solder ball is located on the surface of the sensitive film, and the first surface of the circuit board is soldered with the at least one pressure sensor by the solder ball to realize the electric connection between the circuit board and the pressure sensor. The pressure sensor packaging structure is simple and sensitive, and the sensitive film is not easy to damage.

【技术实现步骤摘要】
压力传感器封装结构及其形成方法、触控装置
本专利技术涉及MEMS
，尤其涉及一种压力传感器封装结构及其形成方法。
技术介绍
目前玩具、手机、平板、遥控器等消费类电子产品越来越朝着智能方向发展，在其中增加了越来越多种的传感器以能够感知更多的物理量。其中对于由人体尤其手指等接触产生的应力或压力的测量需求也逐渐增多。为了满足消费类电子产品的要求，对于这种用于检测应力或压力的传感器提出了一些特殊要求，首先需要能够将压力或应力有效的传递给压力传感器芯片的薄膜，其次还要保护芯片上的各个部分不被损坏，进一步还需要保持较小的体积，以满足便携式消费类电子产品越来越小型化的趋势。基于薄膜的压力传感器芯片技术已经比较成熟，但是这种压力传感器芯片采用的薄膜厚度一般在几十微米以下，如果压力直接传递到薄膜上，非常容易导致薄膜损坏，因此现有技术中，一般都是通过封装技术对薄膜进行隔离。但目前采用的封装技术，要么保护过度，使得直接接触的应力不能有效传递给压力传感器芯片的薄膜，要么保护不到位，不能有效保护芯片易于损坏的部分，要么工艺过于复杂。因此，需要一种薄膜既不容易损坏，工艺又较为简单的压力传感器封装结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种压力传感器封装结构及其形成方法、触控装置，使得传感器芯片的敏感薄膜能够不易损坏。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种压力传感器封装结构，包括：至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；至少一个焊球，位于所述敏感膜表面；电路板，所述电路板的第一表面通过所述焊球与所述至少一个压力传感器焊接，实现电路板与压力传感器之间的电连接。可选的，所述敏感膜的厚度为10μm～15μm。可选的，所述腔体的高度为5μm～12μm。可选的，所述敏感膜具有至少一个压阻条。可选的，所述敏感膜具有4个或8个压阻条，所述压阻条形成惠斯通电桥结构。可选的，所述电路板为柔性电路板。为解决上述问题，本专利技术的技术方案还提供一种压力传感器封装结构的形成方法，包括：提供至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；提供电路板；采用倒片封装工艺，在所述敏感膜表面形成至少一个焊球，并通过所述焊球焊接至所述电路板的第一表面，实现电路板与压力传感器之间的电连接。可选的，所述敏感膜的厚度为10μm～15μm。可选的，所述腔体的高度为5μm～12μm。可选的，所述敏感膜具有至少一个压阻条。可选的，所述敏感膜具有4个或8个压阻条，所述压阻条形成惠斯通电桥结构。可选的，所述电路板为柔性电路板。本专利技术的技术方案还提供一种触控装置，包括：至少一个上述的压力传感器封装结构；触摸板；支架，所述支架与所述触摸板贴合，且所述支架与所述触摸板之间具有一空腔；所述压力传感器封装结构安装于所述空腔内，且所述压力传感器封装结构的电路板的第二表面与所述触摸板贴合，所述第二表面与所述第一表面相对。可选的，所述电路板的第二表面与所述触摸板之间通过胶体贴合。可选的，所述压力传感器封装结构的衬底与支架之间具有一弹性垫层，所述弹性垫层支撑所述压力传感器封装结构，使得所述压力传感器封装结构的电路板的第二表面与所述触摸板贴合。可选的，所述压力传感器封装结构安装于触摸板的侧边缘相交所成的折角位置处或者所述压力传感器封装结构安装于触摸板的边缘处。可选的，所述触摸板为矩形，所述压力传感器封装结构安装于所述触摸板的直角位置处或者所述压力传感器封装结构安装于触摸板的侧边处。可选的，所述触摸板为显示屏。本专利技术的压力传感器封装结构，在压力传感器的敏感膜上具有焊球，与电路板焊接，可以降低封装尺寸，提高灵敏度。进一步，所述压力传感器的腔体尺寸较小，能够阻止敏感膜的过度形变，从而避免敏感膜受损。附图说明图1至图3为本专利技术一具体实施方式的压力传感器封装结构的形成过程的结构示意图；图4A为本专利技术一具体实施方式的触控装置安装前的局部结构示意图；图4B为本专利技术一具体实施方式的触控装置安装后的局部结构示意图；图4C为本专利技术一具体实施方式的触控装置安装后对触摸板受力传递至压力传感器封装结构的示意图；图5A为本专利技术一具体实施方式的触控装置安装前的局部结构示意图；图5B为本专利技术一具体实施方式的触控装置安装后的局部结构示意图；图6A～6B为本专利技术一具体实施方式的触控装置的结构示意图；图7A为本专利技术一具体实施方式的触控装置的结构示意图；图7B为本专利技术一具体实施方式的触控装置的压力传感器封装结构的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的压力传感器封装结构及其形成方法、触控装置的具体实施方式做详细说明。请参考图1至图3，为本专利技术一具体实施方式的压力传感器封装结构的形成过程示意图。请参考图1，提供至少一个压力传感器10，所述压力传感器10包括：衬底11、位于所述衬底11表面的敏感膜13，所述敏感膜13与所述衬底11之间具有腔体12。所述衬底11可以为半导体衬底、玻璃或有机玻璃等。在一个具体实施方式中，所述衬底11为单晶硅衬底。所述压力传感器10可以通过SENSA(SiliconEpitaxial-layeronSealedAir-cavity；密封气腔体之上的硅外延层)工艺形成，具体包括如下步骤：在衬底11表面形成图形化掩膜层，以所述掩膜层为掩膜对衬底11表面进行刻蚀，形成若干深孔；沿所述深孔刻蚀衬底11，形成腔体12，介质层下面得以保留的单晶硅片形成网状硅膜，所述若干深孔在单晶硅片的内部通过腔体相互连通；进一步去除掉淀积在单晶硅片正面的介质层，使网状硅膜暴露出来；最后，采用外延单晶硅工艺，以网状硅膜作为单晶硅子晶，外延出覆盖于网状硅膜上的单晶硅薄膜，所述单晶硅薄膜遮蔽深孔，并使腔体12位于单晶硅薄膜的下方。所述单晶硅薄膜作为敏感膜13。在其他具体实施方式中，压力传感器10的衬底11还可以为SOI衬底，或者衬底11为单晶硅衬底，通过氧离子注入，在衬底11内形成氧化硅埋层。通过刻蚀所述衬底11的氧化硅埋层形成所述腔体12，腔体上方的硅层作为敏感膜13。上述方法形成的压力传感器10的敏感膜厚度较低，有利于降低压力传感器的体积。在一个具体实施方式中，所述敏感膜13的厚度为10μm～15μm。进一步的，可以通过控制压力传感器的形成过程，使得形成的腔体12较小，这样衬底11可以起到阻止敏感膜13过度变形的作用。当敏感膜13受到外界应力发生变形时，衬底11可以限制敏感膜的变形程度，避免敏感膜过度变形而受到损坏。在本专利技术的具体实施方式中，所述腔体12的高度为5μm～12μm。在其他具体实施方式中，所述腔体12的高度，可以根据敏感膜13的厚度、强度以及压力传感器的灵敏度要求进行合理的设置。所述敏感膜13还具有至少一个压阻条14。压阻条14可以通过对所述敏感膜13进行离子注入形成。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述敏感膜13具有4个或8个压阻条14，所述压阻条14形成惠斯通电桥结构，来反馈敏感膜13收到的力的变化。在其他具体实施方式中，所述敏感膜13还可以具有其他数量的压阻条14，形成其他形式的电路结构。请参考图2，在所述敏感膜13表面形成至少一个焊球15。所述敏感膜13上还可以形成有与压阻条14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器封装结构，其特征在于，包括：至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；至少一个焊球，位于所述敏感膜表面；电路板，所述电路板的第一表面通过所述焊球与所述至少一个压力传感器焊接，实现电路板与压力传感器之间的电连接。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器封装结构，其特征在于，包括：至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；至少一个焊球，位于所述敏感膜表面；电路板，所述电路板的第一表面通过所述焊球与所述至少一个压力传感器焊接，实现电路板与压力传感器之间的电连接。2.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述敏感膜的厚度为10μm～15μm。3.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述腔体的高度为5μm～12μm。4.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述敏感膜具有至少一个压阻条。5.根据权利要求4所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述敏感膜具有4个或8个压阻条，所述压阻条形成惠斯通电桥结构。6.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。7.一种压力传感器封装结构的形成方法，其特征在于，包括：提供至少一个压力传感器，所述压力传感器包括：衬底、位于所述衬底表面的敏感膜，所述敏感膜与所述衬底之间具有腔体；提供电路板；采用倒片封装工艺，在所述敏感膜表面形成至少一个焊球，并通过所述焊球焊接至所述电路板的第一表面，实现电路板与压力传感器之间的电连接。8.根据权利要求7所述的压力传感器封装结构的形成方法，其特征在于，所述敏感膜的厚度为10μm～15μm。9.根据权利要求7所述的压力传感器封装结构的形成方法，其特征在于，所述腔体的高度为5μm～12μm。10.根据权利要求7所述的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，庄瑞芬，胡维，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32