MEMS传感器封装结构制造技术

本发明专利技术涉及一种MEMS传感器封装结构，包括传感器芯片，其中，所述的封装结构包括至少二层PCB板以及传感器盖板；各层所述的PCB板依次叠放连接，所述的传感器芯片设于位于最顶层的所述的PCB板的上表面上；且所述的传感器盖板与位于最顶层的PCB板的上表面垂直连接，且包围所述的传感器芯片，成封装腔，且通过在传感器盖板下方不设有一次直接贯穿全部PCB板的通孔设计，进一步提高了封装结构的密封性。采用该种结构的MEMS传感器封装结构可减少传感器受到外部环境干扰的情况，提高检测精度，且该MEMS传感器封装结构成本较低，具有较高的性价比，适应范围广泛。

Packaging structure of MEMS sensor

【技术实现步骤摘要】
MEMS传感器封装结构
本专利技术涉及微电子机械系统
，尤其涉及微电子机械系统的电路布线及封装结构，具体涉及一种MEMS传感器封装结构。
技术介绍
MEMS(Micro-ElectroMechanicalSystem，微型电子机械系统)传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器，与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点，因此其被广泛的应用于一些电子产品中。而PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)基板结构工艺成熟、成本适中，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。因此，现有技术中的MEMS传感器普遍采用PCB基板设计，其具备微型化、扁平化的特征。下面以MEMS压力传感器为例进行说明，现有技术中主要有以下两种封装方式：一种为采用LGA(landgridarray，栅格阵列)封装的高度计等压力传感器，其基板采用4层以上PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)结构，该采用LGA封装的高度计等压力传感器的PCB结构线路布线复杂、制版设计成本高。PCB的后期制造成本占比高、降本空间小，难以满足消费类产品不断降低成本的需求。同时，LGA封装PCB的基板厚度薄、线路排版生成的过孔、通孔的附着层的气密性只能满足较低气压量程压力传感器气密性的要求，大量程气压量程的气密性和存在漏气等可靠性隐患。另一种为采用PCB单层板封装的气压计等压力传感器模组，其采用传感器输入输出布线在PCB顶层布线结构。这种采用PCB单层板封装的气压计等压力传感器模组，由于布线金属层与基板存在高度差，在传感器封装金属盖板时，不能形成完全密封腔室，这种不平整PCB基板加装盖板后的气密性也只能满足较低气压量程、且漏气率要求低的压力传感器模组产品，限制了较高气密性要求和较大气压量程的压力传感器的应用。随着消费类智能电子产品、智能医疗产品和汽车电子产品的便携式应用体验需求上升，对微型化、扁平化表面贴装封装结构的MEMS传感器的气密性和低制造成本提出了更高要求。
技术实现思路
本专利技术为了克服至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种结构简单、适用性好、成本较低的MEMS传感器封装结构。为了实现上述目的，本专利技术的MEMS传感器封装结构具有如下构成：该MEMS传感器封装结构包括传感器芯片，其主要特点是，所述的封装结构包括至少二层的PCB板以及传感器盖板；各层所述的PCB板依次叠放连接，所述的传感器芯片设于位于最顶层的所述的PCB板的上表面上；所述的传感器盖板包围所述的传感器芯片，且所述的传感器盖板与位于最顶层的PCB板的上表面垂直连接，成封装腔；各层所述的PCB板的下表面均设有金属布线层，且所述的位于最顶层的PCB板的上表面也设有金属布线层；各层所述的PCB板上均设有贯穿该层PCB板的垂直的通孔，且所述的传感器盖板正下方的位置上不能设有垂直且一次贯穿各层所述的PCB板的通孔，其中，所述的通孔的两端分别位于两层不同的所述的金属布线层上，各层所述的金属布线层之间通过对应的通孔实现电气互联。较佳的，所述的传感器盖板下方形成完整的环形布线，所述的传感器盖板通过所述的环形布线与所述的位于最顶层的PCB板连接。更佳的，位于所述的环形布线的正下方位置设有下凹的呈封闭结构的环形凹槽，所述的环形凹槽的尺寸形状与所述的环形布线的尺寸形状相适应，所述的环形凹槽与所述的传感器盖板垂直对接粘连，所述的环形凹槽设于所述的位于最顶层的PCB板上。较佳的，各层所述的金属布线层上均设有和与所述金属布线层相邻的两层金属布线层相连接且互不交叉的连线线路。较佳的，所述的位于最顶层的PCB板上设有第一印刷电路板焊盘和第二印刷电路板焊盘；其中，所述的第一印刷电路板焊盘为与外部电气连接的印刷电路板焊盘；所述的传感器芯片通过金属丝线邦定与所述的第二印刷电路板焊盘互联，所述的第二印刷电路板焊盘下方和与该第二印刷电路板焊盘相邻的通孔相连接，其中，所述的与该第二印刷电路板焊盘相邻的通孔的上端与位于所述的位于最顶层的PCB板的上表面的金属布线层位于同一层，所述的与该第二印刷电路板焊盘相邻的通孔的下端与位于所述的位于最顶层的PCB板的下表面的金属布线层位于同一层。较佳的，位于最底层的所述的PCB板上设有第三印刷电路板焊盘，所述的第三印刷电路板焊盘与位于最底层的所述的PCB板上的通孔形成与底层金属布线层的电气互联，其中，所述的底层金属布线层为位于最底层的所述的PCB板的下表面上的金属布线层。较佳的，所述的封装结构中位于最顶层的所述的PCB板的上表面与位于最底层的所述的PCB板的下表面上均设有绝缘层。较佳的，每一所述的PCB板和与所述PCB板相邻的PCB板之间均设有中间布线层。较佳的，所述的传感器芯片为压力传感器芯片，所述的传感器盖板的上部设有进气测试口。更佳的，所述的封装结构上包括一贯穿各层所述的PCB板的通气孔，所述的通气孔设于所述的压力传感器芯片的正下方。采用该MEMS传感器封装结构，包括了至少二层的PCB板，在传感器芯片上方设传感器盖板，并在传感器盖板正下方不设有垂直且一次性贯穿各层所述的PCB板的通孔，减少传感器受到外部环境干扰的情况，提高检测精度，且该MEMS传感器封装结构成本较低，具有较高的性价比，适应范围广泛。附图说明图1为本专利技术的一实施例中的MEMS传感器封装结构的剖面结构示意图。图2为本专利技术的一实施例中的MEMS传感器封装结构的俯视结构示意图。图3为本专利技术的另一实施例中的MEMS传感器封装结构的剖面结构示意图。附图标记1传感器盖板2进气测试口3环形布线4金属丝线5压力传感器芯片6装片胶涂覆区域7第一下通孔8绝缘油墨层9第一层PCB板10中间布线层11第二下通孔12第二层PCB板13上通孔14环形凹槽15外部电气连接焊盘16通气孔具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。下面参考附图详细描述本专利技术的各实施方式。在该实施例中，本专利技术公开的一种MEMS传感器封装结构，包括传感器芯片，其中，所述的封装结构包括至少二层PCB板以及传感器盖板；各层所述的PCB板依次叠放连接，所述的传感器芯片设于位于最顶层的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS传感器封装结构，包括传感器芯片，其特征在于，所述的封装结构包括至少二层PCB板以及传感器盖板；/n各层所述的PCB板依次叠放连接，所述的传感器芯片设于位于最顶层的所述的PCB板的上表面上；所述的传感器盖板包围所述的传感器芯片，且所述的传感器盖板与位于最顶层的PCB板的上表面垂直连接，成封装腔；/n各层所述的PCB板的下表面均设有金属布线层，且所述的位于最顶层的PCB板的上表面也设有金属布线层；/n各层所述的PCB板上均设有贯穿该层PCB板的垂直的通孔，且所述的传感器盖板正下方的位置上不能设有垂直且一次贯穿各层所述的PCB板的通孔，其中，所述的通孔的两端分别位于两层不同的所述的金属布线层上，各层所述的金属布线层之间通过对应的通孔实现电气互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS传感器封装结构，包括传感器芯片，其特征在于，所述的封装结构包括至少二层PCB板以及传感器盖板；
各层所述的PCB板依次叠放连接，所述的传感器芯片设于位于最顶层的所述的PCB板的上表面上；所述的传感器盖板包围所述的传感器芯片，且所述的传感器盖板与位于最顶层的PCB板的上表面垂直连接，成封装腔；
各层所述的PCB板的下表面均设有金属布线层，且所述的位于最顶层的PCB板的上表面也设有金属布线层；
各层所述的PCB板上均设有贯穿该层PCB板的垂直的通孔，且所述的传感器盖板正下方的位置上不能设有垂直且一次贯穿各层所述的PCB板的通孔，其中，所述的通孔的两端分别位于两层不同的所述的金属布线层上，各层所述的金属布线层之间通过对应的通孔实现电气互联。


2.根据权利要求1所述的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述的传感器盖板下方形成完整的环形布线，所述的传感器盖板通过所述的环形布线与所述的位于最顶层的PCB板连接。


3.根据权利要求2所述的MEMS传感器封装结构，其特征在于，位于所述的环形布线的正下方位置设有下凹的呈封闭结构的环形凹槽，所述的环形凹槽的尺寸形状与所述的环形布线的尺寸形状相适应，所述的环形凹槽与所述的传感器盖板垂直对接粘连，所述的环形凹槽设于所述的位于最顶层的PCB板上。


4.根据权利要求1所述的MEMS传感器封装结构，其特征在于，各层所述的金属布线层上均设有和与所述金属布线层相邻的两层金属布线层相连接且互不交叉的连线线路。


5.根据权利要求1所述的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述的位于最顶层的PCB板上设有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：应晓光，罗先才，朱钦骧，吴君磊，王梦佳，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32