一种MEMS压力传感器封装方法技术

本发明专利技术涉及微机电系统领域，尤其是一种MEMS压力传感器封装方法，包括如下步骤，S1、提供MEMS芯片、ASIC芯片和包含多个单元的PCB板；S2、在PCB板上的每个单元上粘结ASIC芯片，并将每个单元上的ASIC芯片与所在PCB板单元进行电连；S3、在每个单元上设置围坝，将PCB板上的单元切割分离形成均带有围坝的独立单元；S4、通过胶水将MEMS芯片粘结固定在围坝围成的空腔内，将MEMS芯片与ASIC芯片电连，S5、在围坝上固定带有泄压孔的上盖，完成封装。本发明专利技术实现产品高度集成，实现产品的小型化。实现产品的小型化。实现产品的小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS压力传感器封装方法


[0001]本专利技术涉及微机电系统领域，尤其是一种MEMS压力传感器封装方法。

技术介绍

[0002]随着MEMS器件的快速发展，MEMS压力传感器已广泛应用于医疗、汽车、工业、消费类电子等各个领域，因此传感器低成本、小型化需求日趋明显。目前的MEMS压力传感器，在封装时，是将MEMS芯片、ASIC芯片水平装配到PCB板上，然后用金线连接，实现通信，MEMS芯片与外壳之间的空间、外壳厚度、外壳与PCB之间水平间距的存在，会增大产品尺寸，不利于产品小型化。

技术实现思路

[0003]针对上述的所有问题，本专利技术提供了一种MEMS压力传感器封装方法，实现产品高度集成，实现产品的小型化，解决了产品尺寸大的问题。
[0004]本专利技术的方案如下：一种MEMS压力传感器封装方法，包括如下步骤，S1、提供MEMS芯片、ASIC芯片和包含多个单元的PCB板；S2、在PCB板上的每个单元上粘结ASIC芯片，并将每个单元上的ASIC芯片与所在PCB板单元进行电连；S3、在每个单元上设置围坝，将PCB板上的单元切割分离形成均带有围坝的独立单元；S4、通过胶水将MEMS芯片粘结固定在围坝围成的空腔内，将MEMS芯片与ASIC芯片电连，S5、在围坝上固定带有泄压孔的上盖，完成封装。本方案将ASIC芯片、MEMS芯片、PCB板单元竖向排布，这样减少了各个芯片水平排布占用的空间，同时采用胶水进行粘结固定，实现竖向的固定，保证了芯片的牢固，避免了应力对产品性能的影响；产品装配流程中先进行切割后进行MEMS等装配是因为多个单元的PCB进行围坝工艺后产生整体的变形，整个PCB呈现波浪形的弯曲，且围坝后整个PCB硬度和强度大，难以进行整体弯曲的纠正，为了降低弯曲对后续影响，切割成单体可以有效降低变形对装配的影响。
[0005]步骤S2中，粘结ASIC芯片时，使胶水溢出量不能到达PCB焊盘，且ASIC芯片下方胶水厚度H为0
‑
1000μm，四角下方的胶水厚度尺寸差值
△
H≤0
‑
500μm。胶水溢出量不能到达PCB盘，避免胶水粘到焊盘上，影响焊接质量；胶水厚度的设定避免应力对产品的影响，四角的高度差值低于设定值，保证了ASIC芯片的水平度，便于MEMS芯片的装配。
[0006]步骤S3中，围坝的宽度为0.01—1mm，且围坝靠近PCB板单元中焊盘的一侧包裹PCB板焊盘、连接PCB板焊盘和ASIC芯片的金线、ASIC芯片焊盘。围坝包裹这些元件，进一步的减小产品水平方向的尺寸，同时围坝宽度的增大也提高了围坝的强度，进而提高了产品的整体牢固。
[0007]步骤S4中，粘结MEMS芯片之前，首先要将每个独立单元贴在载体上，载体为U形，在载体底部贴装耐高温膜，独立单元设置在耐高温膜围城的腔体中，且独立单元的底部与高温膜粘结固定。
[0008]步骤S4中，通过胶水将MEMS芯片粘结固定在围坝围成的空腔时，MEMS芯片是通过
胶水与ASIC芯片粘结固定，且胶水溢出MEMS芯片底部的长度L是0
‑
1000μm，这样胶水溢出量不能到达ASIC的焊盘上，不会影响焊接质量。
[0009]步骤S4中，MEMS芯片的焊盘与ASIC芯片的焊盘通过金丝连接，在围坝靠近MEMS芯片的焊盘的一侧设置有凸台，凸台与ASIC芯片固定，且凸台的高度低于或者等于ASIC芯片高度相同，在ASIC芯片与MEMS芯片连接的焊盘上不能有围坝的成分物质，避免影响焊接。MEMS芯片下方胶水厚度为0
‑
1000μm，避免了应力对产品性能的影响。MEMS芯片四角下方的胶水厚度尺寸差值小于等于500μm，保证了MEMS芯片的平整度。凸台的设计，减小了右侧围坝的宽度，在焊接时，不会触碰到围坝，便于将MEMS芯片的焊盘与ASIC芯片的焊盘通过金丝连接。
[0010]步骤S5中，上盖与围坝通过胶水粘结固定，在围坝上划胶，胶水连贯不断开，胶水宽度0.01
‑
1mm，胶水高度0.01
‑
1mm。
[0011]所述上盖为金属上盖或塑料上盖或陶瓷上盖，这样保证了上盖的强度；围坝为环氧树脂围坝或者塑料围坝。
[0012]通过上述描述可以看出，本方案具有如下优点：1、将PCB板、ASIC芯片、MEMS芯片采用依次竖向安装的方式，节省了水平方向的尺寸，这样便于产品小型化，且对胶水层厚度的限定，在保证牢固的基础上，保证了竖向的高度，避免了应力对产品性能的影响；2、通过围坝覆盖ASIC芯片能够进一步减小产品水平方向的尺寸，同时围坝宽度的增大能提高产品强度；通过围坝、顶盖、泄压孔的即对ASIC芯片、MEMS芯片起到保护作用，也便于感知外界气压变压。3、独立单元粘帖在载体上后，粘结MEMS芯片和焊接连接MEMS芯片和ASIC芯片的金线，这样保证了独立单元后续装配的一致性和可量产性，保证产品性能，提高生产效率；且载体内铺设有耐高温膜，可以对载体进行保护，减小载体磨损。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的方法流程图。
[0014]图2为包含多个单元的PCB板示意图。
[0015]图3为一个固定ASIC芯片的PCB板单元示意图。
[0016]图4为固定围坝的PCB单元示意图。
[0017]图5为载体结构示意图。
[0018]图6为独立单元与载体固定的示意图。
[0019]图7为MEMS芯片与ASIC芯片固定的示意图。
[0020]图8为封装示意图。
[0021]图中，1为PCB板、2为PCB板单元、3为ASIC芯片、4为ASIC芯片连接金线、5为围坝、6为凸台、7为载体、8为MEMS芯片、9为MEMS芯片连接金线，10为上盖，11为泄压孔。
具体实施方式
[0022]下面结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术一种MEMS压力传感器封装方法进行具体地描述。
[0023]本专利技术提供了一种MEMS压力传感器封装方法，包括如下步骤，S1、提供MEMS芯片8、ASIC芯片3和包含多个单元的PCB板1；
S2、在PCB板1上的每个单元上粘结ASIC芯片3，并将每个单元上的ASIC芯片3与所在PCB板单元2进行电连；粘结ASIC芯片3时，使胶水溢出量不能到达PCB焊盘，且ASIC芯片3四角下方的胶水厚度尺寸差值
△
H≤0
‑
500μm。
[0024]S3、在每个单元上设置围坝5，将PCB板1上的单元切割分离形成均带有围坝的独立单元；围坝的宽度为0.01—1mm，且围坝5靠近PCB板单元2中焊盘的一侧包裹PCB板焊盘、连接PCB板焊盘和ASIC芯片的金线（即ASIC芯片连接金线4）、ASIC芯片焊盘。围坝5为环氧树脂围坝或者塑料围坝。
[0025]S4、通过胶水将MEMS芯片8粘结固定在围坝5围成的空腔内，将MEMS芯片8与ASIC芯片3电连；粘结MEMS芯片9之前，首先要将每个独立的PCB板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS压力传感器封装方法，其特征在于包括如下步骤，S1、提供MEMS芯片、ASIC芯片和包含多个单元的PCB板；S2、在PCB板上的每个单元上粘结ASIC芯片，并将每个单元上的ASIC芯片与所在PCB板单元进行电连；S3、在每个单元上设置围坝，将PCB板上的单元切割分离形成均带有围坝的独立单元；S4、通过胶水将MEMS芯片粘结固定在围坝围成的空腔内，将MEMS芯片与ASIC芯片电连，S5、在围坝上固定带有泄压孔的上盖，完成封装。2.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器封装方法，其特征在于，步骤S2中，粘结ASIC芯片时，使胶水溢出量不能到达PCB焊盘，且ASIC芯片下方胶水厚度H为0
‑
1000μm，ASIC芯片四角下方的胶水厚度尺寸差值
△
H≤0
‑
500μm。3.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器封装方法，其特征在于，步骤S3中，围坝的宽度为0.01—1mm，且围坝靠近PCB板单元中焊盘的一侧包裹PCB板焊盘、连接PCB板焊盘和ASIC芯片的金线、ASIC芯片焊盘。4.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器封装方法，其特征在于，步骤S4中，粘结MEMS芯片之前，首先要将每个独立单元贴在载体上，载体为U形，在载体底部贴装耐高温膜，独立单元设置在耐高温膜围城的腔体中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，赵旭，倪杰，刘萌，
申请(专利权)人：山东沃迪科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：