MEMS传感器的外部封装结构、MEMS传感器及电子设备的制作方法

本实用新型涉及传感器
技术领域：
，特别涉及一种mems传感器的外部封装结构、应用该外部封装结构的mems传感器及应用该mems传感器的电子设备。
背景技术：
：目前，mems传感器的电路板的焊盘，由于是通过蚀刻工艺制作得到的，存在焊盘的实际形状较规划形状有偏差的情况。而焊盘形状的偏差则会导致后续芯片封装打线时，焊盘上定位基准点的选取出现偏差，从而导致芯片封装失效的几率大大升高，进而造成产品良率下降。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种mems传感器的外部封装结构、应用该外部封装结构的mems传感器及应用该mems传感器的电子设备，旨在提升mems传感器的良率。为实现上述目的，本实用新型一实施例提出一种mems传感器的外部封装结构，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板一板面的罩壳，所述电路板包括：基材层；焊盘，所述焊盘设于所述基材层的表面；以及覆盖层，所述覆盖层设于所述基材层的设有所述焊盘的表面，所述覆盖层开设有显露窗口，所述显露窗口具有相对设置的第一搭接侧边和第二搭接侧边，所述第一搭接侧边和所述第二搭接侧边均压置于所述焊盘的背对所述基材层的表面，且分别位于所述焊盘的两侧，以使部分所述焊盘由所述显露窗口显露。在本实用新型一实施例中，定义所述焊盘的被所述第一搭接侧边压置的侧边的宽度为d1，则满足条件：d1≥50μm；定义所述焊盘的被所述第二搭接侧边压置的侧边的宽度为d2，则满足条件：d2≥50μm。在本实用新型一实施例中，所述显露窗口呈长条形设置，所述第一搭接侧边和所述第二搭接侧边均沿所述显露窗口的长度方向延伸设置，所述焊盘设有若干，若干所述焊盘沿所述显露窗口的长度方向依次间隔设置。在本实用新型一实施例中，所述显露窗口还具有相对设置的第一避让侧边和第二避让侧边，所述第一避让侧边和第二避让侧边均夹设在所述第一搭接侧边与所述第二搭接侧边之间，若干所述焊盘位于所述第一避让侧边与第二避让侧边之间；所述第一避让侧边与距离其最近的焊盘间隔设置，所述第二避让侧边与距离其最近的焊盘间隔设置。在本实用新型一实施例中，定义所述第一避让侧边与距离其最近的焊盘之间的最小距离为s1，则满足条件：s1≥20μm；定义所述第二避让侧边与距离其最近的焊盘之间的最小距离为s2，则满足条件：s2≥20μm；在本实用新型一实施例中，所述焊盘的由所述显露窗口显露的表面呈矩形。在本实用新型一实施例中，所述覆盖层为阻焊油墨层。本实用新型一实施例还提出一种mems传感器，该mems传感器包括：外部封装结构，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板一板面的罩壳，所述电路板包括基材层、焊盘以及覆盖层，所述焊盘设于所述基材层的表面；所述覆盖层设于所述基材层的设有所述焊盘的表面，所述覆盖层开设有显露窗口，所述显露窗口具有相对设置的第一搭接侧边和第二搭接侧边，所述第一搭接侧边和所述第二搭接侧边均压置于所述焊盘的背对所述基材层的表面，且分别位于所述焊盘的两侧，以使部分所述焊盘由所述显露窗口显露；所述外部封装结构还开设有连通所述外部封装结构内部空间和外界的入声孔；mems芯片，所述mems芯片设于所述外部封装结构内，并与所述入声孔连通设置；以及asic芯片，所述asic芯片设于所述外部封装结构内，并与所述mems芯片间隔设置，且通过引线与所述焊盘电性连接。在本实用新型一实施例中，所述mems芯片和asic芯片均设置在所述外部封装结构的电路板上，所述焊盘位于所述asic芯片的背离所述mems芯片的一侧。本实用新型一实施例还提出一种电子设备，该电子设备包括mems传感器，该mems传感器包括：外部封装结构，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板一板面的罩壳，所述电路板包括基材层、焊盘以及覆盖层，所述焊盘设于所述基材层的表面；所述覆盖层设于所述基材层的设有所述焊盘的表面，所述覆盖层开设有显露窗口，所述显露窗口具有相对设置的第一搭接侧边和第二搭接侧边，所述第一搭接侧边和所述第二搭接侧边均压置于所述焊盘的背对所述基材层的表面，且分别位于所述焊盘的两侧，以使部分所述焊盘由所述显露窗口显露；所述外部封装结构还开设有连通所述外部封装结构内部空间和外界的入声孔；mems芯片，所述mems芯片设于所述外部封装结构内，并与所述入声孔连通设置；以及asic芯片，所述asic芯片设于所述外部封装结构内，并与所述mems芯片间隔设置，且通过引线与所述焊盘电性连接。本实用新型的技术方案，通过在覆盖层上“开窗”得到的相对设置的第一搭接侧边和第二搭接侧边，对焊盘的两侧进行“限缩”，便可获得能够精确定位焊盘的定位基准点，从而避免芯片封装打线时焊盘上定位基准点选取出现偏差的问题，避免焊盘定位失准的问题，从而降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器的良率。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mems传感器一实施例的结构示意图；图2为图1中a处的放大图；图3为图1中电路板的俯视图；图4为图3中b处的放大图。附图标号说明：标号名称标号名称100mems传感器153第二搭接侧边10电路板155第一避让侧边11基材层157第二避让侧边13焊盘10a入声孔131第一侧壁30罩壳133第二侧壁30a安装腔135第三侧壁50mems芯片137第四侧壁51衬底15覆盖层53振膜15a显露窗口70asic芯片151第一搭接侧边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。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。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。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，本实用新型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。目前，mems传感器的电路板的焊盘，由于是通过蚀刻工艺制作得到的，存在焊盘的实际形状较规划形状有偏差的情况。而焊盘形状的偏差则会导致后续芯片封装打线时，焊盘上定位基准点的选取出现偏差，从而导致芯片封装失效的几率大大升高，进而造成产品良率下降。针对上述技术问题，本实用新型提出一种mems传感器100的外部封装结构，旨在提升mems传感器100的良率。可以理解的，本实用新型mems传感器100的外部封装结构可用于制造声、光、电等类型的mems传感器100，进而随mems传感器100而应用于手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备等电子设备。下面将就本实用新型mems传感器100的外部封装结构的具体结构进行说明：如图1至图4所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，该mems传感器100的外部封装结构包括电路板10和罩设于所述电路板10一板面的罩壳30，所述电路板10包括：基材层11；焊盘13，所述焊盘13设于所述基材层11的表面；以及覆盖层15，所述覆盖层15设于所述基材层11的设有所述焊盘13的表面，所述覆盖层15开设有显露窗口15a，所述显露窗口15a具有相对设置的第一搭接侧边151和第二搭接侧边153，所述第一搭接侧边151和所述第二搭接侧边153均压置于所述焊盘13的背对所述基材层11的表面，且分别位于所述焊盘13的两侧，以使部分所述焊盘13由所述显露窗口15a显露。具体地，焊盘13具有沿其周向依次设置的第一侧壁131、第二侧壁133、第三侧壁135以及第四侧壁137，第一侧壁131与第三侧壁135背对设置，第二侧壁133与第四侧壁137背对设置。并且，由于蚀刻工艺的限制，第一侧壁131与第二侧壁133、第二侧壁133与第三侧壁135、第三侧壁135与第四侧壁137、第四侧壁137与第一侧壁131，均由弧形侧壁连接。此时，覆盖层15的第一搭接侧边151压置在焊盘13的设有第一侧壁131的一侧上，覆盖层15的第二搭接侧边153压置在焊盘13的设有第三侧壁135的一侧上。即，焊盘13左侧的部分面积被覆盖层15的第一搭接侧边151覆盖，焊盘13右侧的部分面积被覆盖层15的第二搭接侧边153覆盖。此时，从俯视角度观测电路板10，覆盖层15的第一搭接侧边151的轮廓线便可与焊盘13的外轮廓线相交而产生两个便于定位装置“选取”的特征点，覆盖层15的第二搭接侧边153的轮廓线也可与焊盘13的外轮廓线相交而产生两个便于定位装置“选取”的特征点。这样，这四个特征点便可用作后续芯片封装打线时标定焊盘13位置的定位基准点，从而实现对焊盘13的精确定位，避免芯片封装打线时因焊盘13上定位基准点的选取出现偏差而导致的焊盘13定位失准，进而避免因焊盘13定位失准而导致的芯片封装失效的几率大大升高的问题，最终避免mems传感器100良率下降。即，本实施例的技术方案，通过在覆盖层15上“开窗”得到的相对设置的第一搭接侧边151和第二搭接侧边153，对焊盘13的两侧进行“限缩”，便可获得能够精确定位焊盘13的定位基准点，从而避免芯片封装打线时焊盘13上定位基准点选取出现偏差的问题，避免焊盘13定位失准的问题，从而降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器100的良率。如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，定义所述焊盘13的被所述第一搭接侧边151压置的侧边的宽度为d1，则满足条件：d1≥50μm。即，控制焊盘13的被第一搭接侧边151压置的侧边的宽度d1在不低于50μm的范围内；也即，在电路板10的俯视角度，控制焊盘13的第一侧壁131到第一搭接侧边151的轮廓线的距离在不低于50μm的范围内。当焊盘13的被第一搭接侧边151压置的侧边的宽度d1低于50μm时，则焊盘13的被第一搭接侧边151压置的侧边的宽度d1过小，此时，第一搭接侧边151与焊盘13的背对基材层11的表面的贴合稳定性较差，第一搭接侧边151与焊盘13的背对基材层11的表面之间容易出现缝隙，导致第一搭接侧边151容易曲翘、甚至“外翻”，从而导致便于定位装置“选取”的特征点的“丢失”。因此，本实施例的技术方案，将焊盘13的被第一搭接侧边151压置的侧边的宽度d1控制在不低于50μm的范围内。具体地，焊盘13的被第一搭接侧边151压置的侧边的宽度d1可以为50μm、50.1μm、50.2μm、50.3μm、50.4μm、50.5μm、51μm、51.5μm、52μm、53μm、54μm、55μm、60μm。并且，定义所述焊盘13的被所述第二搭接侧边153压置的侧边的宽度为d2，则满足条件：d2≥50μm。即，控制焊盘13的被第二搭接侧边153压置的侧边的宽度d2在不低于50μm的范围内；也即，在电路板10的俯视角度，控制焊盘13的第三侧壁135到第二搭接侧边153的轮廓线的距离在不低于50μm的范围内。当焊盘13的被第二搭接侧边153压置的侧边的宽度d2低于50μm时，则焊盘13的被第二搭接侧边153压置的侧边的宽度d2过小，此时，第二搭接侧边153与焊盘13的背对基材层11的表面的贴合稳定性较差，第二搭接侧边153与焊盘13的背对基材层11的表面之间容易出现缝隙，导致第二搭接侧边153容易曲翘、甚至“外翻”，从而导致便于定位装置“选取”的特征点的“丢失”。因此，本实施例的技术方案，将焊盘13的被第二搭接侧边153压置的侧边的宽度d2控制在不低于50μm的范围内。具体地，焊盘13的被第二搭接侧边153压置的侧边的宽度d2可以为50μm、50.1μm、50.2μm、50.3μm、50.4μm、50.5μm、51μm、51.5μm、52μm、53μm、54μm、55μm、60μm。如图1至图4所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述显露窗口15a呈长条形设置，所述第一搭接侧边151和所述第二搭接侧边153均沿所述显露窗口15a的长度方向延伸设置，所述焊盘13设有若干，若干所述焊盘13沿所述显露窗口15a的长度方向依次间隔设置。具体地，若干焊盘13按照由前至后的方向排列成直线形结构，且每一焊盘13的第一侧壁131均朝向电路板10的左方，每一焊盘13的第三侧壁135均朝向电路板10的右方。此时，覆盖层15的第一搭接侧边151也按照由前至后的方向延伸设置，并压置在每一焊盘13的设有第一侧壁131的一侧上；覆盖层15的第二搭接侧边153也按照由前至后的方向延伸设置，并压置在每一焊盘13的设有第三侧壁135的一侧上。可以理解地，这样的结构设计，若干焊盘13可通过同一显露窗口15a得以显露；于此同时，该显露窗口15a的第一搭接侧边151和第二搭接侧边153可一次性将所有焊盘13上的定位基准点限定出来。如此，结构布局更加合理，不仅便于芯片打线过程的进行，而且也有效地简化了电路板10的制作过程，降低了电路板10的制作难度，从而大大提升了mems传感器100的生产效率。如图1至图4所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述显露窗口15a还具有相对设置的第一避让侧边155和第二避让侧边157，所述第一避让侧边155和第二避让侧边157均夹设在所述第一搭接侧边151与所述第二搭接侧边153之间，若干所述焊盘13位于所述第一避让侧边155与第二避让侧边157之间；所述第一避让侧边155与距离其最近的焊盘13间隔设置，所述第二避让侧边157与距离其最近的焊盘13间隔设置。可以理解地，第一避让侧边155与距离其最近的焊盘13相互间隔的结构设计，可降低劈刀在对距离第一避让侧边155最近的焊盘13进行打线时接触到第一避让侧边155的可能，降低打线过程出现不良的可能，从而提高打线的精确性，提升打线完成后芯片与焊盘13电性连接的稳定性，进而降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器100的良率。同理，第二避让侧边157与距离其最近的焊盘13相互间隔的结构设计，可降低劈刀在对距离第二避让侧边157最近的焊盘13进行打线时接触到第二避让侧边157的可能，降低打线过程出现不良的可能，从而提高打线的精确性，提升打线完成后芯片与焊盘13电性连接的稳定性，进而降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器100的良率。进一步地，如图3所示，定义所述第一避让侧边155与距离其最近的焊盘13之间的最小距离为s1，则满足条件：s1≥20μm。这样，可完全杜绝劈刀在对距离第一避让侧边155最近的焊盘13进行打线时接触到第一避让侧边155的可能，从而进一步降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器100的良率。进一步地，如图3所示，定义所述第二避让侧边157与距离其最近的焊盘13之间的最小距离为s2，则满足条件：s2≥20μm。这样，可完全杜绝劈刀在对距离第二避让侧边157最近的焊盘13进行打线时接触到第二避让侧边157的可能，从而进一步降低芯片封装失效的几率，提升mems传感器100的良率。如图1至图4所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述焊盘13的由所述显露窗口15a显露的表面呈矩形。此时，从俯视角度观测电路板10，覆盖层15的第一搭接侧边151的轮廓线与焊盘13的第二侧壁133的轮廓线相交，覆盖层15的第一搭接侧边151的轮廓线与焊盘13的第四侧壁137的轮廓线相交。同时，覆盖层15的第二搭接侧边153的轮廓线与焊盘13的第二侧壁133的轮廓线相交，覆盖层15的第二搭接侧边153的轮廓线与焊盘13的第四侧壁137的轮廓线相交。可以理解地，在本实施例的结构设计下，焊盘13的由显露窗口15a显露的矩形表面的四个顶点便可成为后续芯片封装打线时标定焊盘13位置的定位基准点。由于矩形顶点的“选取”更为简单、方便且准确，定位装置对定位基准点的“选取”过程也将更加快捷和可靠。这样，不仅大大提升了定位速度，提升了产生效率，而且还降低了定位出错的可能，降低了芯片封装失效的几率，从而进一步提升了mems传感器100的良率。此外，还需要说明的是，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述覆盖层15为阻焊油墨层。这样，便可利用电路板10自身结构层中的阻焊油墨层充当用于产生定位基准点的覆盖层15，从而不再需要额外添加其他膜层，使得电路板10的结构更加简单，使得电路板10的制程更加简单，进而有利于提高mems传感器100的生产效率。本实用新型还提出一种mems传感器100，该mems传感器100包括如前所述的外部封装结构，该外部封装结构的具体结构参照前述实施例。由于本mems传感器100采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述外部封装结构还开设有连通所述外部封装结构内部空间和外界的入声孔10a；并且，mems传感器100还包括：mems芯片50，所述mems芯片50设于所述外部封装结构内，并与所述入声孔10a连通设置；和asic芯片70，所述asic芯片70设于所述外部封装结构内，并与所述mems芯片50间隔设置，且通过引线与所述焊盘13电性连接。具体地，如图1所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，电路板10为板状结构，且水平设置。罩壳30大致呈倒扣的碗状结构，且罩设于电路板10的覆盖层15的表面。此时，罩壳30和电路板10围合形成一安装腔30a，该安装腔30a可用于封装mems芯片50、asic芯片70等元器件。一般地，罩壳30为金属材质，以起到电磁屏蔽的作用，从而降低安装腔30a内的元器件的工作性能受外界影响的可能。进一步地，mems芯片50和asic芯片70均通过胶黏剂固定于电路板10的覆盖层15的表面。并且，mems芯片50和asic芯片70之间通过引线(焊线)进行电性连接。同时，电路板10的焊盘13面向安装腔30a设置，asic芯片70与电路板10的焊盘13之间通过引线(焊线)进行电性连接。进一步地，mems芯片50包括衬底51和振膜53，衬底51大致呈两端开口的筒状结构，其轴线与电路板10垂直。并且，衬底51的朝向电路板10的一端(下端)通过胶黏剂固定于电路板10的覆盖层15的表面，衬底51的背离电路板10的一端(上端)内设置有振膜53。此时，电路板10开设有连通衬底51内部空间的入声孔10a，用于声波传入，实现mems芯片50对声波信息的采集。此外，需要说明的是，罩壳30既可以是一体成型的金属材质的壳体，也可以是包括顶壳和框架分别成型的壳体，此时顶壳和框架可都采用电路板10。可以理解地，mems传感器100可以是声、光、电等类型的传感器，例如扬声器，受话器等。如图1所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述mems芯片50和asic芯片70均设置在所述外部封装结构的电路板10上，所述焊盘13位于所述asic芯片70的背离所述mems芯片50的一侧。如此，优化了mems传感器100的结构布局，更加便于asic芯片70与焊盘13的打线连接，从而有利于降低芯片封装失效的可能，并提升生产效率。本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括如前所述的mems传感器100，该mems传感器100的具体结构参照前述实施例。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解地，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴设备等。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发明构思下，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。当前第1页12