一种芯片的封装装置及方法与流程

1.本发明涉及压力传感器芯片封装领域，特别是涉及一种压力传感器芯片的封装装置及方法。


背景技术：

2.目前压力传感器芯片大多采用基板类封装，相对于框架类封装，基板类封装有以下缺点：
3.防潮湿等级只能做到等级3，湿气容易侵入塑封体；零件工作温度等级最高只能做到等级1，-40℃
–
125℃；基板内部引脚和外部管脚通过基板内部通孔覆铜，实现电性连接，导线较长，电阻过大，导致芯片和外部电路通信时间较长；基板成本较高。
4.框架类封装虽然能够解决基板类封装的问题，但是现有的框架类封装还存在如下缺点：
5.金属盖子四周胶的覆盖和爬升不好，以及塑封腔体中的硅胶容易溢出到塑封体表面，会导致盖子粘结力差。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种压力传感器芯片的封装装置及方法，以解决盖子粘结力差的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.一种压力传感器芯片的封装装置，包括：框架焊盘、塑封体以及金属盖子；
9.所述框架焊盘用于粘结各种类型的芯片，所述塑封体用于塑封所述框架焊盘；
10.所述塑封体的腔体设有阶梯，所述阶梯的转角处为倒圆角，压力传感器芯片设于所述塑封体的腔体中；所述塑封体的两端设有台阶，所述金属盖子嵌入所述塑封体中，所述金属盖子的上表面与所述台阶的上表面处于同一水平面上；所述金属盖子用于覆盖所述腔体。
11.可选的，还包括：集成电路芯片和加速度传感器芯片；所述集成电路芯片和所述加速度传感器芯片并排粘结于所述框架焊盘上，所述压力传感器芯片粘结于所述集成电路芯片之上；
12.所述集成电路芯片和所述加速度传感器芯片通过金线连接，所述集成电路芯片和所述压力传感器芯片通过邦定线连接，所述集成电路芯片和所述框架焊盘的内部引脚通过邦定线连接；所述框架焊盘的内部引脚与外部管脚直接连通；所述邦定线为金线或者铜线。
13.可选的，所述集成电路芯片的表面以及所述塑封体的表面设有保护膜，所述保护膜用于保护所述集成电路芯片的表面结构。
14.可选的，所述金属盖子的上方设有气孔；所述气孔位于所述腔体的上方。
15.可选的，所述金属盖子粘结于所述塑封体上。
16.可选的，所述框架焊板为镍钯金框架。
17.一种压力传感器芯片的封装方法，包括：
18.利用橡胶吸嘴吸取单颗集成电路芯片，通过粘结剂粘结在框架焊盘上，并将压力传感器芯片粘结在所述集成电路芯片上；
19.通过邦定线连接所述压力传感器芯片以及所述集成电路芯片，并连接所述集成电路芯片以及所述框架焊盘；所述邦定线为金线或者铜线；
20.用塑料包裹粘结的所述压力传感器芯片以及所述集成电路芯片，并用塑封体塑封；所述塑封体的腔体设有阶梯，所述阶梯的转角处为倒圆角，压力传感器芯片设于所述塑封体的腔体中；所述塑封体的两端设有台阶；
21.向所述塑封体的腔体中灌入硅胶，将所述金属盖子嵌入所述塑封体中，利用所述金属盖子覆盖所述腔体；所述金属盖子的上表面与所述台阶的上表面处于同一水平面上。
22.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种压力传感器芯片的封装装置及方法，通过塑封体的腔体设有阶梯，将阶梯的转角处设置为倒圆角，从而减少腔体中硅胶的溢出，增强盖子粘结力；还在塑封体的两端设置台阶，将金属盖子嵌入塑封体中，从而改善盖子周围胶的覆盖和爬升，增强盖子粘结力。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
24.图1为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置结构图；
25.图2为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置外形正面图；
26.图3为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置外形背面图；
27.图4为本发明所提供的框架焊盘与各种芯片之间的位置关系示意图；
28.图5为本发明所提供的保护膜位置示意图；
29.图6为本发明所提供的在实际应用中压力传感器芯片的封装方法流程图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的目的是提供一种压力传感器芯片的封装装置及方法，能够增强盖子粘结力。
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
33.图1为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置结构图，如图1所示，一种压力传感器芯片的封装装置，包括：框架焊盘1、塑封体2以及金属盖子3，盖子粘结剂15；所述框架焊盘1用于粘结各种类型的芯片，所述塑封体2用于塑封所述框架焊盘1；所述塑封体2的
腔体12设有阶梯4，所述阶梯4的转角处为倒圆角，压力传感器芯片5设于所述塑封体2的腔体12中，能够减少腔体12中硅胶的溢出，增强盖子粘结力；所述塑封体2的两端设有台阶6，所述金属盖子3嵌入所述塑封体2中，所述金属盖子3的上表面与所述台阶6的上表面处于同一水平面上，改善盖子周围胶的覆盖和爬升，增强盖子粘结力；所述金属盖子3用于覆盖所述腔体12。图2为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置外形正面图，图3为本发明所提供的压力传感器芯片的封装装置外形背面图，如图2-图3所示，该封装设计外形为qfn5x6x1.85-34l，长为6mm，宽为5mm，高为1.85mm。
34.在实际应用中，图4为本发明所提供的框架焊盘与各种芯片之间的位置关系示意图，如图4所示，集成电路芯片7和加速度传感器芯片8并排粘结于所述框架焊盘1上，所述压力传感器芯片5粘结于所述集成电路芯片7之上；所述集成电路芯片7为特定用途集成电路芯片。
35.所述集成电路芯片7和所述加速度传感器芯片8通过金线连接，所述集成电路芯片7和所述压力传感器芯片5通过邦定线9连接，所述集成电路芯片7和所述框架焊盘1的内部引脚通过邦定线9连接；所述框架焊盘1的内部引脚与外部管脚直接连通，即：框架内部引脚和外部管脚是一个整体，电阻小，寄生电容小，通信时间短，可靠性高；所述邦定线9为金线或者铜线。
36.在实际应用中，图5为本发明所提供的保护膜位置示意图，如图5所示所述集成电路芯片7的表面以及所述塑封体2的表面设有保护膜10，所述保护膜10用于保护所述集成电路芯片7的表面结构。
37.上下模具合模后，保护膜10位于模具上模凸台16的下表面，模具上模凸台16通过保护膜10压在特定用途集成电路芯片表面，塑封成型后，形成塑封体2表面台阶6和带阶梯4的腔体12。
38.为了保护特定用途集成电路芯片，避免凸台压坏芯片表面结构；上模凸台的所有倒角处，都必须是倒圆角，线条角度和圆角角度设置必须合理，使凸台16表面线条整体圆润流畅，才能保证保护膜10平整地铺在塑封体的表面和腔体12中，否则会导致溢胶或塑封不完整。
39.在实际应用中，所述金属盖子3的上方设有气孔11；所述气孔11位于所述腔体12的上方。
40.在实际应用中，所述金属盖子3粘结于所述塑封体2上。金属盖子3与塑封体2之间、集成电路芯片7与压力传感器芯片4之间以及各种芯片与框架焊板之间均采用粘结剂13进行粘结。
41.在实际应用中，所述框架焊板1为镍钯金框架，防潮湿等级可以做到等级1；由于框架热膨胀系数比基板低，更能抵抗高温带来的应力。
42.如图1所示，压力传感器功能实现：轮胎内气压通过金属盖子3上的气孔11，进入到塑封腔体12中，气压传递给腔体12中的硅胶，硅胶再将气压传递给压力传感器芯片5表面的压力膜，压力膜将物理形变转换为电信号，电信号通过特定用途集成电路芯片与压力传感器芯片5之间的金线传递到特定用途集成电路芯片，特定用途集成电路芯片将信号经过处理后，通过框架内部引脚和特定用途集成电路芯片之间的金线传递到框架外部管脚，再通过外部管脚传递到pcb板信号接受器，整个压力传感器功能实现完成。
43.加速度传感器功能实现：轮胎内加速度信号被加速度传感器芯片8感知，加速度传感器芯片8将加速度信号转换为电信号，电信号通过加速度传感器芯片8和特定用途集成电路芯片之间的金线传递到特定用途集成电路芯片，特定用途集成电路芯片将信号经过处理后，通过框架内部引脚和特定用途集成电路芯片之间的金线传递到框架外部管脚，再通过外部管脚传递到pcb板信号接受器，整个加速度传感器功能实现完成。
44.一种压力传感器芯片的封装方法，包括：
45.利用橡胶吸嘴吸取单颗集成电路芯片，通过粘结剂粘结在框架焊盘上，并将压力传感器芯片粘结在所述集成电路芯片上；
46.通过邦定线连接所述压力传感器芯片以及所述集成电路芯片，并连接所述集成电路芯片以及所述框架焊盘；所述邦定线为金线或者铜线；
47.用塑料包裹粘结的所述压力传感器芯片以及所述集成电路芯片，并用塑封体塑封；所述塑封体的腔体设有阶梯，所述阶梯的转角处为倒圆角，压力传感器芯片设于所述塑封体的腔体中；所述塑封体的两端设有台阶；
48.向所述塑封体的腔体中灌入硅胶，将所述金属盖子嵌入所述塑封体中，利用所述金属盖子覆盖所述腔体；所述金属盖子的上表面与所述台阶的上表面处于同一水平面上。
49.在实际应用中，图6为本发明所提供的在实际应用中压力传感器芯片的封装方法流程图，如图6所示，一种压力传感器芯片的封装方法，具体包括以下步骤：
50.晶圆切割：利用金刚石刀片，将整张晶圆切割成单颗芯片。
51.贴片：橡胶吸嘴吸取单颗芯片，放置到框架焊盘上，芯片底部和框架焊盘之间通过粘结剂粘结。
52.焊线：芯片焊盘和框架引脚之间通过邦定线(金线或者铜线等)连接。
53.塑封：整颗芯片使用塑封料包裹，避免湿气进入塑封体内部。
54.灌胶：塑封体腔体中灌入硅胶，硅胶的作用是传递气压。
55.贴盖：塑封体上方放置金属盖子，盖子与塑封体之间通过粘结剂粘结。
56.激光打码：将产品型号和批次号标记在金属盖子上。
57.切割分离：将整条框架切割分离，成为最终的单颗产品。
58.本发明从两个方面增强金属盖子的粘结力。
59.1)塑封体表面加台阶，金属盖子嵌入塑封体中，改善了盖子周围胶的覆盖和爬升，增强了金属盖子粘结力。
60.2)塑封腔体增加阶梯设计，转角处倒圆角，减少了腔体中硅胶的溢出，增强了金属盖子粘结力。
61.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
62.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。