一种复合传感器模块的封装结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种复合传感器模块的封装结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]复合传感器模块是把复合功能传感器芯片，和/或，单独功能传感器芯片封装在一个模块中，以实现对不同物理量的测量，实现模块的功能。胎压监测(TPMS)传感器模块是一种典型的复合传感器模块，本发明以TPMS传感器模块的封装为例进行说明，但不限于TPMS传感器模块。
[0003]现代的TPMS系统对器件的体积、功能、功耗等要求越来越高，器件需要从各方面改进以达到更高效的集成。其中一个主要的要求是封装小型化，减小封装模块的体积，以便于将TPMS系统安装在轮胎上。
[0004]目前，业界对TPMS传感器模块(一般包括TPMS传感器芯片(包括压力传感器和加速度传感器)、IC控制芯片、无线通讯芯片及电阻电容等分立器件)进行封装时，一般采用预成型(Premolding)工艺，传感器芯片、IC控制芯片、无线通讯芯片及电阻电容等分立器件绑定在引线框架之上。由于Premolding工艺及引线框架的制作需要专用的模具，因而成本高，开发周期长;不适用于中小批量生产或者研发阶段的小批量试产，此外当TPMS系统更新换代时，传感器芯片、IC控制芯片、无线通讯芯片及电阻电容等分立器件的体积或者外型结构有变化时，需要重新制作相应模具，增加成本，造成浪费。此外，引线框架一般是通过金属冲压成型，体积较大;对分立器件的贴装加工比较困难，难于实现高密度集成，因而造成封装的模块体积大。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于:提供一种复合传感器模块的封装结构，复合传感器模块集成度高，进一步减小封装体积，不需要制作专用的模具，降低生产成本、缩短开发周期，该封装结构的复合传感器模块性能稳定、可靠性高、体积小、一致性好、成本低、适用于中小批量生产。
[0006]本发明的另一个目的在于:提供一种复合传感器模块的制造方法，生产的复合模块传感器模块性能稳定、可靠性高、体积小、一致性好、成本低、适用于中小批量生产。
[0007]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]—方面，提供一种复合传感器模块的封装结构，包括基板，所述基板上具有由若干分立器件围成的传感器芯片安装区域，以及位于所述传感器芯片安装区域外部的其他芯片安装区域，于所述传感器芯片安装区域内安装有传感器芯片，所述传感器芯片为复合功能传感器芯片，和/或，单独功能传感器芯片。
[0009]其他芯片指代复合传感器封装模块中安装在围坝外部的芯片，例如其可以为:IC控制芯片、无线通讯芯片等(全文均相同)。需要指出的是，如果有传感器芯片放在了围坝外部，在本专利中，也将其归类在其他芯片中。
[0010]作为复合传感器模块的封装结构的一种优选技术方案，所述分立器件外部设置有填堵材料，所述分立器件与所述填堵材料共同形成所述传感器芯片安装区域的围坝结构。
[0011]作为复合传感器模块的封装结构的一种优选技术方案，所述其他芯片安装区设置有第一保护材料，所述第一保护材料的设置高度与所述围坝结构的高度相同，所述传感器芯片安装区域设置有用于保护传感器芯片及其金属绑定线的第二保护材料。
[0012]作为复合传感器模块的封装结构的一种优选技术方案，所述第二保护材料仅设置在所述围坝结构的内部，或，所述第二保护材料设置在所述传感器芯片及其金属绑定线的所有外表面。
[0013]作为复合传感器模块的封装结构的一种优选技术方案，所述复合传感器模块上设置有用于保护所述第二保护材料以及所述传感器芯片的保护盖，所述保护盖上设置有透气孔。
[0014]另一方面，一种复合传感器模块的制造方法，用于制作如上所述的复合传感器模块，包括:
[0015]其他芯片及分立器件安装:将其他芯片以及分立器件安装在基板上，并使若干分立器件形成可用于安装传感器芯片的传感器芯片安装区的环形外围；
[0016]制作围坝结构:于相邻的所述分立器件之间以及各分立器件两侧设置填堵材料，使所述分立器件以及填堵材料形成封闭的环形围坝结构；
[0017]传感器芯片安装:将传感器芯片安装在所述围坝结构形成的环形结构内部，打线以使传感器芯片、其他芯片以及基板之间形成电连接；
[0018]—次封装:在所述围坝结构外部设置用于保护围坝结构外部的电器元件的第一保护材料，并使所述第一保护材料的设置高度与所述围坝结构的设置高度相同；
[0019]二次封装:在所述围坝结构内部设置的用于保护围坝结构内部的传感器芯片及其金属绑定线的第二保护材料，并使所述第二保护材料完全覆盖所述金属绑定线；
[0020]安装保护盖:在所述第一保护材料上设置用于保护所述第二保护材料以及所述传感器芯片的保护盖。
[0021]优选的，在所述步骤一次封装以及步骤二次封装之间增加步骤预填充:在所述围坝结构的内部填充物块，减小围坝结构内部空腔的体积；
[0022]作为复合传感器模块的制造方法的一种优选技术方案，所述其他芯片及分立器件安装为采用表面贴装工艺将其他芯片及分立器件安装在基板上。
[0023]作为复合传感器模块的制造方法的一种优选技术方案，所述传感器芯片安装为通过粘结胶将传感器芯片与基板粘结。
[0024]作为复合传感器模块的制造方法的一种优选技术方案，所述二次封装为采用滴硅胶的方式在所述围坝结构的内部形成保护层，或，在所述整个传感器芯片及其金属绑定线的外部制作保护层。
[0025]作为复合传感器模块的制造方法的一种优选技术方案，所述保护盖的安装方法为:在第一保护材料上开设与保护盖形状相对应的沟槽，然后在沟槽中填充第一保护材料，在第一保护材料未固化时将金属盖压入沟槽，待第一保护材料固化形成保护盖与第一保护材料的连接。
[0026]本发明的有益效果为:本发明的复合传感器模块的封装采用基板代替引线框架，利用分立器件形成传感器芯片安装空间，避免使用premolding工艺，不需要制作专用的模具，降低生产成本、缩短开发周期，由于基板可以实现多层布线，能提高集成度，进一步减小封装体积，该结构的复合传感器模块性能稳定、可靠性高、体积小、一致性好、成本低，适用于中小批量生产。
【附图说明】
[0027]下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0028]图1A为本发明实施例所述复合传感器模块基板完成贴装后结构的俯视示意图。
[0029]图1B为图1A中A-A剖面图。
[0030]图2A为本发明实施例所述围坝材料固化后结构俯视示意图。
[0031]图2B为图2A中B-B剖面图。
[0032]图3A为本发明所述贴装TPMS传感器芯片及打线后的结构俯视示意图。
[0033]图3B为图3A中C-C剖面图。
[0034]图4A为本发明实施例所述第一保护材料固化后结构俯视示意图。
[0035]图4B为图4A中D-D剖面图。
[0036]图5为本发明实施例所述在围坝结构内部设置物块后结构俯视示意图。
[0037]图6为本发明实施例所述硅胶固化后结构横截面示意图。
[0038]图7A为本发明实施例所述金属盖结构俯视示意图。
[0039]图7B为图6中E-E剖面图。
[0040]图8为本发明实施例所述的复合传感器模块结构横截面示意图。
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