封装结构、其制备方法和电子器件与流程

本申请涉及传感器领域，特别是涉及一种封装结构、其制备方法和电子器件。

背景技术：

传感器的应用目前越来越普遍。随着技术的发展，微机电系统(mems)传感器的应用尤其发展迅速。这不仅体现在要求相对较低的消费类产品，同时体现在对安全及可靠性要求较高的汽车级产品。其中mems压力传感器(包括但不限于轮胎监测传感器，刹车传感器，变速箱压力传感器，进气压力传感器等)就是其一大应用方向。

通常mems传感器需要搭配专用大规模集成电路(asic)进行信号的计算与输出。目前的微机电系统(mems)传感器的封装技术对被封装器件的约束较大，更新换代的灵活性较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种封装结构、其制备方法和电子器件。

一种封装结构，包括：

框架板；包括相对的第一表面和第二表面；

第一封装体和专用集成电路芯片，设置于所述框架板的所述第一表面，所述第一封装体将所述专用集成电路芯片封装于所述框架板；以及

第二封装体和微机电系统传感器，设置于所述框架板的所述第二表面，所述第二封装体将所述微机电系统传感器封装于所述框架板。

在一个实施例中，所述第二封装体和所述框架板包围形成第一容纳腔，所述微机电系统传感器设置于所述第一容纳腔。

在一个实施例中，所述微机电系统传感器和所述第一容纳腔的内壁之间填充胶体。

在一个实施例中，所述框架板设置有安装区，所述微机电系统传感器和所述专用集成电路芯片设置于所述安装区，并位于所述框架板相对的两侧，所述框架板在所述安装区设置有多个引脚，所述微机电系统传感器至少与部分所述引脚连接，所述专用集成电路芯片至少与部分所述引脚连接。

在一个实施例中，所述框架板在所述安装区的周围设置有多个条状导电带，所述引脚由所述导电带构成。

本申请实施例还提供一种封装结构的制备方法，其特征在于，包括：

s10,提供框架板，包括相对的第一表面和第二表面；

s20,在所述框架板的第一表面形成第一封装体，以封装专用集成电路芯片，以及在所述框架板的第二表面形成第二封装体，以封装微机电系统传感器，其中，所述第一表面和所述第二表面相对设置。

在一个实施例中，所述在所述框架板的第一表面形成第一封装体，以封装专用集成电路芯片包括：

提供第一模具，所述第一模具设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔设置有第二开口，在所述第二容纳腔内填充塑封材料，并将所述第二开口扣合于所述第一表面，以使所述第二容纳腔内的塑封材料形成所述第一封装体，以封装所述专用集成电路芯片。

在一个实施例中，所述在所述框架板的第二表面形成第二封装体，以封装微机电系统传感器包括：

提供第二模具，所述第二模具设置有第三容纳腔，所述第三容纳腔设置有第三开口，所述第三容纳腔的底部设置有凸起结构，所述凸起结构朝向所述第三开口延伸，所述凸起结构的高度与所述第三开口所在的高度相同；

在所述第三容纳腔内填充塑封材料，并将所述第三开口扣合于所述第二表面，以使所述第三容纳腔内的塑封材料形成所述第二封装体，其中，所述第二塑封体包括由所述凸起结构塑成的第一容纳腔；

通过所述第一容纳腔将所述微机电系统传感器封装于所述第二表面。

在一个实施例中，所述通过所述第一容纳腔将所述微机电系统传感器封装于所述第二表面包括：

将所述微机电系统传感器设置于所述第一容纳腔的底部；

在所述第一容纳腔的内壁和所述微机电系统传感器之间填充胶体。

本申请实施例还提供一种电子器件，包括所述的封装结构。

本申请实施例提供的所述封装结构包括框架板、第一封装体、专用集成电路芯片、第二封装体和微机电系统传感器。所述框架板包括相对的第一表面和第二表面。所述第一封装体和专用集成电路芯片设置于所述框架板的所述第一表面。所述第一封装体将所述专用集成电路芯片封装于所述框架板。所述第二封装体和微机电系统传感器设置于所述框架板的所述第二表面。所述第二封装体将所述微机电系统传感器封装于所述框架板。因此，通过所述第一封装体封装所述专用集成电路芯片，所述第二封装体将所述微机电系统传感器封装于第二表面，使得所述微机电系统传感器和所述专用集成电路芯片各自封装的制程互不干涉。所述专用集成电路芯片在所述第一表面的位置和所述微机电系统传感器在所述第二表面的位置可以灵活调整，从而提高了所述专用集成电路芯片和所述微机电系统传感器在封装结构中的灵活性，便于更新换代所述封装结构中的器件。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的封装结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的封装结构未封装盖体时的俯视图；

图3为本申请一个实施例提供的封装结构仰视图；

图4为本申请一个实施例提供的框架板第一表面示意图；

图5为本申请一个实施例提供的第一模具和第二模具示意图；

图6为本申请一个实施例提供的第一模具和第二模具扣合于所述框架板两个表面时的示意图；

图7为本申请一个实施例提供的封装结构未设置微机电系统传感器时的示意图；

图8为本申请一个实施例提供的封装结构中在第一容纳腔中放置微机电系统传感器的示意图。

附图标记说明：

封装结构10；框架板100；第一表面110；第二表面120；引脚130；安装区140；第一封装体200；第一容纳腔210；第一开口212；盖体214；专用集成电路芯片220；第二封装体300；微机电系统传感器310；第一模具410；第二容纳腔422；第二开口424；第二模具430；第三容纳腔432；第三开口434；凸起结构436；胶体440；连接线450。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的封装结构、其制备方法和电子器件进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，微机电系统(mems)传感器需要搭配专用集成电路芯片220(asic)进行信号的计算与输出。对于微机电系统传感器和专用集成电路芯片220常用的有两种封装形式。第一种：微机电系统传感器和专用集成电路芯片220并列摆放封装。此封装相对使用比较多，但是集成度较低，封装体相对比较大。第二种：微机电系统传感器和专用集成电路芯片220堆叠封装。此方法相对第一种方法集成度高，但是受限于底层芯片尺寸的约束，芯片更换受制，产品更新换代灵活性较低。

请参见图1、图2和图3，本申请实施例提供一种封装结构10。所述封装结构10包括框架板100、第一封装体200、专用集成电路芯片220、第二封装体300和微机电系统传感器310。所述框架板100包括相对的第一表面110和第二表面120。所述第一封装体200和所述专用集成电路芯片220设置于所述框架板100的所述第一表面110。所述第一封装体200将所述专用集成电路芯片220封装于所述框架板100。所述第二封装体300和微机电系统传感器310设置于所述框架板100的所述第二表面120。所述第二封装体300将所述微机电系统传感器310封装于所述框架板100。

请参见图4，所述框架板100可以为板状结构。所述框架板100的形状不限，只要所述框架板100的两侧能够分别承载所述第一封装体200、所述专用集成电路芯片220以及所述第二封装体300、所述微机电系统传感器310即可。所述框架板100的厚度不限，可以根据需要设置。所述框架板100可以为铜、铜镀银、ppf材质类等钉架。所述框架板100也可以为树脂类等基板。所述框架板100的表面可以印制的方式形成电路布线。所述第一封装体200可以起到固定和保护所述专用集成电路芯片220的作用。所述第二封装体300可以起到固定和保护所述微机电系统传感器310的作用。所述第一封装体200和所述第二封装体300的形状可以不限，只有能够实现其封装功能即可。所述第一封装体200和所述第二封装体300可以通过模具形成于所述框架板100的所述第一表面110和所述第二表面120。

所述微机电系统传感器310可以是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。所述微机电系统传感器310的尺寸可以在几毫米甚至更小。所述微机电系统传感器310可以为加速度计、麦克风、微马达、微泵、微振子、光学传感器或者压力传感器等。所述专用集成电路芯片220可以为根据特定需求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。专用集成电路芯片220在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

本申请实施例中，所述封装结构10包括框架板100、第一封装体200、专用集成电路芯片220、第二封装体300和微机电系统传感器310。所述框架板100包括相对的第一表面110和第二表面120。所述第一封装体200和专用集成电路芯片220设置于所述框架板100的所述第一表面110。所述第一封装体200将所述专用集成电路芯片220封装于所述框架板100。所述第二封装体300和微机电系统传感器310设置于所述框架板100的所述第二表面120。所述第二封装体300将所述微机电系统传感器310封装于所述框架板100。因此，通过所述第一封装体200封装所述专用集成电路芯片220，所述第二封装体300将所述微机电系统传感器310封装于第二表面120，使得所述微机电系统传感器310和所述专用集成电路芯片220各自封装的制程互不干涉。所述专用集成电路芯片220在所述第一表面110的位置和所述微机电系统传感器310在所述第二表面120的位置可以灵活调整，从而提高了所述专用集成电路芯片220和所述微机电系统传感器310在封装结构10中的灵活性，便于更新换代所述封装结构10中的器件。

在一个实施例中，所述第二封装体300和所述框架板100包围形成第一容纳腔210。所述微机电系统传感器310设置于所述第一容纳腔210。所述第一容纳腔210的形状不限，只要能够容纳所述微机电系统传感器310即可。所述第一容纳腔210的形状可以为立方体或者半球形结构。所述第一容纳腔210可以通过模具形成。所述第一容纳腔210与所述框架板100接触的表面可以具有通孔，即所述微机电系统传感器310可以通过所述第一容纳腔210的通孔直接安装于所述框架板100。所述微机电系统传感器310可以与所述框架板100电连接。可以理解，所述微机电系统传感器310固定于所述框架板100的形式不限，可以通过粘接、焊接或者机械连接的形式将所述微机电系统传感器310固定于所述框架板100。

在一个实施例中，所述微机电系统传感器310和所述第一容纳腔210的内壁之间填充胶体440。所述胶体440可以为柔性保护胶。所述柔性保护胶可以用来保护所述微机电系统传感器310。所述柔性保护胶凝固后可以避免所述微机电系统传感器310以及连接线受到外力冲击而损坏。所述微机电系统传感器310可以通过连接线450与所述框架板100电连接。所述连接线450可以为金属线。因此，所述胶体440在固定所述微机电系统传感器310的同时将所述金属线固定。所述胶体440可以避免所述连接线450因为缺乏支撑而断裂。

在一个实施例中，所述框架板100设置有安装区140。所述微机电系统传感器310和所述专用集成电路芯片220设置于所述安装区140，并位于所述框架板100相对的两侧。所述框架板100在所述安装区140设置有多个引脚130。所述微机电系统传感器310至少与部分所述引脚130连接。所述专用集成电路芯片220至少与部分所述引脚130连接。

所述安装区140在所述框架板100中的位置可以根据需要设置。在一个实施例中，所述安装区140可以为所述框架板100中部的位置。所述框架板100的所述第一表面110和所述第二表面120可以均有所述安装区140。所述微机电系统传感器310和所述专用集成电路芯片220均可以设置在所述安装区140。所述微机电系统传感器310和所述专用集成电路芯片220在所述框架板100所在的平面至少有部分重合。因此，可以减少所述安装区140的面积。所述安装区140面积减小可以进一步减小所述框架板100的面积。所述框架板100在所述第一表面110和所述第二表面120可以均有电路。所述电路可以包括多个焊盘构成的引脚130。因此，在所述第二表面120，所述微机电系统传感器310可以通过所述引脚130与所述电路连接。所述电路的连接关系可以根据需要设置。在所述第一表面110，所述专用集成电路芯片220可以通过所述引脚130与所述电路连接。

在一个实施例中，所述框架板100在所述安装区140的周围设置有多个条状导电带，所述引脚130由所述导电带构成。可以理解，多个所述导电带可以平行设置，也可以相互绝缘交叉设置。所述导电带的宽度不限。所述导电带的宽度可以根据通过所述导电带的电流大小和需要的电阻大小设置。在一个实施例中，所述导电带可以呈由所述安装区140向四周发射的形式布置。在一个实施例中，可以在所述框架板100中可以设置镂空，以形成所述导电带。将所述微机电系统传感器310或者所述专用集成电路芯片220连接于所述导电带的一端，既可以建立所述微机电系统传感器310和所述专用集成电路芯片220之间的电连接关系；或者可以建立所述微机电系统传感器310、所述专用集成电路芯片220与外界电路或者器件的连接关系。

本申请实施例还提供一种封装结构10的制备方法。所述制备方法包括：

s10,提供框架板100，包括相对的第一表面110和第二表面120；

s20,在所述框架板100的第一表面110形成第一封装体200，以封装专用集成电路芯片220，以及在所述框架板100的第二表面120形成第二封装体300，以封装微机电系统传感器310，其中，所述第一表面110和所述第二表面120相对设置。

所述s10中，所述框架板100可以为板状结构。所述框架板100的形状不限，只要所述框架板100的两侧能够分别承载所述第一封装体200、所述专用集成电路芯片220以及所述第二封装体300、所述微机电系统传感器310即可。所述框架板100的厚度不限，可以根据需要设置。所述框架板100可以为铜、铜镀银、ppf材质类等钉架。所述框架板100也可以为树脂类等基板。所述框架板100的表面可以制作电路。

所述20中，所述第一封装体200和所述第二封装体300可以通过模具形成。所述第一封装体200和所述第二封装体300可以在一道成模工艺中形成，因此可以提高工作效率。可以理解，所述第一封装体200和所述第二封装体300也可以在两道工序中分别形成。所述第一封装体200和所述第二封装体300均可以通过塑封的工艺形成。在一个实施例中，可以先在所述框架板100的所述第一表面110固定所述专用集成电路芯片220，然后将所述框架板100包覆在填充有塑封材料的模具内，在所述框架板100的两侧形成所述第一封装体200和所述第二封装体300。其中，所述第二封装体300中可以留有安装所述微机电系统传感器310的空间。然后在所述第二封装体300留有的空间中安装所述微机电系统传感器310。因此通过所述第一封装体200和所述第二封装体300将所述专用集成电路芯片220和所述微机电系统传感器310封装,所述专用集成电路芯片220和所述微机电系统传感器310相互独立。其安装位置和安装形式不再相互制约。

在一个实施例中，所述在所述框架板100的第一表面110形成第一封装体200，以封装专用集成电路芯片220包括：

请参见图5、图6，提供第一模具410，所述第一模具410设置有第二容纳腔422。所述第二容纳腔422设置有第二开口424。在所述第二容纳腔422内填充塑封材料，并将所述第二开口424扣合于所述第一表面110，以使所述第二容纳腔422内的塑封材料形成所述第一封装体200，以封装所述专用集成电路芯片220。

本实施例中，可以先通过粘接、焊接或者机械安装的形式，将所述专用集成电路芯片220设置于所述第一表面110。所述第一模具410中可以预先填充塑封材料。将所述第一模具410的所述第二开口424对着所述第一表面110扣合于所述第一表面110。所述塑封材料包裹并固定所述专用集成电路芯片220。可以理解，所述第二容纳腔422的形状不限，只要能够容纳所述塑封材料和所述专用集成电路芯片220即可。

在一个实施例中，所述在所述框架板100的第二表面120形成第二封装体300，以封装微机电系统传感器310包括：

提供第二模具430，所述第二模具430设置有第三容纳腔432。所述第三容纳腔432设置有第三开口434。所述第三容纳腔432的底部设置有凸起结构436。所述凸起结构436朝向所述第三开口434延伸，所述凸起结构436的高度与所述第三开口434的高度相同。

在所述第二容纳腔422内填充塑封材料，并将所述第三开口434扣合于所述第二表面120，以使所述第三容纳腔432内的塑封材料形成所述第二封装体300。其中，所述第二塑封体包括由所述凸起结构436塑成的第一容纳腔210。

通过所述第一容纳腔210将所述微机电系统传感器310封装于所述第二表面120。

本实施例中，所述第二模具430开设所述第三容纳腔432。所述第三开口434与所述第三容纳腔432的底部正对。在一个实施例中，所述第三容纳腔432可以为立方体空腔。所述凸起结构436可以根据需要设置于所述第三容纳腔432底部的任何位置。所述凸起结构436可以与所述第二模具430一体成型。在一个实施例中，所述凸起结构436设置于所述第三容纳腔432的中部。在所述第三容纳腔432中，所述凸起结构436的两侧分别留有空间，以容纳所述塑封材料。所述凸起结构436朝向所述开口延伸，即所述凸起结构436朝向所述第三开口434凸起。所述凸起结构436的高度与所述第三开口434的高度相同，即所述凸起结构436远离所述第三容纳腔432底部的一侧与所述第三开口434所在的平面平齐。因此，将所述第二模具430的所述第三开口434扣合于所述第二表面120时，所述凸起结构436的顶部可以与所述第二表面120接触。所述凸起结构436两侧的塑封材料可以在所述第二表面120形成所述第二塑封体。

请参见图7，可以理解，当取走所述第二模具430后，所述凸起结构436所在的位置会留下空间，即构成所述第一容纳腔210。所述第一容纳腔210可以用于容纳所述微机电系统传感器310。在一个实施例中，所述凸起结构436也可以为立方体结构，即所述第一容纳腔210也为立方体空腔。可以理解，所述凸起结构436的形状也可以根据需要设计，主要能够容纳所述微机电系统传感器310即可。

在所述第三容纳腔432内填充塑封材料，即可以使所述第三容纳腔432中除了所述凸起结构436部分的空间填充满所述塑封材料。形成于所述第二表面120的所述第二塑封体的形状与所述第三容纳腔432的形状相同。所述第一容纳腔210的底部即可以为所述第二表面120。将所述微机电系统传感器310放置在所述第一容纳腔210中并固定，然后将所述微机电系统传感器310与所述框架板100电连接以对所述微机电系统传感器310封装。

所述微机电系统传感器310与所述框架板100可以通过连接线450连接。所述连接线450可以为金属线。

请参见图8，一个实施例中，所述通过所述第一容纳腔210将所述微机电系统传感器310封装于所述第二表面120还包括：

s100,将所述微机电系统传感器310设置于所述第一容纳腔210的底部；

s200,在所述第一容纳腔210的内壁和所述微机电系统传感器310之间填充胶体440。

所述s100中，所述微机电系统传感器310可以通过粘接、焊接或者机械连接的方式固定在所述第一容纳腔210的底部，然后通过所述连接线450将所述微机电系统传感器310的引脚130和所述框架板100上的电路焊盘连接。

所述s200中，所述胶体440可以为柔性保护胶。将所述胶体440填充在所述第一容纳腔210内，并将所述微机电系统传感器310引出的连接线450包裹。所述胶体440可以传递所述微机电系统传感器310受到的应力，从而实现压力传递等功能。

可以理解，在所述s200之后，还可以在所述第一容纳腔210的所述第一开口212设置盖体214，最后还可以包括刻字印记、切径打弯、单颗成型等步骤，以完成对所述微机电系统传感器310的封装。

可以理解，当进行塑封时，所述第一模具410的开口和所述第二模具430的开口相对设置扣合于所述第一表面110和所述第二表面120。所述第一封装体200和所述第二封装体300可以同时制作。在一个实施例中，也可以在所述第二表面120制作所述第二封装体300。然后在所述第一表面110制作所述第一封装体200。

需要说明的是，本申请实施例虽然是以so12封装形式进行解释说明，但是本领域的技术人员应该理解，上述实施例提供的封装结构、其制备方法同样适用于qfn,dfn,so,soj,tssop等封装形式。

本申请实施例还提供一种电子器件，所述电子器件包括所述封装结构10。所述电子器件可以为常用的电子芯片、集成电路的载体、多个电子芯片的集成结构等。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。