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一種雙面芯片及環(huán)境傳感器的制作方法

文檔序號(hào):11541297閱讀:389來源:國(guó)知局
一種雙面芯片及環(huán)境傳感器的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及一種雙面芯片,包括MEMS和ASIC。本實(shí)用新型還涉及一種環(huán)境傳感器,用于檢測(cè)外部的溫度、濕度、光亮度或者聲音強(qiáng)度等參數(shù)。



背景技術(shù):

目前芯片制作,一般分為MEMS和ASIC,兩種芯片通常分別加工,使用兩片晶元(wafer),成本較高。

常見的芯片結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示,一種芯片結(jié)構(gòu)如圖1所示,MEMS 1’和ASIC 3’通過粘片膠4’固定在基板5’上,MEMS1’和ASIC3’,ASIC3’和基板5’分別通過引線2’實(shí)現(xiàn)電連接;另一種芯片結(jié)構(gòu)如圖2所示,MEMS1’通過粘片膠4’固定在ASIC3’上,ASIC3’通過粘片膠4’固定在基板5’上,MEMS1’與ASIC3’之間、ASIC3’與基板5’之間均設(shè)置有引線2’,通過引線2’實(shí)現(xiàn)電連接。

結(jié)合圖1和圖2,可知現(xiàn)有的芯片結(jié)構(gòu),或者存在著橫向面積較大的問題,或者存在著縱向高度較高的問題,即現(xiàn)有芯片結(jié)構(gòu)占用空間較大,不能滿足電子產(chǎn)品微型化、輕薄化的設(shè)計(jì)要求,存在不足。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

鑒于上述描述,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)目的,本實(shí)用新型提供了一種雙面芯片,以解決現(xiàn)有芯片占用空間大導(dǎo)致其不適用微型化、輕薄化的電子產(chǎn)品的技術(shù)問題。

為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:

本實(shí)用新型提供了一種雙面芯片,包括一片晶元,該晶元包括兩個(gè)相對(duì)的面;

晶元的一面為ASIC線路層,ASIC線路層為直接在晶元上加工而成;

晶元的另一面為MEMS層,MEMS層為直接在晶元上加工而成;

ASIC線路層與MEMS層電連接。

優(yōu)選地,晶元設(shè)置通孔,通孔內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電線路,ASIC線路層與MEMS層通過導(dǎo)電線路電連接。

優(yōu)選地,MEMS層包括MEMS表面?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)和MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)。MEMS表面?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)包括腔室,以及密封腔室的膜片;腔室由晶元刻蝕而成。

優(yōu)選地,腔室的深度為1-100um。

優(yōu)選地,ASIC線路層設(shè)置焊球。

優(yōu)選地,晶元在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)上設(shè)置金屬焊盤,金屬焊盤通過導(dǎo)電線路與ASIC電連接。

優(yōu)選地,金屬焊盤設(shè)置在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)正對(duì)通孔的位置處。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)目的,本實(shí)用新型提供了一種環(huán)境傳感器,以解決現(xiàn)有環(huán)境傳感器過大的問題。

為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:

一方面,本實(shí)用新型提供了一種環(huán)境傳感器,包括由封裝殼體與PCB板形成的封裝結(jié)構(gòu),封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置上述的雙面芯片,雙面芯片通過ASIC線路層上的焊球與PCB板連接。

另一方面,本實(shí)用新型提供了一種環(huán)境傳感器,包括由封裝殼體與PCB板形成的封裝結(jié)構(gòu),封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置上述的雙面芯片,雙面芯片通過MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)上的金屬焊盤與PCB板導(dǎo)線連接。

優(yōu)選地,雙面芯片固定設(shè)置在PCB板上。

本實(shí)用新型的有益效果是:

1、本實(shí)用新型通過將一個(gè)晶元進(jìn)行雙面加工,不但節(jié)省了芯片占用的空間,而且能較好降低物料成本;且通過貼裝雙面結(jié)構(gòu)的芯片,簡(jiǎn)化了雙面芯片的加工工序,進(jìn)一步降低了加工成本。

2、本實(shí)用新型環(huán)境傳感器通過封裝該雙面芯片,有助于減小最終產(chǎn)品環(huán)境傳感器的體積。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單面芯片的一種結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中單面芯片的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的雙面芯片的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的環(huán)境傳感器結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的雙面芯片的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的環(huán)境傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的雙面芯片的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖3所示,該雙面芯片包括一片晶元1,晶元1包括兩個(gè)相對(duì)的面,晶元1的一面為ASIC線路層11,實(shí)現(xiàn)常規(guī)ASIC芯片的功能,ASIC線路層11為直接在晶元1上加工而成;晶元1的另一面為MEMS層12,實(shí)現(xiàn)MEMS芯片的功能,MEMS層12為直接在晶元1上加工而成;其中,ASIC線路層11與MEMS層12電連接。

本實(shí)施例通過將一個(gè)晶元進(jìn)行雙面加工,使晶元的一個(gè)面加工形成ASIC線路層,另一個(gè)面加工形成MEMS層,不但節(jié)省了芯片占用的空間,而且還降低了物料成本、簡(jiǎn)化了加工工序,相比于圖1或圖2示出的芯片結(jié)構(gòu),本實(shí)施例的雙面芯片具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于本實(shí)施例中,ASIC線路層11與MEMS層12之間的電連接方式,本實(shí)施例不做具體限定,例如可以利用金屬打線實(shí)現(xiàn)ASIC線路層11與MEMS層12的電連接,也可以采用其他連接方式。

為有效利用晶元的空間,不占用額外的空間,優(yōu)選地,在晶元上設(shè)置上下貫穿的通孔,在通孔內(nèi)設(shè)置金屬導(dǎo)線、柔性電路板等連接件實(shí)現(xiàn)ASIC線路層與MEMS層之間的電連接。

參考圖3,圖3示出了晶元1設(shè)置通孔13,通孔13內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電線路,ASIC線路層11與MEMS層12通過該導(dǎo)電線路電連接。其中,本實(shí)施例不限定導(dǎo)電線路的材質(zhì)和結(jié)構(gòu),導(dǎo)電線路可以為金屬導(dǎo)線,也可以為柔性電路板,可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求合理選擇。

需要說明的是,圖3僅示例性示出了在晶體的兩端各設(shè)置一個(gè)通孔,本實(shí)施例對(duì)通孔的位置和數(shù)量并不做限定,在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)應(yīng)用需求合理設(shè)置。

由于傳感器是MEMS芯片執(zhí)行其功能所必須的結(jié)構(gòu)器件之一,因此,本實(shí)施例的MEMS層上設(shè)置有MEMS表面?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)。

如圖3所示,本實(shí)施例中的MEMS層12包括MEMS表面?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)和MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121,可根據(jù)使用需求,在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121上設(shè)置配合件,如可在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121上設(shè)置用于與PCB板電連接的金屬焊盤。

示例性地,MEMS表面?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)包括腔室123,以及密封腔室123的膜片122;腔室123由晶元1刻蝕而成,優(yōu)選的,腔室123的深度為1-100um。

由于本實(shí)施例中的雙面芯片通常會(huì)被封裝到PCB板上,與PCB板配合實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此,本實(shí)施例中ASIC線路層11設(shè)置有焊球。

參考圖3,ASIC線路層11的外表面設(shè)置有焊球15,示例性地,多個(gè)焊球15分散分布在ASIC線路層11的外表面上,在本實(shí)施例的雙面芯片封裝到PCB板上時(shí),雙面芯片可以通過焊球15固定在PCB板上,并與PCB板電連接。

實(shí)施例二

圖4為本實(shí)施例提供的環(huán)境傳感器結(jié)構(gòu)示意圖,如圖4所示,該環(huán)境傳感器包括由封裝殼體2與PCB板3形成的封裝結(jié)構(gòu),該封裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有實(shí)施例一中的雙面芯片,該雙面芯片通過ASIC線路層11上的焊球15與PCB板3電連接,由此,通過焊球15與通孔13中的導(dǎo)電線路實(shí)現(xiàn)了ASIC線路層11、MEMS層12和PCB板3之間的電連接。

本實(shí)施例中的環(huán)境傳感器優(yōu)選為氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器或聲音傳感器。

本實(shí)施例的環(huán)境傳感器通過封裝實(shí)施例一中的雙面芯片,有效地減少了封裝結(jié)構(gòu)的體積,進(jìn)而減小了環(huán)境傳感器的體積。

實(shí)施例三

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的雙面芯片的結(jié)構(gòu)示意圖,根據(jù)圖5示出的內(nèi)容可知,本實(shí)施例的雙面芯片與實(shí)施例一中的雙面芯片的不同之處為:MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121上設(shè)置金屬焊盤14,金屬焊盤14通過通孔13內(nèi)的導(dǎo)電線路與ASIC層11電連接。

即本實(shí)施例通過在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)上設(shè)置金屬焊盤,通過該金屬焊盤實(shí)現(xiàn)雙面芯片與PCB板的電連接,而實(shí)施例一通過在ASIC線路層上設(shè)置焊球,通過焊球?qū)崿F(xiàn)雙面芯片與PCB板的電連接。

為便于金屬焊盤14與通孔13內(nèi)的導(dǎo)電線路連接,本實(shí)施例優(yōu)選地將金屬焊盤14設(shè)置在MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121正對(duì)通孔13的位置處,在本實(shí)施例的雙面芯片封裝到PCB板上時(shí),可以通過金屬焊盤14與PCB板電連接。

實(shí)施例四

圖6為本實(shí)施例提供的環(huán)境傳感器結(jié)構(gòu)示意圖,如圖6所示,該環(huán)境傳感器包括由封裝殼體2與PCB板3形成的封裝結(jié)構(gòu),該封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置實(shí)施例三中的雙面芯片,雙面芯片通過金屬焊盤14與PCB板3導(dǎo)線連接,ASIC線路層11固定設(shè)置在PCB板3上。

參考圖6,MEMS表面輔助結(jié)構(gòu)121上設(shè)置的金屬焊盤14與PCB板3通過導(dǎo)電線4電連接,由此通過金屬焊盤14、導(dǎo)電線4、通孔13中的導(dǎo)電線路實(shí)現(xiàn)了ASIC線路層11、MEMS層12和PCB板3之間的電連接。

需要說明的是,圖6僅示例性地示出ASIC線路層11通過膠片5固定在PCB板3上,本實(shí)施例并不限定ASIC線路層與PCB板3的固定方式,在封裝過程中,也可以通過焊接的方式進(jìn)行雙面芯片的固定。

本實(shí)施例中的環(huán)境傳感器優(yōu)選為氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器或聲音傳感器。

本實(shí)施例的環(huán)境傳感器通過封裝實(shí)施例三中的雙面芯片,有效地減少了封裝結(jié)構(gòu)的體積,進(jìn)而減小了環(huán)境傳感器的體積。

本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的環(huán)境傳感器,主要應(yīng)用在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域,例如手機(jī)、筆記本電腦,可穿戴設(shè)備,智能家居等。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

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