[發(fā)明專(zhuān)利]一種垂直傳感器的封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110341987.X
• 申請(qǐng)日: 2011-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102849674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁立國(guó);王平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B81C1/00
• 分類(lèi)號(hào): B81C1/00
• 代理公司: 杭州宇信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片的垂直封裝技術(shù)或者M(jìn)EMS系統(tǒng)中垂直傳感器的封裝方法。

背景技術(shù)

隨著MEMS(Micro?Electro?Mechanical?systems的縮寫(xiě)，即微電子機(jī)械系統(tǒng))器件在消費(fèi)電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)其低成本、小型化、多功能、大批量的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，對(duì)于由X、Y、Z三個(gè)磁感應(yīng)的芯片(又叫“傳感器”)、重力加速計(jì)及信號(hào)處理芯片組成的陀螺儀，其中Z磁感應(yīng)芯片需要垂直安裝在基板上。這種需垂直安裝的磁感應(yīng)芯片又叫垂直傳感器。

對(duì)于垂直傳感器的安裝，傳統(tǒng)工藝封裝的結(jié)構(gòu)如圖1所示，基板10上有多個(gè)金屬引線(xiàn)11、13，金屬引線(xiàn)上通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成錫膏層12、14。圖1中，左側(cè)錫膏層14用于垂直傳感器的定位，右側(cè)錫膏層12用于連接垂直傳感器20的金屬焊區(qū)21的錫膏層22，回流焊后實(shí)現(xiàn)垂直傳感器的定位及焊接。

采用傳統(tǒng)這種工藝方法的缺點(diǎn)有：在基板絲網(wǎng)印刷中由于基板翹曲及平整度問(wèn)題，易發(fā)生錫膏潤(rùn)濕性、偏移短路、空洞率、錫膏厚度均勻性等方面異常，而且，由于金屬引線(xiàn)間距設(shè)計(jì)也不能太密，故采用傳統(tǒng)這種工藝在操作方面要求較高。

另外，在可靠性方面，采用這種傳統(tǒng)工藝容易發(fā)生的情況有：由于垂直傳感器與基板間未采用粘合劑粘結(jié)，而是采用左側(cè)錫膏層定位，封裝后基板與垂直傳感器接觸面間易形成空氣間隙，一般稱(chēng)為分層，在熱沖擊下間隙會(huì)變大并向四周擴(kuò)散，當(dāng)擴(kuò)散到錫膏焊接點(diǎn)時(shí)，這種錫銀銅焊接點(diǎn)在這種應(yīng)力下容易發(fā)生脫焊風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺陷，本發(fā)明提出了一種磁感應(yīng)垂直傳感器的封裝方法，它能滿(mǎn)足垂直傳感器對(duì)垂直精度要求，實(shí)現(xiàn)器件的低成本、小型化。

本發(fā)明提出的一種垂直傳感器的封裝方法，其包括如下步驟：

(1)在安裝基板上呈線(xiàn)性排列的每個(gè)金屬引線(xiàn)上通過(guò)熱壓超聲焊鍵合金球凸點(diǎn)；

(2)在基板上準(zhǔn)備安裝垂直傳感器的位置處點(diǎn)絕緣膠；

(3)在垂直傳感器的每個(gè)金屬焊區(qū)上刷錫膏，形成錫膏層；

(4)將垂直傳感器垂直放置在絕緣膠上，同時(shí)，使垂直傳感器的金屬焊區(qū)的錫膏層與基板上的金屬引線(xiàn)保持一一對(duì)應(yīng)，并使垂直傳感器邊緣錫膏層盡量接近金球凸點(diǎn)；

(5)通過(guò)回流焊實(shí)現(xiàn)垂直傳感器的錫膏層與基板金球凸點(diǎn)的焊接；

所述基板的相鄰兩個(gè)金屬引線(xiàn)之間的間距和垂直傳感器邊緣的相鄰兩個(gè)金屬焊區(qū)之間的間距均為相等。

作為優(yōu)選，所述金球凸點(diǎn)水平方向上的直徑為70-100um，球高大于30um。

作為優(yōu)選，所述絕緣膠與金屬引線(xiàn)下邊緣的距離不小于50um。

作為優(yōu)選，所述絕緣膠的厚度為5-20um。

作為優(yōu)選，相鄰兩個(gè)金屬引線(xiàn)之間的間距和相鄰兩個(gè)金屬焊區(qū)之間的間距均為200um。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品工藝及可靠性上的缺點(diǎn)，將垂直傳感器與基板間采用絕緣膠粘結(jié)，絕緣膠有很好的伸縮性可抗熱應(yīng)力的沖擊；

2、將基板刷錫工藝改為金球焊接工藝后，可利用金球的韌性，有效緩沖應(yīng)力的作用，減少焊點(diǎn)脫焊的風(fēng)險(xiǎn)；

3、基板上采用鍵合金球凸點(diǎn)，大大簡(jiǎn)化了工藝上的復(fù)雜程度，同時(shí)金球工藝可以滿(mǎn)足密間距焊接的要求，垂直傳感器尺寸就可以做的更小；

4、本垂直傳感器封裝結(jié)構(gòu)利于多芯片的封裝MCP(Multi?Chip?Package)的實(shí)現(xiàn)，減少封裝上的延遲時(shí)間、封裝體積及重量，提高了系統(tǒng)的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為采用現(xiàn)有的垂直傳感器封裝方法封裝的一種垂直傳感器封裝結(jié)構(gòu)；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的垂直傳感器安裝基板的平面示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的垂直傳感器的正面示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的垂直傳感器已垂直安裝在基板上的平面示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的安裝完垂直傳感器后的側(cè)視圖；

圖6為采用本發(fā)明封裝方法實(shí)施例封裝的一種垂直傳感器封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖各標(biāo)記說(shuō)明：10-基板；11-金屬引線(xiàn)；12-錫膏層；13-金屬引線(xiàn)；14-錫膏層；15-金球凸點(diǎn)；16-絕緣膠；20-垂直傳感器；21-金屬焊區(qū)；22-錫膏層；30-焊點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的垂直傳感器的封裝包括如下幾個(gè)方面：垂直傳感器的邊緣有若干個(gè)輸入輸出金屬焊區(qū)，這些焊區(qū)上刷有錫膏并形成錫膏層；與這些錫膏層對(duì)應(yīng)的安裝基板上也有若干個(gè)金屬引線(xiàn)，通過(guò)熱壓超聲焊在金屬引線(xiàn)上鍵合有一定高度的金球凸點(diǎn)；