双层封装结构和MEMS传感器的制作方法

双层封装结构和mems传感器
技术领域
1.本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种双层封装结构和mems传感器。

背景技术：

2.在现有的mems传感器封装技术方面，通常是在pcb板上盖上一个金属壳盖来进行封装，金属材质壳可以屏蔽部分电磁信号的干扰，具有一定的电磁屏蔽的效果。
3.但是，在科技的高速发展下，现代电子产品器件使用的工作频率越来越高，电子器件的体积越来越小型化，电子器件以及产品之间的信号干扰也越来越强，一定程度上降低了封装内部的传感芯片的工作性能，而目前的封装方式屏蔽外来干扰信号的能力较为有限。
4.为此，亟需提供一种双层封装结构和mems传感器以解决上述问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种双层封装结构和mems传感器，提高封装结构的电磁屏蔽能力。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.双层封装结构，包括基板和盖体，所述盖体包括第一壳体、第二壳体和绝缘屏蔽层，所述第一壳体的外周壁设置有台阶，所述第一壳体和位于所述第一壳体内的所述第二壳体冲压为一体化结构，且所述绝缘屏蔽层夹设于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述第一壳体焊接于所述基板上并接地，所述第二壳体焊接于所述基板上并接地。
8.作为双层封装结构的可选方案，所述第一壳体的内壁面涂附有一层所述绝缘屏蔽层和/或所述第二壳体的外壁面涂附有一层所述绝缘屏蔽层。
9.作为双层封装结构的可选方案，所述第一壳体的外壁面镀有防氧化层。
10.作为双层封装结构的可选方案，所述防氧化层的材质为镍层。
11.作为双层封装结构的可选方案，所述第一壳体和所述第二壳体的材质为金属铜。
12.作为双层封装结构的可选方案，所述第一壳体外周壁的所述台阶为弧型台阶。
13.作为双层封装结构的可选方案，所述第一壳体外周壁的所述台阶为折角型台阶。
14.mems传感器,包括如上所述的双层封装结构。
15.作为mems传感器的可选方案，还包括mems芯片、asic芯片和金线，所述mems芯片和所述asic芯片贴装于所述基板上，所述mems芯片与所述asic芯片采用所述金线连接，所述asic芯片与所述基板采用所述金线连接。
16.作为mems传感器的可选方案，所述基板沿自身厚度方向贯通开设有进音孔，且所述进音孔与所述mems芯片的振膜腔连通。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果：
18.本发明所提供的双层封装结构，将中间设置有绝缘屏蔽层的第一壳体和第二壳体冲压为一个整体的双层结构，将双层结构仅需一次smt贴片工艺流程即可焊接在基板上，减
少了加工工序，有效降低了制造工艺成本；其中由于第一壳体的外周壁设置有台阶，使第一壳体的下端开口和第二壳体的下端开口间隔开，便于第一壳体和第二壳体分别接地，通过中间设置绝缘屏蔽层，使第一壳体和第二壳体互不导通，外界的干扰电磁信号产生的电磁感应电流可通过接地的第一壳体和第二壳体消耗掉，有效的提高双层封装结构的电磁屏蔽能力；第一壳体和第二壳体冲压为一体，有限减小两个壳体所占用的空间，更大程度的保证双层封装结构的基板和盖体形成的背腔体积。
19.本发明所提供的mems传感器，采用冲压为整体的双层结构的盖体进行封装电子器件，屏蔽效果更好，降低外界对内部电子器件的电磁干扰。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例中双层封装结构的装配示意图；
22.图2为本发明实施例中冲压为一体化结构的盖体的结构示意图；
23.图3为图2中a处的局部放大图；
24.图4为本发明实施例中第二壳体的结构示意图；
25.图5为本发明实施例中第一壳体设置有弧型台阶的结构示意图；
26.图6为本发明实施例中第一壳体设置有折角型台阶的结构示意图；
27.图7为本发明实施例中mems传感器设置有弧型台阶的结构示意图；
28.图8为本发明实施例中mems传感器设置有折角型台阶的结构示意图。
29.附图标记：
30.100、双层封装结构；200、mems传感器；
31.1、基板；2、盖体；3、mems芯片；31、振膜腔；4、asic芯片；5、金线；
32.11、进音孔；
33.21、第一壳体；211、台阶；22、第二壳体；23、绝缘屏蔽层。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.在科技的高速发展下，现代电子产品器件使用的工作频率越来越高，电子器件的体积越来越小型化，电子器件以及产品之间的信号干扰也越来越强，一定程度上降低了封装内部的传感芯片的工作性能，而目前的封装方式屏蔽外来干扰信号的能力较为有限。
42.为了提高封装结构的电磁屏蔽能力，本实施例提供一种双层封装结构和mems传感器，以下结合图1至图8对本实施例的具体内容进行详细描述。
43.如图1至图3所示，双层封装结构100包括基板1和盖体2，其中盖体2包括第一壳体21、第二壳体22和绝缘屏蔽层23，第一壳体21的外周壁设置有台阶211，第一壳体21和位于第一壳体21内的第二壳体22冲压为一体化结构，且绝缘屏蔽层23夹设于第一壳体21和第二壳体22之间，第一壳体21焊接于基板1上并接地，第二壳体22焊接于基板1上并接地。
44.简而言之，本发明所提供的双层封装结构100，将中间设置有绝缘屏蔽层23的第一壳体21和第二壳体22冲压为一个整体的双层结构，将双层结构仅需一次smt贴片工艺流程即可焊接在基板1上，减少了加工工序；冲压后，由于第一壳体21的外周壁设置有台阶211，使第一壳体21的下端开口和第二壳体22的下端开口间隔开，便于第一壳体21和第二壳体22分别接地，通过中间设置绝缘屏蔽层23，使第一壳体21和第二壳体22互不导通，外界的干扰电磁信号产生的电磁感应电流可通过接地的第一壳体21和第二壳体22消耗掉，有效的提高双层封装结构100的电磁屏蔽能力；第一壳体21和第二壳体22冲压为一体，有限减小两个壳体所占用的空间，更大程度的保证双层封装结构100的基板1和盖体2形成的背腔体积。本发明能大幅阻挡外界电磁信号对mems传感器芯片的干扰。
45.示例性地，绝缘屏蔽层23可以为但不限于有机物或pe等材料。
46.进一步地，第一壳体21的内壁面涂附有一层绝缘屏蔽层23和/或第二壳体22的外壁面涂附有一层绝缘屏蔽层23。通过增设绝缘屏蔽层23的数量，避免在第一壳体21和第二壳体22冲压过程中刮破绝缘屏蔽层23，导致第一壳体21和第二壳体22接触导通。因此，在第一壳体21的内壁面刷一层绝缘屏蔽层23，在第二壳体22的外壁面也刷一层绝缘屏蔽层23，进一步保证第一壳体21和第二壳体22不接触，不导通。
47.示例性地，如图3所示，在本实施例中，在第一壳体21的内壁面涂附有一层绝缘屏蔽层23，同时在第二壳体22的外壁面涂附有一层绝缘屏蔽层23。
48.进一步地，第一壳体21的外壁面镀有防氧化层。由于第一壳体21外露，通过在第一壳体21的外壁面采用电镀等方式设置防氧化层，避免第一壳体21与空气中的水汽发生化学反应，延长了双层封装结构100的使用寿命。
49.示例性地，在本实施例中，防氧化层的材质为镍层。
50.进一步地，在本实施例中，第一壳体21和第二壳体22的材质为金属铜。采用金属铜，便于将外界的干扰电磁信号产生的电磁感应电流快速接地，提高接地效果。
51.综上，相比于通过将两层壳互相独立smt贴片的方式来实现分开接地，本本实施例仅需一次smt贴片工艺流程和一次镀镍的工序；能实现第一壳体21和第二壳体22分开接地的效果；有效地降低了制造工艺成本；缩小了两层金属壳所占的空间，更大程度上保证了背腔的体积。
52.示例性地，如图5所示，第一壳体21外周壁的台阶211为弧型台阶。
53.示例性地，如图6所示，第一壳体21外周壁的台阶211为折角型台阶。
54.如图7和图8所示，本实施例还提供了一种mems传感器200，该mems传感器200包括上面提到的双层封装结构100。改进封装技术，采用第一壳体21和第二壳体22冲压为整体的双层结构的盖体2进行封装电子器件，提升mems传感器200的电磁屏蔽能力，降低外界对内部电子器件的电磁干扰。
55.进一步地，mems传感器200还包括mems芯片3、asic芯片4和金线5，mems芯片3和asic芯片4贴装于基板1上，mems芯片3与asic芯片4采用金线5连接，asic芯片4与基板1采用金线5连接。采用金线5键合方式保证形成可靠的电气连接。
56.进一步地，基板1沿自身厚度方向贯通开设有进音孔11，且进音孔11与mems芯片3的振膜腔31连通，便于将声音通过进音孔11进入振膜腔31。
57.本实施例中mems传感器200的工艺流程如下：
58.1、将第一壳体21和第二壳体22分别涂附上绝缘屏蔽层23；2、第二壳体22与第一壳体21冲压成一体化结构；3、在第二壳体22外表面镀镍；4、将mems芯片3、asic芯片4贴装在pcb板上，并通过金线5键合方式形成电气连接；5、贴装好芯片的pcb过回流焊；6、双层金属壳使用smt设备贴片过回流焊；6、产品切割。
59.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

1.双层封装结构，包括基板和盖体，其特征在于，所述盖体(2)包括第一壳体(21)、第二壳体(22)和绝缘屏蔽层(23)，所述第一壳体(21)的外周壁设置有台阶(211)，所述第一壳体(21)和位于所述第一壳体(21)内的所述第二壳体(22)冲压为一体化结构，且所述绝缘屏蔽层(23)夹设于所述第一壳体(21)和所述第二壳体(22)之间，所述第一壳体(21)焊接于所述基板(1)上并接地，所述第二壳体(22)焊接于所述基板(1)上并接地。2.根据权利要求1所述的双层封装结构，其特征在于，所述第一壳体(21)的内壁面涂附有一层所述绝缘屏蔽层(23)和/或所述第二壳体(22)的外壁面涂附有一层所述绝缘屏蔽层(23)。3.根据权利要求2所述的双层封装结构，其特征在于，所述第一壳体(21)的外壁面镀有防氧化层。4.根据权利要求3所述的双层封装结构，其特征在于，所述防氧化层的材质为镍层。5.根据权利要求1-4任一项所述的双层封装结构，其特征在于，所述第一壳体(21)和所述第二壳体(22)的材质为金属铜。6.根据权利要求1-4任一项所述的双层封装结构，其特征在于，所述第一壳体(21)外周壁的所述台阶(211)为弧型台阶。7.根据权利要求1-4任一项所述的双层封装结构，其特征在于，所述第一壳体(21)外周壁的所述台阶(211)为折角型台阶。8.mems传感器,其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的双层封装结构。9.根据权利要求8所述的mems传感器，其特征在于，还包括mems芯片(3)、asic芯片(4)和金线(5)，所述mems芯片(3)和所述asic芯片(4)贴装于所述基板(1)上，所述mems芯片(3)与所述asic芯片(4)采用所述金线(5)连接，所述asic芯片(4)与所述基板(1)采用所述金线(5)连接。10.根据权利要求9所述的mems传感器，其特征在于，所述基板(1)沿自身厚度方向贯通开设有进音孔(11)，且所述进音孔(11)与所述mems芯片(3)的振膜腔(31)连通。

技术总结

本发明公开了一种双层封装结构和MEMS传感器，属于封装技术领域。双层封装结构包括基板和盖体，所述盖体包括第一壳体、第二壳体和绝缘屏蔽层，所述第一壳体的外周壁设置有台阶，所述第一壳体和位于所述第一壳体内的所述第二壳体冲压为一体化结构，且所述绝缘屏蔽层夹设于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述第一壳体焊接于所述基板上并接地，所述第二壳体焊接于所述基板上并接地。本发明减少了加工工序，有效降低了制造工艺成本；外界的干扰电磁信号产生的电磁感应电流可通过接地的第一壳体和第二壳体消耗掉，有效的提高双层封装结构的电磁屏蔽能力。构的电磁屏蔽能力。构的电磁屏蔽能力。