一種MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法與流程

一種MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法與流程背景MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）傳感器芯片是一種集成了微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)以及信息處理技術(shù)的微型傳感器系統(tǒng)。它將微機(jī)電器件（機(jī)械傳感器）與電子器件（電路、芯片）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)的高靈敏度、高精度的測(cè)量，同時(shí)還具有小形狀、低功耗、高可靠性、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。在移動(dòng)終端設(shè)備、智能家居、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域中，MEMS傳感器芯片的應(yīng)用廣泛。ASIC（Application-SpecificIntegratedCircuit）芯片是一種專用電子電路，通過將多個(gè)普通電子電路（模擬電路、數(shù)字電路）集成到一個(gè)單芯片上形成一個(gè)完整的電子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)特定的功能。ASIC芯片被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域中。MEMS傳感器芯片與ASIC芯片在生產(chǎn)制造方面面臨著復(fù)雜的封裝工藝要求。目前市場(chǎng)上的MEMS傳感器芯片與ASIC芯片封裝形式多樣，主要包括COB（ChipOnBoard）封裝、CSP（ChipScalePackage）封裝、TCP（TapeCarrierPackage）封裝等。扇出型封裝是一種常用的封裝方式，它是將芯片引出的微細(xì)信號(hào)線逐級(jí)扇出并連接到外部引腳上，從而實(shí)現(xiàn)芯片信號(hào)的輸入和輸出。因此，如何設(shè)計(jì)一種合理可行的MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法與流程，是當(dāng)前MEMS傳感器芯片與ASIC芯片封裝技術(shù)中需要研究解決的重要問題。設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)提出了一種新型MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法與流程。該設(shè)計(jì)以6自由度慣性測(cè)量單元IMU（InertialMeasurementUnit）為例，通過合理設(shè)計(jì)扇出型封裝結(jié)構(gòu)，并結(jié)合良好的封裝工藝和流程，實(shí)現(xiàn)高可靠性、低功耗、高精度、小型化的MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的封裝制造。設(shè)計(jì)方法與流程如下：芯片前制程在MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的封裝前，需要進(jìn)行芯片前制程處理。該步驟涉及到芯片清洗、芯片修整、焊盤制作、焊接等處理過程。其中，芯片清洗和修整是為了保證芯片表面的平整度和清潔度，焊盤制作和焊接是為了和外部引腳連接，并實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的輸入和輸出。扇出型封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)提出了一種新型的扇出型封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括以下部分：（1）扇形電極陣列：將芯片內(nèi)部的信號(hào)線逐步扇出并連接到扇形電極陣列上，實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)的輸入和輸出；（2）引腳排列：將扇形電極陣列和外部引腳相連接，從而完成整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)；（3）電極電路：通過設(shè)計(jì)合理的電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)芯片信號(hào)的整合和處理。封裝流程扇出型封裝的制造主要包括：焊接、結(jié)合、表面涂覆、切割、測(cè)試等多個(gè)工序。在制造過程中需要嚴(yán)格控制人員和設(shè)備的操作流程，以避免因操作不當(dāng)而造成不必要的損失。具體流程如下：（1）焊接：將芯片和引腳相連接；（2）結(jié)合：將封裝部件與芯片背面進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)芯片信號(hào)的輸入和輸出；（3）表面涂覆：對(duì)整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面涂覆，以保護(hù)芯片和引腳不受機(jī)械沖擊和腐蝕，達(dá)到防潮、防塵、防靜電的目的；（4）切割：對(duì)封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，從而分離成單個(gè)封裝件；（5）測(cè)試：對(duì)封裝結(jié)構(gòu)的外觀尺寸、引腳間距、電學(xué)參數(shù)、機(jī)械參數(shù)等進(jìn)行全面測(cè)試，確保封裝件質(zhì)量合格。結(jié)論本文提出了一種新型的MEMS傳感器芯片與ASIC芯片的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法與流程設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)以IMU六軸慣性測(cè)量單元為研究對(duì)象，合理設(shè)計(jì)了扇出型封裝結(jié)構(gòu)，