具有集成磁體的模塑傳感器封裝及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及傳感器封裝，具體地涉及具有磁體的模塑傳感器封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]一些類型的傳感器諸如霍爾傳感器和凸輪軸傳感器需要磁體以用于適當(dāng)?shù)牟僮?。這些傳感器通常被制造為被附著到引線框架并被嵌入在模塑料中以形成傳感器封裝的半導(dǎo)體管芯。
[0003]在一些情況中，磁體被二次模塑(overmold)到傳感器封裝。二次模塑是一種允許先前模塑的部分再次插入到模具中以在第一部分周圍形成新的塑料層的技術(shù)。二次模塑磁體到塑料傳感器封裝通常包括熔融磁化材料的小球并且將熔融的材料注入到包含塑料封裝的模具中。磁體從固化的模塑料中實現(xiàn)。就是說，沒有物理上分離的磁體。作為代替，磁體從二次模塑的塑料本身中形成。二次模塑需要相對高Tg (玻璃轉(zhuǎn)變溫度)的模塑料，例如Tg>180°C，從而導(dǎo)致傳感器封裝上明顯的熱應(yīng)力。而且，Tg>180°C的模塑料諸如多功能熱塑性塑料當(dāng)用作外模(overmold)時具有高的層離危險。此外，磁性材料必須承受與二次模塑關(guān)聯(lián)的高操作溫度(>300°C)，從而限制了能夠使用的材料的類型。
[0004]在其他情況中，磁體是例如通過粘結(jié)劑附著到模塑傳感器封裝的外表面的分離部件。由于磁體的不精確的放置，這樣的傳感器封裝具有低的電氣精度，從而需要傳感器管芯具有另外大的容差。而且，由于與串行處理單個磁體加上極片關(guān)聯(lián)的較高生產(chǎn)成本，總體封裝成本提高。此外，利用這種方法，磁體的尺寸和磁場被限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)制造模塑傳感器封裝的方法的實施例，該方法包括:加載磁體和引線框架到模塑工具中以便磁體在模塑工具中與傳感器管芯對齊，所述引線框架具有附著到所述引線框架的傳感器管芯；當(dāng)被加載到模塑工具中時，用相同的模塑料模塑磁體和傳感器管芯；以及固化模塑料以便磁體通過包圍傳感器管芯的相同的模塑料附著到引線框架。
[0006]根據(jù)制造模塑傳感器封裝的方法的實施例，該方法包括:加載多個磁體和多個引線框架到模塑工具中以便每個磁體在模塑工具中與傳感器管芯中的一個對齊，每個引線框架具有附著到引線框架的傳感器管芯；當(dāng)被加載在模塑工具中時，用相同的模塑料模塑磁體和傳感器管芯；以及固化模塑料以便每個磁體通過包圍引線框架中的一個的傳感器管芯的相同的模塑料被附著到該引線框架。
[0007]根據(jù)模塑傳感器封裝的實施例，模塑傳感器封裝包括:引線框架，具有附著到引線框架的傳感器管芯；與傳感器管芯對齊的磁體；以及單一模塑料，包圍傳感器管芯并且將該磁體附著到引線框架。
[0008]通過閱讀下面的具體描述并通過查看附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到附加的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]附圖中的元件未必是相對于彼此成比例的。同樣的參考數(shù)字指明相應(yīng)的類似部分。除非它們彼此排斥，各種說明的實施例的特征能夠被結(jié)合。實施例在附圖中被描繪，并且在下面的說明書中被詳述。
[0010]圖1，包括圖1A-1E，說明用于制造具有磁體的模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施例。
[0011]圖2，包括圖2A-2C，說明用于制造一批模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施例，其中，在模塑工藝期間磁體保持互連。
[0012]圖3，包括圖3A-3D，說明用于制造一批模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施例，其中在模塑工藝之前磁體被分離。
[0013]圖4，包括圖4A-4D，說明包含在模塑傳感器封裝中的磁體的不同實施例的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0014]在本文中描述的實施例提供包含用相同的模塑料模塑的磁體和傳感器管芯的傳感器封裝，該傳感器封裝經(jīng)單一模塑工藝被制造。單一模塑工藝包括:加載磁體和具有傳感器管芯的引線框架到模塑工具中以便磁體和傳感器管芯對齊；當(dāng)被加載在模塑工具中時，用相同的模塑料模塑該磁體和傳感器管芯；以及固化模塑料以便磁體通過包圍傳感器管芯的相同的模塑料被附著到該引線框架。產(chǎn)生的模塑傳感器封裝包括具有傳感器管芯的引線框架，與傳感器管芯對齊的磁體和包圍傳感器管芯并將磁體附著到該引線框架的單一模塑料。
[0015]圖1，包括圖1A-1E，說明用于制造具有磁體的模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施例。
[0016]在圖1A中，磁體100被放置在模塑工具106的模具104的腔體102中，如由面向下的箭頭指示的。能夠使用任何標(biāo)準(zhǔn)的模塑工具、模具和磁體。基于采用的傳感器的類型和與由傳感器和磁體形成的電路關(guān)聯(lián)的參數(shù)選擇磁體100。例如，傳感器可以是霍爾傳感器，凸輪軸傳感器或者使用磁體的任何其他類型的電子傳感器。磁體100可以具有表面101，所述表面101具有從模具腔體102面向外的凹槽108。
[0017]在圖1B中，引線框架110被放置在模具104中在磁體100上方，如由面向下的箭頭指示的。引線框架是沖壓的、刻蝕的或者以其他方式圖形化的金屬框架(通常通過引線接合連接到管芯的接合焊盤)，并且為封裝的電學(xué)器件提供外部電學(xué)連接。引線框架110具有附著到該引線框架110的傳感器管芯112，諸如霍爾傳感器管芯，凸輪軸傳感器管芯等。電容器或者其他類型的部件114能夠被連接到引線框架110的引線。根據(jù)管芯的類型，傳感器管芯112能夠被粘合或者焊接到引線框架110的一側(cè)111，例如焊接到所謂的管芯座(diepaddle)上。例如，傳感器管芯112能夠被焊接到引線框架110以提供到管芯112的背側(cè)的電學(xué)連接。如果在管芯背側(cè)不需要電學(xué)連接，則傳感器管芯112能夠被粘合到引線框架110以提供到管芯112的背側(cè)的熱連接。在每種情況中，提供從在管芯112頂側(cè)的(一個或多個)端子到引線框架110的引線的一個或多個電學(xué)連接116。這些電學(xué)連接可以是引線接合、導(dǎo)線絲帶、金屬夾等。在每種情況中，引線框架110加載到模具104中以便磁體100在模塑工具106中與傳感器管芯112對齊。如果從模具腔體102面向外的磁體100的表面101設(shè)有如圖1A和1B所示的凹槽108，則引線框架110被加載到模具104中以便具有凹槽108的磁體100的表面101面向引線框架110并且凹槽108提供在磁體100的至少一部分和引線框架110之間的空隙118。
[0018]在圖1C中，模具104被封閉，并且模塑料120填充在磁體100與引線框架110之間以及在附著到引線框架110的部件112、114與模具104之間的任何未填充的空隙118。然后使用任何標(biāo)準(zhǔn)的固化工藝來固化模塑料120。包圍傳感器管芯112和其他附著到引線框架110的可選部件114的相同的(固化的)模塑料120也將磁體100附著到引線框架110。如果從模具腔體102面向外的磁體100的表面101設(shè)有如圖1A-1C中所示的凹槽108，則在固化模塑料120之后，磁體100由部分(固化的)模塑料120’被附著到引線框架110，所述部分(固化的)模塑料120’填充由在磁體100的表面101中的凹槽108提供的空隙118。
[0019]在圖1A-1C中說明的單一模塑工藝能夠通過任何標(biāo)準(zhǔn)的模塑工藝諸如傳遞模塑、注射模塑、壓縮模塑等實施。包圍傳感器管芯112并將磁體100附著到引線框架110的模塑料120可以是任何標(biāo)準(zhǔn)的模塑料，諸如高Tg或低Tg的熱塑性材料。例如可以用具有低于180°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的芳香模塑料諸如多芳香、聯(lián)苯、鄰甲酚酚醛或者聚酰胺模塑料來模塑磁體100和傳感器管芯112，從而給封裝施加較低的熱應(yīng)力。在另一個實施例中，用具有高于180°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的多功能模塑料諸如多功能環(huán)氧樹脂基化合物來模塑磁體100和傳感器管芯120。通常，模塑料的類型取決于封裝和該封裝要部署的應(yīng)用。在每種情況中，單一模塑料120被用于包圍傳感器管芯112并將磁體100附著到引線框架110。
[0020]在圖1D中，如由面向上的箭頭指示的，模塑工具106的模具104被打開。
[0021]在圖1E中，具有磁體100的模塑傳感器封裝122被從模塑工具106移除，如由面向上的箭頭指示的。
[0022]經(jīng)單一模塑工藝可以并行地制造幾個模塑傳感器封裝。例如，在圖1A-1E中示出的模具104和模塑工具106能夠同時容納多個磁體100和多個引線框架110。被加載到模塑工具106中的磁體100可以在被加載到模塑工具106中之前被分離(單一化)，或者在模塑工藝期間保持互連。
[0023]圖2，包括圖2A-2C，說明用于制造一批模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施例，其中在模塑工藝期間磁體保持互連。
[0024]在圖2A中，互連的磁體100的陣列200被放置在模塑工具106的模具104中。磁體100例如通過連桿或者磁體流道(runner) 202保持互連。
[0025]在圖2B中，每個具有傳感器管芯112的引線框架110被加載到模塑工具106中以便每個引線框架110在模具104中與磁體100中的一個對齊。
[0026]在圖2C中，然后用相同的模塑料120諸如例如熱固材料來模塑傳感器管芯112和磁體100，如在本文中結(jié)合圖1C先前所描述的。模塑封裝204被從模塑工具106中移除，如由面向上的箭頭指示的。在用相同的模塑料120模塑磁體100和傳感器管芯112并固化該模塑料120之后，例如用激光或者切割工具割斷磁體100之間的互連。
[0027]圖3，包括圖3A-3C，說明用于制造一批模塑傳感器封裝的單一模塑工藝的方法的實施