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微機電系統麥克風封裝結構及其形成方法.pdf

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微機 系統 麥克風 封裝 結構 及其 形成 方法
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摘要
申請專利號:

CN201110061469.2

申請日:

2011.03.15

公開號:

CN102158775B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04R 1/08申請日:20110315|||公開
IPC分類號: H01L23/12; H04R1/08 主分類號: H01L23/12
申請人: 邁爾森電子(天津)有限公司
發明人: 柳連俊
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專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227 代理人: 駱蘇華
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110061469.2

授權公告號:

102158775B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2011.09.28|||2011.08.17

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種MEMS麥克風封裝結構,包括:麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與第一表面相對的第二表面,以及連接第一表面和第二表面的第三表面;封裝襯底,所述封裝襯底用于承載所述麥克風組件,并且所述封裝襯底與麥克風組件的第二表面相對;封裝層,所述封裝層至少覆蓋所述麥克風組件的第三表面;聲音入孔,所述聲音入孔將聲音信號傳入麥克風組件。相應地,本發明的實施例還提供形成上述MEMS麥克風封裝結構的MEMS麥克風封裝結構形成方法,通過本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構及其形成方法可以降低MEMS麥克風封裝結構的工藝成本,提高工藝效率。

權利要求書

1.一種MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,包括:麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;封裝襯底,所述封裝襯底承載所述麥克風組件,并且與所述麥克風組件的第二表面相對;封裝層,所述封裝層至少覆蓋所述麥克風組件的第三表面;聲音入孔,所述聲音入孔將聲音信號傳入麥克風組件。2.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述麥克風組件包括第一電極,第二電極,暴露所述第一電極的第一開口和暴露所述第二電極的第二開口。3.依據權利要求2所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述聲音入孔位于所述封裝襯底,且與所述第二開口相通。4.依據權利要求3所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述封裝層包括第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通。5.依據權利要求4所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述MEMS麥克風封裝結構還包括覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置,所述封裝蓋與所述第一開口、第三開口圍成聲腔。6.依據權利要求4所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述第三開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第一邊和靠近封裝襯底的第二邊,所述第一邊的長度大于所述第二邊的長度。7.依據權利要求3所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述MEMS麥克風封裝結構還包括覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置,所述封裝蓋與所述第一開口圍成聲腔。8.依據權利要求5或7所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝蓋的材料是塑料。9.依據權利要求2所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述封裝層包括第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通,所述聲音入孔為所述第三開口。10.依據權利要求2所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述聲音入孔為所述第一開口。11.依據權利要求9或10所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝襯底與所述第二開口圍成聲腔。12.依據權利要求9或10所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝襯底與麥克風組件之間還包括中介層,所述中介層具有第四開口,所述第四開口與所述第二開口相通,所述封裝襯底與所述第二開口、所述第四開口圍成聲腔。13.依據權利要求12所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述第四開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第三邊和靠近封裝襯底的第四邊,所述第三邊的長度小于所述第四邊的長度。14.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述麥克風組件還包括引線,所述引線一端與位于所述麥克風組件的壓焊板片電連接,另一端與所述封裝襯底電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出所述麥克風組件。15.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝襯底是引線框架或者是印刷電路板。16.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝層包括緊貼所述麥克風組件的第三表面的緩沖層。17.依據權利要求16所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述緩沖層的材料是軟膠。18.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述封裝層的材料包括塑料。19.依據權利要求1所述的MEMS麥克風封裝結構,其特征在于,所述麥克風組件包括:微機電系統麥克風、信號處理電路,與微機電系統麥克風集成的慣性傳感器或/和壓力傳感器。20.一種MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,包括:提供麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;提供封裝襯底,所述封裝襯底用于承載所述麥克風組件;結合所述麥克風組件與所述封裝襯底,所述封裝襯底與麥克風組件的第二表面相對;形成至少覆蓋所述麥克風組件第三表面的封裝層。21.依據權利要求20所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述麥克風組件包括第一電極,第二電極,暴露所述第一電極的第一開口和暴露所述第二電極的第二開口。22.依據權利要求21所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,還包括:在所述封裝襯底形成將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔,所述聲音入孔與所述第二開口相通。23.依據權利要求22所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,還包括:形成覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置。24.依據權利要求23所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述封裝蓋的材料為塑料。25.依據權利要求24所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述MEMS麥克風封裝結構的形成方法還包括:在所述覆蓋所述麥克風組件的第一表面的封裝層形成第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通。26.依據權利要求25所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述第三開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第一邊和靠近封裝襯底的第二邊,所述第一邊的長度小于所述第二邊的長度。27.依據權利要求21所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述MEMS麥克風封裝結構的形成方法還包括:在所述覆蓋所述麥克風組件的第一表面的封裝層形成第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通,所述第三開口為將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔。28.依據權利要求21所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述第一開口為將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔。29.依據權利要求27或28所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,結合所述麥克風組件與所述封裝襯底包括:在所述麥克風組件的第二表面形成具有第四開口的中介層,所述第四開口與所述第二開口相通;結合所述中介層和封裝襯底。30.依據權利要求29所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述第四開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第三邊和靠近封裝襯底的第四邊,所述第三邊的長度小于所述第四邊的長度。31.依據權利要求20所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,采用灌模封裝形成所述封裝層。32.依據權利要求20所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,形成所述封裝層的步驟還包括在所述麥克風組件的第三表面形成緩沖層。33.依據權利要求32所述的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,所述灌模封裝的材料是塑料。34.依據權利要求33所述的形成MEMS麥克風封裝結構的方法,其特征在于,進行灌模封裝的步驟包括形成覆蓋麥克風組件第一開口的模具。

說明書

微機電系統麥克風封裝結構及其形成方法

技術領域

本發明的實施例涉及麥克風封裝結構及其形成方法,特別涉及微機電系統麥克風封裝結構及其形成方法。

背景技術

由于移動電話的需求日益增加,且移動電話在聲音品質上的要求日益提高,再加上助聽器技術也逐漸成熟,這些因素使得高品質的微型麥克風的需求急速增加。由于采用微機電系統(MEMS,Micro-Electro-Mechanical?System)技術所制成的電容式麥克風具有重量輕、體積小及信號品質佳等優點,所以MEMS麥克風逐漸成為麥克風的主流,并被廣泛應用于諸如移動電話的通訊工具中。

MEMS技術是指對微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。利用MEMS技術可以制作各種傳感器,例如慣性傳感器或者電容式壓力傳感器等。

美國公告專利編號為US6781231的專利披露了一種“具有環境及干擾防護的微機電系統封裝結構”如圖1所示,所述微機電系統封裝結構具有MEMS麥克風31、基板21及蓋體11。基板21具有至少一個用于承載所述MEMS麥克風31的表面;蓋體11分為中央部分及圍繞所述中央部分的周邊部分;通過將蓋體11的周邊部分連接至基板21,蓋體11和基板21形成殼體,蓋體11的中央部分與基板21相隔一空間41以容納MEMS麥克風。所述殼體具有音孔,以允許聲音信號到達MEMS麥克風31。

但是對現有微機電系統封裝結構而言,由于殼體具有容納MEMS麥克風的空間41,也就是MEMS麥克風31和蓋體11之間具有較大空間,所以微機電系統封裝結構的體積比較大,并且不利于對MEMS麥克風進行保護;此外,蓋體11的材料選用的是金屬材料,所以微機電系統封裝結構的重量也比較大;另一個方面,現有的微機電系統封裝結構的形成方法中,需要將所述蓋體11逐個連接至基板21以形成殼體,所以封裝效率比較低。

發明內容

本發明的實施例解決的問題是提供一種MEMS麥克風封裝結構及其形成方法,以縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,提高對MEMS麥克風保護效果。

為實現上述目的,本發明的實施例提供一種MEMS麥克風封裝結構,包括:

麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;

封裝襯底,所述封裝襯底承載所述麥克風組件,并且與所述麥克風組件的第二表面相對;

封裝層,所述封裝層至少覆蓋所述麥克風組件的第三表面;

聲音入孔,所述聲音入孔將聲音信號傳入麥克風組件。

可選地,所述麥克風組件包括第一電極,第二電極,暴露所述第一電極的第一開口和暴露所述第二電極的第二開口。

可選地,所述聲音入孔位于所述封裝襯底,且與所述第二開口相通。

可選地,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述封裝層包括第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通。

可選地,所述MEMS麥克風封裝結構還包括覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置,所述封裝蓋與所述第一開口、第三開口圍成聲腔。

可選地,所述第三開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第一邊和靠近封裝襯底的第二邊,所述第一邊的長度大于所述第二邊的長度。

可選地,所述MEMS麥克風封裝結構還包括覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置,所述封裝蓋與所述第一開口圍成聲腔。

可選地,所述封裝蓋的材料是塑料。

可選地,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述封裝層包括第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通,所述聲音入孔為所述第三開口。

可選地,所述聲音入孔為所述第一開口。

可選地,所述封裝襯底與所述第二開口圍成聲腔。

可選地,所述封裝襯底與麥克風組件之間還包括中介層,所述中介層具有第四開口,所述第四開口與所述第二開口相通,所述封裝襯底與所述第二開口、所述第四開口圍成聲腔。

可選地,所述第四開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第三邊和靠近封裝襯底的第四邊,所述第三邊的長度小于所述第四邊的長度。

可選地,所述麥克風組件還包括引線,所述引線一端與位于所述麥克風組件的壓焊板片電連接,另一端與所述封裝襯底電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出所述麥克風組件。

可選地,所述封裝襯底是引線框架或者是印刷電路板。

可選地,所述封裝層包括緊貼所述麥克風組件的第三表面的緩沖層。

可選地,所述緩沖層的材料是軟膠。

可選地,所述封裝層的材料包括塑料。

可選地,所述麥克風組件包括:微機電系統麥克風、信號處理電路,與微機電系統麥克風集成的慣性傳感器或/和壓力傳感器。

相應地,本發明的實施例還提供上述MEMS麥克風封裝結構的形成方法,其特征在于,包括:

提供麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;

提供封裝襯底,所述封裝襯底用于承載所述麥克風組件;

結合所述麥克風組件與所述封裝襯底,所述封裝襯底與麥克風組件的第二表面相對;

形成至少覆蓋所述麥克風組件第三表面的封裝層。

可選地,所述麥克風組件包括第一電極,第二電極,暴露所述第一電極的第一開口和暴露所述第二電極的第二開口。

可選地,還包括:在所述封裝襯底形成將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔,所述聲音入孔與所述第二開口相通。

可選地,還包括:形成覆蓋所述封裝層的封裝蓋,所述封裝蓋與封裝襯底相對設置。

可選地,所述封裝蓋材料為塑料。

可選地,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述MEMS麥克風封裝結構的形成方法還包括:在所述覆蓋所述麥克風組件的第一表面的封裝層形成第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通。

可選地,所述第三開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第一邊和靠近封裝襯底的第二邊,所述第一邊的長度小于所述第二邊的長度。

可選地,所述封裝層還覆蓋所述麥克風組件的第一表面,所述MEMS麥克風封裝結構的形成方法還包括:在所述覆蓋所述麥克風組件的第一表面的封裝層形成第三開口,所述第三開口與所述第一開口相通,所述第三開口為將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔。

可選地,所述第一開口為將聲音信號引入麥克風組件的聲音入孔。

可選地,結合所述麥克風組件與所述封裝襯底包括:

在所述麥克風組件的第二表面形成具有第四開口的中介層,所述第四開口與所述第二開口相通;

結合所述中介層和封裝襯底。

可選地,所述第四開口沿垂直于封裝襯底的方向的截面具有遠離封裝襯底的第三邊和靠近封裝襯底的第四邊,所述第三邊的長度小于所述第四邊的長度。

可選地,采用灌模封裝形成所述封裝層。

可選地,形成所述封裝層的步驟還包括在所述麥克風組件的第三表面形成緩沖層。

可選地,所述灌模封裝的材料是塑料。

可選地,進行灌模封裝的步驟包括形成覆蓋麥克風組件第一開口的模具。

與現有技術相比,上述技術方案具有以下優點:

封裝層覆蓋所述麥克風組件的表面,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量,在本發明的可選實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果;

利用本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,可以同時對同一晶圓上的多個麥克風組件進行封裝,也就是可以同時形成覆蓋多個麥克風組件的封裝層,因此封裝工藝簡單、效率高。

附圖說明

圖1是現有的微機電系統封裝結構的示意圖;

圖2和圖3是本發明第一實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖;

圖4和圖5是本發明第二實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖;

圖6是本發明第三實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖;

圖7是本發明第四實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖;

圖8和圖9是本發明第五實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖;

圖10是圖2所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的流程示意圖;

圖11至圖16是圖2所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的剖面示意圖;

圖17是本發明第三實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的流程示意圖;

圖18至圖20是本發明第三實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的剖面示意圖。

具體實施方式

由背景技術得知,MEMS麥克風逐漸成為麥克風的主流,但是現有的MEMS麥克風封裝結構體積大、成本高。發明人針對上述問題進行研究,并在本發明的實施例中提供一種MEMS麥克風封裝結構,本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;

封裝襯底,所述封裝襯底承載所述麥克風組件,并且所述封裝襯底與所述麥克風組件的第二表面相對;

封裝層,所述封裝層至少覆蓋所述麥克風組件的第三表面;

聲音入孔,所述聲音入孔將聲音信號傳入麥克風組件。

相應地,本發明還提供上述MEMS麥克風封裝結構的形成方法,包括:

提供麥克風組件,所述麥克風組件包括第一表面,與所述第一表面相對的第二表面,以及連接所述第一表面和第二表面的第三表面;

提供封裝襯底,所述封裝襯底用于承載所述麥克風組件;

結合所述麥克風組件與所述封裝襯底,所述封裝襯底與麥克風組件的第二表面相對;

形成至少覆蓋所述麥克風組件第三表面的封裝層。

本發明的實施例所形成的MEMS麥克風封裝結構中,封裝層覆蓋麥克風組件,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

此外,封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量,在本發明的可選實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果;

本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,可以同時對同一晶圓上的多個麥克風組件進行封裝,也就是可以同時形成覆蓋多個麥克風組件的封裝層,因此封裝工藝簡單、效率高。

為了更好地闡明本發明的實施例的精神和實質,在下文中結合附圖和實施例對本發明的實施例作進一步的闡述。

第一實施例

圖2是本發明的第一實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖:

請參考圖2,本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

本發明的實施例中,所述第一表面10為麥克風組件130的上表面,第二表面20為麥克風組件130的下表面,第三表面30為麥克風組件130的外側表面。

封裝襯底100,所述封裝襯底100承載所述麥克風組件130,并且所述封裝襯底100與所述麥克風組件130的第二表面20相對;

封裝層103,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30和第一表面10;

聲音入孔108,所述聲音入孔108將聲音信號傳入麥克風組件130。

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。所述聲音入孔108位于封裝襯底100,且與第二開口160相連通。

在本實施例中,麥克風組件130與封裝襯底100通過芯片粘合膠106粘合。所述封裝襯底100是引線框架或者是印刷電路板。

引線框架是指集成塊內充當引線的金屬薄板,它起到和外部導線連接的橋梁作用。

印刷電路板(PCB,printed?circuit?board或PWB,printed?wiring?board)是以絕緣板為基材,切成一定尺寸,其上至少附有一個導電圖形,并布有孔(如元件孔、緊固孔、金屬化孔等),用來代替以往裝置電子元器件的底盤,并實現電子元器件之間的相互連接。

在封裝襯底采用印刷電路板的實施例中,可以采用LGA封裝((Land?Grid?Array,矩柵陣列封裝):LGA封裝是一種沒有焊球的重要封裝形式,它可直接安裝到印刷電路板上,被廣泛應用于微處理器和其他高端芯片封裝上。

在本發明的可選實施例中,所述MEMS麥克風封裝結構還包括引線102,在本實施例中,所述引線102位于封裝層103內,所述引線102一端與位于所述麥克風組件130的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底100電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

所述封裝襯底100還包括壓焊管腳101,所述引線102電連接麥克風組件130的壓焊板片40和封裝襯底100的壓焊管腳101,將麥克風組件130產生的電信號通過壓焊板片40和壓焊管腳101傳出麥克風組件130。

在本發明的其他實施例中,也可以不需要引線102,而通過本領域技術人員所熟知的其他方法將麥克風組件130產生的電信號傳出麥克風組件130。

本實施例中,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第一表面10和第三表面30,所述封裝層103還包括第三開口140,所述第三開口140與麥克風組件130的第一開口150相通。所述封裝層103的材料為塑料。

所述MEMS麥克風封裝結構還包括封裝蓋107,所述封裝蓋107與封裝襯底100相對設置,所述封裝蓋107與封裝層103通過粘合膠粘合。所述封裝蓋107與第一開口150、第三開口140圍成聲腔,在聲音信號進入所述MEMS麥克風封裝結構時,會引起第一電極115在聲腔以及麥克風組件130內的振動。

封裝蓋107與具有第三開口140的封裝層103粘合后,所述第三開口140、第一開口150與封裝蓋107構成聲腔,從而增加了聲腔的體積,提高MEMS麥克風的靈敏度。

在本實施例中,所述第三開口140沿垂直于封裝襯底100的方向的截面具有遠離封裝襯底100的第一邊和靠近封裝襯底100的第二邊,所述第一邊的長度大于所述第二邊的長度。第三開口140上大下小的形狀有利于收納聲音信號。在本實施例的可選方案中,所述第三開口140沿垂直于封裝襯底100的方向的截面的形狀是倒梯形。

在其他實施例的中,封裝層103還可以只覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30,所述封裝蓋107與麥克風組件的第一表面10通過粘合膠粘合。所述封裝蓋與第一開口150圍成聲腔,在聲音信號進入所述MEMS麥克風封裝結構時,會引起第一電極115在聲腔以及麥克風組件130內的振動。本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的體積更小。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件130包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。所述微機電系統麥克風105的優勢之一是其體積比較小。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件130包括:微機電系統麥克風105,信號處理電路104,還包括與微機電系統麥克風105集成的慣性傳感器(未示出)或/和壓力傳感器(未示出)。

在本發明的可選實施例中,所述封裝蓋107的材料是塑料、金屬或者其他材料,可選為塑料。采用塑料形成所述封裝蓋107工藝簡單,成本低,且所形成的封裝蓋107的重量比較小,攜帶方便。

在本發明的可選實施例中,所述封裝層103與麥克風組件130貼合在一起,從而有利于減小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于保護麥克風組件130;采用塑料形成所述封裝層103工藝簡單,成本低,且所形成的封裝層103的重量比較小,攜帶方便。

如圖3所示,在本實施例的可選方案中,所述封裝層103為堆疊結構,還包括形成于麥克風組件130的第三表面30的緩沖層50。所述緩沖層50的材料是軟膠。所述封裝層103除緩沖層以外的部分的材料為塑料,即所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。直接在麥克風組件130的第三表面30形成封裝層103,因為封裝層103的材料的彈性系數比較大,所以麥克風組件130與封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易造成封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層50可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

在本實施例中,所述聲音入孔108位于封裝襯底100,所述聲音入孔108將聲音信號傳入麥克風組件130,經由第二開口160進入第一電極115和第二電極120,引起第一電極115在所形成的聲腔和麥克風組件130內的振動,并將聲音信號轉化為電信號,經由引線102引出麥克風組件130。

在本發明的其他實施例中,所述麥克風組件130也可以有其他的結構。

圖2所示的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的流程圖如圖10所示,包括:

步驟S101,提供麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

參考圖11,本發明的實施例中,所述第一表面10為麥克風組件130的上表面,第二表面20為麥克風組件130的下表面,第三表面30為麥克風組件130的外側表面。所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括貫穿所述第一表面10,且暴露所述第一電極115的第一開口150,以及貫穿所述第二表面20并暴露第二電極120的第二開口160。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件130包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。

在本發明的其他可選實施例中,所述麥克風組件還包括:與微機電系統麥克風105集成的慣性傳感器或/和壓力傳感器。

步驟S102,提供封裝襯底100,所述封裝襯底100用于承載所述麥克風組件130。

在本發明的實施例中,可以是先在所述封裝襯底100形成聲音入孔108,并在后續結合所述麥克風組件130和封裝襯底100的步驟中,對準所述聲音入孔108和所述麥克風組件130的第二開口160;也可以是在粘合所述麥克風組件130和封裝襯底100之后,在所述封裝襯底100與所述麥克風組件130的第二開口160對應的部位形成聲音入孔108,所述聲音入孔108的形成工藝可以采用本領域技術人員所知道的工藝形成,需要確保的是所形成的聲音入孔108與所述麥克風組件130的第二開口160相通。

所述封裝襯底100還包括壓焊管腳101。

步驟S103,結合所述麥克風組件130與所述封裝襯底100,所述封裝襯底100與麥克風組件130的第二表面20相對。

參考圖12,通過芯片粘合膠106粘合所述封裝襯底100與麥克風組件130,并且對準聲音入孔108與第二開口160。

參考圖13,在本發明的可選實施例中,通過引線102將麥克風組件130產生的聲音信號傳出所述MEMS麥克風封裝結構。具體地,所述麥克風組件包括壓焊板片40,所述引線102一端與位于所述麥克風組件的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底100的壓焊管腳101電連接,用于將在麥克風組件130內,由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

在本發明的其他實施例中,也可以不需要引線,而通過本領域技術人員所熟知的其他方法將麥克風組件130產生的電信號傳出所述麥克風組件130。

步驟S104,形成覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30和第一表面10的封裝層103。

請一并參考圖14和15,先形成覆蓋麥克風組件130的第一表面10模具200,以防止塑料灌及麥克風組件130的第一開口150。

然后采用塑料進行灌模封裝。接著去除所述模具200。

在本發明的可選實施例中,所形成的模具沿A-A線的截面的遠離封裝襯底100的邊的長度大于靠近封裝襯底100的邊的長度。如圖14所示,在一個實施例中,所形成的模具沿A-A線的截面是倒立的梯形,從而形成如圖15所示的包括第三開口140的封裝層103,所述封裝層同時覆蓋麥克風組件130的第一表面10和第三表面30。在本發明的其他實施例中,所形成的模具沿A-A線的截面是矩形,形成的封裝層只覆蓋麥克風組件130的第三表面30。

步驟S105,提供封裝蓋107,所述封裝蓋107與封裝襯底100相對設置。

請參考圖16,所述封裝蓋107與封裝層103通過粘合膠206粘合。本實施例中,所述封裝蓋107的材料是塑料。

此時,封裝蓋107與第三開口140,第一開口150圍成聲腔。形成于封裝層103的第三開口140可以增加所形成的聲腔的空間,從而提高MEMS麥克風靈敏度。具體地,封裝層103與模具的形狀有關。在本發明的其他實施例中,模具的形狀可以根據工藝需要進行設計,不應該以模具的形狀限制本發明的實施例的保護范圍。在封裝層103只覆蓋第三表面30的情況下,聲腔由所述封裝蓋107和第一開口150和圍成。

本實施例中,封裝層103用灌模封裝的方法形成,所以封裝時可以同時對形成在同一晶圓上的多個待封裝麥克風組件進行灌模封裝,然后再進行分隔,形成獨立的麥克風封裝結構。相對于現有的封裝殼要逐個放置的采用金屬材料進行封裝的方法而言,不但整個封裝結構體積小,而且可以同批次封裝多個麥克風組件,封裝的工藝簡單,成本低,尤其是封裝的效率高。

圖3所示的MEMS麥克風封裝結構的形成方法與圖2所示的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的區別在于:

在圖3所示的MEMS麥克風封裝結構的形成方法中,在對麥克風組件130進行灌模封裝之前,還包括在麥克風組件130的第三表面30形成緩沖層,所述緩沖層的材料是軟膠。如果直接在麥克風組件130的第三表面30形成單層的封裝層103,因為單層的封裝層103的材料一般選擇的是彈性系數比較大的材料,比如塑料,所以麥克風組件130與周圍封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易引起對封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

本實施例所形成的MEMS麥克風封裝結構中,封裝層覆蓋麥克風組件的表面,封裝層與麥克風組件貼合,之間沒有形成額外的空間,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

此外,本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量;

并且,本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,工藝簡單,效率高。

進一步,在本實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果。

第二實施例

圖4和圖5是本發明的第二實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖,本實施例與第一實施例的主要區別在于,在本實施例中,聲音入孔與封裝襯底相對,與第一開口相通,而在第一實施例中,聲音入孔位于封裝襯底,與第二開口相通。

請參考圖4和圖5,本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

封裝襯底300,所述封裝襯底300承載所述麥克風組件130,并且所述封裝襯底300與麥克風組件130的第二表面20相對;

封裝層103,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30或者同時覆蓋第一表面10和第三表面30;

聲音入孔,所述聲音入孔與第一開口150相通,將聲音信號傳入麥克風組件130。

在本實施例中,所述麥克風組件包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。

請參考圖4,在本實施例中,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第一表面10和第三表面30,所述封裝層103還包括第三開口140,所述第三開口140與麥克風組件130的第一開口150相通。所述第三開口140構成本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的聲音入孔。在本實施例中,聲音從聲音入孔(即所述第三開口140)進入麥克風組件130,然后經由第一開口150到達第一電極115和第二電極120。

在本實施例中,所述第三開口140沿垂直于封裝襯底300的方向的截面包括遠離封裝襯底300的第一邊和靠近封裝襯底300的第二邊,所述第一邊的長度大于所述第二邊的長度。第三開口140上大下小的形狀有利于收納聲音信號,從而提高麥克風的靈敏度。在本實施例的可選方案中,所述第三開口140沿垂直于封裝襯底300的方向的截面的形狀是倒梯形。

在本發明的可選實施例中,所述MEMS麥克風封裝結構還包括引線102,在本實施例中,所述引線102位于封裝層103內,所述引線102一端與位于所述麥克風組件130的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底300電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

所述封裝襯底300還包括壓焊管腳101,所述引線102電連接麥克風組件130的壓焊板片40和封裝襯底300的壓焊管腳101,將麥克風組件130內產生的電信號通過壓焊板片40和壓焊管腳101傳出麥克風組件130。

本實施例中,第二開口160與封裝襯底300圍成聲腔。

在本發明的可選實施例中,所述封裝層103的材料是塑料。采用塑料形成所述封裝層103工藝簡單,成本低,且所形成的封裝層103的重量比較小,攜帶方便。

在本實施例中,所述麥克風組件包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。所述微機電系統麥克風105的優勢之一是其體積比較小。

在本實施例的可選方案中,所述封裝層103是堆疊結構,還包括與麥克風組件130的第三表面130貼合的緩沖層。所述緩沖層的材料是軟膠。所述封裝層103除緩沖層以外的部分的材料為塑料,即所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。直接在麥克風組件130的第三表面30形成彈性系數比較大的封裝層103,麥克風組件130與封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易引起對封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

在本實施例中,聲音通過所述聲音入孔進入麥克風組件130,經由第一開口150進入第一電極115和第二電極120,引起第一電極115在所形成的聲腔和麥克風組件130內的振動,并將聲音信號轉化為電信號,經由引線102引出麥克風組件130。

如圖5所示,在本發明的其他實施例中,所述封裝層103還可以只覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30,麥克風組件130的第一開口150構成聲音入孔,圖5所示的實施例中,所形成的封裝結構的體積小于圖4所示的情形。

本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的封裝層覆蓋所述麥克風組件的表面,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量,在本發明的可選實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果。

相應地,本發明還提供第二實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,圖4所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法包括:

提供麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

提供封裝襯底300,所述封裝襯底300用于承載所述麥克風組件130;

結合所述麥克風組件130與所述封裝襯底300,所述封裝襯底300與麥克風組件130的第二表面20相對;

形成覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30和第一表面10的封裝層103,在覆蓋所述麥克風組件130的第一表面的封裝層103形成有第三開口,所述第三開口140與麥克風組件130的第一開口150相通。所述第三開口140構成所述封裝結構的聲音入孔。

具體地,在本實施例的可選方案中,還包括,提供引線102,將所述引線102的一端與位于所述麥克風組件130的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底300的壓焊管腳101電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

具體地,采用灌模封裝的方法形成所述封裝層103,形成所述封裝層103的步驟包括,形成覆蓋所述第一開口150的模具,所述模具的作用是防止在灌模封裝的過程中,所形成的封裝層103進入所述第一開口150,從而影響麥克風組件130接收聲音信號。所述模具的形狀可以根據工藝需求進行設計,在圖4所示的實施方案中,所述模具沿垂直于封裝襯底300的截面包含遠離封裝襯底300的邊和靠近封裝襯底300的邊,遠離封裝襯底300的邊的長度大于靠近封裝襯底300的邊的長度。

進一步,在灌模封裝之前,還可以先在麥克風組件130的第三表面形成緩沖層,所述緩沖層的材料是軟膠,然后進行灌模封裝,所述緩沖層與灌模封裝所形成的部分共同構成封裝層103。所述封裝層103除緩沖層以外的部分的材料為塑料,即所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。

圖4所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法與圖5所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的區別在于:

圖5所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的區別在于,圖5所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法中所形成的封裝層103只覆蓋麥克風組件130的第三表面30。具體地,可以通過先形成覆蓋第一表面10和第一開口150的模具,然后再進行灌模封裝,而形成只覆蓋所述第三表面30的封裝層103。

因為灌模封裝的工藝已為被領域技術人員所熟知,在此不再詳述。

利用本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,可以同時對形成在同一晶圓上的多個麥克風組件進行封裝,也就是可以同時形成覆蓋多個麥克風組件的封裝層,因此封裝工藝簡單、效率高。

進一步,在本實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果。

第三實施例

圖6是本發明的第三實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖,本實施例與第二實施例的主要區別在于,在本實施例中,封裝襯底與麥克風組件之間還包括具有第四開口的中介層,所述第四開口與第二開口相通。

本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

封裝襯底300,所述封裝襯底300承載所述麥克風組件130,并且所述封裝襯底300與麥克風組件130的第二表面20相對;

封裝層103,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30;

聲音入孔,所述聲音入孔與第一開口150相通,將聲音信號傳入麥克風組件130;

中介層180,所述中介層180位于封裝襯底300與麥克風組件130之間,具有貫穿所述中介層180的第四開口190,所述第四開口190與第二開口160相通。

本實施例中,麥克風組件130與封裝襯底300通過中介層180(interposer)粘合。中介層180一個表面以芯片粘合膠與封裝襯底300粘合,另一個表面以芯片粘合膠與麥克風組件130粘合。所述中介層(interposer)180的作用是增加聲腔的體積,從而提高麥克風靈敏度。

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。所述聲音入孔108位于封裝襯底300,且與第二開口160相連通。

在本發明的可選實施例中,所述第四開口190沿垂直于封裝襯底300的方向的截面的包括遠離封裝襯底300的第三邊與靠近封裝襯底300的第四邊,第三邊的長度小于第四邊的長度,比如形成梯形截面。中介層180的厚度越大,第四開口190越深,聲腔的體積也越大,MEMS麥克風封裝結構的聲音效果也越好,但是MEMS麥克風封裝結構的體積相應地比較大。所以在本發明的實施例中,對中介層180的厚度進行了優化,在本發明的可選實施例中,中介層180的厚度的范圍是100微米-500微米。

在本實施例中,所述第一開口150是聲音入孔,即聲音入孔與封裝襯底300相對設置。

在本發明的可選實施例中,所述MEMS麥克風封裝結構還包括引線102,在本實施例中,所述引線102位于封裝層103內,所述引線102一端與所述麥克風組件130的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底300的壓焊管腳101電連接,通過壓焊板片40和壓焊管腳101將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。所述微機電系統麥克風105的優勢之一是其體積比較小。

在本發明的可選實施例中,所述封裝層103的材料是塑料。采用塑料形成所述封裝層103工藝簡單,成本低,且所形成的封裝層103的重量比較小,攜帶方便。

在本實施例的其他方案中,所述封裝層103是堆疊結構,還包括與麥克風組件130的第三表面30貼合的緩沖層。所述緩沖層的材料是軟膠。所述封裝層103除緩沖層以外的部分的材料為塑料,即所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。如果直接在麥克風組件130的第三表面30形成單層的封裝層103,因為所述單層封裝層的材料一般選擇的是彈性系數比較大的材料,所以麥克風組件130與封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易引起對封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

在本發明的可選實施例中,所述封裝襯底300是引線框架或者印刷電路板。

在本實施例中,聲音通過所述聲音入孔(第一開口150)進入麥克風組件130,引起第一電極115在由第二開口160、第四開口190、封裝襯底300圍成的聲腔以及麥克風組件130內振動,并將聲音信號轉化為電信號,經由引線102引出麥克風組件130。

相對于本發明的第二實施例而言,本實施例的優點是,聲腔的體積更大,聲音效果更好。

在本實施例的其他方案中,所述封裝層103還可以既覆蓋麥克風組件130的第三表面30,又覆蓋麥克風組件130的第一表面10。

相應地,本發明還提供本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,圖17為所述形成方法的流程示意圖,包括:

步驟S201,提供麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

參考圖18,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。

步驟S202,提供封裝襯底300,所述封裝襯底300用于承載所述麥克風組件130,所述封裝襯底300還包括壓焊管腳101;

步驟S203,在所述麥克風組件130的第二表面20形成中介層180,所述中介層180具有與所述第二開口160相通的第四開口190。

在本實施例中,可以先在所述中介層180形成第四開口190,且所述第四開口190沿垂直于封裝襯底300方向的截面具有遠離封裝襯底300的第三邊和靠近封裝襯底300的第四邊,且所述第三邊的長度小于第四邊的長度,然后采用粘合膠粘合所述中介層190的包含所述第三邊的表面與麥克風組件130的第二表面20,并對準所述第四開口190和第二開口160。并在后續步驟中,把中介層180的與所述表面相對的表面與封裝襯底300粘合。

當然,在本實施例的其他方案中,也可以先粘合中介層180與封裝襯底300,再粘合中介層180與麥克風組件130。

在本實施例的其他方案中,還可以先粘合中介層180的一個表面與麥克風組件130的第二表面20,然后形成貫穿所述中介層180,且與第二開口160相通的第四開口190,然后在后續步驟中粘合所述中介層180的與所述表面相對的表面與封裝襯底300。

當然,在本實施例的其他方案中,也可以先粘合中介層180與封裝襯底300,在形成所述第四開口190之后,粘合中介層180與麥克風組件130。

步驟S204,結合所述麥克風組件130與所述中介層180,所述封裝襯底300與麥克風組件130的第二表面20相對。

參考圖19,通過芯片粘合膠106粘合所述封裝襯底300與所述中介層180的與麥克風組件130第二表面20相背的表面,所述第四開口190,第二開口160及封裝襯底300圍成聲腔。

步驟S205,形成覆蓋所述麥克風組件130第三表面30的封裝層103。

請參見圖20,在形成所述封裝層之前,先采用引線102電連接麥克風組件130的壓焊板片40與封裝襯底300的壓焊管腳101。

在本實施例的其他方案中,還可以形成同時覆蓋第三表面30與第一表面10的封裝層103。

可以采用灌模封裝的方法形成所述封裝層103。在本實施例的其他方案中,還可以先在所述第三表面30形成緩沖層,然后再進行灌模封裝,具體的方法可以參見圖10所對應的實施例。

第四實施例

圖7和圖8是本發明的第四實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖,本實施例與第一實施例的主要區別在于封裝襯底為引線框架,所述引線框架還包括可以彎曲的管腳401,在圖7中,所述管腳401朝向封裝襯底500彎曲,圖8中所述管腳401背向封裝襯底500彎曲。本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

本發明的實施例中,所述第一表面10為麥克風組件130的上表面,第二表面20為麥克風組件130的下表面,第三表面30為麥克風組件130的外側表面。

封裝襯底500,所述封裝襯底500承載所述麥克風組件130,并且所述封裝襯底500與麥克風組件130的第二表面20相對;

本實施例中,所述封裝襯底500是引線框架,所述引線框架還包括焊墊402和管腳401。所述管腳401可以如圖7所示朝向引線框架彎曲,或者如圖8所示背向引線框架彎曲。

封裝層103,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30和第一表面10;

所述管腳401位于所述封裝層103內。

所述封裝層包括第三開口140,所述第三開口140與第一開口150相通。

聲音入孔508,所述聲音入孔508位于封裝襯底500,與第二開口160相通,將聲音信號傳入麥克風組件130;

封裝蓋107,所述封裝蓋107與封裝襯底500相對設置,封裝蓋107與封裝層103通過粘合膠206粘合,與封裝蓋107粘合的封裝層103還包括第三開口140。

所述封裝蓋107與所述第三開口140,第一開口150圍成聲腔。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。所述微機電系統麥克風105的優勢之一是其體積比較小。

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。所述聲音入孔108位于封裝襯底500,且與第二開口160相連通。

在本發明的其他實施例中,所述封裝層103是堆疊結構,還包括與麥克風組件130的第三表面30貼合的緩沖層。所述緩沖層的材料是軟膠。所述封裝層103除緩沖層以外的部分的材料為塑料,即所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。如果直接在麥克風組件130的第三表面30形成單層的封裝層103,因為所述單層封裝層的材料一般選擇的是彈性系數比較大的材料,所以麥克風組件130與封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易引起對封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

在本發明的可選實施例中,所述MEMS麥克風封裝結構還包括引線102,在本實施例中,所述引線102位于封裝層103內,所述引線102一端與位于所述麥克風組件的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底500的焊墊402電連接,從而通過壓焊板片40和焊墊402將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。

在本實施例中,封裝襯底500是引線框架,且管腳401位于封裝層103外部。壓焊引線102與引線框架的焊墊402電連接,焊墊402與管腳401電連接,從而實現麥克風組件130和管腳401導通,管腳401朝向封裝襯底500彎曲,或者背向封裝襯底500彎曲,形成小外形集成電路封裝(SOIC封裝)。焊墊402位于封裝層103內。

在本實施例中,聲音通過所述聲音入孔508進入麥克風組件130,經由第二開口160進入第一電極115和第二電極120,引起第一電極115在所形成的聲腔內的振動,并將聲音信號轉化為電信號,經由引線102引出麥克風組件130。

本實施例所形成的MEMS麥克風封裝結構中,封裝層與麥克風組件貼合,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

此外,本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量;

進一步,在本實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果。

進一步,在其他實施例中,所述封裝層103還可以只覆蓋麥克風組件130的第三表面30。

相應地,本發明還提供第四實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,包括:

提供麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件130包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。

提供封裝襯底500,所述封裝襯底500是引線框架,用于承載所述麥克風組件,包括焊墊402和管腳401。并彎曲所述管腳401。

在本發明的實施例中,可以先在所述引線框架500形成聲音入孔508,并在后續結合所述麥克風組件130和引線框架500的步驟中,對準所述聲音入孔508和所述麥克風組件130的第二開口160;也可以是先結合所述引線框架500與所述麥克風組件130,,再在所述引線框架500與所述麥克風組件130的第二開口160對應的部位形成聲音入孔508,所述聲音入孔508的形成工藝可以采用本領域技術人員所知道的工藝形成,需要確保的是所形成的聲音入孔508與所述麥克風組件130的第二開口160貫通。

結合所述麥克風組件130與所述引線框架500,所述引線框架500與麥克風組件130的第二表面20相對。

在本實施例中,采用芯片粘合膠粘合所述麥克風組件130與所述引線框架500,以結合所述麥克風組件130與所述引線框架500。

提供引線102,所述引線102的一端與所述麥克風組件130的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底500的焊墊402電連接,焊墊402與管腳401電連接。管腳401朝向封裝襯底500彎曲,或者背向封裝襯底500彎曲,形成小外形集成電路封裝(SOIC封裝)。

形成覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30和第一表面10的封裝層103。

所述封裝層103還包括與第一開口150相通的第三開口140。

在本實施例的其他方案中,所述封裝層103還可以只覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30。

采用灌模封裝的方法形成所述封裝層103,所述封裝層103的材料是塑料。具體灌模封裝的方法可以參見形成第一實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法。

提供封裝蓋107,所述封裝蓋107與引線框架500相對設置。

本實施例中,所述封裝蓋107與封裝層103通過粘合膠206粘合。所述封裝蓋107的材料是塑料。

此時,封裝蓋107與第三開口140,第一開口150圍成聲腔。形成于封裝層103的第三開口140可以增加所形成的聲腔的空間,從而提高MEMS麥克風靈敏度。

第五實施例

圖9是本發明的第五實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的示意圖,第五實施例相對于第四實施例的主要區別在于,第五實施例中第一開口為聲音入孔,聲音入孔與封裝襯底相對,第四實施例中,聲音入孔形成于封裝襯底。本實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構包括:

麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30;

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。

封裝襯底400,所述封裝襯底400承載所述麥克風組件130,并且所述封裝襯底400與麥克風組件130的第二表面20相對;

本實施例中,所述封裝襯底400是引線框架,所述引線框架還包括焊墊402和管腳401。所述管腳401可以如圖9所示背向引線框架彎曲,或者朝向引線框架彎曲。

封裝層103,所述封裝層103覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30;

本方案中,所述第一開口150構成聲音入孔。所述聲音入孔與封裝襯底400相對設置,將聲音信號傳入麥克風組件130。

本實施例的其他方案中,所述封裝層也可以如圖7或圖8所示覆蓋第一表面10,并形成第三開口140。所述封裝層103的材料是塑料。所述第三開口140構成聲音入孔。

中介層180,所述中介層180位于封裝襯底400與麥克風組件130之間,且具有貫穿中介層180的第四開口190,所述第四開口190與第二開口160相通;

第四開口190、第二開口160以及封裝襯底400圍成聲腔。

在本發明的其他實施例中,所述封裝層103還可以是堆疊結構,還包括與麥克風組件130的第三表面30貼合的緩沖層。所述緩沖層的材料是軟膠。所述封裝層103的材料包括塑料和軟膠(緩沖層)。如果直接在麥克風組件130的第三表面30形成單層的封裝層103,因為所述單層封裝層103的材料一般選擇的是彈性系數比較大的材料,所以麥克風組件130與封裝層103之間的應力比較大,在受熱或者受力的情況下,容易引起封裝層103或麥克風組件130的損壞,所述的緩沖層可以減小麥克風組件130與封裝層103之間的應力,對麥克風組件130以及封裝層103形成保護。

在本發明的可選實施例中,所述MEMS麥克風封裝結構還包括引線102,在本實施例中,所述引線102位于封裝層103內,所述引線102一端與位于所述麥克風組件的壓焊板片40電連接,另一端與封裝襯底400的焊墊402電連接,用于將由所述聲音信號轉化而成的電信號引出麥克風組件130。在本發明的其他實施例中,還可以不包括引線102,而由本領域技術人員所知道的其他方法將電信號引出麥克風組件130。

在本實施例中,麥克風組件130與封裝襯底400通過中介層180(interposer)粘合。中介層180一個表面通過芯片粘合膠106與封裝襯底400粘合,另一個表面通過芯片粘合膠106與麥克風組件130粘合。所述中介層180的作用是增加聲腔的體積,從而提高聲音效果。所述封裝襯底400與第四開口190、第二開口160圍成聲腔,在本發明的其他實施例中,還可以不包括中介層180,所述麥克風組件180與所示封裝襯底400直接通過粘合膠粘合,封裝襯底400與第二開口160圍成聲腔。

在本發明的可選實施例中,所述第四開口190沿垂直于封裝襯底400的方向的截面具有遠離封裝襯底400的第三邊與靠近封裝襯底400的第四邊,并且第三邊的長度小于第四邊的長度,比如形成梯形截面。中介層180的厚度越大,第四開口190越深,聲腔的體積也越大,MEMS麥克風封裝結構的聲音效果也越好,但是MEMS麥克風封裝結構的體積相應地比較大。所以在本發明的實施例中,對中介層180的厚度進行了優化,在本發明的可選實施例中,中介層180的厚度的范圍是100微米-500微米。

在本實施例中,封裝襯底400是引線框架,且管腳401位于封裝層103外部。壓焊引線102與引線框架的焊墊402電連接,焊墊402與管腳401電連接,從而實現麥克風組件130和管腳401導通,管腳401可以朝向聲音入孔208彎曲,或者背離聲音入孔208彎曲,形成小外形集成電路封裝(SOIC封裝)。焊墊402位于封裝層103內。

在本實施例中,第一開口150構成聲音入孔,聲音通過所述聲音入孔進入麥克風組件130,經由第一開口150進入第一電極115和第二電極120,引起第一電極115在所形成的聲腔內的振動,并將聲音信號轉化為電信號,經由引線102引出麥克風組件130。

在其他實施例中,所述封裝層103還可以包括覆蓋麥克風組件130的第一表面10,且形成與第一開口150相通的第三開口。

在本發明的其他實施例中,所述封裝層103是堆疊結構,還包括與第三表面30貼合的緩沖層,所述緩沖層的材料為軟膠。

本實施例所形成的MEMS麥克風封裝結構中,封裝層覆蓋麥克風組件,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

此外,本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量;

進一步,在本實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果。

相應地,本發明的實施例還提供第五實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,所述方法與第四實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法的區別在于聲音入孔的形成方法。

第五實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法,包括:

提供麥克風組件130,所述麥克風組件130包括第一表面10,與所述第一表面10相對的第二表面20,以及連接所述第一表面10和第二表面20的第三表面30。

在本發明的可選實施例中,所述麥克風組件130包括微機電系統麥克風105和信號處理電路104。微機電系統麥克風105和信號處理電路104以金屬或金屬合金粘合形成所述的麥克風組件130。

在本實施例中,所述麥克風組件130包括第一電極115和第二電極120,還包括暴露所述第一電極115的第一開口150和暴露第二電極120的第二開口160。

提供封裝襯底400,所述封裝襯底400是引線框架,用于承載所述麥克風組件130,包括焊墊402和管腳401。所述管腳401可以如圖9所示朝向所述封裝襯底400彎曲,也可以背向所述封裝襯底400彎曲。

結合所述麥克風組件130與所述引線框架400,所述引線框架400與麥克風組件130的第二表面20相對。

提供引線102,所述引線102的一端與所述麥克風組件的壓焊板片40電連接,另一端與引線框架的焊墊402電連接,焊墊402與管腳401電連接,從而實現麥克風組件130和管腳401導通,管腳401朝向封裝襯底500彎曲,或者背向封裝襯底500彎曲,形成小外形集成電路封裝(SOIC封裝)。

形成覆蓋所述麥克風組件130的第三表面30的封裝層103。所述第一開口150構成聲音入孔。

在本實施例的其他方案中,所述封裝層103還覆蓋所述第一表面10,所述封裝層103還包括與第一開口150相通的第三開口。所述第三開口構成聲音入孔。

采用灌模封裝的方法形成所述封裝層103,所述封裝層103的材料是塑料。具體灌模封裝的方法可以參見形成第一實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法。

本實施例中,封裝層103用灌模封裝的方法形成,所以封裝時可以同時對形成與同一晶圓上的多個待封裝麥克風組件130進行封裝,然后再進行分隔,形成獨立的麥克風封裝結構。相對于現有的封裝殼要逐個放置的采用金屬材料進行封裝的方法而言,不但整個封裝結構體積小,而且可以同批次封裝多個麥克風組件,封裝的工藝簡單,成本低,尤其是封裝的效率高。

綜上:本發明的實施例所形成的MEMS麥克風封裝結構中,封裝層覆蓋麥克風組件,所以有利于縮小MEMS麥克風封裝結構的體積,并且有利于提高對麥克風組件的保護效果;

此外本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的封裝層采用塑料,可以減輕MEMS麥克風封裝結構的重量,在本發明的可選實施例中,所述封裝層還包括緩沖層,從而可以進一步提高對麥克風組件的保護效果;

本發明的實施例所提供的MEMS麥克風封裝結構的形成方法中,可以同時對多個麥克風組件進行封裝,封裝工藝簡單、效率高。

本發明的實施例雖然已以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本發明的實施例,任何本領域技術人員在不脫離本發明的實施例的精神和范圍內,都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明的實施例的技術方案做出可能的變動和修改,因此,凡是未脫離本發明的實施例的技術方案的內容,依據本發明的實施例的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾,均屬于本發明的實施例的技術方案的保護范圍。

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