微机电麦克风封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种微机电麦克风封装结构，包括有一底座，具有一表面，该底座具有一穿孔；一微机电麦克风芯片，该微机电麦克风芯片有一第一表面及一第二表面，该第一表面电性连接至该底座的表面，且该微机电麦克风芯片由该第二表面朝该第一表面方向设置有一深孔；一控制芯片，该控制芯片有一第一表面及一第二表面，其中该控制芯片的第一表面固定于该微机电麦克风芯片的该第二表面，而该控制芯片的第二表面通过复数条导线电性连接至该底座；以及一封装材料，其覆盖该底座、该微机电麦克风芯片、该控制芯片及导线。本发明具备体积小但不减损性能的优点，有效减缩封装体积且降低制造成本。
【专利说明】微机电麦克风封装结构
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种微机电(microelectromechanical system,以下简称MEMS)麦克风封装结构，特别是有关于一种将控制芯片与微机电麦克风芯片堆栈设置，另可在控制芯片晶背蚀刻出凹槽以与微机电麦克风芯片晶背蚀刻出的深孔形成加大的背腔，并利用封胶或底胶保护微机电麦克风封装结构内的焊垫免于暴露大气环境中可能造成锈蚀的微机电麦克风封装结构。
【背景技术】
[0002]由于移动电话的需求日益增加，且移动电话在声音质量上的要求也日益提高，再加上助听器技术也已逐渐成熟，这些因素使得高质量微型麦克风的需求急速增加。由于采用微机电技术所制成的电容式麦克风具有重量轻、体积小及讯号质量佳等优点，所以微机电麦克风逐渐成为微型麦克风的主流。
[0003]图5所示为现有的微机电麦克风封装结构的结构示意图，图中所示的微机电麦克风封装结构包括有一底座90、一微机电麦克风芯片91、一控制芯片92及一封装盖93，其中微机电麦克风芯片91包覆于封装盖93与底座90结合形成的封装体内部并受相邻的控制芯片92所控制，此传统工艺将微机电麦克风芯片91与控制芯片92分开贴在底座90上，再使用封装盖93罩住加以保护，但是此实施方式有三项缺失:其一，微机电麦克风芯片91典型地与控制芯片92为相邻设置，因而必须具有足够大面积的底座90用来容纳，故使得微机电麦克风封装结构整体尺寸难以缩小；其二，因微机电麦克风芯片91及控制芯片92连接至底座90的导线及焊垫等裸置于微机电麦克风封装结构的一容室94内，故而外界的湿气及灰尘易透过底座90上的音孔95进入容室94内，进而使得所述芯片91、92的导线96及焊垫97产生氧化或破坏，而使可靠度下降，因而如焊垫97就必须使用黄金等贵金属以免锈蚀，成本高昂且难保打线不脱落；其三，是封装盖93与底座90的机械性质差异颇大，为避免受热变形导致不良，故而底座90厚度难以减少，使得整体封装厚度难以降低，整体的成本和可靠度都有改善空间。
【发明内容】
[0004]有鉴于现有封装结构所产生封装体积较大以及需采用成本高昂的贵金属作为金属接点的问题，本发明提出一适用集成电路塑料封装制程技术的微机电麦克风封装结构，用来减缩封装面积与厚度，成本低且耐冲击性佳，更具缩小体积的潜力。
[0005]本发明微机电麦克风封装结构采用的技术方案为:
微机电麦克风封装结构，包括有一底座，具有一表面，该底座具有一穿孔；
一微机电麦克风芯片，该微机电麦克风芯片有一第一表面及一第二表面，该第一表面电性连接至该底座的表面，且该微机电麦克风芯片由该第二表面朝该第一表面方向设置有一深孔；
一控制芯片，该控制芯片有一第一表面及一第二表面，其中该控制芯片的第一表面固定于该微机电麦克风芯片的该第二表面，而该控制芯片的第二表面通过复数条导线电性连接至该底座；以及
一封装材料，其覆盖该底座、该微机电麦克风芯片、该控制芯片及导线。
[0006]本发明将控制芯片与微机电麦克风芯片堆栈设置，并利用适用集成电路塑料封装工艺来封胶保护控制芯片及微机电麦克风芯片，也可使得焊垫受到封胶或底胶保护，免于遭受暴露大气环境中可能造成的氧化锈蚀的风险，即不须使用昂贵的金属焊垫，再者，本结构也可利用蚀刻控制芯片背面形成凹槽再耦接至微机电麦克风芯片，并与微机电麦克风芯片的深孔共同形成加大的背腔。
[0007]整体而言，本发明具备体积小但不减损性能的优点，有效减缩封装体积且降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明所述微机电麦克风封装结构第一实施例的结构不意图；
图2为本发明所述微机电麦克风封装结构第二实施例的结构示意图；
图3为本发明所述微机电麦克风封装结构第三实施例的结构示意图；
图4为本发明所述微机电麦克风封装结构第四实施例的结构示意图；以及 图5为本现有微机电麦克风封装结构的示意图。
[0009]【主要组件符号说明】
10:微机电麦克风封装结构
18:微机电麦克风芯片
181:第一表面
182:第二表面
183:振膜
19:深孔
20:底座
201:底座表面
21:穿孔
22:导线
23:焊垫
30:控制芯片
301:第一表面
302:第二表面
31:凹槽 40:背腔
50:金属凸块 60:黏晶黏着层 70:封装材料
80:金属盖
81:内部空间 90:底座
91:微机电麦克风芯片
92:控制芯片
93:封装盖
94:容室
95:音孔
96:导线
97:焊垫
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0011]第一实施例
图1所示为本发明所述的微机电麦克风封装结构的剖视图。在此图当中，微机电麦克风封装结构10包括一底座20、一微机电麦克风芯片18、一控制芯片30及一封装材料70。
[0012]底座20具有一穿孔21，且底座20的一表面201上设置有复数个焊垫23与微机电麦克风芯片18电性连接。
[0013]微机电麦克风芯片18也具有一深孔19以连通于底座20的穿孔21，且微机电麦克风芯片18的第一表面181电性连接至底座20的表面201,且第一表面181具有一振膜183用来接收透过穿孔21传送进来的声波，另外，在本实施例当中，第一表面181更是透过复数个金属凸块50以与底座20的焊垫23电性连接。
[0014]控制芯片30具有一第一表面301及一第二表面302,其中第一表面301电性连接于微机电麦克风芯片18的第二表面182,且此处利用控制芯片30堆栈于微机电麦克风芯片18上等同于可以保护微机电麦克风芯片18，达到有效减缩封装体积的功效；再者，在本实施例中，控制芯片30更可透过一黏晶黏着层60固定至微机电麦克风芯片18上；另外，控制芯片30的第二表面302则是透过复数条导线22电性连接至底座20。
[0015]封装材料70利用在此成形于底座20上，且覆盖微机电麦克风芯片18、控制芯片30及复数条导线22，避免低频泄漏问题，且利用封胶或底胶保护微机电麦克风芯片18的金属凸块50免于暴露大气环境中可能造成的氧化锈蚀，不须使用昂贵的黄金焊垫，可降低制造成本，其中封装材料70在此透过集成电路塑料封装工艺形成于底座20上。
[0016]第二实施例
图2所示为本发明第二实施例结构示意图，主体结构概同于前述第一实施例，但本实施例相异于前述第一实施例的地方在于控制芯片30可借由晶背蚀刻出一凹槽31,而能与微机电麦克风芯片18借由晶背蚀刻出的深孔19相通，并同时成为振膜183的加大背腔40，即能使得微机电麦克风获得较佳感度，提升整体声学效果。
[0017]第三实施例
图3所示为本发明第三实施例结构示意图，主体结构概同于前述第二实施例，但本实施例相异于前述第二实施例的地方在于此处微机电麦克风封装结构10另设置有一金属盖80，其结合于底座20，其中金属盖80与底座20之间形成的内部空间81设置导线22、控制芯片30、微机电麦克风芯片18及封装材料70。此处为了保护微机电麦克风芯片18不受射频(RF)干扰或电磁干扰(EMI)故而加设金属盖80,而金属盖80可米用传导性材料构成，例如使用金属材质或是传导性材质涂覆于塑料材料来加以制作，如此即可进行射频电磁场辐射抗扰，在制作工艺阶段，可先以点胶方式形成封装材料70，用来保护微机电麦克风芯片18、控制芯片30和复数条导线22，再加上金属盖80连接至底座20完成封装，除了作为强化抗射频干扰或电磁干扰的功效，提高稳定性，此实施例的制作工艺更为简便，也更节省制造成本，且不减损其性能。
[0018]第四实施例
图4所示为本发明第四实施例结构示意图，主体结构概同于前述第三实施例，但本实施例相异于前述第三实施例的地方在于本实施例的制作工艺为先做出方正的封装材料70之后，再在其表面镀上金属层以形成金属盖80用来隔绝射频(RF)干扰或电磁干扰(EMI)，做为强化抗射频干扰或电磁干扰的功效，提高微机电麦克风封装结构10的稳定性，封装材料70可以塑料成型技术制成，其中金属盖80与底座20之间除了复数条导线22、控制芯片30及微机电麦克风芯片18之外，其余内部空间皆由封装材料70所填满。
[0019]上述说明的不同具体实施例，还可以其他方式改良先前技术或装置，诸如借由将控制芯片与微机电麦克风芯片采堆栈方式以减少在底座上的占用面积，进而能减小封装体尺寸；再者，利用控制芯片的凹槽藕接微机电麦克风芯片的深孔即可加大背腔容积，而使得整体感度提升，增进声学效应；另外，利用封胶或底胶形成封装材料来保护例如金属凸块等金属材质对象免于暴露大气环境中可能造成的氧化锈蚀，不需要使用例如黄金的贵金属来作为金属凸块，可降低制造成本。
[0020]尽管上述说明揭示本发明的不同具体代表性实施例，任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的保护范围中。
【权利要求】
1.一种微机电麦克风封装结构，其特征是，包括: 一底座，具有一表面，该底座具有一穿孔； 一微机电麦克风芯片，该微机电麦克风芯片有一第一表面及一第二表面，该第一表面电性连接至该底座的表面，且该微机电麦克风芯片由该第二表面朝该第一表面方向设置有一深孔； 一控制芯片，该控制芯片有一第一表面及一第二表面，其中该控制芯片的第一表面固定于该微机电麦克风芯片的该第二表面，而该控制芯片的第二表面通过复数条导线电性连接至该底座；以及 一封装材料，其覆盖该底座、该微机电麦克风芯片、该控制芯片及导线。
2.如权利要求1所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:在所述控制芯片的第一表面朝内形成有一凹槽，且该凹槽与该微机电麦克风芯片的深孔形成一背腔。
3.如权利要求1所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:还包括有一金属盖，结合于该基座，且封装该封装材料、导线、该控制芯片及该微机电麦克风芯片。
4.如权利要求3所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:所述的金属盖为由金属材质制成或是借由将传导性层涂覆于塑料材料来加以制作。
5.如权利要求3所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:所述金属盖与该基座之间除了所述导线、控制芯片及微机电麦克风芯片之外的空间，皆由该封装材料填满。
6.如权利要求1所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:所述封装材料以塑料成型技术制成。
7.如权利要求3所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:所述封装材料由芯片涂覆技术制成，或者借由集成电路塑料封装工艺制成。
8.如权利要求1所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:还包括有一黏晶黏着层，设置于该控制芯片与该微机电麦克风芯片之间，以固定该控制芯片与该微机电麦克风芯片。
9.如权利要求1所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:所述基座上设置有复数个焊垫以供与该微机电麦克风芯片及所述导线电性连接。
10.如权利要求9所述的微机电麦克风封装结构，其特征是:还包括有复数个金属凸块设置在该微机电麦克风 芯片与该基座之间，且该微机电麦克风芯片透过该些金属凸块与该基座上对应的这些焊垫电性连接。
【文档编号】H04R19/04GK103905962SQ201210582610
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】陈振颐 申请人:美律电子(深圳)有限公司