MEMS芯片、麦克风及制作方法与封装方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种mems芯片、麦克风及制作方法与封装方法。

背景技术：

mems麦克风包含有一个基于电容检测的mems芯片和asic(applicationspecificintegratedcircuit，应用专用集成电路)芯片，这两颗芯片被封装在一个由pcb(printedcircuitboard，印制板电路)与外壳组合的smd(surfacemounteddevices，表面贴装器件)中。通常，mems芯片由背极板和振膜构成。mems芯片接收到外界的声音信号时，振膜会发生振动，mems芯片会产生变化的电容，进而mems麦克风中的asic芯片可以对该变化的电容信号进行处理并输出声电转换之后的电信号。

目前，为得到较好的声学性能，mems麦克风的基板上开设的声孔往往比较大，且声孔正对着振膜。由于振膜较薄，在mems麦克风的生产流程中或实际使用过程中，若mems麦克风的声孔附近有较大气流冲击，则将导致振膜破损，mems麦克风失效。

技术实现要素：

本发明提供一种mems芯片、麦克风及制作方法与封装方法，用以解决现有技术中，高压气流对mems部件造成冲击以及外部微尘对mems损坏的缺陷。

本发明提供一种mems芯片，包括：振膜、设于所述振膜两侧的背极板和振膜防护层；夹设于所述背极板和所述振膜之间的第一支撑件；以及，夹设于所述振膜和所述振膜防护层之间的第二支撑件。

进一步可选地，所述振膜防护层为沉积在所述第二支撑件上远离所述振膜一侧的网状结构或微孔结构。

进一步可选地，所述振膜防护层为贴装于所述第二支撑件上远离所述振膜一侧的网状结构、微孔结构或无纺布结构。

本发明提供一种mems麦克风，包括：设有进声通道的基板；设于所述基板上方的mems芯片；所述mems芯片包括：振膜、设于所述振膜两侧的背极板和振膜防护层；夹设于所述背极板和所述振膜之间的第一支撑件；以及，夹设于所述振膜和所述振膜防护层之间的第二支撑件；其中，所述振膜防护层对应所述进声通道。

进一步可选地，所述振膜防护层的有效防护区域覆盖所述进声通道。

本发明提供一种麦克风芯片制作方法，包括：制作振膜以及所述振膜两侧的第一支撑件和第二支撑件；在所述第一支撑件上制作背极板；在所述第二支撑件上制作振膜防护层，以得到mems芯片。

进一步可选地，在所述第二支撑件上制作振膜防护层，包括：在所述第二支撑件上进行沉积，得到沉积层；在所述沉积层上蚀刻一定数量的通孔，得到网状结构或微孔结构的振膜防护层。

进一步可选地，在所述第二支撑件上制作振膜防护层，包括：在所述第二支撑件上，贴装网状结构、微孔结构或无纺布结构的振膜防护层。

本发明提供一种mems麦克风封装方法，包括：制作振膜以及所述振膜两侧的第一支撑件和第二支撑件；在所述第一支撑件上制作背极板；在所述第二支撑件上制作振膜防护层，以得到mems芯片；将所述mems芯片安装于开设进声通道的基板上，所述振膜防护层对应所述进声通道。

进一步可选地，所述振膜防护层的有效防护区域覆盖所述进声通道。

本发明提供的mems芯片、麦克风及制作方法与封装方法，通过在mems芯片上振膜远离背极板的一侧设置振膜防护层，解决了现有技术中，高压气流对mems芯片造成冲击以及外部微尘对mems损坏的缺陷，有效地预防了mems麦克风电气性能的下降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本发明实施例提供的一mems芯片的结构示意图；

图1b是本发明实施例提供的另一mems芯片的结构示意图；

图2a是本发明实施例提供的一mems麦克风的结构示意图；

图2b是本发明实施例提供的另一mems麦克风的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一mems芯片制作方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一mems麦风封装方法的流程示意图。

具体实施方式

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。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。

图1a是本发明实施例提供的一mems芯片的结构示意图。如图1a所示，该mems芯片包括：振膜10、设于振膜10两侧的背极板11和振膜防护层12；夹设于背极板11和振膜10之间的第一支撑件101；以及，夹设于振膜10和振膜防护层12之间的第二支撑件102。

可选地，第一支撑件101和第二支撑件102可以是一体设置，可以理解为第一支撑件101和第二支撑件102分别是一个整体支撑件的两个部分。

其中，振膜防护层12，可以是网状结构、微孔结构或无纺布结构。这样的结构能够保证声音信号能够正常进入mems芯片，并在mems芯片遭到高压气流袭击时，起到缓冲作用，保护振膜10不致受损。除此之外，网状结构、微孔结构或无纺布结构的振膜防护层12还可防止水分或空气中的微粒进入mems芯片，进而避免了水分或空气微粒造成的mems芯片失效。

其中可选地，无纺布结构的振膜防护层12可以贴装于第二支撑件102上远离振膜10一侧。网状结构、微孔结构的振膜防护层12可以沉积在第二支撑件102上远离振膜10一侧，也可以如无纺布结构的振膜防护层12一样，贴装于第二支撑件102上远离振膜10一侧。值得说明的是，除了图1a中示出的振膜防护层12的设置位置之外，振膜防护层12还可以设置于振膜10一侧的其它位置，如图1b所示。

本实施例提供的mems芯片，通过在振膜远离背极板的一侧设置振膜防护层，解决了现有技术中，高压气流对振膜造成冲击以及外部微尘对mems损坏的缺陷，有效地预防了mems芯片电气性能的下降。

图2a是本发明实施例提供的一mems麦克风的结构示意图。如图2a所示，该mems麦克风包括：设有进声通道20的基板21；设于基板21上方的mems芯片22；该mems芯片包括：振膜10、设于振膜10两侧的背极板11和振膜防护层12；夹设于背极板11和振膜10之间的第一支撑件101；以及，夹设于振膜10和振膜防护层12之间的第二支撑件102。其中，振膜防护层12对应进声通道20。

可选的，当振膜防护层12为网状或微孔结构时，振膜防护层12上的有效防护区域，即网状区域或微孔区域，可以覆盖整个振膜防护层12，也可以仅仅覆盖进声通道20，视具体的结构和加工工艺而定，此处不做限制。

如图2a所示，除基板21以及mems芯片22之外，该mems麦克风还包括与mems芯片22电连接的，用于对mems芯片输出的电容变化信号进行处理的asic芯片23。mems芯片22以及asic芯片23被封装在一个由基板21与封装外壳24组成的smd腔体中。

图2a中的mems芯片22对应图1a所示的结构。当然，针对图1b中的mems芯片结构，还可有图2b所示的麦克风。在图2b中，振膜防护层12还可以设置于mems芯片底部较为靠上的位置。

本实施例提供的mems麦克风，通过在mems芯片内的振膜远离背极板的一侧设置振膜防护层，克服了mems麦克风在进声通道附近有较大气流冲击时，对mems芯片造成冲击以及外部微尘对mems损坏的缺陷，有效地预防了mems麦克风电气性能的下降。

图3是本发明实施例提供的一mems芯片制作方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：

步骤301、制作振膜以及所述振膜两侧的第一支撑件和第二支撑件；

步骤302、在所述第一支撑件上制作背极板；

步骤303、在所述第二支撑件上制作振膜防护层，以得到mems芯片。

针对步骤301以及步骤202，制作振膜、第一支撑件、第二支撑件以及背极板，是由硅片原材料进行沉积得到的。上述沉积的过程均为成熟的现有技术，此处不赘述。

针对步骤303，在第二支撑件上制作振膜防护层，在一种可行的实施方式中，振膜防护层可通过沉积、蚀刻的方法制作。首先，在第二支撑件上进行沉积，得到沉积层；在沉积层上蚀刻一定数量的通孔，得到网状结构或微孔结构的振膜防护层。针对网状结构或微孔结构的振膜防护层，可以是在整个振膜防护层上进行通孔的蚀刻，也可以是在振膜防护层的中心区域能够覆盖后续安装时对应的基板上进声通道的区域进行通孔的蚀刻，本实施例不做限制。

在另一种可选的实施方式中，在第二支撑件上制作振膜防护层，还可以直接在第二支撑件上，贴装网状结构、微孔结构或无纺布结构的振膜防护层。贴装工艺可以是焊接也可以胶贴，具体视振膜防护层的材质而定。

本实施例提供的mems芯片制作方法，通过在振膜远离背极板的一侧设置振膜防护层，解决了现有技术中，高压气流对振膜造成冲击损坏的缺陷，有效地预防了mems芯片电气性能的下降。

图4是本发明实施例提供的一mems麦风封装方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：

步骤401、制作振膜以及所述振膜两侧的第一支撑件和第二支撑件；

步骤402、在所述第一支撑件上制作背极板；

步骤403、在所述第二支撑件上制作振膜防护层，以得到mems芯片；

步骤404、将所述mems芯片安装于开设进声通道的基板上，所述振膜防护层对应所述进声通道。

步骤401-步骤403的具体实施方式可参考图3对应实施例的记载，不再赘述。

针对步骤404，将所述mems芯片安装于开设进声通道的基板上，可以在基板上对应位置点胶后，直接将mems芯片贴合在点胶处。贴合时，需保证振膜防护层与进声通道位置对应。

通常在步骤404中，还需进一步安装asic芯片，并使得asic芯片和mems芯片电连接。最后，组装封装外壳与基板，形成腔体。

本实施例提供的mems麦克风封装方法中，由于mems芯片内部已包含一振膜防护层，故而，在封装mems芯片时，无需再单独安装振膜防护层，只需一次点胶过程即可将mems芯片安装于基板上，简化了封装流程。除此之外，本实施例提供的mems麦克风封装方法，通过在mems芯片内的振膜远离背极板的一侧设置振膜防护层，克服了mems麦克风在进声通道附近有较大气流冲击时，对mems芯片造成冲击损坏的缺陷，有效地预防了mems麦克风电气性能的下降。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。