Mems麦克风的盖的制作方法
【专利说明】MEMS麦克风的盖
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利根据35 U.S.C § 119(e)要求2013年3月21曰提交的发明名称为“Coverfor a MEMS Microphone”的美国临时申请第61804087号和2013年3月21日提交的发明名称为“Cover for a MEMS Microphone”的美国申请第61804004号的优先权，其全文通过引用的方式整体并入本文。
技术领域
[0003]本申请涉及微机电部件，并且，更具体地涉及这些装置的盖。
【背景技术】
[0004]微机电系统(MEMS)装置包括麦克风和扬声器作为两个示例。在MEMS麦克风的情况下，声音能量经由声音端口进入并振动隔膜(diaphragm)，该动作生成了在隔膜和靠近隔膜设置的背板之间的电势(电压)的相应变化。该电压表示已经接收到的声音能量。典型地，然后将电压传输至电路(例如，诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路)。可在电路上对信号进行进一步处理。例如，可在集成电路中对电压信号进行放大功能或滤波功能。
[0005]麦克风的内部装置(例如，集成电路、MEMS器件)设置在组件内。例如，这些装置可被附接至基底并且由盖覆盖。换句话说，通过盖形成腔，并且所述内部装置(例如，集成电路、MEMS器件)设置在腔内的基底上。
[0006]在多个示例中，用焊料将盖耦接至声学装置的基底。实际上，可通过在装置的内部(腔中且暴露于MEMS器件和集成电路)和外部(暴露于外部环境)两部分上的焊料将盖附接至基底。
[0007]为了能将焊料附接至盖(并由此连接至基底)，以前的系统的整个盖典型地被镀金(或一些其它合适的金属)，并且然后建立盖和基底之间的附接。但是，在附接建立后的多种情形下，装置(包括焊料)被重新加热。在这些情况下，焊料将融化且继续与镀层相互作用，“蔓延”到盖上或流到盖上。当这在腔内发生时，一些焊料能从盖流出并且导致腔内MEMS器件或集成电路的故障。在盖的外部，“蔓延”的焊料能继续流上盖，到盖的表面上，并且这会妨碍麦克风以后的填实(gasketing)。
【附图说明】
[0008]为了更完整地理解本公开，应参照以下详细说明和附图，在附图中:
[0009]图1包括根据本发明各种实施方式的MEMS底部端口麦克风的立体图；
[0010]图2包括根据本发明各种实施方式的图1的MEMS麦克风的俯视图；
[0011]图3包括根据本发明各种实施方式的沿图2的线A-A截取的MEMS麦克风的截面图；
[0012]图4包括根据本发明各种实施方式的沿图2的线B-B截取的MEMS麦克风的截面图；
[0013]图5包括根据本发明各种实施方式的MEMS顶部端口麦克风的立体图；
[0014]图6包括根据本发明各种实施方式的图5的MEMS麦克风的俯视图；
[0015]图7包括根据本发明各种实施方式的沿图6的线G-G截取的MEMS麦克风的截面图；
[0016]图8包括根据本发明各种实施方式的沿图6的线F-F截取的MEMS麦克风的截面图；
[0017]图9包括根据本发明各种实施方式的图6的在区域G中截取的MEMS麦克风的的截面图。
[0018]本领域技术人员将理解的是，为了简单和清楚而示出了附图中的元件。将进一步理解的是，某些动作和/或步骤可以被说明或描绘为以特定的顺序发生，然而本领域技术人员将理解，在实际中并不需要这种对于顺序的具体性。还应当理解的是，本文所用的术语和表达具有在关于他们相应各自的查询和研究领域的这种术语和表达一致的通常含义，如果有特定的含义，本文将进行另外说明。
【具体实施方式】
[0019]本方法提供一种微机电系统(MEMS)麦克风的金属盖，该金属盖消除或大幅度减少焊料蔓延并且提供本文描述的其它优点。在一个方面，使用约55%的铜、约18%的镍和约27%的锌的铜镍锌合金。在另一个方面，该合金具有基于统一编号系统(UNS)的C77000的材料命名。在一个示例中，使用的合金可以是由Wieland Metal，Inc生产的C77000合金。
[0020]在其它方面，本文描述的铜镍锌合金构造的盖抗腐蚀且具有好的保质期。此外，由铜镍锌合金构造的盖提供好的可焊性并且易与软焊料接合。另外，本文描述的铜镍锌合金构造的盖不需要镀金(或任何种类的镀层)或任何表面处理。没有电镀，这些盖在装配后回流焊处理期间不会出现焊料在盖表面上蔓延。这消除了由于视觉缺陷导致的客户退货。本文描述的由铜镍锌合金构造的盖的RF性能足够且比得上现有的方法。
[0021]在其它方面，因为本文描述的铜镍锌合金构造的盖也包含铜，这样提供的盖的机械性能与黄铜制品类似。在金属盖冲压处理期间，本文描述的铜镍锌合金构造的盖能利用现有工艺装备来构造。更进一步，由铜镍锌合金构造的盖可以用作对具有类似尺寸的任何麦克风组件的替换。在又一个优点中，如本文所述构造的盖能够与现有的生产焊膏和回流焊技术一起使用。
[0022]现在参照图1至图4，描述了麦克风组件100的一个示例。该组件100包括基底102、微机电系统(MEMS)器件104、集成电路106、电线108、端口 110和盖112。端口 110穿过基底102延伸使其成为底部端口装置。图中示出的所有尺寸以毫米为单位。但是，将理解的是，可以使用部件的其它尺寸和它们的布置。
[0023]基底102是其上设置有盖和其它部件的基板。在一个实施方式中，基底102由FR-4材料构造。也可使用其它材料的示例。MEMS器件104和集成电路106例如通过环氧附接(epoxy attachment)附接至基底 102。
[0024]MEMS器件104接收声能并将声能转换为电能。在该方面，MEMS器件104可以包括隔膜114和背板116。声能进入端口 110引起隔膜114移动，并且这改变隔膜114和背板116之间的电势。产生的电流或电压表示已经被MEMS器件104接收的声能。
[0025]集成电路106是执行任何类型的处理功能的任意类型的集成电路。在一个示例中，集成电路106是缓冲器或放大器。集成电路的其它示例是可以的。电线108是将电子部件耦接在一起的连接。通过基底102提供内部导电连接(未示出)以使集成电路106能与基底上的焊盘(未示出)通信，且因此与外部电气装置通信。
[0026]焊料将盖和基底保持在一起。在一个方面，焊料在盖的内侧上和外侧上。导电聚变材料(例如，导电环氧树脂)的其它示例也是可以的。
[0027]在一个方面，整个盖112由约55%的铜、约18%的镍和约27%的锌的铜镍锌合金构造。在其它情况下，只有盖的边缘122由该合金构造(并且其余部分由黄铜构造以作为一个示例)。在另一个示例中，盖112的大约一半(最接近基底102的一半)由该合金构造。在这些方面，将理解，实际由该材料构造的盖112的量或部分可以变化。在一些方面，铜的量可以变化+/-1.5% (从53.5-56.5% );镍的量可以变化+/_1 % (从17-19% )。锌的量可以基于其它两种材料的变化量而变化。如很容易理解的，盖112不使用或不需要镀层或涂层。
[0028]盖112可以由一块合金冲压而成。一旦形成，盖112可以设置在基板上并且使用常规焊接方法焊接在适当的位置。
[0029]现在参照图5至图9，描述了麦克风组件500的一个示例。该组件500包括基底502、微机电系统(MEMS)装置504、集成电路506、电线508、端口 510和盖512。端口 510穿过盖512延伸，使其形成上部端口装置。图中示出的所有尺寸以毫米为单位。但是，将理解的是，可以使用针对部件的其它尺寸和它们的布置。
[0030]基底502是其上设置有盖和其它部件的基板。在一个示例中，基底502由FR-4材料构造。也可以使用材料的其它示例。MEMS器件504和集成电路506例如通过环氧附接(epoxy attachment)附接至基底 502。
[0031]MEMS器件504接收声能并将声能转换为电能。在该方面，MEMS器件504可包括隔膜514和背板516。声能进入端口 510引起隔膜514的移动，并且这改变隔膜514和背板516之间的电势。产生的电流或电压表示由MEMS器件504接收的声能。
[0032]集成电路506是执行任何类型的处理功能的任意类型的集成电路。在一个示例中，集成电路506是缓冲器或放大器。集成电路的其它示例也是可以的。电线508是将电子部件耦接在一起的连接。通过基底102提供内部导电连接(未示出)以使集成电路506能与基底上的焊盘(未示出)通信，且因此与外部电气装置通信。
[0033]焊料将盖和基底保持在一起。在一个方面，焊料在盖的内侧上和外侧上。导电聚变材料(例如，导电环氧树脂)的其它示例也是可以的。
[0034]在一个方面，整个盖512由约55%的铜、约18%的镍和约27%的锌的铜镍锌合金构造。在其它情况下，只有盖的边缘522由该合金构造(并且其余部分由黄铜构造以作为一个示例)。在另一个示例中，盖512的大约一半(最接近基底502的一半)由该合金构造。在这些方面，将理解，实际由该材料构造的盖512的量或部分可以变化。在一些方面，铜的量可以变化+/-1.5% (从53.5-56.5% );镍的量可以变化+/_1 % (从17-19% )。锌的数量可以基于其它两种材料的变化量而变化。如很容易理解的，盖512不使用或不需要镀层或涂层。
[0035]盖512可以由一块合金冲压而成。一旦形成，盖512可以设置在基板上并且使用常规焊接方法焊接在适当的位置。
[0036]本文描述了本发明的优选实施方式，包括发明人已知的实施本发明的最佳模式。应理解的是，示出的实施方式仅是示例性的，而不应视为对本发明范围的限制。
【主权项】
1.一种麦克风组件，该麦克风组件包括: 基底; 盖，其至少部分地在所述基底上方延伸并且耦接至所述基底，所述盖与所述基底形成腔； 微机电系统MEMS裸片，其耦接至所述基底并且布置在所述腔内； 其中，所述盖的至少一部分由铜-镍-锌合金构造，该铜-镍-锌合金有效防止焊料从所述盖的第一部分移动至所述盖的第二部分。2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述铜-镍-锌合金覆盖整个盖。3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述铜-镍-锌合金覆盖所述盖最靠近所述基底的大约一半。4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述盖的其余部分由黄铜构造。5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述盖包括与所述基底相邻的边缘，并且所述边缘由所述铜-镍-锌合金构造。6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述铜-镍-锌合金具有约55%的铜、约18 %的镍和约27%的锌的组分。7.根据权利要求1所述的组件，其中，端口穿过所述基底延伸。8.根据权利要求1所述的组件，其中，端口穿过所述盖延伸。
【专利摘要】一种麦克风组件，该组件包括基底、盖和微机电系统(MEMS)裸片。所述盖至少部分地在所述基底上方延伸并且耦接至所述基底。所述盖和所述基底形成腔。所述MEMS裸片耦接至所述基底并且布置在所述腔内。所述盖的至少一部分由铜-镍-锌合金构造，所述铜-镍-锌合金有效防止焊料从所述盖的第一部分移动至所述盖的第二部分。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN105247891
【申请号】CN201480017012
【发明人】D·塔拉格, K·弗里尔, T·利姆
【申请人】美商楼氏电子有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年3月21日
【公告号】US20140291783, WO2014153500A1