专利名称：微机电麦克风及其封装方法
技术领域：
本发明涉及一种樣i才几电麦克风及其去于装方法。
背景技术：
微机电(MEMS)麦克风，即是利用集成电赠4支术将机械组件 与电子组件设计于硅晶上，以微机电麦克风发展现状而言，都是利 用电容原理来设计，事实上，孩丈机电麦克风主要有两种形式:一种为 马主才及体式麦克风(electret type microphone )，另 一种是;疑纟宿式麦克 风(condenser type microphone )，这两种形式中又以;疑缩式麦克风 具有更好的音p喿比(signal-to-noise ratio ) 、 4交高灵壽丈度、4支低温度 系数(temperature coefficient)以及较高稳定性等优点。电容式麦克 风基本构造是将电极(electrode )分别固定在柔软的振膜 (diaphragm)以及刚性的背板(back plate )上，振膜与背纟反之间存 在一间隙(air gap ),可随声音估文完全的自由4展动(freely vibration ),
信号。由于凝缩式麦克风具有低成本、高性能以及高产量的特性， 故已取代传统的驻极体电容式麦克风。
然而，孩t才几电麦克风的有效封装结构相对于外界环境^f呆护与感 测结果的灵敏度是相当重要的。请参阅图1，图1为现有凝:机电麦 克风的示意图(美国专利7>告第US6781231号)，现有獨t才几电麦克 风10利用一基板11以及一盖体12形成一封闭腔体13，利用该封 闭腔体13将内部控制芯片14保护于其中，而内部控制芯片14通过打线接合(wire bonding)的方式达成电性连"^妄，利用此种封装结 构会产生的问题为:封装体积大以及由于打线接合容易造成电性连 接^各径过长，因而产生过多噪声。
再请参阅图2，图2为另一现有微机电麦克风的示意图(美国 专利公告第US7221767号)，现有微机电麦克风20利用基才反21及 凸块24结合控制芯片22、 23以构成微机电麦克风20，此种封装结 构虽然有效减少整体封装体积以及电性连接路径，但是需要增设基 才反21及凸^夹24,仍无法达到减少成本的考虑。
发明内容
为了改善上述缺点，本发明提供一种樣i机电麦克风，包括第一 基材、第二基材以及导电接合材料，第一基材包括内表面、位于第 一基材中的音腔、位于内表面上的第 一 电极层以及跨设于内表面两 端的介电保护层，第二基材包括内表面以及设于内表面上的集成电 路，导电接合材料连接第一基材与该第二基材，其中第一基材、第 二基材以及导电4妾合材冲牛形成 一封闭腔体。
应注意的是，第一基材包括导电凸块，导电凸块位于第一基材两侧。
应注意的是，第一基材还包括贯穿孔，贯穿孔位于第一基材的 两侧且包括绝缘层位于贯穿孔的侧壁上，以容设导电凸块。
应注意的是，第二基材包括导电凸块，导电凸块位于第二基材两侧。
应注意的是，第二基材还包括贯穿孔，贯穿孔位于第二基材的 两侧且包4舌绝纟彖层位于贯穿孔的侧壁上，以容i殳导电凸块。应注意的是，第一基板还包括第二电极层，第二电极层位于介 电保护层下并与介电保护层连4妾。
应注意的是，第一基材还包括盖体以及外表面，外表面与内表 面为相反面，而盖体i殳于外表面上。
应注意的是，盖体包括音孔，音孔位置与音腔相对应。
应注意的是，盖体为金属材质。
应注意的是，微机电麦克风还包括导电材料层，设于樣(才几电麦
克风最外层。
应注意的是，第一电极层为多晶硅材料(Poly-silicon )。
应注意的是，微机电麦克风还包括二绝缘层，而第一基材还包 括外表面，绝缘层分别设于第一电极层与内表面之间以及外表面上。
应注意的是，绝缘层可为氧化硅(Si02)或氮化硅(Si3N4)。
应注意的是，导电接合材料为各向异性导电胶(ACF)。
本发明还提供一种微机电麦克风，包括第一基材、第二基材、 第三基材、集成电路以及导电接合材料，第二基材包括内表面，集 成电路位于第二基材的内表面，导电接合材料位于第一基材与第二 基材以及第三基材之间，使第一基材分别连接第二基材以及第三基 材，第二基材与第三基材相邻接，第一基材、第二基材、第三基材 以及导电接合材料形成一封闭腔体，使第 一 电极层封于封闭腔体 内。应注意的是，第一基材包括导电凸块，该导电凸块位于该第 一基材两侧。
应注意的是，该第一基材还包括贯穿孔，该贯穿孔位于该第一 基材的两侧且包括绝缘层位于该贯穿孔的侧壁上，以容设该导电凸块。
应注意的是，该第一基板还包括第二电极层，该第二电才及层位 于该介电保护层下并与该介电^f呆护层连4妻。
应注意的是，该第一基材还包括盖体以及外表面，该外表面与 该内表面为相反面，而该盖体i殳于该外表面上。
应注意的是，该盖体包括音孔，该音孔位置与该音腔相对应。
应注意的是，该盖体为金属材质。
应注意的是，该微机电麦克风还包括导电材料层，设于该微机 电麦克风最外层。
应注意的是，该第一电极层为多晶硅材料。
应注意的是，孩史才几电麦克风还包括绝纟彖层，而该第一基才才还包 括外表面，这些绝缘层分别设于该第一电极层与该内表面之间以及 该夕卜表面上。
应注意的是，这些绝缘层可为氧化硅(Si02 )或氮化硅(Si3N4 )。 应注意的是，该导电接合材料为各向异性导电胶(ACF)。本发明还提供一种微机电麦克风的封装方法，其步骤包括提
供第一基材，第一基材包括内表面、第一电极层以及介电保护层，
第 一电极层位于内表面上，介电保护层跨设于内表面的两端;提供第 二基材，包括内表面以及集成电路，集成电路设于内表面上;以及通 过导电接合材料以组合第 一基材以及第二基材以形成封闭腔体，其 中第 一基材中的第 一电极层与第二基材中的集成电路相对应。
应注意的是，微机电麦克风的封装方法还包括提供盖体，盖体 位于第一基材的外表面，盖体包括音孔。
应注意的是，微机电麦克风的封装方法还包括覆盖导电材料层 于该孩M几电麦克风最外层。
应注意的是，微机电麦克风的封装方法的提供第 一基材的步骤 中包括形成二绝缘层于第一基材的内表面与外表面;沉积第一电 极层于第 一基材的内表面并图案化;沉积牺牲层于第 一基材上并图 案化;沉积第二电极层并图案化;沉积介电保护层于第一基材的内表 面并图案4b;图案化位于第 一基材的外表面的绝乡彖层并形成音腔;以 及移除牺4生层。
应注意的是，微机电麦克风的封装方法还包括蚀刻第二基板的 外表面，形成贯穿孔于第一基材两侧，且沉积绝纟彖层于贯穿孔的侧壁。
应注意的是，微机电麦克风的封装方法还包括成形导电凸块于 第一基材的贯穿孔中。
应注意的是，孩i才几电麦克风的封装方法还包4舌形成贯穿孔于第 二基材两侧，且沉积绝纟彖层于贯穿孔的侧壁。应注意的是，微机电麦克风的封装方法还包括成形导电凸块于 第二基材的贯穿孔中。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂， 下文特別举出优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
图1为现有微机电麦克风的示意图2为另一现有微机电麦克风的示意图3为本发明的樹:才几电麦克风的第一实施例示意图4A-4E为本发明的微机电麦克风的封装方法第一实施例的 流程图5为本发明的微机电麦克风的第二实施例示意图6A-6H为本发明的微机电麦克风的封装方法流程图；以及
图7为本发明的樣M几电麦克风的第三实施例示意图。
具体实施例方式
请参阅图3,图3为本发明的樣"几电麦克风的第一实施例示意 图，微机电麦克风30包括第一基材31、第二基材32、导电接合材 料33、绝缘层34、 35以及导电材料层37，其中第一基材31包括 内表面311、音腔312、第一电极层313、介电保护层314、第二电 极层315、外表面316以及盖体317，音腔312 4立于第一基才才31中，而第一电极层313位于内表面311上，介电保护层314跨设于内表 面311 6力两端，盖体317包4舌音孑L318，音孑1>318 6令^f立置与音月空312 相对应作为允许声音进入的通道，应注意的是，本实施例的盖体317 为金属材质，而第一电极层313为多晶硅材料(Poiy-silicon)，第 二基材32包括内表面321、集成电^各322、导电凸块323以及贯穿 孑L324,集成电路322设于内表面321上，而贯穿孔324位于第二 基材32的左、右两侧，用以容设导电凸块323,导电凸块323用以 作为整个微机电麦克风30与外部系统(未示出)电性连接之用， 导电接合材料33位于第一基材31与第二基材32之间，以连接第 一基材31以及第二基材32,应注意的是，导电接合材料33为各向 异性导电胶(ACF)，而绝缘层34设于第一电极层313与第一基 才才31的内表面311之间，纟色纟彖层35{殳于第一基才才31的夕卜表面316 上，应注意的是，绝缘层34 、 35可为氧化硅(Si02 )或氮化硅(Si3N4 ), 并且第一基材31、第二基材32以及导电接合材料33形成一封闭腔 体36，最后，导电材料层37设于微机电麦克风30的最外层作为电 不兹波遮蔽，以避免孩i才凡电麦克风30产生不必要的p乘声。
请参阅图3、 4A-4E,图4A-4E为本发明的微机电麦克风的封 装方法第一实施例的流程图，先请参阅图4A，其步骤为提供第 一基材31,第一基材31包4舌内表面311、第一电才及层313以及介 电保护层314，第一电极层313位于内表面311上，介电保护层314 跨设于内表面311的两端，并且第二电极层315位于介电保护层314 下方并与其连接，另外，绝缘层34、 35于第一基材31的内表面311 与外表面316,而音月空312则i殳于第一基才反31中，*接着^青参阅图 4B,提供第二基材32,包括内表面321以及集成电路322,集成电 路322设于内表面321上，并且参阅图4C，蚀刻该第二基板32的 外表面325，形成多个贯穿孔324于第二基材32两侧，4妄着请参阅 图4D，成形多个导电凸块323于第二基材32的贯穿孔324中，请 继续参阅图4E,通过导电接合材料33以组合第一基材31以及第二基材32以形成封闭腔体36，其中第 一基材31中的第 一电极层313 与第二基材32中的集成电路322相对应，最后请参阅图4F，将导 电材料层37覆盖于微机电麦克风30 二侧最外层，并且提供盖体
317, 盖体317位于第一基材31的外表面316,盖体317具有音孔
318。
再i青参阅图5，图5为本发明的凝:才几电麦克风的第二实施例示 意图，该獨^几电麦克风30，结构大致同于图3，以下不再重复赘述， 而不相同处在于，微机电麦克风30，中的贯穿孔324，以及金属凸块 323，位于第一基板31中。
请参阅图5、 6A-6H，图6A-6H为本发明的揚W几电麦克风的封 装方法流程图，其步骤包括在第一基材31的内表面311及外表 面316沉积绝纟彖层34、 35 (i青参考图6A),"接着i青参考图6B,沉 积第一电才及层313于第一基材31的内表面311并图案化，并再参 考图6C，沉积牺牲层319于第一基材31上并图案化，接着请参考 图6D,沉积第二电才及层315并图案化，以及沉积介电保护层314 于第一基材31的内表面311并图案化，接着请参阅图6E,图案化 位于第一基材31的外表面316的绝缘层35并形成音腔312以及贯 穿孑L324,再参阅图6F，在贯穿孔324侧边沉积绝纟彖层326，并填 入导电凸块323,然后参考图6G将牺4生层319移除，接着i青参阅 图6H,提供第二基材32，第二基材32包括内表面321以及集成电 路322,集成电路322设于内表面321上，并且通过导电接合材料 33以组合第一基材31以及第二基材32以形成封闭腔体36,其中 第一基材31中的第一电极层313与第二基材32中的集成电路322 相对应，最后请参考图5,提供盖体317,盖体317位于第一基材 31白勺夕卜表面316,盖体31包4舌音孑L318,音孑L 318与音月空312才目乂十 应，并且覆盖导电材料层37于微机电麦克风30，的最外层。最后请参阅图7,图7为本发明的獨U几电麦克风的第三实施例 示意图，该樣W几电麦克风30"结构大致同于图5，以下不再重复赘 述，而不相同处在于，微机电麦克风30"包括第一基材31、第二基 材32以及第三基材38,并且第二基材32与第三基才才38相邻才妾， 最后第二基材32与第三基材38再与第 一基材31对接。
由上可知，本发明的微机电麦克风30、 30，、 30"不需使用打线
4妾合方式组装，故无电性连4妻3各径过长的困4t，也没有过多噪声的 问题，再者，本发明可有效减少封装体积，因此降低成本。
虽然本发明已以优选实施例4皮露如上，然其并非用以限定本发 明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作些许的变动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利 要求书所界定的范围为准。
主要组件符号说明
现有技术
10、 20 微机电麦克风 11、 21 基板
12 盖体 13 去于闭月空体
14 内部控制芯片 22、 23 控制芯片
24凸块
本发明
30、 30，、 30" 樣"几电麦克风 31 第一基材311 内表面
313 第一电4及层
315 第二电4及层
317 盖体
319 牺牲层
321 内表面
323、 323， 导电凸i夹
325 夕1、表面
34、 35 绝缘层
37 导电材料层
312 音腔 314 介电保护层 316 外表面 318 音孔 32第二基材 322 集成电路 324、 324， 贯穿孔 33 导电接合材料 36 封闭腔体 38 第三基材。
权利要求
1. 一种微机电麦克风，包括有第一基材，包括内表面、音腔、第一电极层以及介电保护层，该音腔位于该第一基材中，而该第一电极层位于该内表面上，该介电保护层跨设于该内表面的两端；第二基材，包括内表面以及集成电路，该集成电路设于该内表面上；以及导电接合材料，位于该第一基材与该第二基材之间，以连接该第一基材以及该第二基材；其中，该第一基材、该第二基材以及该导电接合材料形成一封闭腔体。
2. 根据权利要求1所述的樣i机电麦克风，其中该第一基材包括导 电凸块，该导电凸块位于该第一基材两侧。
3. 根据权利要求2所述的微机电麦克风，其中该第一基材还包括 贯穿孔，该贯穿孔位于该第 一基材的两侧且包括绝纟彖层位于该 贯穿孔的侧壁上，以容i殳该导电凸块。
4. 根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中该第二基材包括导 电凸块，该导电凸块位于该第二基材两侧。
5. 根据权利要求4所述的微机电麦克风，其中该第二基材还包括 贯穿孔，该贯穿孔位于该第二基材的两侧且包4舌绝纟彖层位于该 贯穿孔的侧壁上，以容i殳该导电凸块。
6. 根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中该第一基板还包括第二电极层，该第二电极层位于该介电保护层下并与该介电保 护层连4姿。
7. 根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中该第一基材还包括 盖体以及外表面，该外表面与该内表面为相反面，而该盖体i殳 于该夕卜表面上。
8. 根据权利要求7所述的微机电麦克风，其中该盖体包括音孔， 该音孔位置与该音腔相对应。
9. 一种樣U几电麦克风，包4舌有第一基材，包括内表面、音腔、第一电极层以及介电保 护层，该音腔位于该第一基材中，而该第一电极层位于该内表 面上，该介电保护层^争设于该内表面的两端；第二基才才，包^舌内表面； 第三基材；集成电路，位于该第二基材的该内表面；以及导电接合材料，位于该第一基材与该第二基材以及该第 三基材之间，使该第一基材分别连4妄该第二基材以及该第三基 材；其中，该第二基材与该第三基材相邻接;以及该第一基材、该第二基材、该第三基材以及该导电接合 材料形成 一封闭腔体，使该第 一 电极层封于该封闭腔体内。
10. —种孩i才几电麦克风的去于装方法，其步艰《包才舌提供第一基材，该第一基材包括内表面、第一电极层以 及介电保护层，该第一电极层位于该内表面上，该介电保护层 跨设于该内表面的两端；才是供第二基材，包4舌内表面以及集成电^各，该集成电^各i殳于该内表面上；以及通过导电接合材料以组合该第 一基材以及该第二基材以 形成一封闭腔体，其中该第一基材中的该第一电极层与该第二基材中的该集成电^各相乂于应。
全文摘要
一种微机电麦克风，包括第一基材、第二基材以及导电接合材料，第一基材包括内表面、位于第一基材中的音腔、位于内表面上的第一电极层以及跨设于内表面两端的介电保护层，第二基材包括内表面以及设于内表面上的集成电路，导电接合材料连接第一基材与该第二基材，其中第一基材、第二基材以及导电接合材料形成一封闭腔体。
文档编号H04R19/04GK101534465SQ20081000735
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者徐德荣, 林国鼎 申请人:佳世达科技股份有限公司