专利名称：微机电麦克风装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种微机电麦克风装置，通过盖板的保护，微机电麦克风 装置焊接于电路板上将可避免碰撞受损，并且方便结合于电路板上，以减少对准问题。
背景技术：
随着微机电(Micro Electro-Mechanical System; MEMS)制程技术的突破与感 测电路的微小化，使得微机电麦克风符合现今消费性电子产品轻薄短小的设计需 求，而逐渐取代传统驻极体麦克风成为消费性电子产品中必备的构件。
请参阅图l，其为公知微机电麦克风装置的结构示意图。如图所示，微机电 麦克风装置IO包括有一基板11、 一微机电麦克风元件13、 一晶片元件15及一封 盖17。其中基板11包括有至少一电极111，微机电麦克风元件13及晶片元件15 分别设置于该基板11上，晶片元件15可透过一导线151连接电极111，微机电麦 克风元件13可透过一导线135连接至晶片元件15。而封盖17设置于该基板11的 电极111上，并包括有一音孔部171，该封盖17主要用以保护微机电麦克风元件 13及晶片元件15。此外，微机电麦克风装置10可透过电极111上所设置的导线 113而电性连接至一电路板。
微机电麦克风元件13包括有一振膜(Diaphragm) 131及 一 背腔部(Back Chamber) 133，振膜131可将音孔部171所接收的一声音讯号转换为一电子讯号， 并透过导线135将电子讯号传送至晶片元件15元件进行运算处理。而后，晶片元 件15将运算的结果经由导线151、电极111及导线113的电性传导，而传递至电 路板，借此以进行后续的应用或播放。
虽然，微机电麦克风后续的发展性是令人期待的，然而微机电麦克风的封装 型态仍存在以下问题。
公知微机电麦克风装置IO会在微机电麦克风元件13及晶片元件15的外部设 置有封盖17，以保护微机电麦克风元件13及晶片元件15，然而，封盖17的盖体 大小将会影响到封装的难易度。
若使用较大的封盖17，在进行封装程序时，封盖17将可轻易的结合于基板 11上，并可避免挤压到导线151或微机电麦克风元件13及晶片元件15元件等构
件。但，采用较大的封盖17，将会限制到微机电麦克风装置IO微小化的设计目标。 反之，若为了微小化的设计目标，而选择使用较小的封盖17，则封盖17挤压 到导线151、微机电麦克风元件13及晶片元件15的机率将大幅度的提升，而容易 使得微机电麦克风元件13及晶片元件15造成损坏。并且，增加封装的难度及产 生更多的不良品。
另一问题，微机电麦克风微小化为现今微机电麦克风发展的目标，然尔，微 小化的微机电麦克风其接点也将跟着縮小化。此时微机电麦克风装置IO若使用导 线113与电路板连接，其微小的接点(或电极lll)衔接于电路板上对应的接孔将产 生对准的困难度，也可能使得微机电麦克风装置IO无法有效的与电路板电性连接，
而造成微机电麦克风装置io在运作时产生错误的情形发生。
实用新型内容
本实用新型的主要目的，在于提供一种微机电麦克风装置，通过盖板的设置， 微机电麦克风装置可透过盖板的保护而结合于电路板上，将可避免微机电麦克风 装置的电路元件因为碰撞的因素而造成损坏。
本实用新型的次要目的，在于提供一种微机电麦克风装置，在盖板的孔位中 所设置的连接部，将可扩大微机电麦克风装置的接点的作用面积，借此扩大的接 点将容易衔接于电路板上的对应接孔，以减少微机电麦克风装置结合于电路板上 所产生的对准问题。
本实用新型的又一目的，在于提供一种微机电麦克风装置，将可轻易达到微 小化的目的，而应用于消费性电子产品时，将可减少消费性电子产品的尺寸及重 量，以符合现今市场的设计需求。
为达成上述目的，本实用新型提供一种微机电麦克风装置，其主要结构包括
有 一微机电麦克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，在振 膜下方设置有一音孔部； 一盖板，设有复数个孔位，各孔位分别设置于对应的该 接点上，而盖板、该接点及该振膜之间将形成有一背腔部；及一连接部，设置于 各孔位中，并用以电性连接该接点。
本实用新型还提供一种微机电麦克风装置，其主要结构包括有 一微机电麦 克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，振膜的下方设置有一 背腔部； 一盖板，包括有至少一音孔部及复数个孔位，各孔位分别设置于对应的 该接点上；及一连接部，设置于各孔位中，并用以电性连接该接点。
本实用新型又提供一种微机电麦克风装置，其主要结构包括有 一微机电麦
克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，在振膜下方设置有一 音孔部； 一盖板，包括有复数个缺口部，盖板连接于该微机电麦克风元件的表面 上，并且盖板的缺口部中设置有该接点，而盖板及该振膜之间将形成有一背腔部； 及一连接部，电性连接该接点。本实用新型的有益效果在于，本实用新型的微机电麦克风装置结合于电路板 时，通过盖板的设置，将可避免微机电麦克风元件内的电路元件产生破坏；其盖 板将随着微机电麦克风元件的长宽比例而相对的切割出相同的尺寸大小，借此， 增设的盖板将不会限制到微机电麦克风装置微小化的设计目标；并且，其微机电 麦克风装置的接点与导电材料的连接部电性连接，并且该连接部前端的作用面积 将大于该接点的作用面积，借此，接点将可产生延伸扩大的效果，则延伸扩大的 接点将容易衔接于电路板的对应接孔上，以减少微机电麦克风装置结合在电路板 上所产生的对准问题。
图l:为公知微机电麦克风装置的结构示意图。图2 A至图2 F:为本实用新型微机电麦克风装置一较佳实施例的封装步骤图。图3 :为本实用新型微机电麦克风装置一较佳实施例的结构示意图。图4 :为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。
图5 :为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。图6 :为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。图7 A至图7 F:为本实用新型微机电麦克风装置一较佳实施例的封装步骤图。
图8 A :为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。 图8 B:为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构立体图。主要元件符号说明
10微机电麦克风装置11基板
111电极113导线>13微机电麦克风元件131振膜
133背腔部135导线
15曰 日日斤151导线
17封盖171音孔部
20微机电麦克风装置21第二晶圆
210微机电麦克风元件211接点
213密封肋219背腔部
22连接部221连接部的前端
24连接部25振膜
27第一晶圆270盖板
271孔位29音孔部
30微机电麦克风装置40微机电麦克风装置
410微机电麦克风元件411接点
419背腔部42连接部
421连接部的前端44连接部
45振月莫470盖板
471孔位473音孔部
50微机电麦克风装置60微机电麦克风装置
61第二晶圆610微机电麦克风元件
611接点619背腔部
64连接部65振膜
67第一晶圆670盖板
671孔位672缺口部
673音孔部
具体实施方式
请参阅图2 A至图2 E，其为本实用新型微机电麦克风装置一较佳实施例的 封装步骤图。首先，如图2A立体图所示，包括有一第一晶圆27以及在第一晶圆 27下方有一第二晶圆21。
而图2 B俯视图及图2 C侧视图所示，第一晶圆27中将设置有复数个盖板 270，而第二晶圆21中将设置有复数个微机电麦克风元件210，两者皆为采用晶片 级封装技术(chip scale package; CSP)所封装而成的构件。
其中，微机电麦克风元件210包括有一振膜(Diaphragm)25，振膜25上方设 置有复数个接点211以及在振膜25下方设置有一音孔部29。并且盖板270在微机 电麦克风元件21的接点211的相对位置上，将凿设有对应数量的孔位271。
接续，第一晶圆27将与第二晶圆21进行一衔接的动作，以使得盖板270上 的各孔位271设置于微机电麦克风元件210的各对应接点211的上方。而后，衔 接一起的第一晶圆27与第二晶圆21将进行一切割程序。
又，如图2 D立体图及图2 E侧视图所示，在进行完一切割程序后，将可在 第一晶圆27上切割出复数个分离的盖板270，以及在第二晶圆21上切割出各个分 离的微机电麦克风元件210，并且各盖板270将对应连接一微机电麦克风元件210 而成为一组件装置。
最后，如图2F侧视图所示，将一连接部22注入于各孔位271中，本实施例 的连接部22为一导电材料所制成，也可选择为一焊锡，并形成为一锡球态样，以 使得连接部22延伸分布于孔位271旁的盖板270的部分表面上，借此，连接部22 将与孔位271下方的接点211电性连接一起。在连接部22已完成注入于各孔位271 后，盖板270、接点211及振膜25间将会产生有一密闭空间，以成为微机电麦克 风的背腔部(Back Chamber) 219。
当然，本实用新型另一实施例中，亦可选择在第一晶圆27及第二晶圆21未 进行各组件切割之前，而预先将连接部22注入于孔位271中。如此，在第一晶圆 27及第二晶圆21完成切割的流程后，仍可达到如上所述的封装结构。
因此，在经过图2 A至图2 F的封装步骤后，即可完成微机电麦克风装置20 的封装结构，如图3所示。
如图3结构据以实施，微机电麦克风装置20与一电路板(例如印刷电路板) 进行结合时，微机电麦克风装置20可透过连接部22的连结作用而直接结合于电 路板上。而盖板270将用以保护微机电麦克风元件210，以避免微机电麦克风装置 20与电路板作结合时，因为碰撞因素而使得微机电麦克风元件210内的电路元件 造成损坏。
此外，本实用新型的盖板270将随着微机电麦克风元件210的长宽比例而相 对的切割出相同的尺寸大小，借此，增设的盖板270将不会限制到微机电麦克风 装置20微小化的设计目标。
再者，微机电麦克风装置20的接点211与导电材料的连接部22电性连接， 并且该连接部22的前端221的作用面积将大于该接点211的作用面积，借此接点 211将可产生延伸扩大的效果。则延伸扩大的接点211将容易衔接于电路板的对应 接孔上，以减少微机电麦克风装置20结合在电路板上所产生的对准问题。
又，本实施例的微机电麦克风装置20在封装步骤中，亦可增设有一密封肋213， 并设置于盖板270、接点211及振膜25间。通过密封肋213的设置，盖板270、
接点211及振膜25间的背腔部219将具有更好的密闭效果。
本实用新型一实施例中，微机电麦克风元件210及盖板270是采用晶片级封 装方式(CSP)并且可选择相同的半导体材料所封装而成，例如硅材料。则两者将 具有相同的热膨胀系数，以避免两者结合为一体时，因为热膨胀系数不同而产生 结构上的破坏性。然而，本实用新型另一实施例中，亦可根据成本的考量，盖板 270选择其他价格较低的材料所组成，以降低微机电麦克风装置20的制造成本。
此外，如上所述本实用新型微机电麦克风元件210是为采用CSP封装而构成 的元件。因此，在微机电麦克风元件210的内部中将可进一步整合有一感测电路(图 中未显示)，该感测电路的功能是等同于公知技术所提及的晶片元件(15)，用以将 振膜25所产生的电子讯号进行运算处理。
本实用新型微机电麦克风装置20在实际应用时，当音孔部29接收到一声音 讯号，声音讯号会通过音孔部29而在振膜25上产生振动，并产生一相对应的电 子讯号，例如振动产生一电场(或称为电容值)。而后，微机电麦克风元件210 内所整合的感测电路会将振膜25所产生的电子讯号进行运算处理，并且，最后在 将运算的结果经由接点211及连接部22的电性传导以传递至电路板。借此，电路 板即可顺利的进行后续的应用或播放的动作。
请参阅图4 ，其为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。 如图所示，本实施例的微机电麦克风装置30在封装步骤中，亦可将孔位271中所 设置的锡球的连接部22置换为一金属导线的连接部24，并以打线方式，将金属导 线的连接部24衔接于接点211上。如此，微机电麦克风装置30将可透过金属导 线连接至电路板上，以传导微机电麦克风元件210所运算处理的电子讯号。
请参阅图5 ，其为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。 如图所示，主要结构包括有一微机电麦克风元件410及一盖板470，微机电麦克风 元件410及盖板470分别制程于不同的晶圆上，两者皆采用晶片级封装技术(chip scale package; CSP)所封装而成的构件，并且可参照图2 A至图2 F所示的步骤 顺序，而将不同晶圆上的微机电麦克风元件410及盖板470结合一体即可成为本 实施例的微机电麦克风装置40。
其中微机电麦克风元件410包括有一振膜45，在振膜45上方设置有复数个接 点411以及振膜45下方设置有一密闭的背腔部419。盖板470包括有至少一音孔 部473以及在微机电麦克风元件410的接点411上将凿设有对应数量的孔位471。 此外，本实施例微机电麦克风元件410的内部中将可进一步整合有一感测电路(图 中未显示)。
再者，本实施例微机电麦克风装置40尚包括有一连接部42。当盖板470设置 在微机电麦克风元件410上并且凿设有复数个孔位471时，则该连接部42将会设 置于各孔位471中。本实施例所述的连接部42为一导电材料所制成，亦可选择为 一焊锡，并形成为一锡球态样，以使得连接部42延伸分布于孔位471旁的盖板470 的部分表面上，则连接部42将与孔位471下方的接点411电性连接一起。
本实施例的微机电麦克风装置40如上述结构据以实施，同样的可以达到图3 实施例所述的功效，振膜45将根据音孔部473所接收的声音讯号而产生一相对应 的电子讯号，而电子讯号经由微机电麦克风元件410内的感测电路运算处理后， 以由接点411及连接部42的电性传导而传递至电路板，电路板即可进行后续声音 的应用或播放。
并且，微机电麦克风装置40结合于电路板时，通过盖板470的设置，将可避 免微机电麦克风元件410内的电路元件产生破坏，并且该连接部42的前端421的 作用面积将大于该接点411的作用面积，借此接点411将可产生延伸扩大的效果， 以减少微机电麦克风装置40结合于电路板上所产生的对准问题。
请参阅图6 ，其为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的结构示意图。 如图所示，本实施例微机电麦克风装置50相较于图5所述的微机电麦克风装置40, 亦可将孔位471中所设置的锡球的连接部42置换为一金属导线的连接部44,并以 打线方式，将金属导线的连接部44衔接于接点411上。如此，微机电麦克风装置 50仍可透过金属导线的连接部44连接至电路板，以传导微机电麦克风装置50所 运算处理的电子讯号。
继续，请参阅图7A至图7F，其为本实用新型微机电麦克风装置又一实施 例的封装步骤图。首先，如图7A立体图所示，包括有一第一晶圆67及在第一晶 圆67下方有一第二晶圆61。
而图7 B俯视图及图7 C侧视图所示，第一晶圆67中将设置有复数个盖板 670，而第二晶圆61中将设置有复数个微机电麦克风元件610，两者皆为采用晶片 级封装技术(chip scale package; CSP)所封装而成的构件。
其中微机电麦克风元件610包括有一振膜(Diaphragm)65，振膜65上方设置 有复数个接点611并选择分别设置于角落处，以及在振膜65下方设置有一音孔部 69。
又，第一晶圆67尚凿设有复数个孔位671，该孔位671将凿设于复数个盖板 670间，例如四个盖板间。换言之，将有复数个盖板670围绕在一孔位671外。 此外，该孔位671将同时设置在微机电麦克风元件610中复数个对应接点611的
相对位置上，例如四个对应接点。再者，本实施例所设置的孔位671亦可选择 为矩形、圆形及菱形的其中的一态样。
接续，第一晶圆67将与第二晶圆61进行一衔接的动作，以使得各孔位671 中将设置有该复数个对应的接点611。而后，衔接一起的第一晶圆67与第二晶圆 61将进行一切割程序，并可依孔位671的中心点进行十字切割的动作。
如图7 D立体图及图7 E侧视图所示，在进行完切割程序后，在第一晶圆67 上切割出复数个分离的盖板670，而在第二晶圆61上切割出各个分离的微机电麦 克风元件610，并且每一盖板670将可对应连接一微机电麦克风元件610而成为一 组件装置。又，本实施例的各盖板670的角落处将具有四个缺口部672，该缺口部 672是经由切割孔位671所产生，因此每一缺口部671中将设置有至少一接点611。 此外，在盖板670及振膜65间将会产生有一密闭空间，以成为微机电麦克风的背 腔部(Back Chamber) 619，
最后，如图7F立体图所示，将一连接部64设置于接点611上，微机电麦克 风元件610即可透过连接部64而与外界装置(例如电路板)进行电性传导。
因此，在经过图7 A至图7 F的封装歩骤后，即可完成微机电麦克风装置60 的封装结构，如图8A及图8B所示。
请参阅图8 A及图8 B，其为本实用新型微机电麦克风装置又一实施例的示 意图及立体图。如图所示，微机电麦克风装置60包括有一微机电麦克风元件610、 一盖板670及一连接部64。
微机电麦克风元件610包括有一振膜65，振膜65的上方设置有复数个接点 611，在振膜611下方设置有一音孔部69。盖板670连接于该微机电麦克风元件 610的表面上，并包括有复数个缺口部672，此缺口部672分别设置在盖板670的 角落，并且缺口部672中设置有该接点611，而盖板670及该振膜65之间将形成 有一背腔部619。而连接部64电性连接于接点611上，可为一金属导线，并以打 线方式，将金属导线的连接部64衔接于接点611上，以将微机电麦克风装置60 所运算处理的讯号电性传递至一电路板上应用。
本实施例是参照图7 A至图7 F的封装步骤所制作而成，相较于图2 A至图 2 F的封装步骤将可进一步减少凿设孔位671的数量，借此以减少整体的封装时 间。并且，盖板670的设置同样的可保护微机电麦克风元件610，则微机电麦克风 装置60结合于电路板时，将可避免因为碰撞的因素而使得微机电麦克风元件610 内的电路元件受到损害。
总合上述，本实用新型微机电麦克风装置20/30/40/50/60将可轻易达到微小
化的目的，而应用于消费性电子产品时，将可减轻消费性电子产品的尺寸及重量， 以符合现今市场的设计需求。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实 施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为 的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的申请专利范围内。
权利要求1.一种微机电麦克风装置，其特征在于主要结构包括有一微机电麦克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，在振膜下方设置有一音孔部；一盖板，设有复数个孔位，各孔位分别设置于对应的该接点上，而盖板、该接点及该振膜之间将形成有一背腔部；及一连接部，设置于各孔位中，并用以电性连接该接点。
2. 如权利要求1所述的微机电麦克风装置，其特征在于该连接部为一锡球 或一金属导线。
3. 如权利要求1所述的微机电麦克风装置，其特征在于该连接部前端的作 用面积将大于该接点的作用面积。
4. 如权利要求1所述的微机电麦克风装置，其特征在于该盖板、该接点及 该振膜之间设置有一密封肋。
5. 如权利要求1所述的微机电麦克风装置，其特征在于包括有一第一晶圆 及一第二晶圆，第一晶圆中设有复数个该盖板，第二晶圆中设有复数个该微机电 麦克风元件，而各盖板的孔位设置于各对应的微机电麦克风元件的接点上。
6. —种微机电麦克风装置，其特征在于主要结构包括有 一微机电麦克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，振膜的下方设置有一背腔部；一盖板，包括有至少一音孔部及复数个孔位，各孔位分别设置于对应的该接 点上；及一连接部，设置于各孔位中，并用以电性连接该接点。
7. 如权利要求6所述的微机电麦克风装置，其特征在于该连接部为一锡球 或一金属导线，且该连接部的前端的作用面积将大于该接点的作用面积。
8. 如权利要求6所述的微机电麦克风装置，包括有一第一晶圆及一第二晶 圆，第一晶圆中设有复数个该盖板，第二晶圆中设有复数个该微机电麦克风元件， 而各盖板的孔位设置于各对应的微机电麦克风元件的接点上。
9. 一种微机电麦克风装置，其主要结构包括有一微机电麦克风元件，包括有一振膜，振膜的上方设置有复数个接点，在振 膜下方设置有一音孔部；一盖板，包括有复数个缺口部，盖板连接于该微机电麦克风元件的表面上， 并且盖板的缺口部中设置有该接点，而盖板及该振膜之间将形成有一背腔部；及一连接部，电性连接该接点。
10. 如权利要求9所述的微机电麦克风装置，其特征在于该连接部为一金属 导线。
11. 如权利要求9所述的微机电麦克风装置，其特征在于包括有一第一晶圆 及一第二晶圆，第一晶圆中设有复数个该盖板，第二晶圆中设有复数个该微机电 麦克风元件，各盖板设置于各对应的微机电麦克风元件上，并且各盖板的缺口部 与邻近的盖板的缺口部将组合成一孔位，而该孔位选择为矩形、圆形及菱形的其中的一态样。
专利摘要本实用新型有关于一种微机电麦克风装置，其主要结构包括有一微机电麦克风元件、一盖板及一连接部，微机电麦克风元件包括有一振膜，振膜上方设置有复数个接点，盖板包括有复数个孔位，各孔位分别设置于对应的接点上，而连接部设置于各孔位中，用以电性连接至接点，则微机电麦克风装置的接点即可透过连接部连接至一电路板，以将微机电麦克风元件运算处理后的讯号，传递至电路板，借此，通过盖板的保护，微机电麦克风装置焊接于电路板上将可避免碰撞受损，并且方便结合于电路板上，以减少对准问题。
文档编号H04R19/00GK201178492SQ20082010681
公开日2009年1月7日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者梁伟成 申请人:芯巧科技股份有限公司;梁伟成