具有立体基板的微机电麦克风封装结构及其制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有立体基板的微机电麦克风封装结构及其制作工艺，所述微机电麦克风封装结构包含有：一立体基板，具有一承载底部以及围绕该承载底部顶面的一侧壁，该侧壁设有一第一金属层且该承载底部开设有一音孔；一盖板，罩设该立体基板并连接该侧壁，该盖板设有一第二金属层，并且该第二金属层电性连接该第一金属层以屏蔽该麦克风封装结构免于电磁干扰；一声波传感器，对应该音孔而连接于该承载底部顶面。本发明所述微机电麦克风封装结构其能在外观尺寸不变的情况下，增加麦克风的背腔容积，并可同时屏蔽麦克风，使其免于电磁干扰。
【专利说明】[0001] 具有立体基板的微机电麦克风封装结构及其制作工艺
【技术领域】
[0002] 本发明属于微机电麦克风的封装结构领域，具体而言是一种使用立体基板的微机 电麦克风的封装结构，其可由立体基板的侧壁构造来维持整体结构强度，让立体基板的承 载底部能够薄型化。
[0003]
【背景技术】
[0004] 相比于传统的麦克风，微机电麦克风具有轻薄短小、省电以及价格上的优势，因此 微机电麦克风大量地被应用于手机等电子产品中。传统的微机电麦克风封装结构70,请参 考图1，其包含有一基板71，基板71上设有电性连接的一声波传感器72与一特定应用集成 电路芯片73 (ASIC)，并且特定应用集成电路芯片73是由基板71上的若干电性连接结构76 而与外部的其他组件作电性连接，基板71上方罩设有一背盖74以保护麦克风内部的各组 件。由图1中可以看到，传统的微机电麦克风封装结构70的基板71承载了背盖74、声波传 感器72与特定应用集成电路芯片73等组件所施加的应力，因此为了结构强度的考虑，基板 71的厚度不能做得太薄，这对于时下电声产品均讲求薄型化的趋势而言是相对不利的。而 在追求微机电麦克风封装结构70整体的薄型化趋势下，相对地麦克风的背腔75容积会受 到内部各组件的局限而变得更小，因此若能减少基板71的厚度，是有助于腾出空间以增大 背腔75容积，更可借此提升微机电麦克风在所接收声音的感度、信噪比以及频率响应等声 学性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种微机电麦克风封装结构，其能在外观尺寸不变的 情况下，增加麦克风的背腔容积，并可同时屏蔽麦克风，使其免于电磁干扰。
[0006] 为了达成上述目的，本发明提供了一种具有立体基板的微机电麦克风封装结构， 其包含有一立体基板、一盖板以及一声波传感器。其中，立体基板具有一承载底部以及围绕 且连接承载底部顶面的一侧壁，侧壁设有一第一金属层并且承载底部开设有一音孔。盖板 是罩设立体基板并连接侧壁，盖板设有一第二金属层，并且第二金属层电性连接第一金属 层以电磁屏蔽麦克风封装结构免受电磁干扰。而声波传感器是对应音孔而连接于承载底部 的顶面。
[0007] 另外，本发明也提供了一种微机电麦克风封装结构的制作方法，其包含有以下步 骤：(a)准备由复数个立体基板数组排列而成的一立体基板连片，各该立体基板均具有一 承载底部以及围绕且连接该承载底部顶面周围的一侧壁，该侧壁设有一第一金属层并且该 承载底部开设有一音孔；(b)于步骤（a)的各该立体基板的该承载底部皆设置一声波传感 器与一特定应用集成电路芯片（ASIC)，并使该声波传感器对应该音孔；（c)准备由复数个 盖板数组排列而成的一盖板连片并对应连接该立体基板连片，使该第一金属层与该第二金 属层电性连接，之后进行单一化（Singulation)切割。
[0008] 借此，侧壁强化了立体基板的整体强度，使得立体基板能够在维持一定强度的强 况下而使承载底部能够在设计上尽可能地可以薄型化，让封装结构能在外观尺寸不变的前 提下，得以增加麦克风的背腔容积。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为传统的微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0010] 图2为本发明第一实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0011] 图3为本发明第二实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0012] 图4为本发明微机电麦克风封装结构的工艺流程图。
[0013] 【符号说明】 1封装结构；10立体基板；11承载底部；12侧壁；13音孔 14第一金属层；15布线电极；16, 17金属凸块 18电性连接结构；20盖板；21第二金属层 30声波传感器；40特定应用集成电路芯片；70封装结构 71基板；72声波传感器；73特定应用集成电路芯片 74背盖；75背腔；76电性连接结构 S1、S2、S3 步骤
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0015] 为了能更了解本发明之特点所在，本发明提供了一第一实施例并配合图式说明如 下，请参考图2。本发明所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构1的主要组件包含有一 立体基板10、一盖板20以及一声波传感器30,各组件的结构以及相互间的关系详述如下： 立体基板10是通过PCB工艺一体成型制成，其具有一承载底部11以及一侧壁12,并且 侧壁12围绕且从承载底部11顶面向上延伸形成。承载底部11的顶面与底面分别设有若 干个布线电极15与金属凸块17,且承载底部11开设有一音孔13以供声波通过。承载底部 11内部设有复数个电性连接结构18,例如金属布线与盲孔（Blind Via Hole，BVH)，以导 通该等金属凸块17与该等布线电极15,使封装结构1可以借由金属凸块17与外部的其他 组件电性连接。侧壁12上形成有一导电路径，其可透过盲孔、电镀或灌铜浆等方式形成为 一第一金属层14,且侧壁12的顶面设有金属凸块16,金属凸块16与第一金属层14电性连 接。此外，立体基板10的材质可以选用玻璃基板（例如FR-4)或是塑料基板（例如LCP)， 或者改为由例如但不限于陶瓷等材料一体成型制成。
[0016] 盖板20呈一平板状，由绝缘材料所制成（例如塑料或是FR-4)且其底面设有一第 二金属层21。盖板20是罩设在立体基板10上并与侧壁12相连接，当二者连接时，第二金 属层21由侧壁12顶面的金属凸块16而电性连接第一金属层14,进而能由立体基板10作 接地，使第一金属层14与第二金属层21能够对麦克风作全面性地屏蔽以防止电磁干扰。另 夕卜，盖板20的顶面亦可设置有复数个金属凸块17,并可由该些盖板20上之金属凸块17与 外部的其他组件（例如：电路板）电性连接。值得一提的是，盖板20也可改为金属盖，并使 其电性连接第一金属层14,如此也亦可达成屏蔽电磁干扰的功效。
[0017] 声波传感器30是对应音孔13而连接于承载底部11的顶面，一特定应用集成电路 芯片40 (ASIC)亦设于承载底部11的顶面并位于声波传感器30与侧壁12之间，声波传感 器30以打线接合的方式电性连接特定应用集成电路芯片40,并且特定应用集成电路芯片 40也以打线方式接合承载底部11顶面的该等布线电极15。
[0018] 使用上，由于侧壁12的结构提升了立体基板10的整体强度，相比于传统的微机 电麦克风封装结构，本发明所述立体基板10的承载底部11在设计上可以尽可能地被设计 得更薄，如此除了可以让整体微机电麦克风封装结构1更加地薄型化，另一方面也可以让 封装结构1在外观尺寸不变的情况下，由承载底部11的薄型化而增大背腔的容积，进而提 升麦克风所能接收声音的感度与信噪比等声学性能。再者，本案透过一体成型的方式使侧 壁12形成于承载底部11上方，更强化了立体基板10的整体强度，而且一体成型的立体基 板10可以直接形成导电路径，不需要采用传统多层印刷电路板的个别钻孔后黏合的复杂 工艺。
[0019] 本发明另提供一第二实施例，请参考图3,第二实施例的主要组件大致与第一实施 例相同，而其主要的差异在于至少有部分的第一金属层14是改以电镀的方式镀在侧壁12 的内表面，并且同样地第一金属层14的顶端电性连接金属凸块16且底端电性连接承载底 部11，如此也可达到使承载底部11薄型化以及屏蔽电磁干扰的的效果。
[0020] 此外，本发明具有容易大量制造的优点，兹将其制造方法详述如下，请参考图4的 制作流程图。
[0021] 首先执行步骤S1 :形成由复数个立体基板10数组排列而成的一立体基板连片，各 立体基板10均具有一承载底部11以及围绕且连接承载底部11顶面周围的一侧壁12,使侧 壁设有一第一金属层14并且承载底部11开设有一音孔13。须说明的是，在步骤S1中，立 体基板10因侧壁12的结构而强化了整体强度，使得在制作立体基板连片时，可以一次制造 更大面积的连片而不会有连片翘曲的问题，进而提升工艺效率与降低成本。
[0022] 接着执行步骤S2,在各立体基板10的承载底部11皆设置一声波传感器30与一特 定应用集成电路芯片40,并使声波传感器30对应设置于音孔13上方，之后使用打线接合的 方式电性连接声波传感器30与特定应用集成电路芯片40,并且让特定应用集成电路芯片 40也以打线方式电性连接承载底部11。
[0023] 最后执行步骤S3,准备由复数个盖板数组排列而成的一盖板连片，将盖板连片 对应连接立体基板连片后，使第一金属层14与该第二金属层21电性连接，再进行单一化 (Singulation)切割出每一单位的封装结构1。
[0024] 最后，必须再次说明的是，本发明于前述实施例中所揭露的构成组件仅为举例说 明，并非用来限制本案的保护范围，凡是其他易于思及的结构变化，或与其他等效组件的替 代变化，均应为包括在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是，包含有： 一立体基板，具有一承载底部以及围绕该承载底部顶面的一侧壁，该侧壁设有一第一 金属层且该承载底部开设有一音孔； 一盖板，罩设该立体基板并连接该侧壁，该盖板设有一第二金属层，并且该第二金属层 电性连接该第一金属层以屏蔽该麦克风封装结构免于电磁干扰； 一声波传感器，对应该音孔而连接于该承载底部顶面。
2. 如权利要求1所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述盖板的 材质为金属。
3. 如权利要求1或2所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述第 一金属层是设于该侧壁内部。
4. 如权利要求3所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述第一金 属层系透过盲孔、电镀或灌铜浆方式形成于该侧壁内部。
5. 如权利要求1所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述第二金 属层是设于该盖板的外表面。
6. 如权利要求1或2所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述第 一金属层是设于该侧壁的内表面。
7. 如权利要求6所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述第一金 属层为电镀方式形成于该侧壁的内表面。
8. 如权利要求1或者2所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述 承载底部与该侧壁是一体成型制成。
9. 如权利要求1或2所述具有立体基板的微机电麦克风封装结构，其特征是：所述承 载底部还设有复数个金属凸块用以电性连接该封装结构外部的一电子组件。
10. -种微机电麦克风封装结构制作方法，包含以下步骤： (a) 准备由复数个立体基板数组排列而成的一立体基板连片，各该立体基板均具有一 承载底部以及围绕且连接该承载底部顶面周围的一侧壁，该侧壁设有一第一金属层并且该 承载底部开设有一音孔； (b) 于步骤（a)的各该立体基板的该承载底部皆设置一声波传感器与一特定应用集 成电路芯片（ASIC)，并使该声波传感器对应该音孔； (c) 准备由复数个盖板数组排列而成的一盖板连片并对应连接该立体基板连片，使该 第一金属层与该第二金属层电性连接，之后进行单一化（Singulation)切割。
11. 如请求项10所述的微机电麦克风封装结构制作方法，其特征是：所述步骤（c)中 该盖板连片的材质是金属。
【文档编号】H04R31/00GK104113811SQ201410346657
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】陈振颐, 张朝森, 王俊杰, 张詠翔 申请人:美律电子（惠州）有限公司