Mems麦克风的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种MEMS麦克风，涉及电声【技术领域】，包括封装为一体的线路板和外壳，所述线路板和所述外壳围成的空间内收容有MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片重叠固定在所述线路板上，所述MEMS芯片位于所述ASIC芯片与所述线路板之间，所述MEMS芯片的膜片靠近所述线路板设置；所述MEMS芯片上设有导电通孔，所述ASIC芯片通过所述导电通孔与所述线路板电连接。本实用新型体积小巧，组装工序简单，生产效率高，生产成本低。
【专利说明】MEMS麦克风
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及声电【技术领域】，特别涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
[0002]MEMS (Micro-Electro-Mechanical System，微型机电系统)麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器，是基于MEMS技术制造的麦克风，可以采用表贴工艺进行制造，能够承受很高的回流焊温度，并具有很好的噪声消除性能与良好的射频及电磁干扰抑制能力，MEMS麦克风正是以其上述诸多的优点在便携式电子设备中得到了广泛的应用。
[0003]现有MEMS麦克风大多包括封装为一体的线路板和外壳，线路板和外壳围成的空间内收容有 MEMS 芯片和 ASIC (Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)芯片，MEMS芯片和ASIC芯片并排固定在线路板上，MEMS芯片与ASIC芯片之间，以及ASIC芯片与线路板之间均通过金线进行电连接。此种结构的MEMS麦克风体积较大；又因芯片与芯片之间，芯片与线路板之间均需要金线电连接，故在麦克风组装时需要金线键合的工序,工序较繁琐,生产效率低；且金线的成本较高,从而使得MEMS麦克风的生产成本也较闻。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种MEMS麦克风，此MEMS麦克风体积小巧；组装工序简便，生产效率高；且生产成本低。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0006]—种MEMS麦克风,包括封装为一体的线路板和外壳，所述线路板和所述外壳围成的空间内收容有MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片重叠固定在所述线路板上，所述MEMS芯片位于所述ASIC芯片与所述线路板之间，所述MEMS芯片的膜片靠近所述线路板设置；所述MEMS芯片上设有导电通孔，所述ASIC芯片通过所述导电通孔与所述线路板电连接。
[0007]其中，所述导电通孔的两端分别设有用于电连接所述ASIC芯片与所述导电通孔，以及所述导电通孔与所述线路板的电连接件。
[0008]作为一种实施方式，所述线路板上对应所述膜片的位置设有声孔。所述MEMS芯片通过胶体固定在所述线路板上，所述胶体仅包裹住所述MEMS芯片。
[0009]作为另一种实施方式，所述线路板上对应所述膜片的位置设有声孔。所述ASIC芯片上对应所述MEMS芯片的腔体的位置设有通孔，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片同时通过胶体密封固定在所述线路板上。
[0010]作为再一种实施方式，所述外壳上设有声孔，所述ASIC芯片上设有用于连通所述MEMS芯片的腔体与所述声孔的通孔；所述MEMS芯片和所述ASIC芯片同时通过胶体密封固定在所述线路板上。
[0011]采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:[0012]由于本实用新型MEMS麦克风的MEMS芯片和ASIC芯片重叠固定在线路板上，MEMS芯片位于ASIC芯片与线路板之间，MEMS芯片上设有导电通孔，ASIC芯片与线路板通过导电通孔电连接。MEMS芯片与ASIC芯片重叠固定在电路板上，节省了一个芯片的占用面积，可有效减小MEMS麦克风的体积。ASIC芯片通过设置在MEMS芯片上的导电通孔与MEMS芯片和线路板电连接，替代了现有技术中的金线连接，从而省去了键合金线的组装工序，简化了 MEMS麦克风的组装工序，提高了生产效率，同时也节省了金线的成本，降低了 MEMS麦克风的生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型MEMS麦克风实施例一的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型MEMS麦克风实施例二的结构示意图；
[0015]图3是本实用新型MEMS麦克风实施例三的结构示意图；
[0016]其中:10a、线路板，10b、线路板，20a、外壳，20b、外壳，30、MEMS芯片，32、膜片，34、导电通孔，40a、ASIC芯片，40b、ASIC芯片，42、通孔，50a、胶体，50b、胶体，60、电连接件，70、声孔。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
[0018]实施例一:
[0019]如图1所不,一种MEMS麦克风,包括线路板IOa和一个一端敞口的外壳20a,外壳20a的敞口端与线路板IOa结合封装为一体。定义线路板IOa位于封装体内部的一侧为内侦牝位于封装体外部的一侧为外侧；外壳20a位于封装体内部的一侧为内侧，位于封装体外部的一侧为外侧。线路板IOa的内侧固定有MEMS芯片30和ASIC芯片40a，MEMS芯片30与ASIC芯片40a重叠固定在线路板IOa上。MEMS芯片30位于ASIC芯片40a与线路板IOa之间，MEMS芯片30的膜片32靠近线路板IOa设置，即MEMS芯片30倒装固定在线路板IOa上，ASIC芯片40a倒装固定在MEMS芯片30上。MEMS芯片30通过胶体50a固定在线路板IOa上，胶体50a通过四个头的点胶机在芯片的四个面同时喷射胶水而成，胶体50a仅包裹住了 MEMS芯片30。
[0020]如图1所示，MEMS芯片30上设有两个导电通孔34，两个导电通孔34是先通过蚀刻工艺在MEMS芯片30上形成的硅穿孔，然后在硅穿孔内注入金属，使其具有导电的作用。ASIC芯片40a通过导电通孔34与线路板IOa电连接。两个导电通孔34的两端分别设有电连接件60，ASIC芯片40a与导电通孔34之间通过导电通孔34 —端的电连接件60电连接，导电通孔34与线路板IOa之间通过导电通孔34另一端的电连接件60电连接，电连接件60是铜和锡的结合体，是铜柱加锡球蚀刻回流之后形成的凸点，能够起到电连接的作用。由于电连接件60是一个凸点，故ASIC芯片和MEMS芯片电连接后二者之间会形成缝隙，气流通过此缝隙进入到MEMS麦克风的后声腔。
[0021]如图1所示，线路板IOa上对应MEMS芯片的膜片32的位置设有声孔70。
[0022]实施例二:
[0023]如图2所不,本实施方式与实施例一基本相同,其不同之处在于:[0024]ASIC芯片40b上对应MEMS芯片30腔体的位置设有通孔42，通孔42由蚀刻工艺制得，其可以是圆孔，也可以是方孔，主要起到通声和通气的作用，气流通过此通孔42进入MEMS麦克风的后声腔。
[0025]胶体50b包裹住了 MEMS芯片30及ASIC芯片40b靠近MEMS芯片30的部分，在将MEMS芯片30及ASIC芯片40b固定到线路板IOa上的同时还起到了密封前、后声腔的作用。
[0026]实施例三:
[0027]如图3所示，本实施方式与实施例二基本相同，其不同之处在于:
[0028]声孔70不是设置在线路板IOb上，而是设置在外壳20b上，ASIC芯片40b上的通孔42起到连通MEMS芯片30的腔体及声孔70的作用，可使得由声孔70进入的声音信号毫无阻挡的作用在MEMS芯片30的膜片32上。
[0029]本实用新型的工作原理如下:
[0030]声音信号由声孔进入到MEMS麦克风的内腔并作用到MEMS芯片的膜片上，MEMS芯片将感应到的声音信号转换为电信号输出，MEMS芯片输出的电信号通过ASIC芯片处理后经由线路板转给终端设备。本实用新型将MEMS芯片与ASIC芯片进行了重叠设置，有效的减小了 MEMS麦克风的体积；又用导电通孔替代了现在有技术中的金线，从而简化了 MEMS麦克风的组装工序，提高了生产效率，同时也降低了生产成本。
[0031]上述涉及到的MEMS芯片上的导电通孔，以及ASIC芯片上的通孔均是在晶圆制造厂中完成的。
[0032]本实用新型中ASIC芯片为倒装芯片，是为了简化加工工序，实际应用中ASIC芯片正装固定在MEMS芯片上也是可行的，但是需要在ASIC芯片上加工出导电通孔，或通过金线来实现ASIC芯片与MEMS芯片和线路板之间的电连接，可见ASIC正装的加工工序较繁琐，故ASIC芯片倒装固定到MEMS芯片上的实施方式为本实用新型的优先方案，但是ASIC芯片正装也落入本实用新型的保护范围之内。
[0033]本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.MEMS麦克风，包括封装为一体的线路板和外壳，所述线路板和所述外壳围成的空间内收容有MEMS芯片和ASIC芯片，其特征在于，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片重叠固定在所述线路板上，所述MEMS芯片位于所述ASIC芯片与所述线路板之间，所述MEMS芯片的膜片靠近所述线路板设置；所述MEMS芯片上设有导电通孔，所述ASIC芯片通过所述导电通孔与所述线路板电连接。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述导电通孔的两端分别设有用于电连接所述ASIC芯片与所述导电通孔，以及所述导电通孔与所述线路板的电连接件。
3.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述线路板上对应所述膜片的位置设有声孔。
4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片通过胶体固定在所述线路板上，所述胶体仅包裹住所述MEMS芯片。
5.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片上对应所述MEMS芯片的腔体的位置设有通孔，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片同时通过胶体密封固定在所述线路板上。
6.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述外壳上设有声孔，所述ASIC芯片上设有用于连通所述MEMS芯片的腔体与所述声孔的通孔；所述MEMS芯片和所述ASIC芯片同时通过胶体密封固定在所述线路板上。
【文档编号】H04R19/04GK203788457SQ201420160836
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】孙德波, 刘文涛, 董南京 申请人:歌尔声学股份有限公司