提升MEMS麦克风封装成品率的方法、装置及系统与流程

本发明涉及电声产品技术领域，更具体地，本发明涉及一种提升MEMS麦克风封装成品率的方法、装置及系统。

背景技术：

MEMS麦克风是指用MEMS技术加工得到的麦克风产品，也被称之为硅麦克风。MEMS麦克风包括MEMS芯片和专用IC(ASIC)芯片两部分，两颗芯片被封装在一个由PCB和金属外壳组合的SMD表面贴装器件中。MEMS芯片包括硅材料制作的背极和一片弹性硅膜，其在接收到声音讯号(声压)时，将使得弹性硅膜发生对应的形变，并因此改变了弹性硅膜与背极之间的间距,进而将声压转换成对应的电容值变化量。专用IC芯片用于检测MEMS芯片感应到的电容值变化量，并将其转换为电信号作为MEMS麦克风的输出。

基于MEMS麦克风的结构组成，影响其封装成品率的关键因素包括：MEMS芯片的缺陷控制(defect control)、MEMS芯片的原始灵敏度(raw sensitivity)、及MEMS芯片与专用IC芯片的匹配。目前，对于MEMS麦克风的封装，基本仅进行了MEMS芯片的缺陷控制(具体指外观缺陷)，由于影响MEMS芯片封装成品率还有另外两个非常关键的因素，所以，MEMS麦克风的封装成品率仍可以进一步提升。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种提升MEMS麦克风封装成品率的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的方法，其包括：

记录硅基片上所有MEMS芯片的位置信息；

获取对所述硅基片上的MEMS芯片进行自动光学检测得到的检测结果；

获取对所述硅基片上的MEMS芯片进行电性测量得到的原始灵敏度；

形成使得检测结果、原始灵敏度与位置信息相对应的封装记录；

根据所述封装记录，选择检测结果和原始灵敏度均合格的位置上的MEMS芯片作为待封装MEMS芯片；

根据所述待封装MEMS芯片的原始灵敏度选择匹配的专用IC芯片，形成进行封装的芯片组合信息。

可选的是，所述方法还包括：

根据得到的原始灵敏度，将所述硅基片上所有MEMS芯片划分为不同的芯片组，其中，同一芯片组的MEMS芯片被设置为匹配相同增益的专用IC芯片，且不同芯片组的MEMS芯片被设置为匹配不同增益的专用IC芯片。

可选的是，所述方法还包括：

对所述硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与芯片组相对应的晶圆图的显示控制，其中，各个芯片组被设置为通过不同的晶圆图进行标记显示。

可选的是，所述方法还包括：

对所述硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与检测结果相对应的晶圆图的显示控制，其中，各类检测结果被设置为通过同一晶圆图进行相区别的标记显示。

根据本发明的第二方面，提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的装置，其包括：

用于记录硅基片上所有MEMS芯片的位置信息的模块；

用于获取对所述硅基片上的MEMS芯片进行自动光学检测得到的检测结果的模块；

用于获取对所述硅基片上的MEMS芯片进行电性测量得到的原始灵敏度的模块；

用于形成使得检测结果、原始灵敏度与位置信息相对应的封装记录的模块；

用于根据所述封装记录，选择检测结果和原始灵敏度均合格的位置上 的MEMS芯片作为待封装MEMS芯片的模块；

用于根据所述待封装MEMS芯片的原始灵敏度选择匹配的专用IC芯片，形成进行封装的芯片组合信息的模块。

可选的是，所述装置还包括：用于根据得到的原始灵敏度，将所述硅基片上所有MEMS芯片划分为不同的芯片组的模块，其中，同一芯片组的MEMS芯片被设置为匹配相同增益的专用IC芯片，且不同芯片组的MEMS芯片被设置为匹配不同增益的专用IC芯片。

可选的是，所述装置还包括：用于对所述硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与芯片组相对应的晶圆图的显示控制的模块，其中，各个芯片组被设置为通过不同的晶圆图进行标记显示。

可选的是，所述装置还包括：用于对所述硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与检测结果相对应的晶圆图的显示控制的模块，其中，各类检测结果被设置为通过同一晶圆图进行相区别的标记显示。

根据本发明第三方面，提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据本发明第一方面所述的方法。

根据本发明第四方面，提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的系统，其包括：

自动光学检测装置，用于对硅基片上的MEMS芯片进行外观缺陷检测，并提供检测结果；

CV测试装置，用于对硅基片上的MEMS芯片进行电性测量，以确定所述MEMS芯片的原始灵敏度；

根据本发明第二方面或者第三方面所述的提升MEMS麦克风封装成品率的装置；以及，

显示装置，用于显示提升MEMS麦克风封装成品率的装置提供的数据，所述数据至少包括芯片组合信息。

本发明的一个有益效果在于，本发明方法、装置及系统通过对影响MEMS麦克风封装成品率的三个关键因素进行干预，有效提高了MES麦克风 的封装成品率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明提升MEMS麦克风封装成品率的方法的一种实施方式的流程图；

图2为根据本发明提升MEMS麦克风封装成品率的装置的一种实施方式的方框原理图；

图3为根据本发明提升MEMS麦克风封装成品率的装置的另一种实施方式的方框原理图；

图4为根据本发明提升MEMS麦克风封装成品率的系统的一种实施方式的方框原理图；

图5为对检测结果进行标记的一种形式的晶圆图。

图6为对芯片组进行标记的一种形式的晶圆图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步 讨论。

图1为根据本发明的提升MEMS麦克风封装成品率的一种实施方式的流程图。根据图1所示，本发明方法包括如下步骤：

步骤S101，记录硅基片上所有MEMS芯片的位置信息。

一块硅基片上通常成型有较多的MEMS芯片，例如上千只、甚至上万只MEMS芯片，最终通过裁切成型单独的芯片个体。

该硅基片例如为圆形，各个MEMS芯片在硅基片上按照一定的规则排布，例如成行、成列排布，且行间距相等及列间距相等，又例如成圆形阵列排布，因此，各MEMS芯片在硅基片上具有确定的位置，对应的位置信息可以根据排布方式为行、列数组等。

因此，记录硅基片上所有MEMS芯片的位置信息可以为根据硅基片规格和MEMS芯片在硅基片上的排布方式加载的位置信息，以通过位置信息指代对应位置上的MEMS芯片。

步骤S102，获取对所硅基片上的MEMS芯片进行外观缺陷检测得到的检测结果。

该外观缺陷例如包括芯片有破损、芯片变形、清洁度不达标等。该检测可以人工观察完成并通过输入装置手动完成检测结果的录入，也可以通过自动光学检测(Automated Optical Inspection，AOI)装置代替人工查找芯片的外观缺陷，并生成检测结果。

在获取检测结果后，可以通过显示反映各位置MEMS芯片的检测结果的晶圆图(wafer Map)提供直观的判断，这样，本发明方法还可以包括：对硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与检测结果相对应的晶圆图的显示控制的步骤，其中，各类检测结果被设置为通过同一晶圆图进行相区别的标记显示，例如正常芯片通过绿色进行标记显示，异常芯片通常红色进行标记显示，而且还可以根据检测结果对不同类型的异常芯片也进行相区别的标记显示。

图5为在MEMS芯片所在位置上显示对应检测结果标记的晶圆图的黑白图样，MEMS芯片布满图样的整个圆形区域，图样中示出的黑点为异常芯片所在位置，而正常芯片在该黑白图样中不可见。

步骤S102，获取对硅基片上的MEMS芯片进行电性测量得到的原始灵敏度。

该电性测量可通过CV测试仪进行，根据电性测量的结果便可表征对应芯片的原始灵敏度。该CV测试具体指电容电压特性测试，在施加相同电压的情况下下，电容值的变化量越大，则原始灵敏度越高，因此，可通过电容值的变化量表征原始灵敏度。

在此，不同原始灵敏度范围按照封装要求应该匹配不同增益的专用IC芯片，因此，可将能够匹配相同专用IC芯片的MEMS芯片记为是同一芯片组，即同一芯片组的MEMS芯片被设置为能够匹配相同增益的专用IC芯片，且不同芯片组的MEMS芯片被设置为匹配不同增益的专用IC芯片。

在获取MEMS芯片的原始灵敏度后，可以通过显示反映各位置MEMS芯片的原始灵敏度的晶圆图提供直观的判断，这样，本发明方法还可以包括：对硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与芯片组相对应的晶圆图的显示控制的步骤，其中，各个芯片组被设置为通过不同的晶圆图进行标记显示，即在一张晶圆图中仅标记显示同一芯片组的MEMS芯片，例如在晶圆图中通过红色标记显示对应芯片组的MEMS芯片所在的位置。

图6为在MEMS芯片所在位置上显示对应芯片组标记的一晶圆图的黑白图样，图样中示出的黑点为对应芯片组的MEMS芯片所在位置。

步骤S103，形成使得检测结果、原始灵敏度与位置信息相对应的封装记录，即每条记录包括位置信息、对应位置上的MEMS芯片的检测结果、及对应位置上的MEMS芯片的原始灵敏度。该记录例如可以为列表形式、链表形式等。

步骤S104，根据所封装记录，选择检测结果和原始灵敏度均合格的位置上的MEMS芯片作为待封装MEMS芯片。

在此，可以根据封装要求限定的原始灵敏度的正常范围筛选原始灵敏度合格的MEMS芯片。

步骤S105，根据待封装MEMS芯片的原始灵敏度选择匹配的专用IC芯片，形成进行封装的芯片组合信息。

该步骤具体为根据封装要求，选择增益与待封装MEMS芯片的原始灵 敏度相匹配的专用IC芯片。

对于上述的划分芯片组的实施例，该步骤可在一个芯片组中选择一个待封装MEMS芯片进行专用IC芯片的匹配，进而形成该芯片组中所有待封装MEMS芯片的芯片组合信息。

在此，对于单一增益的专用IC芯片，每款增益的专用IC芯片仅能与同一芯片组的待封装MEMS芯片相匹配，因此，需要根据芯片组合信息准备多款增益的专用IC芯片，以匹配不同芯片组的待封装MEMS芯片。而对于具有校准功能的专用IC芯片(校准功能可以是偏置电压和/或增益校准)，则可以通过对专用IC芯片的校准匹配较大范围的原始灵敏度，即匹配两个芯片组，甚至更多的芯片组。

这样，按照该芯片组合信息的要求完成待封装MEMS芯片与对应专用IC芯片的封装，便可控制影响封装成品率的三个关键因素，进而使得封装成品率被大大提高。

本发明还提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的装置，图2为该种装置的一种实施方式的方框原理图。

根据图2所示，该装置200一方面包括用于记录硅基片上所有MEMS芯片的位置信息的模块201；用于获取对硅基片上的MEMS芯片进行自动光学检测得到的检测结果的模块202；用于获取对硅基片上的MEMS芯片进行电性测量得到的原始灵敏度的模块203；用于形成使得检测结果、原始灵敏度与位置信息相对应的封装记录的模块204；用于根据封装记录，选择检测结果和原始灵敏度均合格的位置上的MEMS芯片作为待封装MEMS芯片的模块205；以及，用于根据待封装MEMS芯片的原始灵敏度选择匹配的专用IC芯片，形成进行封装的芯片组合信息的模块206。

该装置200还可以进一步包括用于根据得到的原始灵敏度，将硅基片上所有MEMS芯片划分为不同的芯片组的模块(图中未示出)，其中，同一芯片组的MEMS芯片被设置为匹配相同增益的专用IC芯片，且不同芯片组的MEMS芯片被设置为匹配不同增益的专用IC芯片。

该装置200还可以进一步包括用于对硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与芯片组相对应的晶圆图的显示控制的模块(图中未示出)， 其中，各个芯片组被设置为通过不同的晶圆图进行标记显示。

该装置200还可以进一步包括用于对硅基片上所有MEMS芯片进行生成位置信息与检测结果相对应的晶圆图的显示控制的模块(图中未示出)，其中，各类检测结果被设置为通过同一晶圆图进行相区别的标记显示。

图3为该装置的另一种实施方式的方框原理图。根据图3所示，该装置300包括存储器301和处理器302，存储器301用于存储指令，指令用于控制处理器302进行操作以执行根据本发明的提升MEMS麦克风封装成品率的方法。

该装置300还可以进一步包括输入装置304、通信装置306、接口装置303和显示装置305等。其中，通信装置306例如能够进行有有线或无线通信，以获取包括检测结果和原始灵敏度在内的各种数据，及/或发送包括芯片组合信息在内的各种数据。接口装置303例如包括USB接口、RS232接口、RS485接口、网口等。输入装置304例如可以包括触摸屏、按键等，以输入各种信息，例如位置信息。显示装置305例如是液晶显示屏、触摸显示屏等，以显示芯片组合信息、各种晶圆图等。尽管在图3中示出了多个装置，但是，本发明装置300可以仅涉及其中的部分装置，例如，处理器301、存储器302等。

本发明还提供了一种提升MEMS麦克风封装成品率的系统，图4为该系统的一种实施方式的方框原理图。根据图4所示，该系统400包括自动光学检测装置401、CV测试装置402、装置200或300、显示装置403。其中，自动光学检测装置401用于对硅基片上的MEMS芯片进行外观缺陷检测，并提供检测结果；CV测试装置402用于对硅基片上的MEMS芯片进行电性测量，以确定MEMS芯片的原始灵敏度；装置200或300用于根据MEMS芯片的检测结果和原始灵敏度，得到芯片组合信息；显示装置403用于显示装置200或300提供的数据，该数据至少包括芯片组合信息，以指示操作人员完成MEMS麦克风的封装。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置、系统的实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、 其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理。