具有立体基板的微机电麦克风封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微机电麦克风的封装结构，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，其可通过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。
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【背景技术】
[0003]相对传统的麦克风，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是通过基板71上的若干电性连接结构76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，因此考虑到结构强度的问题，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，相对地麦克风的腔室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，是有助于留出空间以增大腔室75容积，更可藉此提高微机电麦克风接收声音的感度、讯噪比以及频率响应等声学性會K。
[0004]此外，美国公开号第US 2014/0037115A1专利也揭示了一种微机电麦克风封装结构，请参考其说明书的第2图。其中，封装结构包含由上盖102、侧壁104以及基板106所组成的一个三层板结构。上盖102开设有音孔112，并且声波传感器108与特定应用集成电路芯片110都设于上盖102。侧壁104的顶面与底面都设有一焊料区域160以涂布焊料，使侧壁102连接上盖102与基板106，并同时电性导通上盖102、侧壁104与基板106。
[0005]然而，从上述专利可以看到，基板106同样需要承载上盖102、声波传感器108、特定应用集成电路芯片110以及侧壁104所施加的应力，因此基板106同样不能做得太薄。另一方面，由于侧壁104是使用焊料来连接上盖102与基板106，在一般可知的封装过程中，须先在侧壁104的顶面涂布焊料后，再翻转侧壁104以涂布侧壁104的另一面后，才能进行后续侧壁104与基板106的定位以及连接的步骤。因此，整体封装过程较为繁复且成本较高，其焊接后封装结构的连接强度也相对较差而容易损坏。
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【发明内容】
[0007]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，增加麦克风的腔室容积，并可同时屏蔽电磁干扰。
[0008]为了达到上述目的，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、一声波传感器、一特定应用集成电路芯片以及至少一焊盘设置于盖板顶面或立体基板的外表面。其中，立体基板是由复数层印刷电路板连续层迭而成，其包含有一第一金属层，第一金属层顶面内凹形成一底部以及围绕连接底部顶面的一侧壁，使盖板能罩设于立体基板并连接侧壁以形成一腔室。此声波传感器设置于腔室内，且立体基板或盖板设有一音孔。
[0009]藉此，侧壁结构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状况下使底部能够在设计上尽可能地薄型化，让封装结构能在外观尺寸不变的前提下增加麦克风的腔室容积。
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【附图说明】
[0011]图1为传统的微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]图4为本发明微机电麦克风封装结构的制法流程图。
[0015]图5为本发明第三实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0016]图6为本发明第三实施例微机电麦克风封装结构的另一剖视图，用以显示盖板的另一种结构。
[0017]图7为本发明第三实施例微机电麦克风封装结构的另一剖视图，用以显示盖板的另一种结构。
[0018]图8为本发明第四实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0019]图9为本发明第五实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0020]图10为本发明第六实施例微机电麦克风封装结构的剖视图。
[0021]图11为本发明第六实施例立体基板的立体图。
[0022]符号说明 I封装结构 10立体基板 11承载底部 12侧壁
13音孔
14、14a、14b第一金属层 15布线电极 16金属凸块 17焊盘
18电性连接结构 19第三金属层 20盖板 21第二金属层 22绝缘层 23金属基材 24穿孔 25焊盘 26腔室 27导电层 28穿孔
29电性连接结构
30声波传感器
40特定应用集成电路芯片
50电磁屏蔽结构
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腔室
76电性连接结构
S1、S2、S3 步骤
【具体实施方式】
[0023]为了能更了解本发明的特点所在，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。本发明具有立体基板的微机电麦克风封装结构I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是指具有凹槽的多层印刷电路板(multilayer printed circuit boardwith a cavity, Cavity PCB)，透过PCB制程而将复数电路层(图未绘示)以及复数绝缘层(图未绘示)连续层迭(laminated)并压合(pressed and adhered) 一体成型制成，于制造过程中内凹形成一个概呈U字形的结构，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顶面一体向上延伸形成。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)，以导通金属凸块17与布线电极15，使封装结构I可以通过金属凸块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，其是可透过盲孔、电镀或灌铜浆等方式形成为一第一金属层14，在本实施例中第一金属层14是埋设于侧壁12的壁体内部，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)，或者改为由但不限于陶瓷等材料一体成型制成。
[0024]盖板20是呈一平板状，由绝缘材料所制成(例如塑料)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，使盖板20和立体基板10共同形成一腔室。当二者连接时，第二金属层21通过侧壁12顶面的金属凸块16而电性连接第一金属层14，进而能通过立体基板10作接地以形成电磁屏蔽结构，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。
[0025]值得一提的是，盖板20亦可改为金属盖，并使其电性连接第一金属层14，如此亦可达成屏蔽电磁干扰的功效。而在本实施例中，第一金属层14是用来接地(即作为接地导电路径的一部分)，在以下的实施例中，第一金属层14的数量可能有二个并且可能用来输入或输出麦克风封装结构I内部组件的电讯号(即作为讯号传输路径的一部分)。此外，第一金属层14在结构上也不应局限于字面上的「层状结构」，其亦可为例如硅晶穿孔等其他结构。
[0026]声波传感器30是对应音孔13而连接于腔室内承载底部11的顶面，一特定应用集成电路芯片40 (ASIC)亦设于腔室内承载底部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。
[0027]使用上，由于侧壁12的结构提升了立体基板10的整体强度，相较于传统的微机电麦克风封装结构，本发明立体基板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I更加地薄型化，另一方面也可以让封装结构I在外观尺寸不变的情况下，通过承载底部11的薄型化而增大腔室的容积，进而提升麦克风所能接收声音的感度与讯噪比等声学性能。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制程。
[0028]本发明另提供第二实施例，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的顶端设有一个金属凸块16而电性连接第二金属层21，且第一金属层14的底端电性连接承载底部11，如此亦可达到使承载底部11薄型化以及屏蔽电磁干扰的效果。