CN101316461A - 微机电系统麦克风封装体及其封装组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微机电系统麦克风封装体和微机电系统麦克风封装组件，该微机电系统麦克风封装体适于安装至电路板。此封装体包括基板、MEMS麦克风及导电密封件。MEMS麦克风配设在基板上，并电性连接基板的下表面的导电层。导电密封件配设在基板上，并围绕MEMS麦克风，用以连接电路板，并与电路板及基板构成声学舱室。声学舱室具有音孔，其穿过基板。音孔之内壁具有金属层，其连接基板的下表面的导电层及基板的上表面的另一导电层。

Description

微机电系统麦克风封装体及其封装组件

技术领域

本发明有关于一种微机电系统(microelectromechanical system，以下简称MEMS)麦克风，且特别是有关于一种MEMS麦克风封装体及其封装组件。

背景技术

由于移动电话的需求日益增加，且移动电话在声音品质上的要求亦日益提高，再加上助听器技术也已逐渐成熟，这些因素使得高品质微型麦克风的需求急速增加。由于采用MEMS技术所制作成的电容式麦克风具有重量轻、体积小及信号品质佳等优点，所以MEMS麦克风逐渐成为微型麦克风的主流。

美国公告专利编号US 6,781,231披露一种“具有环境及干扰防护的微机电系统封装”，其具有MEMS麦克风、基板及盖体。基板具有表面，以承载MEMS麦克风。盖体包括导电层，其具有中央部分及其外围的周边部分。通过将盖体的周边部分连接至基板可形成壳体。盖体的中央部分与基板相隔一空间以容纳MEMS麦克风。壳体具有音孔，以允许声音信号到达MEMS麦克风。

发明内容

本发明提供一种MEMS麦克风封装体，用以安装至电路板，并将声音信号转换成电子信号。

本发明提供一种MEMS麦克风封装组件，用以将声音信号转换成电子信号。

本发明披露一种微机电系统麦克风封装体，其包括基板、微机电系统麦克风、密封件及至少一导电连接件。基板具有配置在基板的至少一导电层、至少一介电层。微机电系统麦克风配设在基板的下表面，并电性连接基板的导电层。密封件配设在基板的下表面，并围绕微机电系统麦克风。导电连接件配设在基板的下表面。当基板经由密封件及导电连接件而安装至电路板时，密封件与电路板及基板构成声学舱室，而声学舱室具有至少一音孔。

在本发明一实施例中，基板还包括至少一通孔，其配设在基板。配置在基板的通孔可为导电通孔，通过穿过介电层的导电通孔，可以将多个导电层电性相连接。

在本发明一实施例中，密封件可导电，且电性连接至基板的导电层。

在本发明一实施例中，音孔穿过基板及电路板中至少之一。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置在集成电路芯片上，并电性连接至集成电路芯片或基板的导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板的导电层，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置于基板的下表面，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的上表面或下表面，并电性连接基板的导电层，且位于声学舱室之外。

在本发明一实施例中，导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

在本发明一实施例中，密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

在本发明一实施例中，密封件是圆形，方形或多边形。

本发明还披露一种微机电系统麦克风封装体，其包括基板、微机电系统麦克风、导电密封件、至少一导电连接件及至少一音孔。基板具有配置在基板的至少一导电层、至少一介电层。微机电系统麦克风配置在基板的下表面，并电性连接至基板的导电层。导电密封件配设在基板的下表面，且电性连接至基板的下表面的导电层，并围绕微机电系统麦克风。导电连接件配设在基板的下表面。音孔配设在基板，音孔内壁分别具有金属层，其中音孔穿过基板并连接至基板的导电层。当基板经由导电密封件及导电连接件而安装至一电路板时，导电密封件电性连接至电路板的导电层，并与电路板及基板构成声学舱室。

在本发明一实施例中，基板还包括至少一通孔，其配设在基板。配置在基板的通孔可为导电通孔，通过穿过介电层的导电通孔，可以将多个导电层电性相连接。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，其配置在基板的下表面，并电性连接基板，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置在集成电路芯片上，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置于基板的下表面，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装体还包括至少一集成电路芯片，配设在基板的上表面或下表面，并电性连接基板的导电层，且位于声学舱室之外。

在本发明一实施例中，导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

在本发明一实施例中，导电密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

在本发明一实施例中，导电密封件是圆形，方形或多边形。

本发明还披露一种微机电系统麦克风封装组件，其包括基板、微机电系统麦克风、密封件、至少一导电连接件及电路板。基板具有配置在基板至少一个第一导电层、至少一介电层。微机电系统麦克风配设在基板的下表面，并电性连接基板的第一导电层。密封件配设在基板的下表面，并围绕微机电系统麦克风。导电连接件配设在基板的下表面。电路板包含第二导电层。当电路板经由密封件及导电连接件与基板连接时，与电路板及基板构成声学舱室，而声学舱室具有至少一音孔。

在本发明一实施例中，基板还包括至少一通孔，其配设在基板。配置在基板的通孔可为导电通孔，通过穿过介电层的导电通孔，可以将多个第一导电层电性相连接。

在本发明一实施例中，密封件可导电，且电性连接至基板的第一导电层及电路板的第二导电层。

在本发明一实施例中，音孔穿过基板及电路板中至少之一。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板的第一导电层，且MEMS麦克风配置在集成电路芯片上，并电性连接至集成电路芯片上或基板下表面的第一导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板的第一导电层，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置于基板的下表面，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的第一导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的上表面或下表面，并电性连接基板的第一导电层，且位于声学舱室之外。

在本发明一实施例中，导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

在本发明一实施例中，密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

在本发明一实施例中，密封件是圆形，方形或多边形。

本发明还披露一种微机电系统麦克风封装组件，其包括基板、微机电系统麦克风、导电密封件、至少一导电连接件、至少一音孔及电路板。基板具有配置在基板的至少一第一导电层、至少一介电层。微机电系统麦克风配置在基板的下表面，并电性连接至基板的第一导电层。导电密封件配设在基板的下表面，且电性连接至基板的下表面第一导电层，并围绕微机电系统麦克风。导电连接件配设在基板的下表面。音孔配设在基板，音孔的内壁分别具有金属层，其中音孔穿过基板并连接至基板的第一导电层。电路板包含第二导电层。当基板经由导电密封件及导电连接件安装至电路板时，导电密封件电性连接至电路板的第二导电层，并与电路板及基板构成声学舱室。

在本发明一实施例中，基板还包括至少一通孔，其配设在基板。配置在基板的通孔可为导电通孔，通过穿过介电层的导电通孔，可以将多个第一导电层电性相连接。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置在集成电路芯片上，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的下表面的第一导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的下表面，并电性连接基板，且位于声学舱室之内，而微机电系统麦克风配置于基板的下表面，并电性连接至集成电路芯片或电性连接至基板的第一导电层。

在本发明一实施例中，微机电系统麦克风封装组件还包括至少一集成电路芯片，其配设在基板的上表面或下表面，并电性连接基板的第一导电层，且位于声学舱室之外。

在本发明一实施例中，导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

在本发明一实施例中，导电密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

在本发明一实施例中，导电密封件是圆形，方形或多边形。

本发明乃是利用多层基板来承载MEMS麦克风，并经由导电密封件来将基板连接至电路板，且导电密封件、基板及电路板形成声学舱室及电磁干扰防护屏蔽，以将MEMS麦克风及集成电路芯片容纳其中。

为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例的一种微机电系统麦克风封装体的剖面图。

图2是图1的微机电系统麦克风封装体组装至电路板的局部剖面图。

符号说明

100：微机电系统麦克风封装体

110：基板

110a：导电层

110a’：接垫

110b：介电层

110c：导电通孔

120：MEMS麦克风

122：声压接收面

124：导线

126：止泄坝

128：封胶

130：导电密封件

132：声学舱室

132a：音孔

132a’：金属层

142：集成电路芯片

144：集成电路芯片

150：导电连接件

200：电路板

200a：导电层

200a’：接垫

200b：介电层

200c：导电通孔

202：表面

300：微机电系统麦克风封装组件

具体实施方式

图1是本发明的一实施例的一种微机电系统麦克风封装体的剖面图，图2是图1的微机电系统麦克风封装体组装至电路板的局部剖面图。请参考图1及图2，本实施例的微机电系统麦克风封装体(以下简称封装体)100适于安装至电路板200，其中电路板200包括多层导电层200a、与这些导电层200a交错叠合的多层介电层200b及多个贯穿这些介电层200b而电性连接这些导电层200a的导电通孔(conductive via)200c。

封装体100包括基板110，其中基板110可采用FR-4基板压合技术或陶瓷基板压合技术所制作的多层式基板，其包括单层或多层导电层110a、单层或多层与这些导电层110a交错叠合的介电层110b及贯穿这些介电层110b而电性连接这些导电层110a的导电通孔110c。这些导电层110a及这些导电通孔110c构成基板110的导电线路。

封装体100还包括MEMS麦克风120，其配设在基板110的相对于上表面112a的下表面112b，并具有声压接收面122。在本实施例中，MEMS麦克风120可粘贴在基板110上，并可经由引线键合(wire bonding)的方式电性连接至基板110。当MEMS麦克风120经由多条导线124电性连接至基板110时，可利用点胶技术(encapsulation)将两条止泄坝(dam bar)126分别形成在基板110及MEMS麦克风120上，并形成封胶128于这些止泄坝126所围成的范围内，以保护MEMS麦克风120及这些导线124。

封装体100还包括导电密封件130，其配设在基板110的下表面112b，并围绕MEMS麦克风120，用以连接电路板200。在本实施例中，导电密封件130例如是金属环、导电胶环或焊料环(solderring)，其中金属环包括铜环，而焊料环可利用网印及回焊技术来形成。导电密封件130的两侧则分别连接基板110的位于下表面112b的导电层110a所构成的接垫110a’及电路板200的表面202的导电层200a所构成的接垫200a’。导电密封件130的形状可以是圆形、方形或多边形。

当基板110经由导电密封件130而安装至电路板200时，导电密封件130与电路板200及基板110构成声学舱室132，其中声学舱室132具有多个音孔132a，其可分别穿过基板110及电路板200。此外，这些音孔132a可利用钻孔技术形成在基板110及电路板200中。在本实施例中，音孔132a的内壁分别具有金属层132a’，其穿过基板110并连接至基板110的上表面112a的导电层110a及下表面112b的导电层110a，这可达到散热效果。

封装体100还可包括集成电路芯片142，其配设在基板110上，并电性连接基板110，而MEMS麦克风120可配置在集成电路芯片142上，即经由直接配置在集成电路芯片142上，而间接地配置在基板110上。在本实施例中，MEMS麦克风120可粘贴在集成电路芯片142上，而集成电路芯片142可经由引线键合的方式电性连接至基板110。在另一未绘示的实施例中，集成电路芯片142亦可经由引线键合的方式电性连接至MEMS麦克风120。

封装体100还可包括多个集成电路芯片144，其配设在基板110上，而位于声学舱室132之外。在本实施例中，集成电路芯片144可经由倒装芯片结合(flip chip bonding)的方式电性连接至基板110。

封装体100还可包括多个导电连接件150，其配设在基板110上，用以将基板110的接垫电性连接至电路板200的接垫。在本实施例中，这些导电连接件150可为金属球，例如焊料球(solder ball)，并可利用植球技术来形成这些焊料球，这些导电连接件150亦可为金属引脚(lead)，例如铜引脚。

当基板110经由导电密封件130及这些导电连接件150而连接至电路板200时，封装体100及电路板200可构成微机电系统麦克风封装组件300。此外，基板110的导电层110a及电路板200的导电层200a可透过这些导电连接件150及导电密封件130而形成防止电磁波干扰MEMS麦克风120及集成电路芯片142的屏蔽。

综上所述，本发明乃是利用基板来承载MEMS麦克风，并经由导电密封件及这些导电连接件来将基板连接至电路板，且导电密封件、基板及电路板形成声学舱室及防止电磁波干扰的屏蔽，以将MEMS麦克风及集成电路芯片容纳其中。因此，本发明可封装MEMS麦克风，并与电路板共同提供声学舱室给MEMS麦克风，以利于MEMS麦克风将声音信号转换成电子信号。

虽然本发明已披露实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (40)

1.一种微机电系统麦克风封装体，包括：

基板，具有配置在该基板的至少一导电层、至少一介电层；

微机电系统麦克风，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板的该导电层；

密封件，配设在该基板的下表面，并围绕该微机电系统麦克风；以及

至少一导电连接件，配设在该基板的下表面，

当该基板经由该密封件及该导电连接件而安装至电路板时，该密封件与该电路板及该基板构成声学舱室，而该声学舱室具有至少一音孔。

2.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该基板还包括：

至少一通孔，配设在该基板。

3.如权利要求2所述的微机电系统麦克风封装体，其中配置在该基板的该通孔为导电通孔，通过穿过该介电层的该导电通孔，可以将多个该导电层电性相连接。

4.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该密封件可导电，且电性连接至该基板的该导电层。

5.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该音孔穿过该基板及该电路板中至少之一。

6.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置在该集成电路芯片上，并电性连接至该集成电路芯片或该基板的该导电层。

7.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板的该导电层，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置于该基板的下表面，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的该导电层。

8.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的上表面或下表面，并电性连接该基板的该导电层，且位于该声学舱室之外。

9.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

10.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

11.如权利要求1所述的微机电系统麦克风封装体，其中该密封件是圆形，方形或多边形。

12.一种微机电系统麦克风封装体，包括：

基板，具有配置在该基板的至少一导电层、至少一介电层；

微机电系统麦克风，配置在该基板的下表面，并电性连接至该基板的该导电层；

导电密封件，配设在该基板的下表面，且电性连接至该基板的下表面的该导电层，并围绕该微机电系统麦克风；

至少一导电连接件，配设在该基板的下表面；以及

至少一音孔，配设在该基板，该音孔内壁分别具有金属层，其中该音孔穿过该基板并连接至该基板的该导电层，

当该基板经由该导电密封件及该导电连接件而安装至电路板时，该导电密封件电性连接至该电路板的导电层，并与该电路板及该基板构成声学舱室。

13.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，其中该基板还包括：

至少一通孔，配设在该基板。

14.如权利要求13所述的微机电系统麦克风封装体，其中配置在该基板的该通孔为导电通孔，通过穿过该介电层的该导电通孔，可以将多个该导电层电性相连接。

15.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配置在该基板的下表面，并电性连接该基板，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置在该集成电路芯片上，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的该导电层。

16.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置于该基板的下表面，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的该导电层。

17.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的上表面或下表面，并电性连接该基板的该导电层，且位于该声学舱室之外。

18.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，其中该导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

19.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，其中该导电密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

20.如权利要求12所述的微机电系统麦克风封装体，其中该导电密封件是圆形，方形或多边形。

21.一种微机电系统麦克风封装组件，包括：

基板，具有配置在该基板至少一第一导电层、至少一介电层；

微机电系统麦克风，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板的该第一导电层；

密封件，配设在该基板的下表面，并围绕该微机电系统麦克风；

至少一导电连接件，配设在该基板的下表面；以及

电路板，包含第二导电层，

当该电路板经由该密封件及该导电连接件与该基板连接时，与该电路板及该基板构成声学舱室，而该声学舱室具有至少一音孔。

22.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该基板还包括：

至少一通孔，配设在该基板。

23.如权利要求22所述的微机电系统麦克风封装组件，其中配置在该基板的该通孔为导电通孔，通过穿过该介电层的该导电通孔，可以将多个该第一导电层电性相连接。

24.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该密封件可导电，且电性连接至该基板的该第一导电层及该电路板的该第二导电层。

25.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该音孔穿过该基板及该电路板中至少之一。

26.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板的该第一导电层，且该微机电系统麦克风配置在该集成电路芯片上，并电性连接至该集成电路芯片上或基板下表面的该第一导电层。

27.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板的该第一导电层，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置于该基板的下表面，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的该第一导电层。

28.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的上表面或下表面，并电性连接该基板的该第一导电层，且位于该声学舱室之外。

29.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

30.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

31.如权利要求21所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该密封件是圆形，方形或多边形。

32.一种微机电系统麦克风封装组件，包括：

基板，具有配置在该基板的至少一第一导电层、至少一介电层；

微机电系统麦克风，配置在该基板的下表面，并电性连接至该基板的该第一导电层；

导电密封件，配设在该基板的下表面，且电性连接至该基板的下表面该第一导电层，并围绕该微机电系统麦克风；

至少一导电连接件，配设在该基板的下表面；

至少一音孔，配设在该基板，该音孔之内壁分别具有一金属层，其中该音孔穿过该基板并连接至该基板的该第一导电层；以及

电路板，包含第二导电层，

当该基板经由该导电密封件及该导电连接件安装至该电路板时，该导电密封件电性连接至该电路板的该第二导电层，并与该电路板及该基板构成声学舱室。

33.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该基板还包括：

至少一通孔，配设在该基板。

34.如权利要求33所述的微机电系统麦克风封装组件，其中配置在该基板的该通孔为导电通孔，通过穿过该介电层的该导电通孔，可以将多个该第一导电层电性相连接。

35.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置在该集成电路芯片上，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的下表面的该第一导电层。

36.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的下表面，并电性连接该基板，且位于该声学舱室之内，而该微机电系统麦克风配置于该基板的下表面，并电性连接至该集成电路芯片或电性连接至该基板的该第一导电层。

37.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，还包括：

至少一集成电路芯片，配设在该基板的上表面或下表面，并电性连接该基板的该第一导电层，且位于该声学舱室之外。

38.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该导电连接件是焊接锡球或焊接引脚。

39.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该导电密封件是金属环或焊接材料所形成的环。

40.如权利要求32所述的微机电系统麦克风封装组件，其中该导电密封件是圆形，方形或多边形。