CN101325823B - 硅晶麦克风的封装构造 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种硅晶麦克风的封装构造。所述的硅晶麦克风的封装构造包括有一基板、一电子组件集合、一盖体、一绝缘填充体以及一导电层。基板具有一上表面与一下表面。电子组件集合,包括有一设在基板上表面的硅晶麦克风。盖体,是设在基板的上表面,且完全罩设硅晶麦克风。绝缘填充体是结合在基板的上表面与盖体的周侧面,且绝缘填充体设有一连通于基板的上表面的孔。此外,导电层是形成在绝缘填充体之外,且在绝缘填充体的孔处具有一导电部,以与基板形成电连接。
Description
技术领域
本发明主要是揭示一种麦克风的封装构造,尤指一种具有良好绝缘、高讯噪比的硅晶麦克风的封装构造。
背景技术
请参照图5,是显示美国专利号U.S.6,781,231所揭示封装构造的示意图。如图5所示,所述的封装构造包含有一基板1,在基板1上焊设有一呈杯状的上盖2,上盖2是由一外杯体3与一内杯体4组合而成,以形成电磁波的屏障。上盖2与基板1之间形成有一腔室5,以供数个电子组件6容设在基板1上,此外,上盖2开设有数个开口7以供声音进入腔室5,以使所述的些电子组件6得以接收自所述的封装构造外所传递的声音。
上述的现有结构在实用上仍有许多缺失,由于上盖2与基板1之间的腔室5中具有空气以供传递声波,当外在环境的气温产生变化时,例如由冷气房移动至炎热的户外时,不同材质所制成的上盖2与电子组件6之间,会因为温度仍保持在低温,而使得腔室5内的空气产生微细水气凝结在上盖2或电子组件6之间,易导致上盖2与电子组件6因湿气影响而损坏。
又,上盖2是金属制成的杯状物,若受到水气产生的影响,很可能使得电子组件6与上盖2之间的绝缘效果不佳,同时所述的些电子组件6之间也会有相同的问题存在,使得产品的电性与功效大受影响。
再者,上盖2为了要形成腔室5,故为既定的固定构形,如此,也造成整个封装构造体积过大,此外,利用上盖2封装的方式与目前成熟的半导体封装方式差异较大,此种不符产业利用的设计非常不实用,故有改良的必要。
发明内容
本发明硅晶麦克风的封装构造所欲解决的技术问题是在于,当外在环境的气温产生变化时,现有的结构会因为温度仍保持在低温,而使得腔室内的空气产生微细水气凝结在盖体或电子组件之间,导致上盖与电子组件因湿气影响而损坏。又所述的上盖是金属制成的杯状物,若因水气影响而很可能使得电子组件与上盖之间的绝缘效果不佳,同时所述的些电子组件之间也会有相同的问题存在,影响产品的电子表现效果。再者,其上盖为了要形成腔室,故为既定的固定构形,如此造成整体封装体积过大的缺点,且其利用上盖封装的方式与目前成熟的半导体封装方式差异较大,此种不符产业利用的设计非常的不实用,故有改良的必要。
本发明硅晶麦克风的封装构造,包括有一基板、一电子组件集合、一盖体、一绝缘填充体与一导电层。基板具有一上表面与一下表面。电子组件集合,包括有一设在基板上表面的硅晶麦克风。盖体,是设在基板的上表面,且完全罩设硅晶麦克风。绝缘填充体是结合在基板的上表面与盖体的周侧面,且绝缘填充体设有一连通于基板的上表面的孔。此外,导电层是形成在绝缘填充体之外,且在绝缘填充体的孔处具有一导电部,以与基板形成电连接。
就以上所述可以归纳出本发明具有以下的优点:
1.本发明硅晶麦克风的封装构造,其中本发明的硅晶麦克风是将MEMS麦克风与特殊应用集成电路整合为一麦克风芯片,故封装制程更为简便、容易,为一极具产业利用性的设计者。
2.本发明硅晶麦克风的封装构造,其中本发明利用CMOS/MEMS技术制造的硅晶麦克风封装构造,通过采用将MEMS麦克风与特殊应用集成电路整合在一起,故可降低封装时所引起的噪声,使得本发明的硅晶麦克风具有较佳的讯噪比。
3.本发明硅晶麦克风的封装构造,其中本发明的音孔可以开设在基板处,也可开设在盖体处,为一可因应市场需求而变化的构造,产业的适应性相当广泛。
附图说明
图1:为本发明硅晶麦克风的封装构造的第一实施例的示意图;
图2:为本发明硅晶麦克风的封装构造的第二实施例的示意图;
图3:为本发明硅晶麦克风的封装构造的第三实施例的示意图;
图4:为本发明硅晶麦克风的封装构造的第四实施例的示意图;
图5:为美国专利号第6,781,231号的示意图。
附图标记说明:1-基板;2-上盖;3-外杯体;4-内杯体;5-腔室;6-电子组件;7-开口;10-封装构造;20-基板;21-上表面;22-下表面;23-焊垫;231-连接部;232-导通部;24-音孔;30-电子组件集合;31-硅晶麦克风;312-第一气室;33-打线区;34-被动组件;40-绝缘填充体;41-孔;50-导电层;51-导电部;60-框架;61-金属层;70-盖体;701-第二气室;702-音孔。
具体实施方式
参照图1,是本发明硅晶麦克风的封装构造的第一实施例的示意图。本实施例的硅晶麦克风的封装构造10包括有一基板20、一设在基板20上的电子组件集合30、一罩在电子组件集合30外的盖体70、一结合在基板20上并包覆在盖体70的外表面的绝缘填充体40、与一披覆在绝缘填充体40外表面的导电层50。
基板20具有一上表面21与一下表面22,上表面21是用以承置电子组件集合30,而下表面22预定位置设有焊垫23,以供基板20与电子产品的电路板电连接,且焊垫23具有一连接部231连通于基板20的上表面21。
电子组件集合30是由数个电子组件所组成,其是设在基板20的上表面21,用以提供封装构造10产生所需要的功能。在本实施例中,电子组件集合30包括有一硅晶麦克风(CMOS-MEMS Microphone)31以及至少一被动组件34。硅晶麦克风31是利用CMOS-MEMS制程将一MEMS麦克风与一特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit;ASIC)整合后,焊设在基板20的上表面21,再通过采用一打线区(Wire Bonding)33使得硅晶麦克风31与基板20形成电连接。此外,硅晶麦克风31具有一第一气室312,基板20相对于第一气室312的位置则开设有一音孔24,第一气室312是用以接受自音孔24进入的声波,并可通过采用硅晶麦克风31的振膜感应声波产生机械能,而得以产生电容变化。
被动组件34可为电容、电阻或电感,其是配置在基板20的上表面21。
盖体70是设在基板20的上表面21,且罩设在电子组件集合30的硅晶麦克风31与打线区33,另,盖体70与基板20之间形成有一第二气室701,用以提供硅晶麦克风31内的振膜振动时空气的变化空间。
绝缘填充体40是采用一般半导体所常用的封装材料(如封胶等),其是结合在基板20的上表面21、盖体70的周侧面与顶面之上,形成完全密封包覆的状态,除可有效的使电子组件集合30与外界绝缘,更可有效的防止电子组件集合30因环境变化而产生湿气导致的损坏。
绝缘填充体40设有一连通于基板20上表面21的孔41,且孔41是使焊垫23的连接部231呈裸露状。绝缘填充体40可依需要的不同,而控制其填充高度,制出不同尺寸的封装构造10,适应性广。且其无需设置上盖结构,故可有效的减少封装构造10整体的尺寸,减少占用空间,达到轻薄、小巧的优点。
导电层50是设置在绝缘填充体40的外表面,以形成一电磁波屏障。导电层50具有一与基板20电性导通的导电部51,导电部51是自绝缘填充体40的孔41处连接在基板20的上表面21,且与焊垫23的连接部231形成电连接。在本实施例中,导电层50是采用溅镀方式披覆在绝缘填充体40的外表面,当然,导电层50也可采用其它镀膜方法或在填充体40的外表面贴覆一层导电性材质,只要是可披覆在绝缘填充体40外表面,而达到提供封装构造10良好的电磁波屏障效果,并防止基板20上表面21的电子组件集合30受到电磁波的干扰,均可作为本发明的导电层50。
参照图2,是本发明硅晶麦克风的封装构造的第二实施例的示意图。本实施例的封装构造大致上与前述实施例相同,其差异处是在本实施例的封装构造10更包括有一设在基板20上的框架60,故相同的组件均采用第一实施例的组件编号。
如图2所示,框架60是呈矩形框状而设在基板20的上表面21,形成一四周环绕的侧壁结构。此外,在框架60的底面、内侧面与顶面布设有一呈C型截面的金属层61,通过采用一导通部232与焊垫23形成电性导通。框架60是可依需要而设为不同的高度者,以达到制产出不同尺寸的封装构造10。
而绝缘填充体40是结合在基板20的上表面21、盖体70的周侧面与顶面、以及框架60的内侧面与顶面之上,也即绝缘填充体40是隔绝在导电层50与框架60的金属层61之间。如此金属层61更可有效的阻挡电磁波进入封装构造10内,而可提供一良好的电磁波屏障效果,防止基板20上表面21的电子组件集合30受到电磁波的干扰。
由于现今麦克风要求的噪声比要大于55分贝(dB),甚至有些模拟装置的要求更达60分贝(dB)以上,本发明上述实施例的封装构造10,是将MEMS麦克风与特殊应用集成电路整合在一起,故可降低封装时所引起的噪声,且由于盖体70是完全包覆本发明的硅晶麦克风,故本发明的硅晶麦克风的形状设计使得第一气室312与第二气室701可具有较大的空气压缩空间,以使封装构造10具有较佳的声能储存功能。此外,封装构造10内部的电子组件集合30不但具有良好的绝缘效果,还可避免因湿气影响所导致的损坏,同时还可保有良好的电磁波屏障效果,并达到轻薄、小巧化设计的优点。
参照图3,是本发明硅晶麦克风的封装构造的第三实施例的示意图。本实施例的封装构造大致上与第一实施例相同,其差异处是在于本实施例的音孔所开设的位置不同在前述实施例的音孔24,故相同的组件功能即不再赘述。
如图3所示,本实施例中的基板20并未开设供声音通过的孔洞,且基板20与硅晶麦克风31之间形成有一第一气室312,而盖体70与基板20之间形成有一第二气室701。第二气室701是通过采用一贯穿盖体70的音孔702而与外界相通连,如此使第二气室701得以接受自音孔702进入的声波,并通过采用硅晶麦克风31的振膜感应声波产生机械能,进而造成电容的变化,而第一气室312则用以提供硅晶麦克风31内的振膜振动时,空气压缩的变化空间。
此外,绝缘填充体40的填充高度也可依需要而改变,如本实施例的绝缘填充体40的填充高度是等于盖体70的顶面高度,且不遮蔽音孔702,也即绝缘填充体40是结合在基板20的上表面21、盖体70的周侧面处,如此也可达到如同第一实施例的相同功效。
参照图4,是本发明硅晶麦克风的封装构造的第四实施例的示意图。本实施例的封装构造大致上与第二实施例相同,其差异处是在于本实施例的音孔所开设的位置不同在前述实施例的音孔24,故相同的组件功能即不再赘述。
如图4所示,本实施例中的基板20并未开设供声音通过的孔洞,且基板20与硅晶麦克风31之间形成有一第一气室312,而盖体70与所述的基板20之间形成有一第二气室701。所述的第二气室701是通过采用一贯穿盖体70的音孔702而与外界相通连,如此使第二气室701得以接受自音孔702进入的声波,并通过采用硅晶麦克风31的振膜感应声波产生机械能,进而造成电容的变化,而所述的第一气室312则用以提供硅晶麦克风31内的振膜振动时,空气压缩的变化空间。
此外,绝缘填充体40的填充高度也可依需要而改变,如本实施例的绝缘填充体40的填充高度是等于盖体70的顶面高度,且不遮蔽音孔702,也即所述的绝缘填充体40是结合在基板20的上表面21、盖体70的周侧面、以及框架60的内侧面与顶面处,如此也可达到如同第二实施例的相同功效。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的权利要求可限定的范围之内。
Claims (11)
1.一种硅晶麦克风的封装构造,其特征在于,其包括有:
一基板,其具有一上表面与一下表面;
一电子组件集合,其包括有一硅晶麦克风,设在所述的基板的所述的上表面;
一盖体,是设在所述的基板的所述的上表面,且完全罩设所述的电子组件集合的所述的硅晶麦克风;
一绝缘填充体,是结合在所述的基板的所述的上表面并包覆盖体的外表面,且所述的绝缘填充体设有一连通于所述的基板的所述的上表面的孔;以及
一导电层,披覆在所述的绝缘填充体的外表面,且在所述的绝缘填充体的所述的孔处具有一导电部,以与所述的基板形成电连接。
2.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的硅晶麦克风具有一第一气室,且所述的盖体与所述的基板之间则形成一第二气室。
3.根据权利要求2所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的基板开设有一第一音孔,以连通所述的第一气室。
4.根据权利要求2所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的盖体开设有一第二音孔,以连通所述的第二气室。
5.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的硅晶麦克风包括有一打线区,所述的打线区向外延伸并焊设在所述的基板上,以使所述的硅晶麦克风与所述的基板形成电连接。
6.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的基板另包括有一焊垫,所述的焊垫设在所述的基板的所述的下表面,且所述的焊垫是通过采用一连接部而与所述的导电层的所述的导电部形成电连接。
7.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:还包括至少一被动组件,配置在所述的基板的所述的上表面。
8.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的绝缘填充体是由封胶形成。
9.根据权利要求1所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:还包括一框架,所述的框架设在所述的基板的所述的上表面,以使所述的绝缘填充体结合在所述的框架的内侧面与所述的盖体的周侧面。
10.根据权利要求9所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的框架包含有一金属层,所述的金属层设在所述的框架的底面、内侧面与顶面而呈一C形截面,并通过一导通部与所述的基板形成电性导通。
11.根据权利要求9所述的硅晶麦克风的封装构造,其特征在于:所述的框架的顶面高度是低于所述的盖体的顶面高度,而所述的绝缘填充体的填充高度是等于所述的盖体的顶面高度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110817 Termination date: 20130611 |