CN103391502A

CN103391502A - 麦克风防水薄片的制造方法

Info

Publication number: CN103391502A
Application number: CN2013102568753A
Authority: CN
Inventors: 蔡孟锦
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明提供一种麦克风防水薄片的制造方法，该方法包括：a）使薄型硅片固定在蚀刻载具上；b）在所述薄型硅片上通过蚀刻形成多个水不浸通孔。由该方法制造的麦克风防水薄片结构完整性好、防水性能好、声效好、厚度薄而精确、耐高温回流且批量生产性好。

Description

麦克风防水薄片的制造方法

技术领域

本发明涉及麦克风技术领域，具体说，涉及一种麦克风防水薄片的制造方法。

背景技术

目前，许多电子产品（例如，手机、相机、腕式手机等）上的麦克风要求具有防水功能。常用的麦克风防水方法是在麦克风的声孔处贴一个细网孔薄片，使得声波仍然能够通过该细网孔薄片抵达麦克风内部的振膜，而水则由于表面张力的缘故不能通过该细网孔薄片进入麦克风的内部，从而使麦克风达到防水效果，同时也可以达到减尘效果。

图1和图2是示意剖视图，示出了现有的两种具有防水功能的MEMS麦克风的结构。如图1和图2所示，在现有的这两种具有防水功能的MEMS麦克风中，硅基声学换能元件10和功能集成电路20安装在印刷电路板（PCB）30上，并用盖子40封住，其中，硅基声学换能元件10包括形成在硅基底11上的高顺应性振膜12和固定的穿孔背板13，振膜12和穿孔背板13由空气间隙隔开，构成了一个换能电容器，在硅基底11上形成有背孔14，使振膜12露出。另外，在图1所示的MEMS麦克风中，在盖子40上形成有声孔41，在声孔41处贴有可防水的细网孔薄片42。外部声波穿过声孔41和可防水的细网孔薄片42，并经过硅基声学换能元件10中的穿孔背板13上的穿孔抵达振膜12，从而使振膜12振动。在图2所示的MEMS麦克风中，在PCB板30上形成有声孔31，在声孔31处贴有可防水的细网孔薄片32。外部声波穿过声孔31和可防水的细网孔薄片32，并经过硅基声学换能元10中的硅基底11中的背孔14抵达振膜12，从而使振膜12振动。

现有的麦克风中使用的可防水的细网孔薄片包括网布结构薄片、激光打孔金属薄片等。与粘贴细网孔薄片方法等效的一种方法是在麦克风的外壳上通过激光打孔形成细网孔。现有的麦克风中使用的可防水的细网孔薄片的不足之处在于，有些薄片的网孔不够小，有些薄片的厚度不够薄，有些薄片不能耐高温回流，多数薄片的批量生产性不够好。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而做出的，其目的在于提供一种麦克风防水薄片的制造方法，以确保该麦克风防水薄片结构完整性好、防水性能好、声效好、厚度薄而精确、耐高温回流且批量生产性好。

为了实现上述目的，本发明提供一种麦克风防水薄片的制造方法，该方法包括：a）使薄型硅片固定在蚀刻载具上；b）在所述薄型硅片上通过蚀刻形成多个水不浸通孔。

上述制造方法还可以包括：在步骤b）之后，对形成有多个水不浸通孔的薄型硅片进行切割。

优选地，所述薄型硅片的厚度可以在约50μm到约150μm的范围内。

优选地，所述蚀刻载具可以包括厚硅片、陶瓷基板、玻璃基板和金属基板。

在一个实施例中，在上述制造方法中的步骤a）之前还可以包括：准备所述薄型硅片。在这种情形中，所述薄型硅片可以通过键合或通过双面胶带或单面胶带或夹具固定在所述蚀刻载具上。

在另一个实施例中，上述制造方法中的步骤a）可以包括：将厚硅片固定在所述蚀刻载具上；以及对所述厚硅片进行减薄以形成所述薄型硅片。在这种情形中，所述厚硅片可以通过键合或通过双面胶带或单面胶带或夹具固定在所述蚀刻载具上。

另外，优选地，所述水不浸通孔可以呈小孔状和/或细线状。进一步优选地，所述水不浸通孔的孔径和/或线宽可以在约5μm到约30μm的范围内。

从前面的叙述和实践可知，在本发明所述的麦克风防水薄片的制造方法中，由于使用硅片作材料，因此，形成的防水薄片能够耐高温回流。另外，由于可以通过半导体加工工艺进行制造，因此，可以使水不浸通孔的一个或两个维度足够小，以保证防水性能良好；可以在不增加制造成本的情况下设计水不浸通孔的形状和分布，以改善麦克风的声效；并且还有利于批量生产。再者，在所述防水薄片的制造过程中，由于使用减薄到预定厚度的薄型硅片进行加工，可以使制得的麦克风防水薄片很薄而且厚度精确，从而利于封装，另外可以使该薄片无划伤，使该薄片上的水不浸通孔无塞孔、无破裂，从而使所述防水薄片的结构完整性良好。最后，蚀刻载具的使用可以使薄型硅片在操作过程中不会破裂。

附图说明

图1是剖视图，示出了现有的一种具有防水功能的MEMS麦克风的结构；

图2是剖视图，示出了现有的另一具有防水功能的MEMS麦克风的结构；

图3是流程图，示出了本发明所述的麦克风防水薄片的制造方法；

图4a-4e是剖视图，示出了本发明的第一实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法；

图5a-5c是平面图，示出了本发明的实施例所述的水不浸通孔的三种示意性的形状和分布；

图6是剖视图，示出了本发明的第二实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法；

图7是剖视图，示出了本发明的第三实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法；以及

图8a-8b是剖视图，示出了本发明的第四实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。

在下面的描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所述实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。在本说明书中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。

图3是流程图，示出了本发明的实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法。如图3所示，本发明的实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法包括：首先，在步骤S1中，使薄型硅片固定在蚀刻载具上，然后，在步骤S2中，在所述薄型硅片上通过蚀刻形成多个水不浸通孔。

下面通过具体的实施例对本发明所述的麦克风防水薄片的制造方法进行详细的描述。

第一实施例

图4a-4e是剖视图，示出了本发明的第一实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法。首先，如图4a所示，准备薄型硅片100。薄型硅片100的厚度可以在约50μm到约150μm的范围内，使得薄型硅片100既有足够的机械强度，也可以直接通过刻蚀的方法形成通孔，如后面所述。薄型硅片100既可从硅片提供商处获得，也可以通过对普通的厚硅片（厚度在约400μm到约1200μm的范围内）进行减薄来获得。

接着，如图4b所示，将薄型硅片100通过双面胶带200固定在蚀刻载具300上。蚀刻载具300可以为厚硅片、陶瓷基板、玻璃基板或金属基板。由于薄型硅片100太薄，容易翘曲破碎，在加工过程中很难对其直接进行操作和传送，因此需要将薄型硅片100固定在刻蚀载具上，以便于操作和传送。

再接着，如图4c所示，在薄型硅片100上通过光刻法形成图形化掩模400，之后如图4d所示，对覆盖有图形化掩模400的薄型硅片100进行刻蚀，以形成多个水不浸通孔110，并在刻蚀后去掉图形化掩膜400。可以采用深反应离子刻蚀（DRIE）设备或ICP深槽刻蚀设备进行刻蚀。所谓水不浸通孔110是指这样一种通孔，该通孔在硅片平面中的至少一个维度足够小，以至于当液态水覆盖在该通孔的一侧时，由于水的表面张力的缘故，不能浸入或渗透到该通孔的另一侧。水不浸通孔110可以呈小孔状和/或细线状，并且优选地，水不浸通孔110的孔径和/或线宽可以在约5μm到约30μm的范围内。

图5a-5c是平面图，示出了本发明的实施例所述的水不浸通孔的三种示意性的形状和分布。如图5a所示，水不浸通孔110可以呈小孔状，如图5b所示，水不浸通孔110可以呈细线状，或者，如图5c所示，水不浸通孔110可以是小孔状和细线状的组合。可以设计水不浸通孔110的形状和分布，使其在满足防水要求的情况下可以改善麦克风的声波传播效果。

最后，如图4e所示，将形成有多个水不浸通孔110的薄型硅片100从蚀刻载具300上取下。例如，通过浸泡在有机化学溶剂中，可以使双面胶带200失去粘性。

此后，可以对形成有多个水不浸通孔110的薄型硅片100进行切割，以形成本发明所述的硅基麦克风防水薄片。在一个实施例中，可以将形成有多个水不浸通孔110的薄型硅片100贴在胶膜上，然后用刀轮进行切割。在另一个实施例中，可以将形成有多个水不浸通孔110的薄型硅片100贴在胶膜上，然后用激光进行切割并进行扩片。

第二实施例

在本发明的第二实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法中，除了使薄型硅片固定在蚀刻载具上的步骤不同外，其余步骤都与第一实施例所述的步骤相同。图6是剖视图，示出了本发明的第二实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法。如图6所示，准备好薄型硅片100之后，将薄型硅片100通过夹具200或单面胶带固定在蚀刻载具300上。

第三实施例

在本发明的第三实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法中，除了使薄型硅片固定在蚀刻载具上的步骤不同外，其余步骤都与第一实施例所述的步骤相同。图7是剖视图，示出了本发明的第三实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法。如图7所示，准备好薄型硅片100之后，将薄型硅片100通过键合（bonding）的方法固定在蚀刻载具300上。

具体说，在蚀刻载具300上形成一层可以与硅片发生键合的键合层202，然后，使薄型硅片100与键合层202通过亲水键合或疏水键合机制键合起来，从而使薄型硅片100固定在蚀刻载具300上。在薄型硅片100上形成多个水不浸通孔110后，可以通过适当的方法（例如湿法腐蚀）将键合层202破坏，从而，将形成有多个水不浸通孔110的薄型硅片100从蚀刻载具300上取下。

第四实施例

在本发明的第四实施例所述的麦克风防水薄片的制造方法中，除了使薄型硅片固定在蚀刻载具上的步骤不同外，其余步骤都与第一实施例所述的步骤相同。图8a-8b是剖视图，示出了本发明的第四实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法。

本发明的第四实施例所述的使薄型硅片固定在蚀刻载具上的方法包括：首先，如图8a所示，将厚硅片100’固定在蚀刻载具300上。具体说，厚硅片100’可以通过如前面所述的键合方法、或通过前面所述的双面胶带或单面胶带或夹具固定在蚀刻载具300上。然后，如图8b所示，对厚硅片100’进行减薄（如图8b中的箭头所示），以形成厚度在约50μm到约150μm薄型硅片100，同时也使薄型硅片100自然地固定在蚀刻载具300上。

形成本发明所述的硅基麦克风防水薄片之后，可以对其边缘进行涂胶，然后将其贴在麦克风的声孔处，以便使麦克风具有防水功能。例如，在图1所示的MEMS麦克风中，声孔41形成在盖子40上，因而，可以将本发明所述的硅基防水薄片贴在盖子40上的声孔41的内侧。在图2所示的MEMS麦克风中，声孔31形成在PCB板30上，因而，可以将本发明所述的硅基防水薄片贴在PCB板30上的声孔31的内侧，然后，再将硅基声学换能元件10安装在所述硅基防水薄片上。

应该注意，本领域中的技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进、变形和组合，而这些改进、变形和组合也都在本发明的保护范围之内。应该明白，上述具体描述只是用来说明本发明，本发明的保护范围由所附权利要求书及其等同物限定。

Claims

1.一种麦克风防水薄片的制造方法，包括：

a）使薄型硅片固定在蚀刻载具上；

b）在所述薄型硅片上通过蚀刻形成多个水不浸通孔。

2.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，还包括：在步骤b）之后，对形成有多个水不浸通孔的薄型硅片进行切割。

3.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，

所述薄型硅片的厚度在约50μm到约150μm的范围内。

4.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，

所述蚀刻载具包括厚硅片、陶瓷基板、玻璃基板和金属基板。

5.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，在步骤a）之前还包括：准备所述薄型硅片。

6.如权利要求5所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，所述薄型硅片通过键合或通过双面胶带或单面胶带或夹具固定在所述蚀刻载具上。

7.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，步骤a）包括：将厚硅片固定在所述蚀刻载具上；以及对所述厚硅片进行减薄以形成所述薄型硅片。

8.如权利要求7所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，所述厚硅片通过键合或通过双面胶带或单面胶带或夹具固定在所述蚀刻载具上。

9.如权利要求1所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，

所述水不浸通孔呈小孔状和/或细线状。

10.如权利要求9所述的麦克风防水薄片的制造方法，其中，

所述水不浸通孔的孔径和/或线宽在约5μm到约30μm的范围内。