CN104780490A - 一种mems麦克风的封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MEMS麦克风的封装结构及其制造方法，包括由电路板和盖体包围起来的封闭空间，还包括设置在封闭空间内的换能器、放大器，所述换能器、放大器通过植锡球焊接在电路板上，所述换能器、放大器通过电路板中的布图电连接在一起；换能器与电路板之间还设有密封；电路板上对应换能器的位置设有声口。本发明的封装结构，换能器、放大器均通过植锡球的方式焊接在电路板中，使换能器、放大器通过电路板电连接起来，这样的连接结构，不再需要采用金线连接，可以降低整个封装结构的高度，使得封装结构可以做的更薄，以满足产品的轻薄化发展；同时，本发明的封装结构，其生产工艺简单，制程效率高，生产成本低。

Description

一种MEMS麦克风的封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种麦克风，属于声电转换领域，更具体地，涉及一种MEMS麦克风的封装结构；本发明还涉及一种封装结构的制造方法。
背景技术
MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，其中的振膜、背极板是MEMS麦克风中的重要部件，振膜、背极板构成了电容器并集成在硅晶片上，实现声电的转换。
近年来，随着科学技术的发展，手机、笔记本电脑等电子产品的体积在不断减小，而且人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，这就要求与之配套的电子零部件的体积也必须随着减小。
现有的MEMS麦克风，包括由电路板、外壳围成的封装结构，以及位于该封装结构中的MEMS芯片、ASIC芯片，其中，MEMS芯片和ASIC芯片均固定在电路板上，MEMS芯片和ASIC芯片之间通过金线电连接，ASIC芯片与电路板之间通过金线电连接在一起。这样的连接方式，不但增加了制作工序，而且也不利于MEMS麦克风的小型化发展。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种MEMS麦克风的封装结构的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS麦克风的封装结构，包括电路板、盖体，以及由电路板和盖体包围起来的封闭空间，还包括设置在封闭空间内的换能器、放大器，所述换能器、放大器通过植锡球焊接在电路板上，所述换能器、放大器通过电路板中的布图电连接在一起；所述换能器与电路板之间还设有密封；所述电路板上对应换能器的位置设有声口。
优选地，所述密封设置在换能器的外侧边缘。
优选地，所述密封为COB胶。
优选地，所述换能器包括支撑部，以及设置支撑部上端的背极、振膜，换能器的电极设置在支撑部的上端。
优选地，所述换能器倒置地焊接在电路板上，所述换能器与电路板的焊接点位于支撑部上端的电极位置。
优选地，所述支撑部的内部设置有贯通其下端与上端电极的金属化通孔，所述换能器与电路板的焊接点位于支撑部金属化通孔的下端位置。
优选地，所述换能器上与锡球位置相对的一侧设有胶垫。
本发明还提供了一种封装结构的制造方法，包括以下步骤：
a)首先在电路板上相应的位置植锡球；
b)然后将换能器、放大器对应的电极压在植锡球上；
c)将换能器与电路板之间进行密封。
优选的是，在所述步骤a)之前或步骤b)之前还包括在电路板上相应的位置设置胶垫的步骤。
本发明还提供了另一种封装结构的制造方法，包括以下步骤：
a)首先在换能器上、放大器相应的电极上植锡球；
b)然后将换能器、放大器压在电路板上相应的位置；
c)将换能器与电路板之间进行密封。
本发明的封装结构，换能器、放大器均通过植锡球的方式焊接在电路板中，使换能器、放大器通过电路板电连接起来，这样的连接结构，不再需要采用金线连接，可以降低整个封装结构的高度，使得封装结构可以做的更薄，以满足产品的轻薄化发展；同时，本发明的封装结构，其生产工艺简单，制程效率高，生产成本低。
本发明的发明人发现，在现有技术中，换能器、放大器采用金线的方式进行连接，不但工艺较为复杂，而且还影响了整个封装结构的轻薄化发展。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
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是本发明封装结构的剖面图。
图2是本发明另一种封装结构的剖面图。
图3是图2中换能器的结构示意图。
图4是本发明换能器的仰视图。
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。
参考图1，本发明公开了一种MEMS麦克风的封装结构，包括电路板1、盖体2，以及由电路板1和盖体2包围起来的封闭空间，其中，该盖体2也可以是呈平板状，此时，还需要设置一侧壁部将盖体2支撑在电路板1上，共同形成麦克风的外部封装。
本发明的封装结构，还包括设置在封闭空间内的换能器3、放大器4，换能器3为将声音信号转化为电信号的换能部件，其可以是MEMS芯片，该MEMS芯片利用MEMS(微机电系统)工艺制作。放大器4可以是ASIC芯片，主要用来将换能器3输出的电信号进行放大，以便后续处理。所述换能器3、放大器4通过植锡球5焊接在电路板1上；也就是说，换能器3、放大器4分别直接和电路板1电连接在一起，通过在电路板1上布图，使得换能器3输出的电信号经过电路板1上的布图到达放大器4。当然，本发明的封装结构，在所述电路板1上对应换能器3的位置设有声口10，供声音的流入。
具体地，参考图3，所述换能器3包括支撑部31，以及设置支撑部31上端的背极、振膜32等，支撑部31可以是硅片，所述换能器3的电极设置在支撑部31的上端。上述结构属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
在本发明一个具体的实施方式中，由于电极设置在支撑部31的上端，所以在焊接的时候，需要将换能器3倒置，使得换能器3的电极朝下，焊接在电路板1上。也就是说，所述换能器3与电路板1之间的焊接点位于支撑部31上端的电极位置，参考图1。
在本发明另一实施方式中，所述支撑部31的内部设置有贯通其下端与上端电极的金属化通孔30，所述换能器3与电路板1之间的焊接点位于支撑部31金属化通孔30的下端位置，参考图2。焊接好之后，换能器3输出的信号经过金属化通孔30连接至电路板1中，并与放大器4电连接在一起。
其中，为了密封声腔，在所述换能器3与电路板1之间还设有密封7，为了工艺的方便，该密封7设置在换能器3的外侧边缘。例如采用COB胶进行密封，保证了声腔的气密封。
鉴于换能器3、放大器4的结构特点，其电极往往设置在其中一侧，参考图4，换能器3上的焊接位置也就是锡球5的位置位于换能器3的一侧，为了保证换能器3和/或放大器4两侧的高度平衡，所述换能器3、放大器4上与电极或锡球相对的一侧设有胶垫6。该胶垫6可以是预先粘结在换能器3的顶端，也可以是预先粘结在电路板1的上端。所述胶垫6可以呈长条状，将换能器3的该侧整体垫高，使换能器3、放大器4可与电路板1之间保持高度平衡，以防止换能器3、放大器4发生倾斜；同时，该胶垫6还可以对换能器3、放大器4进行缓冲，防止跌落时对换能器3、放大器4造成损坏。
本发明还提供了封装结构的制造方法，包括以下步骤：
a)首先在电路板1上相应的位置植锡球；
b)然后将换能器3、放大器4对应的电极压在对应的锡球5上，并焊接固定在电路板1上；焊接后，换能器3、放大器4通过电路板1上的布图电连接在一起；
c)将换能器3与电路板1之间进行密封，以形成密闭的声腔结构。
当然，对于本领域的技术人员来说，还可以先将锡球植在换能器3、放大器4相应的电极上，然后将换能器3、放大器4压在电路板1上相应的位置，实现换能器3、放大器4与电路板1之间的焊接。本发明优选的是，在所述步骤a)之前或步骤b)之前还包括在电路板1上相应的位置设置胶垫6的步骤。
本发明的封装结构，换能器、放大器均通过植锡球的方式焊接在电路板中，使换能器、放大器通过电路板电连接起来，这样的连接结构，不再需要采用金线连接，可以降低整个封装结构的高度，使得封装结构可以做的更薄，以满足产品的轻薄化发展；同时，本发明的封装结构，其生产工艺简单，制程效率高，生产成本低。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风的封装结构，其特征在于：包括电路板(1)、盖体(2)，以及由电路板(1)和盖体(2)包围起来的封闭空间，还包括设置在封闭空间内的换能器(3)、放大器(4)，所述换能器(3)、放大器(4)通过植锡球(5)焊接在电路板(1)上，所述换能器(3)、放大器(4)通过电路板(1)中的布图电连接在一起；所述换能器(3)与电路板(1)之间还设有密封(7)；所述电路板(1)上对应换能器(3)的位置设有声口(10)。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述密封(7)设置在换能器(3)的外侧边缘。
3.根据权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于：所述密封(7)为COB胶。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述换能器(3)包括支撑部(31)，以及设置支撑部(31)上端的背极、振膜(32)，换能器(3)的电极设置在支撑部(31)的上端。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于：所述换能器(3)倒置地焊接在电路板(1)上，所述换能器(3)与电路板(1)的焊接点位于支撑部(31)上端的电极位置。
6.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于：所述支撑部(31)的内部设置有贯通其下端与上端电极的金属化通孔(30)，所述换能器(3)与电路板(1)的焊接点位于支撑部(31)金属化通孔(30)的下端位置。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述换能器(3)上与锡球(5)位置相对的一侧设有胶垫(6)。
8.一种如权利要求1所述封装结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)首先在电路板(1)上相应的位置植锡球(5)；
b)然后将换能器(3)、放大器(4)对应的电极压在锡球(5)上；
c)将换能器(3)与电路板(1)之间进行密封。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：在所述步骤a)之前或步骤b)之前还包括在电路板(1)上相应的位置设置胶垫(6)的步骤。
10.一种如权利要求1所述封装结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)首先在换能器上(3)、放大器(4)相应的电极上植锡球(5)；
b)然后将换能器(3)、放大器(4)压在电路板(1)上相应的位置；
c)将换能器(3)与电路板(1)之间进行密封。
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