CN104980849A - 用于传声器的线路板组件及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成线路板技术领域，特别涉及一种用于传声器的线路板组件，包括基板和倒装芯片；基板由绝缘材料制成，基板的两侧板面上分别设置有第一、二导电层，第一导电层包括漏极、源极、栅极三个焊区，第二导电层包括漏极输出端、源极输出端两个焊区；第一导电层的栅极焊区与驻极体组件的输出端相连，第一、二导电层相应的焊区相连；倒装芯片的漏极、源极、栅极引脚分别焊在第一导电层的漏极、源极、栅极焊区上，同时还公开了该线路板组件的加工方法。通过倒装焊技术，能消减因多次高温回流焊引起的灵敏度跌落；信号传输路径的长度减小，电连接端口的数量减少，能有效额降低信号噪音，在功率节能、信号传送以及可靠性方面具有比较优势。
Description
技术领域
本发明涉及集成线路板技术领域，特别涉及一种用于传声器的线路板组件及其加工方法。
背景技术
贴装驻极体电容传声器主要由驻极体组件和线路板组件两大部分组成，其中，驻极体组件是用于完成声电转换功能的传感部分，驻极体组件包括受音孔、背极、振膜、膜环、膜片、垫片、铜环、腔体等零件组合而成；线路板组件是对驻极体组件转换出的微弱电学信号进行初步处理的部分，线路板组件包括放大电路和滤波电路，放大电路用于放大驻极体组件产生的电压信号，滤波电路用于滤除放大电路在放大过程中产生的高频外部噪声信号。放大电路是FET(场效应晶体管)芯片以SOT封装形式构成FET器件，滤波电路一般由电阻和电容构成，在制造时，FET器件、电容、电阻均采用SMT方式进行贴装。用这种方式所制造的外线路板组件装配出来的传声器尺寸较大，同时，由于电容、电阻、FET芯片器件需要分别贴装，线路板多次受热，线路板组件中的电路连接口容易出现失效，可靠性变差。
为了避免上述不足，RFSEMI科技有限公司于2011年05月12日申请的发明专利《电容传声器用PCB模块》(申请号：201110126021.4；公开日：2011年11月16日)中提供了一种技术方案：将电阻、电容等外围器件做成RF滤波器芯片，并将RF滤波器芯片、ECM芯片作为PCB上表面的芯片来进行压模接合，然后用引线键合的方式实现芯片与线路板之间的电连接，有效地减少了器件贴装到线路板上的次数，但是其仍存在如下不足：由于引线键合需要一定的引线高度和跨度来拱丝成形，限制了线路板尺寸的进一步缩小，使得在某些高性能与更小型化的应用中受到了限制。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种具有更低信号噪音、满足自动化贴装要求、适应微小型传声器的线路板组件。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于传声器的线路板组件，包括基板和倒装芯片，所述的倒装芯片用于放大驻极体组件产生的电压信号并用于滤除放大过程中产生的高频外部噪声信号；基板由绝缘材料制成，基板的两侧板面上分别设置有第一、二导电层，第一导电层包括漏极、源极、栅极三个焊区，第二导电层包括漏极输出端、源极输出端两个焊区；第一导电层的栅极焊区与驻极体组件的输出端相连，第一导电层中的漏极、源极焊区分别通过基板中的铜导柱或焊锡导柱与第二导电层的漏极输出端、源极输出端焊区电连接；倒装芯片的漏极、源极、栅极引脚分别焊在第一导电层的漏极、源极、栅极焊区上。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过倒装焊技术，能消减因多次高温回流焊引起的灵敏度跌落；信号传输路径的长度减小，电连接端口的数量减少，能有效额降低信号噪音，在功率节能、信号传送以及可靠性方面具有比较优势。
本发明的另一个目的在于提供一种用于传声器的线路板组件的加工方法，减少工艺步骤并加工出适应微小型传声器的线路板组件。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于传声器的线路板组件的加工方法，包括如下步骤：(A)制作线路板，线路板包括基板以及第一、二导电层；(B)制作倒装芯片；(C)将倒装芯片焊接在第一导电层上；(D)点胶封装，将保护胶定量高速滴于倒装芯片上方，将倒装芯片完全包裹，然后进行烘烤处理，凝胶后形成保护胶层；(E)线路板封装好后经过模具冲落、清洗后得到线路板组件。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过倒装焊技术，消减因多次高温回流焊引起的灵敏度跌落；信号传输路径的长度减小，电连接端口的数量减少，能有效额降低信号噪音，在功率节能、信号传送以及可靠性方面具有比较优势。
附图说明
图1是本发明实施例一的基板的结构示意图；
图2是实施例一的基板和第二导电层结构示意图；
图3是实施例一的基板和第一导电层结构示意图；
图4是图3涂敷阻焊油墨后的结构示意图；
图5是图4焊接倒装FET芯片和倒装滤波芯片后的结构示意图；
图6是图2的A-A半剖视图；
图7是实施例二的基板和第二导电层结构示意图；
图8是实施例二的基板和第一导电层结构示意图；
图9是图8涂敷阻焊油墨后的结构示意图；
图10是图9焊接集成倒装芯片的结构示意图；
图11是实施例三的基板和第二导电层结构示意图；
图12是实施例三的基板和第一导电层结构示意图；
图13是图12涂敷阻焊油墨后的结构示意图；
图14是图13焊接集成倒装芯片的结构示意图；
图15是线路板组件加工流程图。
具体实施方式
下面结合图1至图15，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1-图14，一种用于传声器的线路板组件，包括基板10和倒装芯片，所述的倒装芯片用于放大驻极体组件产生的电压信号并用于滤除放大过程中产生的高频外部噪声信号；基板10由绝缘材料制成，基板10的两侧板面上分别设置有第一、二导电层20、30，第一导电层20包括漏极、源极、栅极焊区21、22、23，第二导电层30包括漏极输出端、源极输出端焊区31、32；第一导电层20的栅极焊区23与驻极体组件的输出端相连，第一导电层20中的漏极、源极焊区21、22分别通过基板10中的铜导柱或焊锡导柱11与第二导电层30的漏极输出端、源极输出端焊区31、32电连接；倒装芯片的漏极、源极、栅极引脚分别焊在第一导电层20的漏极、源极、栅极焊区21、22、23上。通过设置倒装芯片，避免了使用引线进行连接，使得线路板组件能够小型化，同时，线路长度减少，减少了信号传输过程中产生的噪声干扰。
作为本发明的优选方案，所述的第一导电层20上用于焊接倒装芯片引脚的焊盘24、用于与驻极体组件输出端相连的电极区域表面处理为镍钯金或化学镀金，这样可以保证电连接的可靠性。第一导电层20除焊盘24、电极区域以外的其他区域涂敷有阻焊油墨25，这样可以避免其他区域与倒装芯片的引脚发生不必要的连接，在焊接时，即使倒装芯片的位置有少许的偏差，也不会出现倒装芯片的引脚与其他焊区发生接触的现象，进一步保证电连接的可靠性。
根据基板10的形状以及不同的倒装芯片，这里提供了四个实施例：实施例一是圆形的基板10加上倒装FET芯片41和倒装滤波芯片42；实施例二是圆形的基板10加上集成倒装芯片43；实施例三是方形的基板10加上集成倒装芯片43；实施例四是方形的基板10加上倒装FET芯片41和倒装滤波芯片42。实施例四在本发明中并没有进行详细的描述，因为其结构从前面三个实施例中就可以同理得出。
需要指出的是，除图1、图6外，其他图中的剖面线只是为了更清楚地表明第一导电层20的漏极、源极、栅极焊区21、22、23以及第二导电层30的漏极输出端、源极输出端焊区31、32以及阻焊油墨25的区域，并不是真的剖面线。另外，焊盘24其实就是第一导电层20的漏极、源极、栅极焊区21、22、23中的一部分，为了保证倒装芯片和焊盘24的可靠连接，在第一导电层20涂敷阻焊油墨25之后可以在焊盘24区域多生长一层薄层金属。
实施例一，如图1-图6所示，所述的倒装芯片由倒装FET芯片41和倒装滤波芯片42构成，倒装FET芯片41用于放大驻极体组件产生的电压信号，倒装滤波芯片42用于滤除倒装FET芯片41放大过程中产生的高频外部噪声信号；所述的焊盘24有五个，倒装FET芯片41的漏极、源极、栅极引脚以及倒装滤波芯片42的漏极、源极引脚分别焊接在这五个焊盘24上，五个焊盘24的结构可以从图4中很明显的看出，图5所示的就是将倒装FET芯片41和倒装滤波芯片42焊接在焊盘24上之后的示意图。所述的基板10为圆形；参阅图3，第一导电层20的源极焊区22呈圆形，该圆形内开设有孔且该圆形边缘处开设有缺口，漏极焊区21位于孔内，栅极焊区23整体呈圆环状且栅极焊区23位于源极焊区22外侧，圆环的内侧有一凸出段，该凸出段延伸至源极焊区22的缺口处。参阅图2，第二导电层30的漏极输出端焊区31位于基板10的圆心位置处，源极输出端焊区32位于漏极输出端焊区31外侧。这样设置焊区的形状，是方便焊盘24的布置，使得倒装FET芯片41、倒装滤波芯片42的引脚位置与焊盘24的位置恰好对应。
实施例二，参阅图7-图10，所述的倒装芯片为集成倒装芯片43；所述的焊盘24有三个，集成倒装芯片43的漏极、源极、栅极引脚分别焊接在这三个焊盘24上。这里的基板10、第一导电层20、第二导电层30的焊区形状布置与实施例一中的相同。
实施例三，参阅图11-图14，所述的倒装芯片为集成倒装芯片43，焊盘24有三个，与实施例二的相同。所述的基板10为方形；第一导电层20的源极焊区22呈方形，该方形内开设有圆孔且该方形一侧边缘处开设有缺口，漏极焊区21位于圆孔内，栅极焊区23整体呈方框状且栅极焊区23位于源极焊区22外侧，方框的内侧有一凸出段，该凸出段延伸至源极焊区22的缺口处；第二导电层30的漏极输出端焊区31位于基板10的中心位置处，源极输出端焊区32位于漏极输出端焊区31外侧。
将基板10设置成方形，主要是配合相应的圆角矩形的驻极体组件及传声器外壳，组装成圆角矩形外观的驻极体传声器。与圆形的驻极体传声器相比，方形的驻极体传声器中的驻极体面积会增大约25％，相同的倒装芯片、线路、极化条件下，其灵敏度可以有很大的提高。
参阅图6，作为本发明的优选方案，所述的源极输出端焊区32内侧区域、漏极输出端焊区31朝向远离基板10一侧凸出形成金属凸台，金属凸台构成线路板组件的焊接凸点，现有技术中，都需要单独设置焊接凸点，现在有了金属凸台后，金属凸台就取代了焊接凸点。源极输出端焊区32上还开设有多个凹槽321用于散热。这里设置的金属凸台，可以使得线路板组件适应SMT贴装的要求，可以直接进行SMT自动化贴装。
优选地，所述的倒装芯片和第一导电层20之间的空隙中填充有有机胶，填充胶起到保护焊点、减小基座10的膨胀系数差异影响、增加热传导性能的作用，可显著提高倒装焊接的可靠性和稳定性。倒装芯片外侧包覆有保护胶层用于将倒装芯片封装起来，保护胶层使用配置高精度流量控制器的点胶设备来调整胶量，将保护胶定量地高速滴于倒装芯片上方，将第一导电层20的倒装焊接后焊盘24、倒装芯片完整包裹；点胶后进行烘烤处理，凝胶后即形成坚固的保护胶层。保护胶层外侧涂敷有导电层用于屏蔽干扰。
参阅图15，一种用于传声器的线路板组件的加工方法，包括如下步骤：(A)制作线路板，线路板包括基板10以及第一、二导电层20、30；(B)制作倒装芯片；(C)将倒装芯片焊接在第一导电层20上；(D)点胶封装，将保护胶定量高速滴于倒装芯片上方，将倒装芯片完全包裹，然后进行烘烤处理，凝胶后形成保护胶层；(E)线路板封装好后经过模具冲落、清洗后得到线路板组件。所述的步骤A中，第一导电层20上用于焊接倒装芯片引脚的焊盘24、用于与驻极体组件输出端相连的电极区域表面处理为镍钯金或化学镀金，第一导电层20除焊盘24、电极区域以外的其他区域涂敷有阻焊油墨；所述的步骤D中，点胶封装之前向倒装芯片和第一导电层20之间的空隙中注入有机胶，点胶封装之后在保护胶层外侧涂敷导电层。清洗后，还可以包括测试分选、检验包装等步骤。
Claims (10)
1.一种用于传声器的线路板组件，其特征在于：包括基板(10)和倒装芯片，所述的倒装芯片用于放大驻极体组件产生的电压信号并用于滤除放大过程中产生的高频外部噪声信号；基板(10)由绝缘材料制成，基板(10)的两侧板面上分别设置有第一、二导电层(20、30)，第一导电层(20)包括漏极、源极、栅极焊区(21、22、23)，第二导电层(30)包括漏极输出端、源极输出端焊区(31、32)；第一导电层(20)的栅极焊区(23)与驻极体组件的输出端相连，第一导电层(20)中的漏极、源极焊区(21、22)分别通过基板(10)中的铜导柱或焊锡导柱(11)与第二导电层(30)的漏极输出端、源极输出端焊区(31、32)电连接；倒装芯片的漏极、源极、栅极引脚分别焊在第一导电层(20)的漏极、源极、栅极焊区(21、22、23)上。
2.如权利要求1所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的第一导电层(20)上用于焊接倒装芯片引脚的焊盘(24)、用于与驻极体组件输出端相连的电极区域表面处理为镍钯金或化学镀金，第一导电层(20)除焊盘(24)、电极区域以外的其他区域涂敷有阻焊油墨(25)。
3.如权利要求2所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的倒装芯片由倒装FET芯片(41)和倒装滤波芯片(42)构成，倒装FET芯片(41)用于放大驻极体组件产生的电压信号，倒装滤波芯片(42)用于滤除倒装FET芯片(41)放大过程中产生的高频外部噪声信号；所述的焊盘(24)有五个，倒装FET芯片(41)的漏极、源极、栅极引脚以及倒装滤波芯片(42)的漏极、源极引脚分别焊接在这五个焊盘(24)上。
4.如权利要求2所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的倒装芯片为集成倒装芯片(43)；所述的焊盘(24)有三个，集成倒装芯片(43)的漏极、源极、栅极引脚分别焊接在这三个焊盘(24)上。
5.如权利要求2、3或4所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的基板(10)为圆形；第一导电层(20)的源极焊区(22)呈圆形，该圆形内开设有孔且该圆形边缘处开设有缺口，漏极焊区(21)位于孔内，栅极焊区(23)整体呈圆环状且栅极焊区(23)位于源极焊区(22)外侧，圆环的内侧有一凸出段，该凸出段延伸至源极焊区(22)的缺口处；第二导电层(30)的漏极输出端焊区(31)位于基板(10)的圆心位置处，源极输出端焊区(32)位于漏极输出端焊区(31)外侧。
6.如权利要求2、3或4所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的基板(10)为方形；第一导电层(20)的源极焊区(22)呈方形，该方形内开设有圆孔且该方形一侧边缘处开设有缺口，漏极焊区(21)位于圆孔内，栅极焊区(23)整体呈方框状且栅极焊区(23)位于源极焊区(22)外侧，方框的内侧有一凸出段，该凸出段延伸至源极焊区(22)的缺口处；第二导电层(30)的漏极输出端焊区(31)位于基板(10)的中心位置处，源极输出端焊区(32)位于漏极输出端焊区(31)外侧。
7.如权利要求1-4任一项所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的源极输出端焊区(32)内侧区域、漏极输出端焊区(31)朝向远离基板(10)一侧凸出形成金属凸台，金属凸台构成线路板组件的焊接凸点；源极输出端焊区(32)上还开设有多个凹槽(321)用于散热。
8.如权利要求1-4任一项所述的用于传声器的线路板组件，其特征在于：所述的倒装芯片和第一导电层(20)之间的空隙中填充有有机胶，倒装芯片外侧包覆有保护胶层用于将倒装芯片封装起来，保护胶层外侧涂敷有导电层用于屏蔽干扰。
9.一种用于传声器的线路板组件的加工方法，包括如下步骤：
(A)制作线路板，线路板包括基板(10)以及第一、二导电层(20、30)；
(B)制作倒装芯片；
(C)将倒装芯片焊接在第一导电层(20)上；
(D)点胶封装，将保护胶定量高速滴于倒装芯片上方，将倒装芯片完全包裹，然后进行烘烤处理，凝胶后形成保护胶层；
(E)线路板封装好后经过模具冲落、清洗后得到线路板组件。
10.如权利要求9所述的用于传声器的线路板组件的加工方法，其特征在于：所述的步骤A中，第一导电层(20)上用于焊接倒装芯片引脚的焊盘(24)、用于与驻极体组件输出端相连的电极区域表面处理为镍钯金或化学镀金，第一导电层(20)除焊盘(24)、电极区域以外的其他区域涂敷有阻焊油墨；所述的步骤D中，点胶封装之前向倒装芯片和第一导电层(20)之间的空隙中注入有机胶，点胶封装之后在保护胶层外侧涂敷导电层。
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