CN108366330B - 微机电封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种微机电封装结构，包含第一衬底、转换单元、芯片和第二衬底。所述第一衬底限定通孔。所述转换单元包含基底和振膜。所述转换单元电性连接所述第一衬底，且所述振膜位于所述通孔和所述基底之间。所述芯片电性连接所述第一衬底和所述转换单元。所述第二衬底限定容室，且附着于所述第一衬底。所述转换单元和所述芯片位于所述容室中，所述第二衬底通过所述第一衬底电性连接所述转换单元和所述芯片。

Description

微机电封装结构
技术领域
本发明涉及一种封装结构，特别涉及一种微机电(microelectromechanicalsystems,MEMS)封装结构。
背景技术
微机电麦克风的封装结构大致包含衬底、微机电麦克风、芯片和盖体，其中所述微机电麦克风和所述芯片电性连接到所述衬底，且所述盖体覆盖所述微机电麦克风和所述芯片。所述衬底和所述盖体间必须提供充足的空间，以使所述微机电麦克风具有良好的灵敏度。然而，为因应薄型化的需求，封装结构的整体厚度缩小，压缩所述衬底和所述盖体间的空间，而可能导致所述微机电麦克风的灵敏度下降。
发明内容
本发明提供一种微机电封装结构，其包含第一衬底、转换单元、芯片和第二衬底。所述第一衬底限定通孔。所述转换单元包含基底和振膜。所述转换单元电性连接所述第一衬底，且所述振膜位于所述通孔与所述基底之间。所述芯片电性连接所述第一衬底和所述转换单元。所述第二衬底限定容室，且附着于所述第一衬底。所述转换单元和所述芯片位于所述容室中，所述第二衬底通过所述第一衬底电性连接所述转换单元和所述芯片。
本发明另提供一种微机电封装结构，其包含衬底、转换单元、芯片和盖体。所述衬底具有第一表面和第二表面，且限定凹槽和通孔。所述凹槽从所述第一表面下凹，所述通孔贯穿所述衬底且连通所述凹槽。所述转换单元包含基底和振膜。所述转换单元位于所述凹槽且电性连接所述衬底，且所述振膜位于所述通孔与所述基底之间。所述芯片电性连接所述衬底和所述转换单元。所述盖体限定容室，且附着于所述衬底。所述转换单元和所述芯片位于所述容室中。
附图说明
图1显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的剖视示意图。
图2显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的剖视示意图。
图3显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的剖视示意图。
图4显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底的立体示意图。
图5显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底的立体示意图。
图6显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底的立体示意图。
图7显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底的立体示意图。
图8显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的剖视示意图。
图9和图10显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的制造方法。
具体实施方式
下开口(bottom-port)微机电麦克风封装结构大致包含衬底、微机电麦克风、芯片和盖体。所述衬底具有通孔，所述微机电麦克风设于且电性连接所述衬底且覆盖所述通孔，所述芯片亦设于且电性连接所述衬底，所述盖体附着于所述衬底并罩盖所述微机电麦克风和所述芯片。类似地，上开口(top-port)微机电麦克风封装结构亦包含类似组件，惟其开口、微机电麦克风和芯片设于所述盖体上。此外，所述盖体多以金属制成，由于制程限制而厚度较大，致使整体封装结构的厚度随之上升。
所述微机电麦克风具有振膜，所述振膜与所述通孔之间的空间形成前腔(frontchamber)，所述振膜与所述衬底、所述盖体之间的空间则形成背腔(back chamber)。对于微机电麦克风封装结构而言，背腔体积与前腔体积的比值越大，其灵敏度越好。然而，为因应薄型化的需求，微机电麦克风封装结构的整体厚度必须降低，使得背腔体积随之降低。因此，导致背腔体积与前腔体积的比值减小，使得其灵敏度下降。因此，有必要在维持背腔体积与前腔体积的比值的前提下，缩小微机电麦克风封装结构的整体厚度。
参考图1，显示根据本发明的一实施例的微机电封装结构1的剖视示意图。本实施例的微机电封装结构1包含第一衬底2、转换单元(transducer unit)3、芯片4、第二衬底5、第一保护胶26和第二保护胶28。
所述第一衬底2可为任何种类和材质的衬底，本发明不加以限制。所述第一衬底2限定通孔203，所述通孔203可贯穿所述第一衬底2。所述第一衬底2包含第一衬底本体20和图案化电路层22，其中所述第一衬底本体20可由绝缘材料(其材质例如包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))制成，而所述图案化电路层22则可由导电材料(其材质例如铜)制成。更详言的，所述第一衬底本体20具有第一表面201、第二表面202和所述通孔203。所述第二表面202相对所述第一表面201，且所述通孔203从所述第一表面201延伸到所述第二表面202。所述图案化电路层22邻设所述第一衬底本体20的第二表面202，且可包含至少一讯号段221和至少一接地段222。要注意的是，所述接地段222用以连接到外界接地部(图中未示)。举例而言，所述接地段222可显露于所述第一衬底本体20的外周面，且再通过导体以电性连接到母板的接地部。在本实施例中，所述第一衬底2为平面的衬底。在另一实施例中，所述第一衬底2为一板状(panel)的衬底，其包括多个N*M排列的衬底单元。举例而言，所述第一衬底2可包括一核心层(core layer)，所述核心层的上、下表面各设有一金属层，位于所述核心层的上表面的金属层可为完整的金属层(如图2所示的金属层24)，位于所述核心层的下表面的金属层则可图案化后形成所述图案化电路层22，所述图案化电路层22可包括大面积的接地区域与线路。
所述转换单元3包含基底31和振膜32，且电性连接所述第一衬底2。例如，所述转换单元3可电性连接所述第一衬底2的图案化电路层22，并电性连接于其讯号段221。所述基底31具有第一表面311和第二表面312，且限定开口313。所述第二表面312相对所述第一表面311，所述开口313贯穿所述基底31而从所述第一表面311延伸到所述第二表面312。所述基底31的第一表面311电性连接到所述第一衬底2的图案化电路层22。所述振膜32邻设于所述基底31的第一表面311且覆盖所述开口313，以形成半封闭式的空间。换句话说，所述振膜32位于所述第一衬底2的通孔203与所述基底31之间，且所述振膜32比所述开口313更靠近所述第一衬底2。在本实施例中，所述转换单元3可为微机电麦克风(MEMS Microphone)，通过倒装芯片(flip-chip)的方式附着到所述第一衬底2，以使所述振膜32位于所述第一衬底2的通孔203与所述基底31之间，惟不以此为限。在其它实施例中，所述转换单元3可通过打线(wire bonding)的方式电性连接到所述第一衬底2。所述转换单元3的振膜32与所述第一衬底2的通孔203之间的空间形成前腔，如果如图1所示，所述转换单元3以倒装芯片的方式附着到所述第一衬底2，那么所述振膜32较接近所述所述通孔203，所以所形成之前腔体积较小。换句话说，所述转换单元3以倒装芯片的方式附着到所述第一衬底2时，在相同的封装体积下，部分的前腔体积转变成背腔体积，所以背腔体积增加且前腔体积减少，致使背腔体积与前腔体积的比值增大，进而增加麦克风的信噪比(signal-to-noise ratio)；在其它实施例中，所述转换单元3通过打线的方式电性连接到所述第一衬底2，那么所形成之前腔体积较大。
所述芯片4可为一特殊应用集成电路(Application-Specific IntegratedCircuit,ASIC)芯片，以供给所述转换单元3所需的稳定偏压，并将所述转换单元3的讯号放大处理以及输出。所述芯片4电性连接所述第一衬底2和所述转换单元3，例如电性连接所述第一衬底2的图案化电路层22，并连接于其讯号段221，借此电性连接到所述转换单元3。在本实施例中，所述芯片4以倒装芯片的方式附着于所述第一衬底2；然而，在其它实施例中，所述芯片4可以通过打线方式电性连接所述第一衬底2，本发明不加以限制。
所述第二衬底5可为任何种类和材质的衬底，且可与所述第一衬底2相同或不同。所述第二衬底5限定容室503，所述容室503未贯穿所述第二衬底5。具体来说，所述第二衬底5可包含第二衬底本体50、导电层52、至少一讯号信道(Signal Via)54和保护层58。所述第二衬底本体50限定所述容室503，且具有第一表面501和第二表面502，所述第二表面502相对所述第一表面501。在图1所示的实施例中，所述容室503贯穿所述第二衬底本体50而从所述第一表面501延伸到所述第二表面502；然而，在其它实施例中，所述容室503不贯穿所述第二衬底本体50。
所述导电层52邻设所述第二表面502，且具有至少一第一焊垫521以供外部连接。所述第二衬底本体50可由绝缘材料(其材质例如包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))制成，所述导电层52可由导电材料(其材质例如铜)制成，且可通过蚀刻等方法形成所述容室503。在本实施例中，所述导电层52为所述第二衬底5的最外层导电层，且部分所述导电层52显露于所述容室503。
所述讯号信道54位于所述第二衬底本体50内，其一端用以电性连接所述第一衬底2，例如连接于所述图案化电路层22的讯号段221，另一端电性连接所述第一焊垫521。所述讯号信道54的材质为导电材料，例如铜。举例而言，所述第二衬底5可限定至少一第一贯穿孔504，所述第一贯穿孔504贯穿所述第二衬底本体50，且延伸于所述第一表面501与所述第二表面502之间，所述讯号信道54位于所述第一贯穿孔504中。
所述第二衬底5附着于所述第一衬底2(例如所述第一衬底本体20的第二表面202)，使得所述转换单元3和所述芯片4位于所述容室503中，且所述转换单元3的开口313连通所述容室503。所述第二衬底5通过所述第一衬底2电性连接所述转换单元3和所述芯片4，例如所述第二衬底5通过所述讯号信道54、所述图案化电路层22的讯号段221以电性连接到所述转换单元3和所述芯片4。如此一来，所述芯片4所发出讯号可以通过所述图案化电路层22的讯号段221、所述讯号信道54和所述第一焊垫521与外部连接。所述保护层58覆盖部分所述导电层52和所述第二衬底本体50的第二表面502。所述保护层58为绝缘材料(例如：防焊层(solder mask))，且可与所述第二衬底本体50的材料相同或不同。所述第一焊垫521未被所述保护层58所覆盖，而可形成焊球于其上。举例而言，所述焊球可再连接到母板。
此外，所述第二衬底5更包含内侧壁505、内屏蔽层507、外周面508和外屏蔽层509。所述内侧壁505限定出所述容室503，所述内屏蔽层507位于所述内侧壁505上。举例而言，所述内屏蔽层507可包含铜层和不锈钢层，所述铜层附着于所述内侧壁505，所述不锈钢层则附着于所述铜层。通过所述铜层的导电性，可屏蔽外部电磁场对所述转换单元3、所述芯片4的干扰，减少噪声的产生；所述不锈钢层则可以避免铜层生锈剥落。此外，所述内屏蔽层507也可电性连接所述第一衬底2的图案化电路层22的接地段222以及所述第二衬底5的导电层52。所述外屏蔽层509位于所述外周面508上。在本实施例中，所述外屏蔽层509仅包覆所述外周面508邻近所述讯号信道54的部分，以减少噪声；或者，所述外屏蔽层509可包覆整个外周面508。此外，所述外屏蔽层509也可电性连接所述第一衬底2的图案化电路层22的接地段222以及所述第二衬底5的导电层52，以供接地之用。
所述第一保护胶26和所述第二保护胶28的材质可为相同或不同。所述第一保护胶26位于所述转换单元3的基底31的第一表面311与所述第一衬底2的第一衬底本体20的第二表面202之间，且环绕所述转换单元3的振膜32。所述第二保护胶28位于所述第一衬底2的第一衬底本体20的第二表面202与所述第二衬底5的第二衬底本体50的第一表面501之间。通过所述第一保护胶26和所述第二保护胶28的设置，可使所述转换单元3的振膜32、所述第一衬底2与所述第二衬底5之间形成密封空间。即，所述转换单元3的基底31的开口313与所述第二衬底5的容室503形成所述密封空间。
在图1的实施例中，所述转换单元3的振膜32与所述第一衬底2的通孔203之间的空间形成前腔，而所述振膜32与所述第一衬底2、第二衬底5之间的空间(即所述转换单元3的基底31的开口313与所述第二衬底5的容室503)形成一背腔。由于所述转换单元3的振膜32位于所述第一衬底2的通孔203与所述基底31之间，因此，所述振膜32更接近所述通孔203，而形成较小的前腔体积，故即使降低所述封装结构1整体厚度而压缩背腔体积，仍能维持背腔体积与前腔体积的比值。其次，在某些实施例的微机电麦克风封装结构中，其盖体多以金属制成或是利用模封(molding)后再溅镀金属于其上，由于制程限制而厚度较大，致使整体封装结构的厚度随之上升，而无法有效下降。在本实施例中，使用所述第二衬底5取代所述盖体，由于所述第二衬底5的导电层52和所述保护层58的厚度可远小于所述盖体的厚度得以进一步缩小所述微机电封装结构1整体厚度。在所述微机电封装结构1中，由于所述第一衬底2呈平板状，而所述转换单元3和所述芯片4附着于呈平板状的所述第一衬底2，故可使制程较为简便。此外，当所述微机电封装结构1组装到一母板时，所述通孔203可直接朝向声音的来源方向，提升所述微机电封装结构1的收音效果。
参考图2，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构1a的剖视示意图。所述微机电封装结构1a大致与图1的微机电封装结构1相同，其差异在于所述微机电封装结构1a的第一衬底2更包含金属层24，所述金属层24邻设所述第一衬底本体20的第一表面201。由于所述第一衬底2的图案化电路层22仅需邻设于所述第二表面202，故所述金属层24可覆盖所述第一表面201的大部分面积，例如所述金属层24的面积可大于所述第一表面201的面积的一半以上，以提供良好的电磁屏蔽效果。可以理解的是，所述金属层24电性连接所述图案化电路层22的接地段222。在一实施例中，所述金属层24可延伸到所述第一衬底2的通孔203中。在又一实施例中，所述金属层24为完整地覆盖所述第一衬底2的第一表面201，以使电磁屏蔽效果最大化，且所述金属层24暴露于所述微机电封装结构1a的外表面，在后续可直接进行刻印(marking)制程于所述金属层24上，提供所述微机电封装结构1a较佳的外观。
此外，所述第二衬底5更包含至少一接地通道(grounding via)56，位于所述第二衬底本体50内。在本实施例中，所述讯号信道54和所述接地通道56分别设于所述第二衬底5的相对二侧，然而，所述接地通道56亦可设置于邻近所述讯号信道54。举例而言，所述第二衬底本体50可以具有至少一第二贯穿孔506贯穿所述第二衬底本体50，延伸于所述第一表面501和所述第二表面502之间，所述接地通道56位于所述第二贯穿孔506中。所述导电层52对应设有至少一第二焊垫522，所述接地通道56的一端电性连接所述第一衬底2，例如电性连接所述图案化电路层22的接地段222和所述金属层24，另一端则电性连接所述第二焊垫522。类似于所述第一焊垫521，所述第二焊垫522亦未被所述保护层58所覆盖，而可形成焊球于其上，以电性连接到母板的接地部。在本实施例中，所述第二焊垫522亦电性连接所述导电层52和所述内屏蔽层507。
参考图3，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构1b的剖视示意图。所述微机电封装结构1b大致与图2的微机电封装结构1a相同，其差异在于所述微机电封装结构1b中，所述第二衬底5的导电层52并未显露于所述容室503中；且所述容室503包括底壁510，所述内屏蔽层507覆盖所述第二衬底5的内侧壁505和所述容室503的底壁510。具体来说，在某些实施例中，所述第二衬底5可通过蚀刻而形成所述容室503，所以可选择蚀刻的程度，例如蚀刻到部分所述导电层52显露于所述容室503，即形成如图1、2所示的型态；或选择使蚀刻的部分未到达所述导电层52，即如图3所示，所述导电层52未显露于所述容室503中。即，整个所述导电层52夹设于所述第二衬底本体50与所述保护层58之间。
参考图4，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底5的立体示意图。在本实施例中，所述第二衬底5大致呈长方体盒状，惟本发明并不限制所述第二衬底5的形状。如前所述，所述第二衬底5限定所述容室503，且具有多个讯号信道54延伸到所述第一表面501。图4中绘示四个讯号信道54，惟其可依需要增加或减少，并不以此为限。所述第二衬底5设有所述内屏蔽层507和所述外屏蔽层509，所述外屏蔽层509以镀附(coating)方式形成于外侧壁508邻近所述讯号信道54的部分位置，或者形成于整个外侧壁508。
参考图5，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底5a的立体示意图。所述第二衬底5a大致与前述图4所示的第二衬底5类似，其差异在于所述第二衬底5a更包含多个导电通道57，显露于所述第二衬底本体50的外周面508。所述等导电信道57可以是讯号信道或接地信道。在本实施例中，所述第二衬底5a更包含多个沟槽55，贯穿所述第二衬底5a，且位于所述第二衬底本体50的外周面508。如图5所示，以俯视来看，每一沟槽55为半圆形。所述等导电通道57大致为导电材料所形成的薄层，且附着于所述等导电通道57的内壁面。
参考图6，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底5b的立体示意图。所述第二衬底5b大致与前述图5所示的第二衬底5a类似，其差异在于所述第二衬底5b中，导电材料填满所述沟槽55，以形成多个导电通道59。所述等导电信道59可以是讯号信道或接地信道。如图6所示，每一导电通道59为半圆筒形。每一导电通道59的部分显露于所述第二衬底本体50的外周面508。在一实施例中，所述导电通道59的外表面大致与所述第二衬底本体50的外周面508共平面。
参考图7，显示根据本发明一实施例的微机电封装结构的第二衬底5c的立体示意图。所述第二衬底5c大致与前述图4的第二衬底5类似，其差异在于所述第二衬底5c具有多个讯号信道54和多个接地通道56，所述接地信道56围绕所述等讯号信道54，以达到电磁屏蔽的效果。如图7所示，所述接地通道56排列成外围60，且所述讯号信道54位于所述外围60内。
参考图8，显示根据本发明另一实施例的微机电封装结构6。本实施例的微机电封装结构6包含衬底7、转换单元3、芯片4、盖体8和保护材料9。
所述衬底7可为任何种类和材质的衬底，本发明不加以限制。所述衬底7具有第一表面71和第二表面72，所述第二表面72相对于所述第一表面71，且所述衬底7限定凹槽703和通孔704。所述凹槽703从所述第一表面71下凹，但未达到所述第二表面72。即，所述凹槽703并未贯穿所述衬底7。所述通孔704位于所述凹槽703下方，且贯穿所述衬底7。所述通孔704连通所述凹槽703，且所述通孔704的宽度小于所述凹槽703的宽度。在一实施例中，所述衬底7包含衬底本体70、第一图案化电路层73、第二图案化电路层74、第一保护层75和第二保护层76、至少一第一导电通道(conductive via)77和至少第二导电通道78。所述衬底本体70可由绝缘材料(其材质例如包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))制成，所述第一图案化电路层73和所述第二图案化电路层74则可由导电材料(其材质例如铜)制成。
所述衬底本体70具有第一表面701和第二表面702、所述凹槽703和所述通孔704。所述衬底本体70的第一表面701对应所述衬底7的第一表面71。所述衬底本体70的第二表面702对应所述衬底7的第二表面72，且相对于所述衬底本体70的第一表面701。所述第一图案化电路层73邻设所述衬底本体70的第一表面701，所述第二图案化电路层74邻设所述衬底本体70的第二表面702，且所述第一图案化电路层73电性连接所述第二图案化电路层74。
所述第一保护层75覆盖部分所述第一图案化电路层73和所述衬底本体70的第一表面701，所述第二保护层76覆盖部分所述第二图案化电路层74和所述衬底本体70的第二表面702。所述第一保护层75和所述第二保护层76可为绝缘材料(例如防焊层)，且二者的材料可以为相同或不同。所述第一导电通道77用以电性连接所述第一图案化电路层73和所述第二图案化电路层74。举例而言，所述衬底本体70可具有至少一第一贯穿孔705贯穿所述衬底本体70，所述第一导电通道77可位于所述第一贯穿孔705中。所述第二导电信道78位于所述转换单元3下方，且用以电性连接所述第二图案化电路层74和所述转换单元3。举例而言，所述衬底本体70可具有至少一第二贯穿孔706，贯穿所述衬底本体70且连通所述凹槽703，所述第二导电通道78可位于所述第二贯穿孔706中。所述第一导电通道77和所述第二导电信道78可以是讯号信道或是接地信道。
所述转换单元3包含基底31和振膜32，所述转换单元3位于所述凹槽703且电性连接所述衬底7。例如，所述转换单元3可电性连接所述第二导电通道78的另一端，以通过所述第二导电通道78电性连接到所述衬底7的第二图案化电路层74。即，所述第二导电通道78电性连接所述第二图案化电路层74和所述转换单元3。所述基底31具有第一表面311和第二表面312，且限定开口313。所述第二表面312相对所述第一表面311，所述开口313贯穿所述基底31而从所述第一表面311延伸到所述第二表面312。所述基底31的第一表面311电性连接到所述衬底7的第二图案化电路层74。所述振膜32邻设于所述基底31的第一表面311且覆盖所述开口313，以形成半封闭式的空间。换句话说，所述振膜32位于所述衬底7的通孔704与所述基底31之间，且所述振膜32比所述开口313更靠近所述衬底7的通孔704。在本实施例中，所述转换单元3可为微机电麦克风，且通过倒装芯片的方式附着到所述衬底7，以使所述振膜32位于所述衬底7的通孔704与所述基底31之间，惟不以此为限。在其它实施例中，所述转换单元3可通过打线的方式电性连接到所述衬底7。
所述芯片4可为特殊应用集成电路芯片，以供给所述转换单元3所需的稳定偏压，并将所述转换单元3的讯号放大处理以及输出。所述芯片4电性连接所述衬底7和所述转换单元3，例如，所述芯片4可邻设所述衬底7的第一表面71，且电性连接所述衬底7的第一图案化电路层73，所述芯片4通过所述第一图案化电路层73、所述第一导电通道77和所述第二图案化电路层74电性连接到所述转换单元3。在本实施例中，所述芯片4以倒装芯片的方式附着于所述衬底7；然而，在其它实施例中，所述芯片4可以通过打线方式电性连接所述衬底7，本发明不加以限制。
本发明不限制所述盖体8的材质，惟优选包含导电层或以导电材料制成，以提供电磁屏蔽的效果。所述盖体8限定容室81，且附着(例如黏附)于所述衬底7的第一表面71。所述转换单元3和所述芯片4位于所述容室81中。其中，所述转换单元3的开口313可连通所述盖体8的容室81。
所述保护材料9位于所述转换单元3的外周面和所述凹槽703的内周面之间，以使所述振膜32、所述衬底7与所述盖体8之间形成密封空间。即，所述转换单元3的基底31的开口313与所述盖体8的容室81形成所述密封空间。
在一实施例中，所述衬底7的厚度T1为约200μm，所述盖体8的厚度T2为约100μm。所述盖体8的内表面到所述衬底7的第一表面71间的高度差H1约为300μm。所述转换单元3的基底31的第二表面312到所述衬底7的第一表面71间的高度差H2约为270μm。所述凹槽703的底面到所述衬底7的第二表面72间的高度差H3约为100μm。因此，所述微机电封装结构6的整体厚度(从所述盖体8的上表面到所述衬底7的第二表面72的最大高度差，即T2+H1+T1)约为600μm。在另一实施例中，未设有所述凹槽703，所述微机电封装结构的厚度则约为950μm。
在图8所示的实施例中，所述转换单元3的振膜32与所述衬底7的通孔704之间的空间形成前腔，所述振膜32与所述衬底7、所述盖体8之间的空间(即所述转换单元3的基底31的开口313与所述盖体8的容室81)形成后腔。由于所述转换单元3的振膜32位于所述衬底7的通孔704与所述基底31之间，因此，所述振膜32更接近所述衬底7的第二表面72，而能形成较小的前腔体积，所以即使降低所述微机电封装结构6整体厚度而压缩背腔体积，仍能维持背腔体积与前腔体积的比值。其次，由于所述衬底7限定所述凹槽703，且所述转换单元3设于所述凹槽703中，而得以进一步降低所述微机电封装结构6整体厚度。
参考图9和图10，显示根据本发明的一实施例的微机电封装结构的制造方法。参考图9，提供第一衬底2(如图1的所述第一衬底2)，所述第一衬底2限定通孔203。接着，提供转换单元3(如图1的所述转换单元3)，所述转换单元3包含基底31和振膜32，并将所述转换单元3电性连接到所述第一衬底2，所述振膜32位于所述第一衬底2的通孔203和所述基底31之间。接着，将一芯片4(如图1的所述芯片4)电性连接到所述第一衬底2和所述转换单元3。在本实施例中，所述第一衬底2包含一图案化电路层22。所述转换单元3和所述芯片4以倒装芯片的方式附着于所述第一衬底2，使得所述转换单元3和所述芯片4电性连接到所述第一衬底2的图案化电路层22，即所述芯片4通过所述图案化电路层22电性连接到所述转换单元3。接着，将第一保护胶26(如图1的所述第一保护胶26)填充于所述转换单元3和所述第一衬底2之间的空隙。
参考图10，提供第二衬底5(如图1的所述第二衬底5)，其限定容室503。接着，将所述第二衬底5附着于所述第一衬底2，使所述转换单元3和所述芯片4位于所述第二衬底5的容室503中，并将所述第二衬底5电性连接到所述第一衬底2。所述第二衬底5包含至少一讯号信道54，可通过焊接将所述讯号信道54电性连接到所述第一衬底2的图案化电路层22，以使所述第二衬底5通过所述讯号信道54电性连接到所述芯片4和所述转换单元3。接着，将第二保护胶28(如图1的所述第二保护胶28)填充于所述第一衬底2与所述第二衬底5之间，以使所述转换单元3的振膜32、所述第一衬底2与所述第二衬底5之间形成密封空间。接着，形成外屏蔽层509于所述第二衬底5的外周面508上。如此，即可制得如图1所示的微机电封装结构1。
在图9和图10所示的制造方法中，由于所述第二衬底5本身可供外部连接，故可简化所述微机电封装结构1的制程，降低制造成本。
上述实施例仅为说明本发明的原理和其功效，并非限制本发明，因此习于此技术的人士对上述实施例进行修改和变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的申请专利范围所列。
符号说明
H1 高度差
H2 高度差
H3 高度差
T1 厚度
T2 厚度
1 微机电封装结构
1a 微机电封装结构
1b 微机电封装结构
2 第一衬底
3 转换单元
4 芯片
5 第二衬底
5a 第二衬底
5b 第二衬底
5c 第二衬底
6 微机电封装结构
7 衬底
8 盖体
9 保护材料
20 第一衬底本体
22 图案化电路层
24 金属层
26 第一保护胶
28 第二保护胶
31 基底
32 振膜
50 第二衬底本体
52 导电层
54 讯号信道
55 沟槽
56 接地通道
57 导电通道
58 保护层
59 导电通道
60 外围
70 衬底本体
71 第一表面
72 第二表面
73 第一图案化电路层
74 第二图案化电路层
75 第一保护层
76 第二保护层
77 第一导电通道
78 第二导电通道
81 容室
201 第一表面
202 第二表面
203 通孔
221 讯号段
222 接地段
311 第一表面
312 第二表面
313 开口
501 第一表面
502 第二表面
503 容室
504 第一贯穿孔
505 内侧壁
506 第二贯穿孔
507 内屏蔽层
508 外周面
509 外屏蔽层
510 底壁
521 第一焊垫
522 第二焊垫
701 第一表面
702 第二表面
703 凹槽
704 通孔
705 第一贯穿孔
706 第二贯穿孔

Claims (37)

1.一种微机电封装结构，其包含：
第一衬底，其限定通孔；
转换单元，其包含基底和振膜，所述转换单元电性连接所述第一衬底，且所述振膜位于所述通孔与所述基底之间；
芯片，其电性连接所述第一衬底和所述转换单元；
第二衬底，限定容室，所述第二衬底附着于所述第一衬底，所述转换单元和所述芯片位于所述容室中，所述第二衬底通过所述第一衬底电性连接所述转换单元和所述芯片；以及
第一保护胶，其位于所述转换单元的基底与所述第一衬底之间，且环绕所述转换单元的振膜。
2.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述第一衬底的通孔贯穿所述第一衬底，且所述第二衬底的容室未贯穿所述第二衬底。
3.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述第一衬底包含第一衬底本体和图案化电路层，所述第一衬底本体具有第一表面、第二表面和所述通孔，所述图案化电路层邻设所述第一衬底本体的第二表面，所述转换单元和所述芯片电性连接所述图案化电路层。
4.根据权利要求3所述的微机电封装结构，其中所述第一衬底更包含金属层，邻设所述第一衬底本体的第一表面。
5.根据权利要求4所述的微机电封装结构，其中所述金属层的面积大于所述第一衬底本体的第一表面的面积的一半。
6.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述转换单元为微机电麦克风。
7.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述转换单元以倒装芯片的方式附着到所述第一衬底。
8.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述基底具有第一表面、第二表面和开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜邻设于所述第一表面且覆盖所述开口，所述基底的第一表面电性连接到所述第一衬底。
9.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述基底具有开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜覆盖所述开口，且所述开口连通所述第二衬底的容室。
10.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述基底具有开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜覆盖所述开口，且所述振膜比所述开口更靠近所述第一衬底。
11.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述芯片以倒装芯片的方式附着到所述第一衬底。
12.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底包含第二衬底本体、导电层和至少一讯号信道，所述第二衬底本体具有第一表面和第二表面，所述导电层邻设所述第二衬底本体的第二表面，且具有至少一第一焊垫以供外部连接，所述讯号信道位于所述第二衬底本体内，其一端电性连接所述第一衬底，另一端电性连接所述第一焊垫。
13.根据权利要求12所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底本体更具有至少一第一贯穿孔贯穿所述第二衬底本体，所述讯号信道位于所述第一贯穿孔中。
14.根据权利要求12所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底本体更具有所述容室，且部分所述导电层显露于所述容室。
15.根据权利要求12所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底更包含至少一接地通道，所述导电层更具有至少一第二焊垫，所述接地通道位于所述第二衬底本体内，其一端电性连接所述第一衬底，另一端电性连接所述第二焊垫。
16.根据权利要求15所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底本体更具有至少一第二贯穿孔贯穿所述第二衬底本体，所述接地通道位于所述第二贯穿孔中。
17.根据权利要求15所述的微机电封装结构，其中部分所述接地通道显露于所述第二衬底本体的外周面。
18.根据权利要求16所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底本体具有多个讯号信道和多个接地通道，所述接地信道围绕所述讯号信道。
19.根据权利要求12所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底更包含保护层，所述保护层覆盖部分所述导电层和所述第二衬底本体的第二表面。
20.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底更包含内侧壁和内屏蔽层，所述内侧壁限定出所述容室，且所述内屏蔽层位于所述内侧壁上。
21.根据权利要求1所述的微机电封装结构，其中所述第二衬底更包含外周面和外屏蔽层，且所述外屏蔽层位于所述外周面上。
22.根据权利要求1所述的微机电封装结构，更包含第二保护胶，其位于所述第一衬底与所述第二衬底之间。
23.一种微机电封装结构，其包含：
衬底，具有第一表面和第二表面，且限定凹槽和通孔，所述凹槽从所述第一表面下凹，所述通孔贯穿所述衬底且连通所述凹槽，所述衬底包含第二图案化电路层，所述第二图案化电路层邻设所述衬底的第二表面；
转换单元，其包含基底和振膜，所述转换单元位于所述凹槽且电性连接所述衬底，且所述振膜位于所述通孔与所述基底之间；
芯片，其附着于所述衬底的所述第一表面，且所述芯片通过所述衬底的所述第二图案化电路层电性连接所述转换单元；以及
盖体，其限定容室，所述盖体附着于所述衬底，所述转换单元和所述芯片位于所述容室中。
24.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述通孔的宽度小于所述凹槽的宽度。
25.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述衬底更包含衬底本体和第一图案化电路层，所述衬底本体具有第一表面、第二表面、所述凹槽和所述通孔，所述第一图案化电路层邻设所述衬底本体的第一表面，所述第二图案化电路层邻设所述衬底本体的第二表面，所述第一图案化电路层电性连接所述第二图案化电路层，所述芯片电性连接所述第一图案化电路层。
26.根据权利要求25所述的微机电封装结构，其中所述衬底更包含至少一第一导电通道，电性连接所述第一图案化电路层和所述第二图案化电路层，所述芯片通过所述第一导电通道电性连接所述第二图案化电路层。
27.根据权利要求26所述的微机电封装结构，其中所述衬底本体更具有至少一第一贯穿孔贯穿所述衬底本体，所述第一导电通道位于所述第一贯穿孔中。
28.根据权利要求25所述的微机电封装结构，其中所述衬底更包含至少一第二导电通道，电性连接所述第二图案化电路层和所述转换单元。
29.根据权利要求28所述的微机电封装结构，其中所述衬底本体更具有至少一第二贯穿孔，贯穿所述衬底本体且连通所述凹槽，所述第二导电通道位于所述第二贯穿孔中。
30.根据权利要求25所述的微机电封装结构，其中所述衬底更包含第一保护层和第二保护层，所述第一保护层覆盖部分所述第一图案化电路层和所述衬底本体的第一表面，所述第二保护层覆盖部分所述第二图案化电路层和所述衬底本体的第二表面。
31.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述转换单元为微机电麦克风。
32.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述转换单元以倒装芯片的方式附着到所述衬底。
33.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述基底具有第一表面、第二表面和开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜邻设于所述第一表面且覆盖所述开口，所述基底的第一表面电性连接到所述衬底。
34.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述基底具有开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜覆盖所述开口，且所述开口连通所述盖体的容室。
35.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述基底具有开口，所述开口贯穿所述基底，所述振膜覆盖所述开口，且所述振膜比所述开口更靠近所述衬底。
36.根据权利要求23所述的微机电封装结构，其中所述芯片以倒装芯片的方式附着到所述衬底。
37.根据权利要求23所述的微机电封装结构，更包含保护材料，填充于所述转换单元的外周面与所述凹槽的内周面之间。
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