CN111741417A - 具大背腔的微机电麦克风封装 - Google Patents

具大背腔的微机电麦克风封装 Download PDF

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郭乃豪
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Abstract

本发明公开一种具大背腔的微机电麦克风封装，其中该微机电麦克风封装包括：基板、转换器、集成电路芯片以及外壳。前述基板具有中空腔室、第一开口以及第二开口，其中前述第一开口以及第二开口与前述中空腔室连通。前述转换器设置于前述基板上。前述集成电路芯片设置于前述基板上。前述外壳设置于前述基板上，且覆盖前述转换器及前述集成电路芯片。

Description

具大背腔的微机电麦克风封装
技术领域
本发明涉及一种微机电麦克风封装，特别是涉及包括具有中空腔室以及与其连通的多个开口的基板的微机电麦克风封装。
背景技术
由于电子产品正朝着更小、更薄的方向发展，如何缩小这些电子产品的尺寸始成一重要课题。微机电(Micro electromechanical system；MEMS)技术是一种用以有效地缩小元件尺寸的技术。微机电技术的概念是结合半导体加工技术及精准的机械技术，并制造多功能的微型元件及微型。然而，微机电麦克风封装的体积会远小于传统麦克风封装的体积。因此，微机电麦克风封装的背腔的体积缩小，将会降低麦克风封装的灵敏度。
发明内容
本发明的一些实施例提供一种微机电麦克风封装，包括：基板、转换器、集成电路芯片以及外壳。前述基板具有中空腔室、第一开口以及第二开口，其中前述第一开口以及第二开口与前述中空腔室连通。前述转换器设置于前述基板上。前述集成电路芯片设置于前述基板上。前述外壳设置于前述基板上，且覆盖前述转换器及前述集成电路芯片。
在一些实施例中，前述微机电麦克风封装还包括接合层，设置于前述集成电路芯片和前述基板之间，其中前述接合层设置于前述第二开口周围。在一些实施例中，前述微机电麦克风封装还包括多个导线，设置于前述转换器和前述集成电路芯片之间，以及设置于前述集成电路芯片和前述基板之间。
在一些实施例中，前述微机电麦克风封装还包括接合层，设置于前述转换器和前述基板之间，其中前述转换器具有第一空腔，前述第一空腔通过前述第一开口与前述中空腔室连通，且前述接合层设置于前述第一开口周围。前述集成电路芯片具有第二空腔，且前述第二空腔通过前述第二开口与前述中空腔室连通。在一些实施例中，前述微机电麦克风封装还包括框架，设置于前述基板上，且前述框架的开口与前述第一开口或前述第二开口重叠。前述转换器及/或前述集成电路芯片设置于前述框架上。前述框架具有第三空腔，其通过前述第一开口或前述第二开口与前述中空腔室连通。在一些实施例中，前述微机电麦克风封装还包括至少一盖体，设置于前述基板上，其中前述盖体中的内部空间与前述中空腔室连通。
本发明的一些实施例提供一种微机电麦克风封装，包括：基板、转换器、集成电路芯片以及外壳。前述基板具有中空腔室、第一开口以及第二开口，其中前述第一开口以及第二开口与前述中空腔室连通。前述转换器设置于前述基板上。前述集成电路芯片设置于前述基板上。前述外壳设置于前述基板上，且覆盖前述转换器及前述集成电路芯片。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附的附图，做详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图2为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图3为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图4为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图5为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图6为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图7为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图8为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图9为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图10为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图11为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图12为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图；
图13为本发明另一些实施例的微机电麦克风封装的剖视示意图。
符号说明
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1K、1L、1M 微机电麦克风封装
10、10’、10” 基板
10A、10A’、10A” 中空腔室
11、11’、11” 第一开口
12、12’、12” 第二开口
13” 第三开口
20 转换器
21 第一空腔
30、30’ 集成电路芯片
31、81、82、83、84 接合层
32 第二空腔
40 导线
50 外壳
60、61、62、63、64、65 框架
60A、61A、62A、63A、64A、65A 第三空腔
70 盖体
70A 内部空间
B 背腔
F 前腔
S 声音
具体实施方式
以下说明本发明实施例的微机电麦克风封装。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的一般技术者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
请参照图1，图1显示根据本发明一些实施例的微机电麦克风封装1A的剖视示意图。如图1所示，微机电麦克风封装1A包括基板10、转换器20、集成电路芯片30以及外壳50。举例而言，基板10可以是印刷电路板(printed circuit board；PCB)基板，或是由任何其他适合的材料制成。在基板10中形成有中空腔室10A，且第一开口11及第二开口12也形成于基板10中。第一开口11及第二开口12与中空腔室10A连通。亦即中空腔室10A可通过第一开口11与外界环境连通。
转换器20设置于基板10上。在本实施例中，接合层81形成在基板10的第一开口11周围，且转换器20通过接合层81接合至基板10。举例而言，接合层81可以是粘着剂。在转换器20中形成有第一空腔21。举例而言，转换器20可以是至少一个具有弹性的薄膜。转换器20可将所检测的声音S转换成电信号。集成电路芯片30设置于基板10上，且通过导线40与转换器20电连接。因此，可将由转换器20产生的电信号传输至集成电路芯片30，并由集成电路芯片30处理。此外，集成电路芯片30可通过另一导线40与基板10电连接。因此，可将电信号传输至外部的电路单元并进行更进一步的处理。
外壳50设置于基板10上，且覆盖集成电路芯片30及转换器20，以保护设置于微机电麦克风封装1A中的前述构件。举例而言，外壳50是由金属材料制成，例如含铜合金或不锈钢，但并不限于此。微机电麦克风封装1A还包括前腔F及背腔B。在本实施例中，前腔F是指位于外壳50、基板10、转换器20与集成电路芯片30之间的空间。中空腔室10A与第一空腔21则结合为背腔B。
应了解的是，背腔B的体积有关于微机电麦克风封装1A的灵敏度。背腔B的体积愈大，则微机电麦克风封装1A的灵敏度愈高。通过在基板10中设置多个开口，以增加背腔B的体积。因此，可提高微机电麦克风封装1A的灵敏度。
此外，接合层31可设置于集成电路芯片30与基板10之间，以将集成电路芯片30接合至基板10。举例而言，接合层31可以是粘着剂。应注意的是，接合层31设置于基板10的第二开口12周围。换言之，由一垂直方向(Z轴)观察，接合层31与第二开口12并不会重叠。由此，可增加中空腔室10A的体积，进而增加背腔B的体积。如上所述，可提高微机电麦克风封装1A的灵敏度。
在以下段落中，提供本揭露的各种实施例来增加背腔B的体积，提高微机电麦克风封装的灵敏度。应理解的是，以下的微机电麦克风封装可包括与图1所示的微机电麦克风封装1A相同或相似的部分。此些相同或相似的部分将会以相似的标号标示。为了简洁起见，此些部分将不再详细叙述。
图2显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1B的剖视示意图。如图2所示，微机电麦克风封装1B包括基板10、转换器20、集成电路芯片30’以及外壳50。本实施例中的微机电麦克风封装1B与图1所示的微机电麦克风封装1A的不同之处在于：在集成电路芯片30’中形成有第二空腔32。第二空腔32可通过第二开口12与中空腔室10A连通。背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21及第二空腔32。因此，可更进一步增加背腔B的体积，提高微机电麦克风封装1B的灵敏度。
图3显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1C的剖视示意图。如图3所示，微机电麦克风封装1C包括基板10、转换器20、集成电路芯片30以及外壳50。本实施例中的微机电麦克风封装1C与图1所示的微机电麦克风封装1A的不同之处在于：微机电麦克风封装1C还包括框架60，其设置于基板10上，且集成电路芯片30设置于框架60上。框架60通过接合层82接合至基板10，且集成电路芯片30通过另一个接合层83接合至框架60。框架60可以是由金属或塑胶材料所形成，但不限于此。在框架60中形成有第三空腔60A，且第三空腔60A通过第二开口12与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21及第三空腔60A。因此，背腔B的体积可大于图1所示的背腔B体积，提高微机电麦克风封装1C的灵敏度。
图4显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1D的剖视示意图。如图4所示，微机电麦克风封装1D包括基板10、转换器20、集成电路芯片30’、外壳50以及框架61。本实施例中的微机电麦克风封装1D与图3所示的微机电麦克风封装1C的不同之处在于：框架61的第三空腔61A的体积小于框架60的第三空腔60A的体积。本发明所属技术领域中具有通常知识者可根据需求来设置第三空腔61A的体积，本实施例仅作为范例。
此外，框架61的开口与基板10的第二开口12会于垂直方向(Z轴)上重叠。集成电路芯片30’的第二空腔32可通过第三空腔61A及第二开口12与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21、第二空腔32及第三空腔61A。因此，背腔B的体积可大于图2所示的背腔B体积，提高微机电麦克风封装1D的灵敏度。
图5显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1E的剖视示意图。如图5所示，微机电麦克风封装1E包括基板10、转换器20、集成电路芯片30、外壳50以及框架62。本实施例中的微机电麦克风封装1E与图1所示的微机电麦克风封装1A的不同之处在于：框架62设置于基板10上，其中框架62通过接合层82接合至基板10，且框架62的开口与第一开口11会于垂直方向(Z轴)上重叠。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21及第三空腔62A。
图6显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1F的剖视示意图。如图6所示，微机电麦克风封装1F包括基板10、转换器20、集成电路芯片30’、外壳50以及框架62。本实施例中的微机电麦克风封装1F与图5所示的微机电麦克风封装1E的不同之处在于：集成电路芯片30’的第二空腔32通过第二开口12与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21、第二空腔32及第三空腔62A。
图7显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1G的剖视示意图。如图7所示，微机电麦克风封装1G包括基板10、转换器20、集成电路芯片30、外壳50以及多个框架60、62。转换器20设置于框架62上，而集成电路芯片30则设置于框架60上。转换器20通过接合层81接合至框架62，框架60、62通过接合层82接合至基板10，且集成电路芯片30通过接合层83接合至框架60。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21及第三空腔60A、62A。
图8显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1H的剖视示意图。如图8所示，微机电麦克风封装1H包括基板10、转换器20、集成电路芯片30’、外壳50以及多个框架62、63。转换器20设置于框架62上，而集成电路芯片30’则设置于框架63上。集成电路芯片30’通过接合层31接合至框架63。框架62、63通过接合层82接合至基板10。第一空腔21通过第三空腔62A与中空腔室10A连通，且第二空腔32通过第三空腔63A与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21、第二空腔32及第三空腔62A、63A。
图9显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1I的剖视示意图。如图2所示，微机电麦克风封装1I包括基板10、转换器20、集成电路芯片30、外壳50以及框架64。框架64通过接合层82接合至基板10。转换器20和集成电路芯片30都设置于框架64上，且框架64的开口会分别与第一开口11或第二开口12在垂直方向(Z轴)上重叠。第一空腔21通过第三空腔64A与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21及第三空腔64A。
图10显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1J的剖视示意图。如图10所示，微机电麦克风封装1J包括基板10、转换器20、集成电路芯片30’、外壳50以及框架65。框架65通过接合层82接合至基板10。转换器20和集成电路芯片30都设置于框架65上，且框架65的开口会分别与第一开口11或第二开口12在垂直方向(Z轴)上重叠。第一空腔21和第二空腔32通过第三空腔65A与中空腔室10A连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A、第一空腔21、第二空腔32及第三空腔65A。
图11显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1K的剖视示意图。如图11所示，微机电麦克风封装1K包括基板10’、转换器20、集成电路芯片30、外壳50以及盖体70。盖体70通过接合层84接合至基板10’，且集成电路芯片30通过接合层83接合至基板10’。基板10’具有第一开口11’和第二开口12’，其中转换器20的第一空腔21通过第一开口11’与中空腔室10A’连通，而盖体70的内部空间70A通过第二开口12’与中空腔室10A’连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A’、第一空腔21及内部空间70A。
图12显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1L的剖视示意图。如图12所示，微机电麦克风封装1L包括基板10”、转换器20、集成电路芯片30、外壳50以及盖体70。基板10”具有第一开口11”、第二开口12”和第三开口13”，其中转换器20的第一空腔21通过第一开口11”与中空腔室10A”连通，而盖体70的内部空间70A通过第三开口13”与中空腔室10A”连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A”、第一空腔21及内部空间70A。
图13显示根据本发明另一些实施例的微机电麦克风封装1M的剖视示意图。如图13所示，微机电麦克风封装1M包括基板10”、转换器20、集成电路芯片30’、外壳50以及盖体70。基板10”具有第一开口11”、第二开口12”和第三开口13”。转换器20的第一空腔21通过第一开口11”与中空腔室10A”连通，集成电路芯片30’的第二空腔32通过第二开口12”与中空腔室10A”连通，而盖体70的内部空间70A通过第三开口13”与中空腔室10A”连通。如此一来，背腔B可包括中空腔室10A”、第一空腔21、第二空腔32及内部空间70A。
应注意的是，虽然以上段落所述的接合层31、81、82、83和84以不同的标号标示，但并非意欲限制本揭露。反之，本发明所属技术领域中具有通常知识者应可了解部分或全部的接合层31、81、82、83和84可由相同的材料制成。此外，可取决于元件的材料特性，使用任何适合的材料来接合微机电麦克风封装中的元件。
综上所述，本发明的一些实施例提供包括具有中空腔室以及与其连通的多个开口的基板的微机电麦克风封装。如此一来，可增加微机电麦克风封装的背腔体积。此外，可在基板上设置中空的框架或盖体，或可在集成电路芯片中形成空腔，以增加微机电麦克风封装的背腔体积。因此，可提升微机电麦克风封装的灵敏度。
虽然结合以上实施例已公开了本发明，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果都可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (17)

1.一种微机电麦克风封装，其特征在于，包括：
基板，具有中空腔室、第一开口以及第二开口，其中该第一开口、该第二开口与该中空腔室连通；
转换器，设置于该基板上；
集成电路芯片，设置于该基板上且邻接于该转换器；以及
外壳，设置于该基板上且覆盖该集成电路芯片及该转换器。
2.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，还包括接合层，设置于该集成电路芯片和该基板之间，其中该接合层设置于该第二开口周围。
3.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，还包括多个导线，设置于该转换器和该集成电路芯片之间，以及设置于该集成电路芯片和该基板之间。
4.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，还包括接合层，设置于该转换器和该基板之间，其中该转换器具有第一空腔，该第一空腔通过该第一开口与该中空腔室连通，且该接合层设置于该第一开口周围。
5.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，其中该集成电路芯片具有第二空腔，该第二空腔通过该第二开口与该中空腔室连通。
6.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，还包括框架，设置于该基板上，且该框架的开口与该第一开口或该第二开口重叠。
7.如权利要求6所述的微机电麦克风封装，其中该转换器及/或该集成电路芯片设置于该框架上。
8.如权利要求6所述的微机电麦克风封装，其中该框架具有第三空腔，通过该第一开口或该第二开口与该中空腔室连通。
9.如权利要求1所述的微机电麦克风封装，还包括至少一盖体，设置于该基板上，其中该盖体中的内部空间与该中空腔室连通。
10.一种微机电麦克风封装，其特征在于，包括：
基板，具有中空腔室；
转换器，设置于该基板上且具有第一空腔，其中该第一空腔与该中空腔室连通；
集成电路芯片，设置于该基板上且具有第二空腔，其中该第二空腔与该中空腔室连通；以及
外壳，设置于该基板上且覆盖该集成电路芯片及该转换器。
11.如权利要求10所述的微机电麦克风封装，还包括接合层，设置于该集成电路芯片和该基板之间，其中该接合层设置于该基板的至少一开口周围。
12.如权利要求10所述的微机电麦克风封装，还包括多个导线，设置于该转换器和该集成电路芯片之间，以及设置于该集成电路芯片和该基板之间。
13.如权利要求10所述的微机电麦克风封装，其中该第一空腔通过该基板的一开口与该中空腔室连通，且该第二空腔通过该基板的另一开口与该中空腔室连通。
14.如权利要求10所述的微机电麦克风封装，还包括框架，设置于该基板上，且该框架的开口与该基板的开口重叠。
15.如权利要求14所述的微机电麦克风封装，其中该转换器及/或该集成电路芯片设置于该框架上。
16.如权利要求14所述的微机电麦克风封装，其中该框架具有第三空腔，通过该基板的该开口与该中空腔室连通。
17.如权利要求10所述的微机电麦克风封装，还包括至少一盖体，设置于该基板上，其中该盖体中的内部空间与该中空腔室连通。
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