CN117156363A - Mems麦克风的制作方法及封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MEMS麦克风的制作方法及封装结构，涉及封装结构技术领域。该方法包括：准备基板；蚀刻第一牺牲块，获得第一空腔，并在第一空腔内封装集成芯片；在基板的上下表面形成第一线路；在基板的上下表面压合第一绝缘层；在第一绝缘层的表面形成第二线路和牺牲线路；蚀刻牺牲线路、第二金属孔和第二牺牲块，形成内埋腔体；在内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片；在第一绝缘层的表面形成第二绝缘层；在第二绝缘层的表面形成第三线路；在第二绝缘层的表面形成阻焊层，并对阻焊层进行开窗，形成焊盘与声孔区域。根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，能够将声腔内置，无需采用金属壳包围，从而降低产品体积，提升产品可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及封装结构技术领域，尤其是涉及一种MEMS麦克风的制作方法及封装结构、电子设备、存储介质。
背景技术
现有的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风封装工艺，需将封装载板加工完成后，再与芯片进行封装。而载板生产过程中，需卡控相关重要项目：如打线PAD尺寸、声孔尺寸及其表面处理工艺等其他重要指标，当关键尺寸出现问题时，将直接影响到后续产品封装工序，直接导致产品的损失。此外，现有的封装结构，为保证声腔的密闭性，需将贴有Die(晶粒)的产品外围利用金属壳包围住，在长期的使用过程中，若出现信耐性问题导致金属壳气密性异常，将直接导致产品功能性出现严重问题，且声腔外置的特性，也无法避免产品在Z轴上的尺寸增大，与未来电子产品更轻、更薄、更小的发展趋势不符。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种MEMS麦克风的制作方法及封装结构、电子设备、存储介质，能够将声腔内置，无需采用金属壳进行包围，从而降低产品体积，提升产品可靠性。
一方面，根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，包括以下步骤：
准备基板；所述基板的内部间隔设置有第一导通柱、第一牺牲块和第二牺牲块，且所述基板的表面暴露出所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块的端面；
蚀刻所述第一牺牲块，获得第一空腔，并在所述第一空腔内封装集成芯片；所述集成芯片具有第一连接端子；
在所述基板的上下表面形成第一线路；所述第一线路与所述第一导通柱及所述第一连接端子相导通；
在所述基板的上下表面压合第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一线路；
对所述第一绝缘层进行开窗，并对开窗处进行电镀，形成与所述第一线路导通的第一金属孔、以及与所述第二牺牲块导通的第二金属孔；
在所述第一绝缘层的表面形成第二线路和牺牲线路；所述第二线路与所述第一金属孔导通连接，所述牺牲线路与所述第二金属孔导通连接；
蚀刻所述牺牲线路、所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成内埋腔体；
在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体；所述端子面设置有第二连接端子；
在所述第一绝缘层设置有所述MEMS传感芯片的表面，施加第一绝缘材料，形成第二绝缘层；所述第二绝缘层覆盖所述MEMS传感芯片及所述第二线路；
对所述第二绝缘层进行开窗，形成与所述第二线路连通的第一窗口、与所述第二连接端子连通的第二窗口、以及与所述MEMS传感芯片相对应的盲声孔；
对所述第一窗口和所述第二窗口进行电镀，形成第三金属孔和第四金属孔；
在所述第二绝缘层的表面形成第三线路；所述第三线路与所述第三金属孔及所述第四金属孔相导通；
在所述第二绝缘层的表面形成阻焊层，并对所述阻焊层进行开窗，形成与所述第三线路导通的焊盘、以及与所述盲声孔相连通的声孔区域。
根据本发明的一些实施例，所述准备基板，具体包括：
准备承载板；所述承载板包括核心层以及设置在所述核心层表面的金属层；
在所述金属层的表面形成间隔分布的所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块；
在所述金属层的表面施加第二绝缘材料，形成第三绝缘层；所述第三绝缘层覆盖所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块，并暴露出所述第一导通柱、所述第一牺牲块、所述第二牺牲块的端面；
去除所述承载板，获得所述基板。
根据本发明的一些实施例，所述金属层包括依次层叠设置于所述核心层表面的第一铜层、第二铜层、蚀刻阻挡层和第一金属种子层，所述第一铜层和所述第二铜层可通过物理方式分离；所述去除所述承载板，具体包括：
将所述第一铜层与所述第二铜层分离，去除所述第一铜层和所述核心层；
蚀刻所述第二铜层、所述蚀刻阻挡层及所述第一金属种子层。
根据本发明的一些实施例，所述在所述第一空腔内封装集成芯片，具体包括：
在所述基板的底面粘贴粘性材料；
将所述集成芯片通过所述粘性材料固定在所述第一空腔内；
在所述第一空腔内填充封装材料，对所述集成芯片进行封装，并去除所述粘性材料。
根据本发明的一些实施例，所述在所述基板的上下表面形成第一线路，具体包括：
在所述基板的上下表面形成第二金属种子层；
在所述第二金属种子层的表面施加第一光阻材料；
对所述第一光阻材料进行曝光和显影，在对应于所述第一导通柱和所述集成芯片的位置处形成线路图形；
根据所述线路图形，电镀形成所述第一线路，并去除所述第一光阻材料。
根据本发明的一些实施例，所述蚀刻所述牺牲线路、所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成内埋腔体，具体包括：
在所述第一绝缘层的表面施加第二光阻材料；所述第二光阻材料覆盖所述第二线路和所述牺牲线路；
对所述第二光阻材料进行曝光和显影，暴露出所述牺牲线路，并蚀刻所述牺牲线路；
蚀刻所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成所述内埋腔体。
根据本发明的一些实施例，所述在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片，具体包括：
在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片；
通过塑胶可熔型材料将所述MEMS传感芯片固定于所述第一绝缘层表面，并进行封边处理；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体。
另一方面，根据本发明实施例的MEMS麦克风的封装结构，包括：
基板，所述基板的内部设置有第一导通柱和集成芯片；所述集成芯片具有第一连接端子；
第一线路，设置于所述基板的上表面和下表面，所述第一线路与所述第一导通柱及所述第一连接端子相导通；
第一绝缘层，设置于所述基板的上表面和下表面，并覆盖所述第一线路；所述基板及位于所述基板上表面的所述第一绝缘层，开设有内埋腔体；所述第一绝缘层的内部设置有与所述第一线路导通的第一金属孔；
MEMS传感芯片，设置于所述内埋腔体的外部；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体；所述端子面设置有第二连接端子；
第二线路，设置于所述第一绝缘层的表面，所述第二线路通过所述第一金属孔与所述第一线路导通；
第二绝缘层，设置于所述第一绝缘层的表面，并覆盖所述第二线路及所述MEMS传感芯片；所述第二绝缘层的内部设置有与所述第二线路导通的第三金属孔、以及与所述第二连接端子导通的第四金属孔；所述第二绝缘层开设有与所述MEMS传感芯片相对应的盲声孔；
第三线路，设置于所述第二绝缘层的表面，所述第三线路通过所述第三金属孔与所述第二线路导通，所述第三线路通过所述第四金属孔与所述第二连接端子导通；
阻焊层，设置于所述第二绝缘层的表面，所述阻焊层设置有与所述第三线路导通的焊盘、以及与所述盲声孔相连通的声孔区域。
另一方面，根据本发明实施例的电子设备，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行上述的MEMS麦克风的制作方法。
另一方面，根据本发明实施例的存储介质，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的MEMS麦克风的制作方法。
根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法及封装结构、电子设备、存储介质，至少具有如下有益效果：在基板中内埋第一牺牲块和第二牺牲块，通过定向蚀刻将牺牲块蚀净，形成第一空腔和内埋腔体，然后将集成芯片置于第一空腔内部，将MEMS传感芯片固定至内埋腔体表面；当芯片全部置于产品中后，利用感光性介质材料将MEMS传感芯片埋入，利用曝光+显影方式形成盲声孔，与MEMS传感芯片进行互联；整个结构将声腔及芯片全部内埋，而MEMS传感芯片与集成芯片则通过载板内部的导通柱及线路进行联通，而内埋腔体则作为MEMS传感芯片的麦克风结构中的后腔，有效提高了产品的灵敏度和信噪比。根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，无需在MEMS传感芯片外部采用金属壳进行包围，从而有效产品降低的Z轴高度和体积，并提升产品的可靠性。而且将MEMS传感芯片的封装过程与载板结构的封装过程一体化，有效减免封装流程并降低产品的封装成本，以及解决因封装过程中，如焊接不良或封装不严密等问题导致产品出现信耐性失效的问题等。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的承载板的结构示意图；
图3为在承载板上施加第三光阻材料后的结构示意图；
图4为在承载板上制作第一导通柱、第一牺牲块和第二牺牲块后的结构示意图；
图5为在承载板上形成第三绝缘层后的结构示意图；
图6为本发明实施例的基板的结构示意图；
图7为在基板上施加第四光阻材料后的结构示意图；
图8为蚀刻第一牺牲块后的结构示意图；
图9为在第一空腔内放置集成芯片后的结构示意图；
图10为在第一空腔内填充封装材料后的结构示意图；
图11为完成集成芯片的封装后的结构示意图；
图12为在基板上制作第一线路后的结构示意图；
图13为在基板上制作第一绝缘层后的结构示意图；
图14为对第一绝缘层开窗后的结构示意图；
图15为在第一绝缘层上制作第二线路和牺牲线路后的结构示意图；
图16为蚀刻牺牲线路后的结构示意图；
图17为形成内埋腔体后的结构示意图；
图18为在内埋腔体外部放置MEMS传感芯片后的结构示意图；
图19为在第一绝缘层上形成第二绝缘层，并对第二绝缘层开窗后的结构示意图；
图20为在第二绝缘层上制作第三线路后的结构示意图；
图21为本发明实施例的MEMS麦克风的封装结构的结构示意图；
附图标记：
承载板100、核心层110、金属层120、第一铜层121、第二铜层122、蚀刻阻挡层123、第一金属种子层124、第三光阻材料130；
基板200、第一导通柱210、第一牺牲块220、第二牺牲块230、第三绝缘层240、第四光阻材料250、第一空腔260；
集成芯片300、第一连接端子310、粘性材料320、封装材料330；
第一线路400；
第一绝缘层500、第三窗口510、第四窗口520、第一金属孔530、第二金属孔540；
第二线路600、牺牲线路610、第二光阻材料620；
内埋腔体700；
MEMS传感芯片800、端子面810、非端子面820、第二连接端子830；
第二绝缘层900、第一窗口910、第二窗口920、盲声孔930、第三金属孔940、第四金属孔950；
第三线路1000、阻焊层1100、焊盘1200、声孔区域1300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
现有的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风封装工艺，需将封装载板加工完成后，再与芯片进行封装。而载板生产过程中，需卡控相关重要项目：如打线PAD尺寸、声孔尺寸及其表面处理工艺等其他重要指标，当关键尺寸出现问题时，将直接影响到后续产品封装工序，直接导致产品的损失。此外，现有的封装结构，为保证声腔的密闭性，需将贴有Die(晶粒)的产品外围利用金属壳包围住，在长期的使用过程中，若出现耐久性问题导致金属壳气密性异常，将直接导致产品功能性出现严重问题，且声腔外置的特性，也无法避免产品在Z轴上的尺寸增大，与未来电子产品更轻、更薄、更小的发展趋势不符。
为此，本发明实施例提出了一种MEMS麦克风的制作方法，无需在MEMS传感芯片外部采用金属壳进行包围，从而有效产品降低的Z轴高度和体积，并提升产品的可靠性。而且将MEMS传感芯片的封装过程与载板结构的封装过程一体化，有效减免封装流程并降低产品的封装成本，以及解决因封装过程中，如焊接不良或封装不严密等问题导致产品出现信耐性失效的问题等。
下面结合附图1-21，详细阐述本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法及封装结构、电子设备及存储介质。
如图1所示，根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，包括以下步骤：
步骤S100：准备基板200；如图6所示，基板200的内部间隔设置有第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230，且基板200的表面暴露出第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230的端面，方便后续进行蚀刻或是与外部线路实现电性导通；
具体地，如图2至图5所示，上述的步骤S100，包括以下子步骤：
步骤S110：准备承载板100；如图2所示，承载板100包括核心层110以及设置在核心层110表面的金属层120；
步骤S120：在金属层120的表面形成间隔分布的第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230，如图4所示；
步骤S130：在金属层120的表面施加第二绝缘材料，形成第三绝缘层240；如图5所示，第三绝缘层240覆盖第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230，并暴露出第一导通柱210、第一牺牲块220、第二牺牲块230的端面；
步骤S140：去除承载板100，获得基板200，如图6所示。
具体地，如图2所示，在本示例中，承载板100的金属层120包括依次层叠设置于核心层110表面的第一铜层121、第二铜层122、蚀刻阻挡层123和第一金属种子层124，第一铜层121和第二铜层122两者之间通过物理方式结合，可通过物理方式分离。后续在去除承载板100时，将第一铜层121与第二铜层122分离后，对第二铜层122进行蚀刻时，蚀刻阻挡层123可以对基板200进行保护，防止过度蚀刻，蚀刻阻挡层123可以选择金属镍等。第一金属种子层124通常选择铜，厚度为1-3um，作为在承载板100上电镀第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230的导通基础。
在金属层120的表面制作第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲块230时，首先，如图3所示，在金属层120的表面施加第三光阻材料130，可选择贴膜或者涂覆等方式；然后，对第三光阻材料130进行曝光和显影，形成对应第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲铜柱230的开窗；对开窗处进行电镀，从而形成第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲铜柱230，并去除第三光阻材料130，如图4所示。
如图5所示，在金属层120的表面施加第二绝缘材料，使得第二绝缘材料覆盖第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲铜柱230，形成第三绝缘层240，第二绝缘材料可以为纯树脂，也可以为包含树脂和玻纤的有机绝缘材料，可以通过涂覆、压合等方式形成第三绝缘层240，然后减薄第三绝缘层240，可以选择等离子蚀刻或者磨板的方式，露出第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲铜柱230的端面。最后，如图6所示，去除承载板100，得到基板200；在去除承载板100时，首先，将第一铜层121与第二铜层122分离，去除第一铜层121和核心层110；然后，蚀刻第二铜层122、蚀刻阻挡层123及第一金属种子层124，仅剩余基板200。如图6所示，基板200包括第三绝缘层240和间隔设置在第三绝缘层240内部的第一导通柱210、第一牺牲块220和第二牺牲铜柱230。
步骤S200：蚀刻第一牺牲块220，获得第一空腔250，并在第一空腔250内封装集成芯片300，如图7至图11所示；
具体地，为了蚀刻第一牺牲块220，如图7所示，首先，在基板200的表面施加第四光阻材料250，并对第四光阻材料250进行曝光和显影，将第一牺牲块220暴露出来，然后利用蚀刻药水，将第一牺牲块220蚀刻掉，形成第一空腔260，并去除第四光阻材料250，如图8所示。为了在第一空腔260内封装集成芯片300，如图9所示，首先，在基板200的底面粘贴粘性材料320；然后，将集成芯片300通过粘性材料320固定在第一空腔260内；最后，如图10和图11所示，在第一空腔260内填充封装材料330，对集成芯片300进行封装，并去除粘性材料320。其中，集成芯片300为ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片，集成芯片300具有第一连接端子310，集成芯片300具有第一连接端子310的一面粘贴在粘性材料320上，实现对集成芯片300的预固定；然后，使用封装材料330进行芯片封装，并通过磨板、等离子蚀刻等方式减薄封装材料330，从而露出第一导通柱210和第二牺牲块230的端面，最后去除粘性材料320。
步骤S300：在基板200的上下表面形成第一线路400；第一线路400与第一导通柱210及第一连接端子310相导通，如图12所示；基板200的上下表面的第一线路400可以通过第一导通柱210实现电性导通。
具体地，为了在基板200的上下表面形成第一线路400，上述的步骤S300，包括以下子步骤：
步骤S310：在基板200的上下表面形成第二金属种子层；
步骤S320：在第二金属种子层的表面施加第一光阻材料；
步骤S330：对第一光阻材料进行曝光和显影，在对应于第一导通柱210和集成芯片300的位置处形成线路图形；
步骤S340：根据线路图形，电镀形成第一线路400，并去除第一光阻材料。
通过上述的子步骤，实现了在基板200的上下表面形成第一线路400。
步骤S400：在基板200的上下表面压合第一绝缘层500；如图13所示，第一绝缘层500覆盖第一线路400；
步骤S500：对第一绝缘层500进行开窗，并对开窗处进行电镀，形成与第一线路400导通的第一金属孔530、以及与第二牺牲块230导通的第二金属孔540，如图14和图15所示；
具体地，如图14所示，首先，可以采用镭射钻孔等钻孔方式，对第一绝缘层500进行开窗，形成与第一线路400连通的第三窗口510、以及与第二牺牲块230连通的第四窗口520，便于后续经过电镀形成第一金属孔530和第二金属孔540。
步骤S600：在第一绝缘层500的表面形成第二线路600和牺牲线路610；第二线路600与第一金属孔530导通连接，牺牲线路610与第二金属孔540导通连接；
具体地，制作第二线路600和牺牲线路610的过程与制作第一线路400的过程类似，也是：金属种子层制作→线路图形制作→线路电镀→退膜→金属种子层蚀刻，最终得到第二线路600和牺牲线路610。需要说明的是，电镀形成第一金属孔530和第二金属孔540的过程，可以与制作第二线路600和牺牲线路610的过程一起进行，在电镀的过程中，先是形成第一金属孔530和第二金属孔540，再形成第二线路600和牺牲线路610。第二线路600可以通过第一金属孔530实现与第一线路400的电性导通；而牺牲线路610则是为了方便后续蚀刻第二牺牲块230。
步骤S700：蚀刻牺牲线路610、第二金属孔540和第二牺牲块230，形成内埋腔体700，如图16和图17所示；
具体地，上述的步骤S700，包括以下子步骤：
步骤S710：在第一绝缘层500的表面施加第二光阻材料620；第二光阻材料620覆盖第二线路600和牺牲线路610；
步骤S720：对第二光阻材料620进行曝光和显影，暴露出牺牲线路610，并蚀刻牺牲线路610；
步骤S730：蚀刻第二金属孔540和第二牺牲块230，形成内埋腔体700。内埋腔体700作为后续的MEMS传感芯片800的麦克风结构中的后腔。
其中，施加第二光阻材料620时，可以采用贴膜或者涂覆的方式，然后对第二光阻材料620进行曝光+显影，露出牺牲线路610；利用蚀刻铜药水，将开窗区域的牺牲线路610、第二金属孔540和第二牺牲块230的铜全部蚀净，形成内埋腔体700，并将第二光阻材料620去除。
步骤S800：在内埋腔体700的外部放置MEMS传感芯片800；如图18所示，MEMS传感芯片800的非端子面820朝向内埋腔体700，MEMS传感芯片800的端子面810背离内埋腔体700；端子面810设置有第二连接端子830；
具体地，在本示例中，首先在内埋腔体700的外部放置MEMS传感芯片800，然后通过塑胶可熔型材料将MEMS传感芯片800固定于第一绝缘层500表面，并进行封边处理，从而实现将MEMS传感芯片800固定于第一绝缘层500上，并位于内埋腔体700的外部。将MEMS传感芯片800的端子面810背离内埋腔体700，便于后续外层线路能够与MEMS传感芯片800实现电性连接。
步骤S900：在第一绝缘层500设置有MEMS传感芯片800的表面，施加第一绝缘材料，形成第二绝缘层900；如图19所示，第二绝缘层900覆盖MEMS传感芯片800和第二线路600；
具体地，在第一绝缘层500设置有MEMS传感芯片800的表面(即上表面)，施加光阻绝缘介质材料，可通过压合方式得到第二绝缘层900。
步骤S1000：对第二绝缘层900进行开窗，形成与第二线路600连通的第一窗口910、与第二连接端子830连通的第二窗口920、以及与MEMS传感芯片800相对应的盲声孔930，如图19所示；
具体地，通过对光阻绝缘介质材料进行曝光和显影，得到第一窗口910、第二窗口920和盲声孔930。
步骤S1100：对第一窗口910和第二窗口920进行电镀，形成第三金属孔940和第四金属孔950，如图20所示；
步骤S1200：在第二绝缘层900的表面形成第三线路1000；第三线路1000与第三金属孔940及第四金属孔950相导通；如图20所示；
具体地，制作第三线路1000的过程与制作第一线路400和第二线路600的过程类似，也是：金属种子层制作→线路图形制作→线路电镀→退膜→金属种子层蚀刻，最终得到第三线路1000。需要说明的是，电镀形成第三金属孔940和第四金属孔950的过程，可以与制作第三线路1000的过程一起进行，在电镀的过程中，先是形成第三金属孔940和第四金属孔950，再形成第三线路1000。第三线路1000可以通过第四金属孔950与MEMS传感芯片800连接，且第三线路1000可以通过第三金属孔940与第二线路600连接，进而实现与第一线路400和集成芯片300的连接，最终实现MEMS传感芯片800与集成芯片300的连接。
步骤S1300：在第二绝缘层900的表面形成阻焊层1100，并对阻焊层1100进行开窗，形成与第三线路1000导通的焊盘1200、以及与盲声孔930相连通的声孔区域1300。
其中，阻焊层1100起到对封装结构内部的线路的保护作用，在制作阻焊层1100后，对阻焊层1100进行开窗，并对阻焊层1100进行表面处理，可选择镍钯金、化金、电镀软金等表面处理工艺。
根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，在基板200内埋第一牺牲块220和第二牺牲块230，通过定向蚀刻将牺牲块蚀净，形成第一空腔260和内埋腔体700，然后将ASIC集成芯片300置于第一空腔260内部，将MEMS传感芯片800固定至内埋腔体700表面；当芯片全部置于产品中后，利用感光性介质材料将MEMS传感芯片800埋入，利用曝光+显影方式形成盲声孔930，与MEMS传感芯片800进行互联；整个结构将声腔及芯片全部内埋，而MEMS传感芯片800与ASIC集成芯片300则通过载板内部的导通柱及线路进行联通，而内埋腔体700则作为MEMS传感芯片800的麦克风结构中的后腔，有效提高了产品的灵敏度和信噪比。根据本发明实施例的MEMS麦克风的制作方法，无需在MEMS传感芯片800外部采用金属壳进行包围，从而有效产品降低的Z轴高度和体积，并提升产品的可靠性。而且将MEMS传感芯片800的封装过程与载板结构的封装过程一体化，有效减免封装流程并降低产品的封装成本，以及解决因封装过程中，如焊接不良或封装不严密等问题导致产品出现信耐性失效的问题等。
另一方面，本发明实施例还提出了一种MEMS麦克风的封装结构，该封装结构通过上述方面实施例的MEMS麦克风的制作方法制作而成。如图21所示，根据本发明实施例的MEMS麦克风的封装结构，包括：
基板200，基板200的内部设置有第一导通柱210和集成芯片300；集成芯片300具有第一连接端子310；
第一线路400，设置于基板200的上表面和下表面，第一线路400与第一导通柱210及第一连接端子310相导通；
第一绝缘层500，设置于基板200的上表面和下表面，并覆盖第一线路400；基板200及位于基板200上表面的第一绝缘层500，开设有内埋腔体700；第一绝缘层500的内部设置有与第一线路400导通的第一金属孔530；
MEMS传感芯片800，设置于内埋腔体700的外部；MEMS传感芯片800的非端子面820朝向内埋腔体700，MEMS传感芯片800的端子面810背离内埋腔体700；端子面810设置有第二连接端子830；
第二线路600，设置于第一绝缘层500的表面，第二线路600通过第一金属孔530与第一线路400导通；
第二绝缘层900，设置于第一绝缘层500的表面，并覆盖第二线路600和MEMS传感芯片800；第二绝缘层900的内部设置有与第二线路导通600的第三金属孔940、以及与第二连接端子830导通的第四金属孔950；第二绝缘层900开设有与MEMS传感芯片800相对应的盲声孔930；
第三线路1000，设置于第二绝缘层900的表面，第三线路1000通过第三金属孔940与第二线路600导通，第三线路1000通过第四金属孔950与第二连接端子830导通；
阻焊层1100，设置于第二绝缘层900的表面，阻焊层1100设置有与第三线路1000导通的焊盘1200、以及与盲声孔930相连通的声孔区域1300。
根据本发明实施例的MEMS麦克风的封装结构，无需在MEMS传感芯片800外部采用金属壳进行包围，从而有效产品降低的Z轴高度和体积，并提升产品的可靠性。
需要说明的是，上述方法实施例中的内容均适用于本实施例中，本实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
另一方面，本发明实施例还提出了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行上述的MEMS麦克风的制作方法。
其中，处理器可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案；
存储器可以采用只读存储器(Read Only Memory，ROM)、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等形式实现。存储器可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器中，并由处理器来调用执行本申请实施例的固态硬盘功耗测试方法；存储器与处理器之间可以通过总线等进行连接。
另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，存储介质为计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的MEMS麦克风的制作方法。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，实现了以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种示例性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的示例性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。
上文参考根据示例性实施方案所述的系统、方法、系统和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。
因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
本文所述的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行而使本文所述的功能的至少一部分(例如，本文所述的例示性方法的一种或多种操作)被执行。
软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作系统平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作系统或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。
软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备基板；所述基板的内部间隔设置有第一导通柱、第一牺牲块和第二牺牲块，且所述基板的表面暴露出所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块的端面；
蚀刻所述第一牺牲块，获得第一空腔，并在所述第一空腔内封装集成芯片；所述集成芯片具有第一连接端子；
在所述基板的上下表面形成第一线路；所述第一线路与所述第一导通柱及所述第一连接端子相导通；
在所述基板的上下表面压合第一绝缘层；所述第一绝缘层覆盖所述第一线路；
对所述第一绝缘层进行开窗，并对开窗处进行电镀，形成与所述第一线路导通的第一金属孔、以及与所述第二牺牲块导通的第二金属孔；
在所述第一绝缘层的表面形成第二线路和牺牲线路；所述第二线路与所述第一金属孔导通连接，所述牺牲线路与所述第二金属孔导通连接；
蚀刻所述牺牲线路、所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成内埋腔体；
在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体；所述端子面设置有第二连接端子；
在所述第一绝缘层设置有所述MEMS传感芯片的表面，施加第一绝缘材料，形成第二绝缘层；所述第二绝缘层覆盖所述MEMS传感芯片及所述第二线路；
对所述第二绝缘层进行开窗，形成与所述第二线路连通的第一窗口、与所述第二连接端子连通的第二窗口、以及与所述MEMS传感芯片相对应的盲声孔；
对所述第一窗口和所述第二窗口进行电镀，形成第三金属孔和第四金属孔；
在所述第二绝缘层的表面形成第三线路；所述第三线路与所述第三金属孔及所述第四金属孔相导通；
在所述第二绝缘层的表面形成阻焊层，并对所述阻焊层进行开窗，形成与所述第三线路导通的焊盘、以及与所述盲声孔相连通的声孔区域。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述准备基板，具体包括：
准备承载板；所述承载板包括核心层以及设置在所述核心层表面的金属层；
在所述金属层的表面形成间隔分布的所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块；
在所述金属层的表面施加第二绝缘材料，形成第三绝缘层；所述第三绝缘层覆盖所述第一导通柱、所述第一牺牲块和所述第二牺牲块，并暴露出所述第一导通柱、所述第一牺牲块、所述第二牺牲块的端面；
去除所述承载板，获得所述基板。
3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述金属层包括依次层叠设置于所述核心层表面的第一铜层、第二铜层、蚀刻阻挡层和第一金属种子层，所述第一铜层和所述第二铜层可通过物理方式分离；所述去除所述承载板，具体包括：
将所述第一铜层与所述第二铜层分离，去除所述第一铜层和所述核心层；
蚀刻所述第二铜层、所述蚀刻阻挡层及所述第一金属种子层。
4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述在所述第一空腔内封装集成芯片，具体包括：
在所述基板的底面粘贴粘性材料；
将所述集成芯片通过所述粘性材料固定在所述第一空腔内；
在所述第一空腔内填充封装材料，对所述集成芯片进行封装，并去除所述粘性材料。
5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述在所述基板的上下表面形成第一线路，具体包括：
在所述基板的上下表面形成第二金属种子层；
在所述第二金属种子层的表面施加第一光阻材料；
对所述第一光阻材料进行曝光和显影，在对应于所述第一导通柱和所述集成芯片的位置处形成线路图形；
根据所述线路图形，电镀形成所述第一线路，并去除所述第一光阻材料。
6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述蚀刻所述牺牲线路、所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成内埋腔体，具体包括：
在所述第一绝缘层的表面施加第二光阻材料；所述第二光阻材料覆盖所述第二线路和所述牺牲线路；
对所述第二光阻材料进行曝光和显影，暴露出所述牺牲线路，并蚀刻所述牺牲线路；
蚀刻所述第二金属孔和所述第二牺牲块，形成所述内埋腔体。
7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制作方法，其特征在于，所述在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片，具体包括：
在所述内埋腔体的外部放置MEMS传感芯片；
通过塑胶可熔型材料将所述MEMS传感芯片固定于所述第一绝缘层表面，并进行封边处理；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体。
8.一种MEMS麦克风的封装结构，其特征在于，包括：
基板，所述基板的内部设置有第一导通柱和集成芯片；所述集成芯片具有第一连接端子；
第一线路，设置于所述基板的上表面和下表面，所述第一线路与所述第一导通柱及所述第一连接端子相导通；
第一绝缘层，设置于所述基板的上表面和下表面，并覆盖所述第一线路；所述基板及位于所述基板上表面的所述第一绝缘层，开设有内埋腔体；所述第一绝缘层的内部设置有与所述第一线路导通的第一金属孔；
MEMS传感芯片，设置于所述内埋腔体的外部；所述MEMS传感芯片的非端子面朝向所述内埋腔体，所述MEMS传感芯片的端子面背离所述内埋腔体；所述端子面设置有第二连接端子；
第二线路，设置于所述第一绝缘层的表面，所述第二线路通过所述第一金属孔与所述第一线路导通；
第二绝缘层，设置于所述第一绝缘层的表面，并覆盖所述第二线路及所述MEMS传感芯片；所述第二绝缘层的内部设置有与所述第二线路导通的第三金属孔、以及与所述第二连接端子导通的第四金属孔；所述第二绝缘层开设有与所述MEMS传感芯片相对应的盲声孔；
第三线路，设置于所述第二绝缘层的表面，所述第三线路通过所述第三金属孔与所述第二线路导通，所述第三线路通过所述第四金属孔与所述第二连接端子导通；
阻焊层，设置于所述第二绝缘层的表面，所述阻焊层设置有与所述第三线路导通的焊盘、以及与所述盲声孔相连通的声孔区域。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行权利要求1-7中任一项所述的MEMS麦克风的制作方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的MEMS麦克风的制作方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN117637685A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 无锡市稳芯电子科技有限公司 | 一种芯片低阻抗结构及其生产工艺 |
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2023
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Cited By (2)
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| CN117637685B (zh) * | 2024-01-26 | 2024-04-05 | 无锡市稳芯电子科技有限公司 | 一种芯片低阻抗结构及其生产工艺 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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