CN208210297U - Mems麦克风的封装装置、麦克风及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种MEMS麦克风的封装装置、麦克风及电子设备，该MEMS麦克风的封装装置包括陶瓷壳体以及彼此电连接的MEMS芯片和处理芯片，该MEMS芯片和处理芯片封装于该陶瓷壳体内；该陶瓷壳体中形成有导通电路，处理芯片通过陶瓷壳体中的导通电路与外部电路实现电连接。该MEMS麦克风的封装装置采用形成有导通电路的陶瓷壳体进行封装，可以获得更高的密封可靠性和电路稳定性，并且简化了制作工艺，从而提高了器件的性能与制造良率。

Description

MEMS麦克风的封装装置、麦克风及电子设备

技术领域

本公开的实施例涉及一种MEMS麦克风的封装装置、麦克风及电子设备。

背景技术

近年来，利用MEMS(微机电系统)工艺集成的MEMS麦克风被大量应用到手机、笔记本、智能穿戴、耳机、遥控器等智能移动设备上。随着智能移动设备的体积不断减小且性能和一致性大幅提高，对于MEMS麦克风的封装要求越来越高。于是，在传统的MEMS封装结构上出现了一种三层PCB板叠加倒装芯片的MEMS麦克风的封装结构，将三层PCB板进行叠加焊接完成内部与外部的电路连接以及密封焊接。

然而，这种三层PCB板的封装结构有先天的缺陷。由于将三层基板进行叠加焊接，不仅结构工艺复杂，制作良率较低，并且由于基板的翘曲影响，焊接过程中MEMS芯片的密闭性无法有效保障，同时在MEMS麦克风的应用过程中无法有效保证腔体的密封性，降低了MEMS麦克风的可靠性和稳定性。

实用新型内容

鉴于现有技术的缺点，本实用新型的至少一实施例提供一种MEMS麦克风的封装装置，其采用形成有导通电路的陶瓷壳体进行封装来替换原有的依靠三层PCB板封装的结构和工艺，利用陶瓷体本身一次成型的制造工艺，可以获得更高的密封可靠性和电路稳定性，并且简化了工艺。

本公开至少一实施例提供一种MEMS麦克风的封装装置，包括陶瓷壳体以及彼此电连接的MEMS芯片和处理芯片，所述MEMS芯片和处理芯片封装于所述陶瓷壳体内；所述陶瓷壳体中形成有导通电路，所述处理芯片通过所述陶瓷壳体中的导通电路与外部电路实现电连接。

例如，所述陶瓷壳体具有凹槽结构，以容纳所述MEMS芯片和所述处理芯片。

例如，所述MEMS麦克风的封装装置还包括承载基板，所述陶瓷壳体与所述承载基板进行固定形成腔体，所述MEMS芯片和所述处理芯片封装于所述腔体中。

例如，所述MEMS芯片固定于所述承载基板上，所述MEMS芯片包括靠近所述承载基板一侧的振膜，所述承载基板上设置有进音孔，所述进音孔暴露所述振膜。

例如，所述承载基板上设置有走线，所述处理芯片固定于所述承载基板上并与所述走线电连接。

例如，所述陶瓷壳体中的导通电路与所述承载基板上的走线形成电连接，从而与所述处理芯片形成电连接，所述处理芯片为ASIC芯片。

例如，所述处理芯片与所述MEMS芯片垂直相对于所述承载基板垂直设置，所述处理芯片直接与所述导通电路电连接。

例如，所述陶瓷壳体的导通电路包括暴露于所述陶瓷壳体外表面的引线焊盘，所述导通电路通过所述引线焊盘与外部电路连接。

本公开至少一实施例还提供一种麦克风，包括如上述MEMS麦克风的封装装置。

本公开至少一实施例还提供一种电子设备，包括上述MEMS麦克风的封装装置或上述麦克风。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，并非对本公开的限制。

图1为本实用新型一实施例提供的MEMS麦克风封装装置的示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的MEMS麦克风封装装置的示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的麦克风的示意图；以及

图4为本实用新型一实施例提供的电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本公开的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本公开省略了已知材料、组件和工艺技术的描述，从而不使本公开的示例实施例模糊。所给出的示例仅旨在有利于理解本公开示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，这些示例不应被理解为对本公开的实施例的范围的限制。

除非另外特别定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

图1示出本实用新型一实施例提供的MEMS麦克风的封装装置100，如图所示，该MEMS麦克风的封装装置100包括承载基板1、陶瓷壳体4、MEMS芯片2和作为处理芯片示例的ASIC(应用专用集成电路)芯片3。该处理芯片例如用于处理MEMS芯片2输出的信号，其不限于ASIC芯片3，也可以为其他类型的集成电路芯片。陶瓷壳体4具有凹槽结构，与承载基板1固定形成腔体7，MEMS芯片2和ASIC芯片3彼此电连接，并封装于该腔体内。陶瓷壳体4中形成有导通电路5，该导通电路用于实现ASIC芯片3与外部电路的电连接。导通电路5包括暴露于陶瓷壳体4外表面的引线焊盘51，该引线焊盘51用于与外部电路形成电连接。图1中示意性地示出该导通电路5包括一条导电通路以及与该导电通路连接的一个引线焊盘，但本公开对导通电路5的具体结构及其包含的导电通路与引线焊盘的数目不作限制，只要导通电路5能够起到连接陶瓷壳体4内部电路与外部电路的作用即可。例如，陶瓷壳体4还包括形成于表面作为保护材料示例的阻焊剂6。

如图1所示，承载基板1上设置有进音孔10，MEMS芯片2和ASIC芯片3并列固定于承载基板1上，且MEMS芯片2对应该进音孔设置，使得腔体7密封。例如，MEMS芯片2和ASIC芯片3可以通过黏胶与承载基板1固定。例如，MEMS芯片2和ASIC芯片3通过至少一条第一导线32电连接。

MEMS芯片2包括靠近承载基板1一侧的振膜20以及设置于该振膜背面的背极板(未示出)，振膜20与该背极板形成电容。进音孔10暴露该振膜，当声音从进音孔10进入，振动振膜20，使得振膜20与该背极板之间的距离发生改变，进一步使得该电容的电容值发生改变，然后该电容值的改变可由处理芯片处理得到电压值的改变，产生电信号，从而可将声音信号转换为电信号输出。

ASIC芯片3与陶瓷壳体4中的导通电路5形成电连接，从而实现与外部电路的电连接。本公开对于ASIC芯片3与导通电路5的具体连接方式不作限制。例如，通过承载基板1电连接ASIC芯片3与导通电路5。例如，承载基板1为PCB板，该PCB板上形成有走线11。ASIC芯片3通过第二导线31与该PCB板上的走线11电连接；陶瓷壳体4通过焊接与承载基板1固定，并通过该焊接，该陶瓷壳体中的导通电路5与该走线形成电连接，从而与ASIC芯片3形成电连接。如此，该导通电路5实现了ASIC芯片3与外部电路的电连接。本实用新型对于各组件之间的电连接方式不作限制，例如，ASIC芯片3也可以通过焊接与该PCB板形成电连接。

由于陶瓷材料的可塑性强，陶瓷壳体4可以形成多种形状。在本实施例中，陶瓷壳体4具有横截面形状为矩形的凹槽；在其它实施例中，根据实际需要，陶瓷壳体4的横截面还可以是半圆形、半椭圆形、抛物线形或不规则形状等。这种凹槽结构可以通过陶瓷成型技术一次成型得到，从而使得容纳MEMS芯片2和ASIC芯片3的腔体具有良好的密封性能，这对于PCB板封装是难以实现的，而腔体的密封性能对于高品质的麦克风装置是至关重要的。

例如，陶瓷壳体4可以通过如下工艺步骤形成：先通过陶瓷成型工艺一次成型形成具有导通孔以及具有凹槽结构的陶瓷坯体，然后对该坯体进行烧结形成陶瓷体，接着通过覆铜工艺填充该导通孔形成导通电路5并通过蚀刻工艺形成引线焊盘51，最后在陶瓷体的表面形成阻焊剂6进行绝缘和保护，从而形成陶瓷壳体4。陶瓷壳体4例如可以采用氧化铝、氮化硅、氧化铍、碳化硅等材料制备。

在制造本实用新型提供的MEMS麦克风的封装装置时，如图所示，可以先在承载基板1上形成进音孔10，然后将MEMS芯片2和ASIC芯片3固定(如粘贴)于承载基板表面上，其中，MEMS芯片2对应该进音孔设置。然后使用第一导线32使MEMS芯片2和ASIC芯片3之间形成电连接、使用第二导线31使ASIC芯片3与承载基板1上的走线11形成电连接。最后将该陶瓷壳体4与承载基板1进行焊接固定密封，形成一个密闭的腔体，与此同时，陶瓷壳体4中的导通电路5与承载基板1上的走线11通过该焊接形成电连接。

该采用形成有导通电路的陶瓷壳体封装的MEMS麦克风的封装装置可采用一次焊接工艺方式取代三层PCB板的两次焊接工艺方式，从而降低了多次焊接带来的品质风险。另外，由于陶瓷壳体的MEMS麦克风的封装结构为单体焊接，因此避免了三层PCB板封装的焊接翘曲问题，降低了制造工艺难度，同时也能够大幅提升MEMS麦克风的制造良率，并且提升MEMS麦克风的可靠性和稳定性。

图2为本实用新型另一实施例的MEMS麦克风的封装装置的示意图。如图所示，ASIC芯片3与MEMS芯片2相对于承载基板1垂直设置，ASIC芯片3直接与陶瓷壳体4中的导通电路5电连接。

例如，如图所示，ASIC芯片3分别与MEMS芯片2以及该导通电路5直接通过焊接形成电连接。在这种结构中，由于承载基板1上无需形成走线，承载基板1可以为绝缘基板，如陶瓷基板、玻璃基板等。

在制造本实用新型提供的MEMS麦克风的封装装置时，可以先在承载基板1上形成进音孔10，然后将MEMS芯片2对应该进音孔固定(如粘贴)于承载基板表面，再通过焊接将ASIC芯片3固定于MEMS芯片2上并与MEMS芯片2形成电连接。最后将该陶瓷壳体4与承载基板1进行固定密封，形成一个密闭的腔体，同时，陶瓷壳体4中的导通电路5与ASIC芯片3通过焊接形成电连接。在本实施例的陶瓷壳体4与承载基板1的密封过程中，陶瓷壳体4与基板1无需形成电连接，该密封可以通过例如黏胶固定实现。

以上示出了本实用新型提供的MEMS麦克风的封装装置的几种示例，然而，本领域技术人员应该理解，只要是采用形成有导通电路的陶瓷壳体进行封装并实现与外部电路电连接的MEMS麦克风的封装装置，均落入本实用新型的保护范围。

图3示出了本实用新型一实施例提供的麦克风200的示意图，如图所示，麦克风200包括上述MEMS麦克风的封装装置100。

图4示出了本实用新型一实施例提供的电子设备300的示意图，如图所示，电子设备300包括上述MEMS麦克风的封装装置100，或者，电子设备300包括上述麦克风200。例如，电子设备300可以是手机、平板显示器、笔记本、智能穿戴设备、耳机或遥控器等任意具有麦克风功能的电子设备。

本实用新型提供的MEMS麦克风的封装装置、麦克风及电子设备，采用形成有导通电路的陶瓷壳体进行封装，利用陶瓷体本身一次成型的工艺，可以获得更高的密封可靠性和电路稳定性，并且简化了制作工艺，从而提高了器件的制造良率与性能。

虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述MEMS麦克风的封装装置包括陶瓷壳体以及彼此电连接的MEMS芯片和处理芯片，所述MEMS芯片和处理芯片封装于所述陶瓷壳体内；所述陶瓷壳体中形成有导通电路，所述处理芯片通过所述陶瓷壳体中的导通电路与外部电路实现电连接。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述陶瓷壳体具有凹槽结构，以容纳所述MEMS芯片和所述处理芯片。

3.如权利要求1所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述MEMS麦克风的封装装置还包括承载基板，所述陶瓷壳体与所述承载基板进行固定形成腔体，所述MEMS芯片和所述处理芯片封装于所述腔体中。

4.如权利要求3所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述MEMS芯片固定于所述承载基板上，所述MEMS芯片包括靠近所述承载基板一侧的振膜，所述承载基板上设置有进音孔，所述进音孔暴露所述振膜。

5.如权利要求4所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述承载基板上设置有走线，所述处理芯片固定于所述承载基板上并与所述走线电连接。

6.如权利要求5所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述陶瓷壳体中的导通电路与所述承载基板上的走线形成电连接，从而与所述处理芯片形成电连接，所述处理芯片为ASIC芯片。

7.如权利要求4所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述处理芯片与所述MEMS芯片垂直相对于所述承载基板垂直设置，所述处理芯片直接与所述导通电路电连接。

8.如权利要求1-7任一所述的MEMS麦克风的封装装置，其特征在于，所述陶瓷壳体的导通电路包括暴露于所述陶瓷壳体外表面的引线焊盘，所述导通电路通过所述引线焊盘与外部电路连接。

9.一种麦克风，其特征在于，所述麦克风包括如权利要求1-8任一所述的MEMS麦克风的封装装置。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-8任一所述的麦克风的封装装置或如权利要求9所述的麦克风。