CN210609704U - 一种mems麦克风封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及麦克风领域，公开了一种MEMS麦克风封装结构，包括PCB基板、外壳、MEMS传感器和ASIC芯片，所述PCB基板上设有第一BGA焊盘和第二BGA焊盘，所述第一BGA焊盘和第二BGA焊盘分别由若干个阵列的锡球组成，所述MEMS传感器连接在第一BGA焊盘上，所述ASIC芯片连接在第二BGA焊盘上，采用本实用新型所述的一种MEMS麦克风封装结构，将MEMS传感器信号输出方式由金属pad更改为BGA锡球输出；同时，通过更改ASIC芯片的流片工艺，将传统的封装方式更改为BGA封装方式，在麦克风加工工艺中减少了金线绑定的工序，直接一次性完成，节约了加工成本，产能及效率也大大提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风领域，具体涉及一种MEMS麦克风封装结构。
背景技术
微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)麦克风是一种利用微机械加工技术制作出来的电能换声器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、轻薄化发展，MEMS 麦克风被越来越广泛地运用到这些设备上。
参见图1，MEMS传感器3和ASIC芯片4都内贴于PCB基板1上边，然后通过金线将MEMS传感器3和ASIC芯片4之间实现电连通，这是目前 MEMS麦克风通常采用的封装结构，上述封装结构在封装过程中需要进行金线绑定的工序，工艺落后，加工成本较高。
实用新型内容
针对现有技术中MEMS传感器和ASIC芯片用金线连接的封装结构，而带来的工艺落后、加工成本较高等技术问题，提供一种减少了金线绑定的工序的MEMS麦克风的封装结构。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种MEMS麦克风封装结构，包括PCB基板和外壳，所述外壳位于 PCB基板上，且与PCB基板形成一个中空腔体，所述中空腔体内设置有 MEMS传感器和ASIC芯片，所述外壳顶部设有声孔，所述PCB基板上设有第一BGA焊盘和第二BGA焊盘，所述第一BGA焊盘和第二BGA焊盘分别由若干个阵列的锡球组成，所述MEMS传感器连接在第一BGA焊盘上，所述ASIC芯片连接在第二BGA焊盘上。
进一步地，所述MEMS传感器与PCB基板之间，所述ASIC芯片与PCB 基板之间分别涂覆有填充胶。
进一步地，所述PCB基板底部设有SMT焊盘。
进一步地，所述外壳为金属外壳。
进一步地，所述外壳顶部设有将声孔覆盖的自粘防水防尘网。
进一步地，所述外壳顶部设有与防水防尘网对应的贴片部。
进一步地，所述中空腔体内还设置有多个电容，所述电容分别位于PCB基板上。
进一步地，所述电容为0201系列。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、传统的封装工艺，需要将MEMS传感器和ASIC芯片粘接在PCB 基板上后再绑线将MEMS传感器和ASIC芯片电连接，采用新的封装工艺，在麦克风加工工艺中减少了金线绑定的工序，直接一次性完成，节约了加工成本，产能及效率也大大提升；
2、采用此封装结构后，可以合理利用内部空间，可以放更多的 0201系列尺寸电容(传统只能放一颗)，可以大大提高产品的抗RF 干扰性，其中电容粘接在PCB基板上时也是一次性完成，无需再绑线；
3、通过增加底部填充胶后，可以提高硅麦克风的抗冲击能力；
4、在外壳声孔处添加防水防尘网后，大大提升了MEMS麦克风在防尘防水能力，在市场上具有更广泛的应用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有一种通过金线将MEMS传感器和ASIC芯片电连接的 MEMS麦克风的封装结构剖视图，
图2是在图1的基础上，移除了外壳2的顶部的结构俯视图，
图3为本实用新型的封装结构的结构剖视图，
图4是在图3的基础上，移除了外壳2的顶部的结构俯视图，附图标记如下：
PCB基板1，第一BGA焊盘11，第二BGA焊盘12，SMT焊盘13，外壳2，声孔21，贴片部22，MEMS传感器3，ASIC芯片4，填充胶5，防水防尘网6，电容7。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参照图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：
一种MEMS麦克风封装结构，包括PCB基板1和外壳2，所述外壳 2位金属外壳，所述外壳2顶部设有声孔21，所述外壳2扣接在PCB 基板1上，且与PCB基板1形成一个中空腔体，所述中空腔体内设置有MEMS传感器3和ASIC芯片4，所述PCB基板1上设有第一BGA焊盘11和第二BGA焊盘12，所述第一BGA焊盘11和第二BGA焊盘12 分别由多个锡球阵列组成，所述MEMS传感器3粘接在第一BGA焊盘 11的锡球上，所述ASIC芯片4粘接在第二BGA焊盘12的锡球上，采用此结构后，减少了加工工艺中的金线绑定的工序，节省了加工成本。
为了提高硅麦克风的抗冲击能力以及MEMS传感器3和ASIC芯片 4与PCB基板1的密封性，所述MEMS传感器3和ASIC芯片4与PCB 基板1之间分别涂覆有填充胶5。
所述PCB基板1底部与客户终端机粘结，所述PCB基板1底部对应设有SMT焊盘13。
为了提升了MEMS麦克风的防尘防水能力，满足市场广泛的应用需求，所述外壳2顶部设有将声孔覆盖的自粘防水防尘网6，在所述外壳2顶部设有与防水防尘网6对应的贴片部22，方便防水防尘网6 的粘贴和更换，在外壳入声孔处添加防水防尘网后，硅麦克风在防尘防水能力上至少可以达到IP68。
所述中空腔体内还设置有多个电容7，所述电容7分别位于PCB 基板1上，以封装尺寸2.75*1.85算，采用BGA封装后，可以放三颗 0201系列尺寸电容电阻(传统只能放一颗)，可以大大提高产品的抗 RF干扰性。
用于封装本实用新型所述的MEMS麦克风的封装工艺，包括以下步骤：
a)将MEMS传感器3和ASIC芯片4分别粘接在对应的BGA焊盘上；
b)在MEMS传感器3与PCB基板1之间、ASIC芯片4与PCB基板 1之间分别涂覆填充胶5；
c)将多个电容7粘接在PCB基板1相应的位置；
d)待填充胶5晾干后，将外壳2扣接与PCB基板1上，并且MEMS 传感器3和ASIC芯片4分别位于外壳2与PCB基板1形成的中空腔内；
e)在外壳2顶部粘贴防水防尘网6。
在所述步骤a)之前需要设计并制造配套的含有第一BGA焊盘11 和第二BGA焊盘12的PCB基板1以及带有贴片部22的外壳2。
采用本实用新型所述的一种MEMS麦克风封装结构，如图3所示，将MEMS传感器3信号输出方式由金属pad更改为BGA锡球输出；同时，通过更改ASIC芯片4的流片工艺，将传统的封装方式更改为 BGA封装方式，然后再通过配套设计的PCB基板1，实现将MEMS传感器3上的电信号通过第一BGA焊盘11上的锡球、PCB基板1、第二BGA焊盘12上的锡球依次传导，最终传导给ASIC芯片4。再经过 ASIC芯片4信号处理和信号放大后，将电信号通过第二BGA焊盘12 上的锡球、PCB基板1并最终传递到客户端焊接Pad即SMT焊盘13 处。
因为MEMS传感器3是通过锡球同PCB基板1进行电连接，则无法保证MEMS传感器3和PCB基板1之间达到完全密封的效果，同时考虑到工艺操作性，所以在MEMS传感器3与PCB基板1之间、ASIC 芯片4与PCB基板1之间分别涂覆填充胶5，即保证了MEMS传感器3和ASIC芯片4与PCB基板1的密封性，又极大地加固了MEMS传感器3和ASIC芯片4与PCB基板1之间的粘接牢固度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于，包括PCB基板(1)和外壳(2)，所述外壳(2)顶部设有声孔(21)，所述外壳(2)位于PCB基板(1)上，且与PCB基板(1)形成一个中空腔体，所述中空腔体内设置有MEMS传感器(3)和ASIC芯片(4)，所述PCB基板(1)上设有第一BGA焊盘(11)和第二BGA焊盘(12)，所述第一BGA焊盘(11)和第二BGA焊盘(12)分别由若干个阵列的锡球组成，所述MEMS传感器(3)连接在第一BGA焊盘(11)上，所述ASIC芯片(4)连接在第二BGA焊盘(12)上。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述MEMS传感器(3)与PCB基板(1)之间、所述ASIC芯片(4)与PCB基板(1)之间分别涂覆有填充胶(5)。
3.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述PCB基板(1)底部设有SMT焊盘(13)。
4.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述外壳(2)为金属外壳。
5.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述外壳(2)顶部设有将声孔覆盖的自粘防水防尘网(6)。
6.根据权利要求5所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述外壳(2)顶部设有与防水防尘网(6)对应的贴片部(22)。
7.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述中空腔体内还设置有多个电容(7)，所述电容(7)分别位于PCB基板(1)上。
8.根据权利要求7所述的一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于：所述电容(7)为0201系列。
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