CN212393001U - 微机电传感器封装结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微机电传感器封装结构，该封装结构包括：基板；支撑件，位于所述基板上，所述支撑件与所述基板之间形成空腔，所述支撑件上设置有进音孔；芯片，所述芯片位于所述空腔中，所述芯片包括MEMS芯片；封堵装置，所述封堵装置位于所述支撑件上；其中，所述封堵装置对所述进音孔的至少部分进行封堵，以改变所述微机电传感器封装结构对于声音的敏感性。由于封堵装置的存在，对空腔内的结构提供了更好的保护并调整了产品的性能，提高了产品的稳定性，拓展了产品的使用场景，降低了设计和生产成本。

Description

微机电传感器封装结构

技术领域

本实用新型涉及微机电传感器技术领域，更具体地，涉及一种微机电传感器的封装结构。

背景技术

MEMS组件的封装具有不同功能。封装保护组件免受机械的和化学的环境影响。此外，封装或壳体的类型确定了在使用地点如何安装和接通所述组件。在MEMS传感器组件的情形中，位于外侧的壳体承担着一部分传感器功能，起到传递和缓冲声音、压力、加速度等物理信息的作用，因为MEMS传感器芯片最终接收到的非电物理量也会由壳体及进音孔的构型决定性地确定。由此，壳体以及进音孔对MEMS传感器的传递特性及性能具有重要影响。

在现有技术中，多采用传统的前进音封装设计，其进音孔位于壳体上方，远离焊接引线的一侧，其与芯片间的距离较近，虽然有助于提升对声音的敏感性，但该方案使得壳体内的芯片极易受到外界声音的影响；随着各种需求的增多，出现了需要对外界的机械振动敏感的需求，但该方案由于其进音孔和壳体的设计，使得在对外界的机械振动敏感的同时对外界声音也十分敏感，易受到外界声音的影响，无法满足日益增多的各种需求。

因此，为了满足日益多样的需求，拓展产品的使用场合，调节对于不同振动来源的敏感性，亟需设计一种封装结构以使其能满足对外界的机械振动敏感的需求，针对不同应用场合调节其对于不同振动来源的敏感性，从而拓宽产品的使用范围，降低设计和生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微机电传感器的封装结构，以解决现有技术中存在的产品产品内部芯片易受外界影响损坏，无法满足对外界机械振动敏感的需求等问题。提高该封装结构的可靠性，拓展其使用场景，并最终降低其设计和生产成本。

本实用新型提供一种微机电传感器封装结构，其特征在于，包括：基板；支撑件，位于所述基板上，所述支撑件与所述基板之间形成空腔，所述支撑件上设置有进音孔；芯片，所述芯片位于所述空腔中，所述芯片包括MEMS芯片；封堵装置，所述封堵装置位于所述支撑件上；其中，所述封堵装置对所述进音孔的至少部分进行封堵，以改变所述微机电传感器封装结构对于声音的敏感性。

优选地，所述封堵装置位于所述空腔外，所述封堵装置从所述空腔外的一端封堵所述进音孔。

优选地，所述封堵装置位于所述空腔内，所述封堵装置从所述空腔内的一端封堵所述进音孔。

优选地，所述封堵装置包括挡片，所述挡片的尺寸大于所述进音孔的尺寸。

优选地，所述封堵装置包括电磁阀或电动阀，以控制所述进音孔的开闭。

优选地，所述封堵装置包括多个档位，通过调节不同的档位，调节所述封堵装置对所述进音孔的遮挡面积。

优选地，所述芯片位于所述基板上，所述芯片通过金属线与所述基板电连接，所述支撑件包括顶面和侧壁，所述侧壁的底面与所述基板相连，所述进音孔设置在所述支撑件的顶面。

优选地，所述封堵装置包括电磁阀或电动阀，所述封堵装置位于所述空腔内，所述封堵装置从所述空腔内的一侧封堵所述进音孔，所述基板上还设置有连接柱，所述连接柱与所述封堵装置相连，使所述封堵装置与所述基板电连接。

优选地，所述支撑件呈片状，所述基板包括凹陷，所述支撑件覆盖在所述基板上，所述支撑件与所述基板形成所述空腔。

优选地，所述芯片位于所述支撑件的背面，所述芯片通过金属线与所述支撑件相连，并通过所述支撑件与所述基板电连接。

本实用新型实施例提供的微机电传感器封装结构，通过在支撑件上设置封堵装置，使封堵装置对进音孔进行封堵，以减少外界声音对空腔内芯片的影响，有利于保护芯片并调整微机电传感器对于外界声音和机械振动的敏感性，拓展了产品的适用范围，提高了产品的稳定性和可靠性，减少所需进行产品测试的次数，节约测试成本。封堵装置如将进音孔完全封闭，还可以提升产品的防水性能。

进一步地，可通过调整封堵装置对进音孔遮挡的面积，实现空腔与外界连通的开口尺寸的调节，进而调整芯片对于外界声音及机械振动的敏感性，使产品可以适用于机械振动感应、骨传导、降噪等多种场景。该封装结构可由现有的封装结构优化改造获得，尤其是封堵装置位于空腔外侧的方案，本实用新型实施例提供的封装结构其加工工艺成熟，结构简单且便于实现。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了本实用新型第一实施例封装结构的示意图。

图2示出了本实用新型第一实施例封装结构的截面图。

图3示出了本实用新型第二实施例封装结构的截面图。

图4示出了本实用新型第三实施例封装结构的截面图。

图5示出了本实用新型第四实施例封装结构的示意图。

图6示出了本实用新型第四实施例封装结构的截面图。

图7示出了本实用新型第五实施例封装结构的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。

应当理解，在描述结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

在下文中描述了本实用新型部分实施例的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1和图2分别示出了本实用新型第一实施例封装结构的示意图和截面图，图中该微机电传感器封装结构包括：基板100、支撑件200、芯片以及封堵装置500，其中，基板100的下表面设置有焊盘110，支撑件200位于基板100上，支撑件200例如为金属壳体，包括顶面和侧壁，支撑件200的侧壁底面与基板100的上表面相连，使支撑件200与基板100之间形成空腔220，芯片例如贴装于基板100上，且位于空腔220中，芯片例如包括MEMS芯片310和ASIC芯片320，两者之间通过金属线400电连接，并通过金属线400与基板100电连接。

支撑件200上设置有进音孔210，进音孔210例如位于支撑件200的顶面，进音孔210例如为圆形，封堵装置500例如位于支撑件200的顶面外侧，封堵装置500例如为挡片，从空腔220的外侧对进音孔210的一端的进行封堵，隔离外界与空腔的连通，减少外界声音对芯片的影响，进一步地，封堵装置500还可以仅对进音孔210的一部分进行封堵，从而减小外界与空腔的连通通道的截面面积，减少芯片对外界声音的敏感性。

进一步地，支撑件200与基板100之间的空腔220的高度大于金属线500的高度，支撑件200与基板100之间可以选用导电胶或绝缘胶进行连接。当然地，如封堵装置500在支撑件200与基板100连接后设置，支撑件200与基板100之间还可选用锡膏作为连接剂，通过进音孔210排气，回流焊后使锡膏固化，从而完成相应的机械连接；封堵装置500与支撑件200之间选用导电胶或绝缘胶进行连接。当然地，也可先将封堵装置500与支撑件200相连，再将支撑件200与基板100连接，封堵装置500也可设置在支撑件200的内侧，从空腔220内的一侧对进音孔210进行封堵，此情况下空腔220的高度应保证封堵装置500不与金属线400发生干涉。

图3示出了本实用新型第二实施例封装结构的截面图，其大部分结构与第一实施例相类似，在此不再赘述，不同之处在于封堵装置510为可控制的开关结构，具体地，第二实施例中的封堵装置510同样从空腔220的外侧对进音孔210进行封堵，该封堵装置510例如为电磁阀、电动阀等可控制的开关结构，可以根据需要控制阀门的开合，从而控制空腔220与外界的连通情况，调整外界声音对芯片的影响；进一步地，该封堵装置510可通过外部的连线进行控制。

图4示出了本实用新型第三实施例的封装结构的截面图，该实施例在第二实施例的基础上将封堵装置520设置在了空腔220中，封堵装置520位于支撑件200的顶面，从内侧对进音孔210进行封堵，进一步地，基板100上还设置有连接柱120，用于将位于支撑件200顶面的封堵装置520与基板100电连接，通过与基板100的部分焊盘110电连接即可实现封堵装置520的开关控制，控制外部与空腔的连通与否。进一步地，该封堵装置520例如包括多个档位，在不同的档位，其对进音孔遮挡的面积也不同，实现空腔与外界连通的开口尺寸的可调节，进而调整芯片对于外界声音及机械振动的敏感性，使产品可以适用于机械振动感应、骨传导、降噪等多种场景。

图5和图6分别示出了本实用新型第四实施例的封装结构的截面图，图中的基板100例如由两层PCB板组成，包括第一层基板130和第二层基板140，基板100通过两层PCB板形成凹陷，即将第一层基板130上表面和下表面在特定位置打通，从而使第二层基板140的部分上表面露出，第一基板130可与第二基板140电连接；支撑件200例如同样为PCB板，支撑件200位于基板100的上方，并覆盖在凹陷上，通过支撑件200和基板100形成相应的空腔220，芯片位于空腔220中，具体地，芯片贴装于支撑件200的背面，芯片包括MEMS芯片310和ASIC芯片320，支撑件200上设置有进音孔210，进音孔210的尺寸小于MEMS芯片300的底面尺寸，MEMS芯片300贴装于进音孔210上，MEMS芯片310和ASIC芯片320之间通过金属线400相连，并通过金属线400与支撑件200电连接。支撑件200的正面设置有封堵装置530，封堵装置530例如为挡片，其俯视面积大于进音孔的俯视面积，使封堵装置530从空腔220的外侧对进音孔210的一端进行完全的密封，使空腔220与外界环境相隔离。

由于该实施例中的基板100与支撑件200均为PCB板，因此可很便利的设置需要的电连接以及焊盘，图6中所示封堵装置530也可以变为电磁阀等其他形式的开关，通过支撑件200正面的焊盘230或者与支持件电连接的第二基板140底面的焊盘141实现电磁阀的开关控制。

图7示出了本实用新型第五实施例封装结构的示意图，相较于第四实施例，第五实施例的封装结构将封堵装置540设置在了空腔220中，具体地，封堵装置540例如为电磁阀，封堵装置540设置在支撑件200的下表面，并与支撑件200电连接，MEMS芯片设置在封堵装置540上，通过控制封堵装置的打开和关闭控制外界与空腔的连通状态，调整芯片对外界声音的敏感性。此种可控制空腔220与外界连接与否的设计，在该封装结构进行转运时可对进音孔210进行完全的封堵，减小移动过程中可能对空腔210内的芯片造成的损伤，提升产品的稳定性和可靠性，减少产品所需进行测试的次数。

本实用新型实施例提供的微机电传感器封装结构，通过在支撑件上设置封堵装置，使封堵装置对进音孔进行封堵，以减少外界声音对空腔内芯片的影响，有利于保护芯片并调整微机电传感器对于外界声音和机械振动的敏感性，拓展了产品的适用范围，提高了产品的稳定性和可靠性，减少所需进行产品测试的次数，节约测试成本。封堵装置如将进音孔完全封闭，还可以提升产品的防水性能。进一步地，可通过调整封堵装置对进音孔遮挡的面积，实现空腔与外界连通的开口尺寸的调节，进而调整芯片对于外界声音及机械振动的敏感性，使产品可以适用于机械振动感应、骨传导、降噪等多种场景。该封装结构可由现有的封装结构优化改造获得，尤其是封堵装置位于空腔外侧的方案，本实用新型实施例提供的封装结构其加工工艺成熟，结构简单且便于实现。

在以上的描述中，对于各器件的构图、蚀刻等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本实用新型的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等效限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种微机电传感器封装结构，其特征在于，包括：

基板；

支撑件，位于所述基板上，所述支撑件与所述基板之间形成空腔，所述支撑件上设置有进音孔；

芯片，所述芯片位于所述空腔中，所述芯片包括MEMS芯片；

封堵装置，所述封堵装置位于所述支撑件上；

其中，所述封堵装置对所述进音孔的至少部分进行封堵，以改变所述微机电传感器封装结构对于声音的敏感性。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置位于所述空腔外，所述封堵装置从所述空腔外的一端封堵所述进音孔。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置位于所述空腔内，所述封堵装置从所述空腔内的一端封堵所述进音孔。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置包括挡片，所述挡片的尺寸大于所述进音孔的尺寸。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置包括电磁阀或电动阀，以控制所述进音孔的开闭。

6.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置包括多个档位，通过调节不同的档位，调节所述封堵装置对所述进音孔的遮挡面积。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述芯片位于所述基板上，所述芯片通过金属线与所述基板电连接，所述支撑件包括顶面和侧壁，所述侧壁的底面与所述基板相连，所述进音孔设置在所述支撑件的顶面。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述封堵装置包括电磁阀或电动阀，所述封堵装置位于所述空腔内，所述封堵装置从所述空腔内的一侧封堵所述进音孔，所述基板上还设置有连接柱，所述连接柱与所述封堵装置相连，使所述封堵装置与所述基板电连接。

9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述支撑件呈片状，所述基板包括凹陷，所述支撑件覆盖在所述基板上，所述支撑件与所述基板形成所述空腔。

10.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述芯片位于所述支撑件的背面，所述芯片通过金属线与所述支撑件相连，并通过所述支撑件与所述基板电连接。

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