CN214544781U - Mems麦克风封装结构 - Google Patents

Abstract

公开了一种MEMS麦克风封装结构，包括相对设置的第一基板和第二基板；封装壳体，位于第一基板和第二基板之间，与第一基板和第二基板固定在一起形成空腔；第一焊盘，MEMS芯片和ASIC芯片，位于第二基板的第一表面上；第一焊盘通过键合线与ASIC芯片电连接；第二焊盘，位于第二基板的第一表面上，并且靠近封装壳体的外侧壁；导电通孔，位于所述第二基板中，将所述第一焊盘和所述第二焊盘电连接。本实用新型提供的MEMS麦克风封装结构，将封装壳体中的导电通道设置在密封圈的外侧，因此可以将第二焊盘设置在整个封装结构的外侧，同时设置了屏蔽层，从而在降低了整个MEMS麦克风的封装空间的同时提高了麦克风的抗干扰能力。

Description

MEMS麦克风封装结构

技术领域

本实用新型涉及电声产品技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风封装结构。

背景技术

MEMS(微型机电系统)麦克风是一种基于MEMS技术制作出来的声电转换器，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麦克风被越来越多广泛的运用到诸如手机、平板电脑、相机、助听器、智能玩具以及监听装置等电子设备上。

MEMS麦克风通常包括有MEMS芯片以及与之电连接的ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，功能集成电路)芯片，其中MEMS芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背板，振膜和背板构成了电容器并集成在硅晶片上，声音有声孔进入麦克风并且作用在MEMS芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背板之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。

对MEMS麦克风的封装时，传统倒装结构麦克风设计中，第一焊盘(极性焊盘)连接被包裹进封装结构内部，会占用更多的封装空间，不利于极限及小尺寸倒装结构麦克风的封装，同时，由于焊盘引线在封装围壁上走线，会导致MEMS麦克风容易受到外界信号的干扰。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种MEMS麦克风封装结构，将第二焊盘放置在封装结构外部，并在具有第二焊盘引线的封装围壁上形成屏蔽层，从而在降低MEMS麦克风的封装空间的同时提高抗干扰能力。

根据本实用新型的一方面，提供一种MEMS麦克风封装结构，包括：相对设置的第一基板和第二基板；封装壳体，位于所述第一基板和所述第二基板之间，所述第一基板、第二基板和封装壳体固定在一起形成空腔；MEMS芯片和ASIC芯片，位于所述第二基板朝向所述空腔的第一表面上；第一焊盘，位于所述第二基板的第一表面上，通过键合线与ASIC芯片电连接；第二焊盘，位于第二基板的第一表面上，并且靠近封装壳体的外侧壁；导电通孔，位于所述第二基板中，将所述第一焊盘和所述第二焊盘电连接。

可选地，还包括：密封圈，位于所述第二基板的第一表面上和所述第二基板朝向所述空腔的第二表面上，所述第一基板、第二基板和封装壳体通过所述密封圈固定在一起形成空腔。

可选地，所述第二焊盘位于所述密封圈外侧的所述第二基板的第一表面上。

可选地，还包括：第三焊盘，位于所述第一基板的第一表面上。

可选地，所述第二焊盘还位于所述第一基板的第二表面上，通过所述封装壳体中的导电通道与所述第二基板第一表面的所述第二焊盘连接，所述第一基板中的导电通道连接所述第二焊盘与所述第三焊盘。

可选地，还包括：阻焊层，位于所述密封圈与所述第二焊盘以及所述第二焊盘与所述第二焊盘之间。

可选地，所述MEMS芯片通过键合线与所述ASIC芯片连接，所述ASIC芯片通过所述键合线与所述第一焊盘连接。

可选地，还包括：声孔，位于所述第二基板中，与所述MEMS芯片对应设置，连通所述空腔与外部。

本实用新型提供的MEMS麦克风封装结构，将第二基板第一表面的第二焊盘设置在密封圈外，采用导电通道连接第二焊盘与第一焊盘，因此可以将第二焊盘设置在整个封装结构的外侧，从而降低了整个MEMS麦克风的封装空间，有利于极限及小尺寸倒装结构MEMS麦克风的封装。

进一步地，由于将第二焊盘设置在封装结构中密封圈的外部，因此在封装结构尺寸相同时，可以提高麦克风内部的空腔体积，提升信噪比性能。此外，能够极大程度改善因空间受限导致的第二焊盘设计尺寸小和间距小而造成的层间焊接断路和短路。

进一步地，将第二焊盘设置在封装结构中密封圈的外部，焊接料为锡膏等含有助焊剂的焊料时，焊接过程中助焊剂更易挥发彻底，并且不会有迸溅污染芯片的风险，同时导通孔排布在产品边缘，更易散热。

进一步地，在密封圈与第二焊盘之间的区域以及第二焊盘和第二焊盘之间的区域形成阻焊层，可以进一步提高密封圈与第二焊盘之间绝缘性，减少因第二焊盘的导电材料移动导致的错误的电连接，提高了器件的良率和可靠性。

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，在附图中：

图1示出了根据现有技术的MEMS麦克风的封装结构；

图2示出了根据本实用新型实施例的MEMS麦克风的封装结构；

图3示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS麦克风的第二基板的俯视图；

图4示出了根据本实用新型第二实施例的MEMS麦克风的第二基板的俯视图。

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，在描述器件的结构时，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、另一区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

参考图1，MEMS麦克风的封装结构中包括第一基板1，至少一个封装壳体2以及第二基板3，第一基板1和第二基板3作为封装的上基板和下基板，封装壳体2作为封装的侧壁基板，第一基板1，封装壳体2以及第二基板3通过密封圈4围成一个空腔，密封圈4位于第一基板1的第二表面和第二基板3的第一表面上。其中，第二基板3例如为电路板，第二基板3上具有声孔9，连通空腔与外部。

在空腔中，还包括与第二基板3的第一表面固定连接的MEMS芯片10和ASIC芯片7，声孔9位于MEMS芯片10下方。MEMS芯片10和ASIC芯片7通过键合线8连接，ASIC芯片7通过键合线8与第一基板3第一表面上的第一焊盘6连接。

为了实现封装结构下MEMS麦克风与外部的电连接，在第一基板1，封装壳体2内部以及第二基板3的第一表面上形成多个导电通道5，将第一焊盘6与第三焊盘11连接。在第一基板1的第二表面和/或第二基板3的第一表面上，还形成有多个第二焊盘12，第二焊盘12使得导电通道5的电连接效果更好。

在该实施例中，第二焊盘12位于密封圈4的内侧，同时由于第二焊盘12不能太小，间距也不能过小，使得第一基板1，封装壳体2和第二基板3不能太小，不然容易导致导电通道5的断路或短路，进一步地导致封装结构的体积不能降低。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图2示出了根据本实用新型实施例的MEMS麦克风的封装结构；图3示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS麦克风的封装结构的第二基板的俯视图，图2例如为沿图3中虚线AA所示的截面图。

参考图2和图3，本申请的MEMS麦克风的封装结构包括：第一基板1，至少一个封装壳体2以及第二基板3，第一基板1和第二基板3作为封装的上基板和下基板，封装壳体2作为封装的侧壁基板，第一基板1的第二表面和第二基板3的第一表面具有相对应的密封圈4，第一基板1，封装壳体2以及第二基板3通过密封圈4围成一个空腔。其中，第二基板3例如为电路板，第二基板3上具有声孔9，连通空腔与外部。密封圈4为一个环形区域，将第一基板1，封装壳体2以及第二基板3固定连接。

在空腔中，还包括与第二基板3第一表面固定连接的MEMS芯片10和ASIC芯片7，声孔9位于MEMS芯片10下方。MEMS芯片10和ASIC芯片7通过键合线8连接，ASIC芯片7通过键合线8与第二基板3第一表面上的第一焊盘6连接，第一焊盘6位于密封圈4内。

为了实现封装结构下MEMS麦克风与外部的电连接，在第一基板1，封装壳体2以及第二基板3内部形成多个导电通道25，将第一焊盘6与第一基板1第一表面上的第三焊盘11连接。在第一基板1的第二表面和第二基板3的第一表面上，形成有多个第二焊盘22，第二焊盘22使得导电通道25的电连接效果更好。

在该实施例中，第二基板3表面的第二焊盘22靠近封装壳体的外侧壁，即密封圈4的环形区域以外，而第一焊盘6位于密封圈4的环形区域内。第二基板3中的导电通道25绕过密封圈4，将第一焊盘6与第二焊盘22连接。第一基板1第二表面的第二焊盘22也位于密封圈4的外侧，导电通道22将第二基板3第一表面的第二焊盘22与第一基板1第二表面的第二焊盘22连接，然后将第一基板1第二表面的第二焊盘22与第一基板1第一表面的第三焊盘11连接。

在整个封装结构中，导电通道25通过密封圈4环形区域以外的第二焊盘22，将第一焊盘6与第三焊盘11连接，实现各层之间的导通。此时，由于第二焊盘22没有被密封圈4包围，从而增加了设计布线的可利用空间，例如可以利用封装壳体2的侧壁表面，进而可以实现更小尺寸的麦克风设计。

参考图3所示的MEMS麦克风的封装结构的第二基板的俯视图，在本申请中，第二焊盘22设置在第二基板3第一表面的边缘处，根据具体ASIC芯片7中金属导电连接区数量形成相应数量的第二焊盘22(图3仅示出了第二焊盘22的数量为4个的实施例)，整齐的沿第二基板3的边缘排列成一排。

在其他实施例中，多个第二焊盘22也可以沿着第二基板3的边缘上下错位设置，避免焊接过程中产生短路。

图4示出了根据本实用新型第二实施例的MEMS麦克风的第二基板的俯视图。与第一实施例的第二基板的俯视图相比，区别之处在于密封圈4与多个第二焊盘22之间的区域还包括阻焊层27。此处不再赘述相同之处，仅描述不同之处。

参考图4，第二实施例的MEMS麦克风结构的第二基板的俯视图中，密封圈4为环绕第二基板3的一个矩形环形框，其中，靠近第二基板3的一个宽边处未被密封圈4环绕，此处用于形成多个第二焊盘22。由于第二焊盘22与密封圈4没有电连接，因此在第二焊盘22与密封圈4之间的区域以及第二焊盘22与第二焊盘22之间的区域，可以形成阻焊层27。

在该实施例中，阻焊层27的一侧与密封圈4的边缘连接，另一侧根据多个第二焊盘22的分布形成条状或网格状。具体的，阻焊层27不与第二焊盘22接触，它们之间存在一定的空隙，一方面是用于在后续贴装时给第二焊盘22留有一定的形变空间，另一方面是用于限制第二焊盘22的焊锡膏等出现移动，从而使得第二焊盘22之间或第二焊盘22与密封圈4之间出现电连接。此外，在第二基板3的边缘与第二焊盘22之间的区域，也没有形成阻焊层27，这是因为这部分区域的面积较小，即使形成阻焊层27，在切割第二基板3时也容易断裂，掉落。

在该实施例中，在第二基板3表面的密封圈4与第二焊盘22之间的区域形成阻焊层27，可以进一步提高密封圈4与第二焊盘22之间绝缘性，减少因第二焊盘22的导电材料移动导致的错误的电连接，提高了器件的良率和可靠性。

本实用新型提供的MEMS麦克风封装结构，将第二基板第一表面的第二焊盘设置在密封圈外，采用导电通道连接第二焊盘与第一焊盘，因此可以将第二焊盘设置在整个封装结构的外侧，从而降低了整个MEMS麦克风的封装空间，有利于极限及小尺寸倒装结构MEMS麦克风的封装。

进一步地，由于将第二焊盘设置在封装结构中密封圈的外部，因此在封装结构尺寸相同时，可以提高麦克风内部的背腔体积，提升信噪比性能。此外，能够极大程度改善因空间受限导致的第二焊盘设计尺寸小和间距小而造成的层间焊接断路和短路。

进一步地，将第二焊盘设置在封装结构中密封圈的外部，焊接料为锡膏等含有助焊剂的焊料时，焊接过程中助焊剂更易挥发彻底，并且不会有迸溅污染芯片的风险，同时导通孔排布在产品边缘，更易散热。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于，包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

封装壳体，位于所述第一基板和所述第二基板之间，所述第一基板、第二基板和封装壳体固定在一起形成空腔；

MEMS芯片和ASIC芯片，位于所述第二基板朝向所述空腔的第一表面上；

第一焊盘，位于所述第二基板的第一表面上，通过键合线与ASIC芯片电连接；

第二焊盘，位于第二基板的第一表面上，并且靠近封装壳体的外侧壁；

导电通孔，位于所述第二基板中，将所述第一焊盘和所述第二焊盘电连接。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：密封圈，位于所述第二基板的第一表面上和所述第二基板朝向所述空腔的第二表面上，所述第一基板、第二基板和封装壳体通过所述密封圈固定在一起形成空腔。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述第二焊盘位于所述密封圈外侧的所述第二基板的第一表面上。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：第三焊盘，位于所述第一基板的第一表面上。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述第二焊盘还位于所述第一基板的第二表面上，通过所述封装壳体中的导电通道与所述第二基板第一表面的所述第二焊盘连接，所述第一基板中的导电通道连接所述第二焊盘与所述第三焊盘。

6.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，还包括：阻焊层，位于所述密封圈与所述第二焊盘以及所述第二焊盘与所述第二焊盘之间。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片通过键合线与所述ASIC芯片连接。

8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：声孔，位于所述第二基板中，与所述MEMS芯片对应设置，连通所述空腔与外部。

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