CN214756913U - 一种麦克风封装结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种麦克风封装结构，包括MEMS芯片、ASIC芯片、第一基板以及壳体，所述壳体的内部形成一端敞开的腔体，所述第一基板盖合在所述腔体的敞开端，所述壳体具有与所述敞开端相对的底部，所述ASIC芯片和所述MEMS芯片被设置在所述底部，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片通过金线连接和/或所述ASIC芯片与所述壳体通过金线连接，所述第一基板在与所述金线相对的位置形成凹槽。

Description

一种麦克风封装结构

技术领域

本公开实施例涉及麦克风封装技术领域，更具体地，涉及麦克风封装结构。

背景技术

MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上，可以采用表贴工艺进行制造,能够承受很高的回流焊温度,容易与CMOS工艺及其它音频电路相集成,并具有改进的噪声消除性能与良好的RF及EMI抑制能力。

常用的MEMS麦克风产品一般是利用一个线路板和一个外壳构成一个腔体从而成为MEMS麦克风的封装，在线路板的外表面上可以设置焊盘，用于固定MEMS麦克风并且电连接到外部电路，在腔体的内部安装有MEMS声学芯片和ASIC(特殊应用集成电路)芯片。

但是常用的封装方法整体走线路径长，容易受到射频干扰的影响。使用普通三层PCB板结构，导致封装结构厚度大，不利于产品的小型化发展。有的封装结构过于复杂，基板的机加工难度高，封装成本高。

实用新型内容

本公开的一个目的是提供一种麦克风封装结构的新的技术方案。

根据本公开的第一方面，提供了麦克风封装结构的一个实施例，包括MEMS芯片、ASIC芯片、第一基板以及壳体，所述壳体的内部形成一端敞开的腔体，所述第一基板盖合在所述腔体的敞开端，所述壳体具有与所述敞开端相对的底部，所述ASIC芯片和所述MEMS芯片被设置在所述底部，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片通过金线连接和/或所述ASIC芯片与所述壳体通过金线连接，所述第一基板在与所述金线相对的位置形成凹槽。

可选地，所述壳体包括第二基板和金属壳，所述第二基板的中部形成镂空结构，所述金属壳设置在所述第二基板的一侧，所述金属壳和所述第二基板围成所述敞开的腔体，所述底部位于所述金属壳上。

可选地，在所述第二基板的靠近所述金属壳的一侧以及与所述金属壳相背的一侧均设置有第一接地焊盘，两个所述第一接地焊盘电连接，所述金属壳的边缘与所述第二基板的靠近所述第一接地焊盘的金属层连接。

可选地，所述第二基板靠近所述金属壳的第一接地焊盘呈围绕所述镂空结构的环形结构。

可选地，在所述第一基板靠近所述腔体的侧壁上设置有第一金属层，在所述第二基板靠近所述腔体的侧壁上设置有第二金属层。

可选地，所述第二基板的厚度与所述金属壳的深度之和小于或等于0.5毫米。

可选地，在所述第一基板的靠近所述壳体一侧设置有第二接地焊盘和信号焊盘，所述第二接地焊盘呈围绕所述腔体的环形结构，所述信号焊盘位于所述第二接地焊盘的内侧。

可选地，在所述第一基板内设置有第一金属化通孔和第二金属化通孔，所述第一基板呈矩形，-所述第二接地焊盘与所述第二金属化通孔连接，所述信号焊盘与所述第一金属化通孔连接。

可选地，所述第一基板包括第一绝缘层、第二绝缘层和阻断层，所述阻断层位于所述第一绝缘层和第二绝缘层之间，所述第二绝缘层与所述壳体连接，所述第二绝缘层为有机物，所述阻断层为金属材料，通过激光蚀刻所述第二绝缘层的局部，以在所述第二绝缘层的中部以及所述阻断层之间形成所述凹槽。

可选地，通过钻孔或铣削的方式形成所述凹槽。

本公开实施例的一个有益效果在于，本申请中的技术方案能够有效的降低麦克风封装结构的高度，更加有利于麦克风封装结构的小型化，有利于产品的薄型化发。

通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。

图1-图3为本申请一个实施例麦克风封装结构。

图4为本申请一个实施例种第一基板的底视图。

图5为本申请一个实施例种第一基板的斜视图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

针对以上实施方式存在的技术问题，参见图1，本公开实施例提供了一种麦克风封装结构。该麦克风封装结构包括MEMS芯片300、ASIC芯片400、第一基板100以及壳体200。壳体200的内部形成一端敞开的腔体，第一基板100盖合在腔体的敞开端。壳体200具有与敞开端相对的底部，ASIC芯片400和MEMS芯片300被设置在底部。ASIC芯片400与MEMS芯片通过金线连接和/或ASIC芯片300与壳体200通过金线连接。第一基板100在与金线相对的位置形成凹槽600。

具体来说，MEMS(Micro Electromechanical System，微机电系统)芯片为MEMS麦克风芯片，是基于半导体工艺制造的麦克风。MEMS麦克风芯片用于将声音信号转换为电信号。

ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用电路集成)芯片为处理MEMS麦克风芯片的电信号的集成电路芯片。

第一基板100盖合壳体200的敞开端，壳体200具有与敞开端相对的底部，ASIC芯片400和MEMS芯片300被设置在底部。壳体200内部形成一端敞开的腔体。由于MEMS芯片300与ASIC芯片400位于同一个部件上，故这种方式使得MEMS芯片300与ASIC芯片400的安装变得容易。

在壳体200上与MEMS芯片300相对应的位置设置有声孔700，以便声音能够进入。

其中，通过金线键合连接MEMS芯片300与ASIC芯片400，或是通过金线键合连接ASIC芯片400与壳体，或者是通过金线键合连接MEMS芯片300与ASIC芯片400，以及通过金线键合连接ASIC芯片400与壳体200。在第一基板100相对于金线键合的位置，以形成凹槽600。凹槽600设置在金线的上方，实现对金线线弧的避让。

声音由声孔700进入后，使得MEMS芯片300的振膜发生振动，MEMS芯片300将声音信号转化为电信号。MEMS芯片300与ASIC芯片400连接在一起。由MEMS芯片300所输出的电信号能够传输到ASIC芯片400中，并最终被ASIC芯片400经处理后输出。

例如，参见图4，在第一基板100上做去料处理，以形成凹槽600。例如，使用钻孔的方式或者是铣削的方式形成凹槽600。这种加工方式简单易操作，基板的加工难度低，有利于降低成本。

例如，参见图5，凹槽600为圆柱体或凹槽600为圆锥体。通过这种凹槽600的形状，使得凹槽600的加工更加简便。

凹槽600能够增加金线与第一基板100之间的距离，能使得麦克风封装结构的厚度有效地降低，有利于产品的薄型化。

在本申请的另一个实施例中，参见本申请附图1-图3，壳体200包括第二基板201和金属壳205。第二基板201的中部形成镂空结构，金属壳205设置在第二基板201的一侧。金属壳205和第二基板201围成敞开的腔体，底部位于金属壳205上。

第二基板201与第一基板100电连接。第二基板201是中部镂空结构，在安装时，MEMS芯片300和ASIC芯片400穿过镂空结构固定于金属壳205上。

通过这样的方式，避免了复杂的电路设计。此外，能够使得MEMS芯片300与ASIC芯片400的安装方式更加灵活。

在本申请的一个实施例中，参见附图2，在第二基板201的靠近金属壳205的一侧以及与金属壳205相背的一侧均设置有第一接地焊盘202a，202b。两个第一接地焊盘202a，202b电连接。

例如，第二基板201在靠近金属壳205一侧的设置有第一接地焊盘202b，在第二基板201与金属壳205相背的一侧，形成有另一第一接地焊盘202a。通过在两个第一接地焊盘202a，202b之间形成金属化过孔(未图示)实现电连接。金属壳205的边缘与第二基板201的靠近金属壳205的第一接地焊盘202b连接。

与金属壳205相背的第一接地焊盘202a通过锡膏与第一基板100的接地焊盘(例如，下述的第二接地焊盘106)连接。

通过这样方式，实现第二基板201与第一基板100之间的导通，并且能够实现第二基板201与金属壳205之间的导通，从而形成有效地接地效果，使得麦克风封装结构的抗电磁干扰能力高。

由于MEMS芯片300和ASIC芯片400互相导通并连接于壳体200上，从而了实现MEMS芯片300和ASIC芯片400和壳体200之间的导通，在第一基板100上设置有导通结构(例如，下述的信号焊盘107)，MEMS芯片和ASIC芯片最终与导通结构连接。

例如，所述第二基板201靠近金属壳205的第一接地焊盘202b呈围绕镂空结构的环形结构。

通过这种方式，环形结构能够实现更好的信号屏蔽效果，能够有效地过滤干扰信号。

优选地，第二基板201的厚度与金属壳205的深度之和小于或等于0.5毫米。通过这种方式，能够使得麦克风封装结构在保持封装结构的稳固性的前提下，降低麦克风封装结构的高度。

在本申请一个实施例中，参见图2，在第一基板100的靠近壳体200一侧设置有第二接地焊盘106和信号焊盘107。第二接地焊盘106呈围绕腔体的环形结构，信号焊盘107位于第二接地焊盘106的内侧。

在第一基板100背离壳体200的一侧，设置有第二接地焊盘106。例如，第二接地焊盘106呈环形结构，并且围绕腔体设置。

第二接地焊盘106与第一接地焊盘202a的形状相匹配，第二接地焊盘106与第一接地焊盘202a导通，实现第一基板100与第二基板201的电连接。

信号焊盘位于第二接地焊盘106的内侧。通过这种方式，ASIC芯片400的电信号能有效地被屏蔽。例如，ASIC芯片400通过金线与第二基板201上的导体键合后，通过该导体与信号焊盘107电连接。

通过这种方式，缩短了麦克风封装整体走线长度，提高了封装效率。同时，实现了MEMS芯片300或ASIC芯片400自由设置。同时，也降低了封装结构的高度。

在本申请的一个实施例中，参见图2,在第一基板100内设置有第一金属化通孔105和第二金属化通孔108。第二接地焊盘106与第二金属化通孔108连接，信号焊盘107与第一金属化通孔105连接。

在该例子中，第一金属化通孔105和第二金属化通孔108贯通第一基板100的厚度方向的两个相对的表面，即与第二基板201连接的表面和与第二基板201相背的表面。与第二基板201相背的表面为外表面。在外表面上设置有与外部设备连接的焊盘，例如，用于与外部设备接地连接的外部接地焊盘，以及用于与外部设备信号连接的外部信号焊盘。第二接地焊盘106通过第二金属化通孔108与外部接地焊盘连接。信号焊盘107通过第一金属化通孔105与外部信号焊盘连接。

例如，第一金属化过孔105和第二金属化过孔108分别位于第一基板100的相对两边上，或者是，第一金属化过孔105和第二金属化过孔108位于第一基板100的同侧位置。本领域技术人员可以根据需要自行设定第一金属化过孔105和第二金属化过孔108的位置。

在本申请的另一个实施例中，参见附图2，第一基板100包括第一绝缘层101、第二绝缘层103和阻断层102。阻断层102位于第一绝缘层101和第二绝缘层103之间。第二绝缘层103与壳体200连接，例如，在第二绝缘层103上设置有金属层。金属层通过锡膏与壳体连接。第二绝缘层103为有机物。阻断层102为金属材料，通过激光蚀刻第二绝缘层103的局部。以在第二绝缘层103的中部以及阻断层102之间形成凹槽600。

第一基板100包含有三层金属层，位于中间的金属层为阻断层102。第一绝缘层101位于第一基板100外表面的金属层与阻断层之间。第二绝缘层位于阻断层102与第一基板100靠近壳体的表面的金属层之间。

第一基板100的基材为有机物，而阻断层102的材质为金属，根据材料特性，阻断层102相对于有机物更不易被激光破坏。调整激光加工凹槽600的功率，使得激光能融化有机物而不破坏金属。通过这种方式，阻断层102起到阻断激光刻蚀，形成凹槽600的底部边界的作用。

此外，阻断层102的材料为金属，也就是说凹槽600的底部为金属。优选的是，将阻断层102接地，通过这样的方式，同时能够使得本申请中的封装结构具有更好地抗干扰降噪的效果。

在一个例子中，在第一基板100靠近所述腔体的侧壁上设置有第一金属层900，在第二基板301靠近所述腔体的侧壁上设置有第二金属层901。第一金属层900与第二金属层901电连接，两个第一接地焊盘202a、202b通过第二金属层901电连接。

第一基板100和第二基板201的用于围成凹槽600的壁也设置有金属层900与第二金属层901。第一金属层900与第二金属层901电连接，两个第一接地焊盘202a、202b通过第二金属层901电连接。金属层900、金属层901和金属壳形成法拉第笼，从而使得麦克风封装结构的抗电磁干扰的作用显著提高。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种麦克风封装结构，其特征在于，包括MEMS芯片、ASIC芯片、第一基板以及壳体，所述壳体的内部形成一端敞开的腔体，所述第一基板盖合在所述腔体的敞开端，所述壳体具有与所述敞开端相对的底部，所述ASIC芯片和所述MEMS芯片被设置在所述底部，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片通过金线连接和/或所述ASIC芯片与所述壳体通过金线连接，所述第一基板在与所述金线相对的位置形成凹槽。

2.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述壳体包括第二基板和金属壳，所述第二基板的中部形成镂空结构，所述金属壳设置在所述第二基板的一侧，所述金属壳和所述第二基板围成所述敞开的腔体，所述底部位于所述金属壳上。

3.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，在所述第二基板的靠近所述金属壳的一侧以及与所述金属壳相背的一侧均设置有第一接地焊盘，两个所述第一接地焊盘电连接，所述金属壳的边缘与所述第二基板的靠近所述第一接地焊盘的金属层连接。

4.根据权利要求3所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第二基板靠近所述金属壳的第一接地焊盘呈围绕所述镂空结构的环形结构。

5.根据权利要求3所述的麦克风封装结构，其特征在于，在所述第一基板靠近所述腔体的侧壁上设置有第一金属层，在所述第二基板靠近所述腔体的侧壁上设置有第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层电连接，两个所述第一接地焊盘通过所述第二金属层电连接。

6.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第二基板的厚度与所述金属壳的深度之和小于或等于0.5毫米。

7.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，在所述第一基板的靠近所述壳体一侧设置有第二接地焊盘和信号焊盘，所述第二接地焊盘呈围绕所述腔体的环形结构，所述信号焊盘位于所述第二接地焊盘的内侧。

8.根据权利要求7所述的麦克风封装结构，其特征在于，在所述第一基板内设置有第一金属化通孔和第二金属化通孔，所述第一基板呈矩形，所述第二接地焊盘与所述第二金属化通孔连接，所述信号焊盘与所述第一金属化通孔连接。

9.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第一基板包括第一绝缘层、第二绝缘层和阻断层，所述阻断层位于所述第一绝缘层和第二绝缘层之间，所述第二绝缘层与所述壳体连接，所述第二绝缘层为有机物，所述阻断层为金属材料，通过激光蚀刻所述第二绝缘层的局部，以在所述第二绝缘层的中部以及所述阻断层之间形成所述凹槽。

10.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，通过钻孔或铣削的方式形成所述凹槽。

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