CN216905293U - 麦克风封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种麦克风封装结构，包括基板、封装外壳、ASIC芯片和MEMS芯片，所述封装外壳安装在所述基板上方并与所述基板之间形成内部腔室，且所述ASIC芯片和所述MEMS芯片均位于所述内部腔室内部，所述基板表面设置有音孔，所述MEMS芯片通过垫片固定安装在所述基板表面，所述垫片和所述基板之间设置有传输通道，所述垫片表面还设置有开孔，所述音孔在所述基板表面的投影与所述开孔之间无重叠，所述开孔通过所述传输通道与所述音孔导通。本实用新型能够对有效减少外部污染物和气流冲击对MEMS芯片产生的不良影响，提升了麦克风的可靠性。

Description

麦克风封装结构

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种麦克风封装结构。

背景技术

微型机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)是指外形轮廓尺寸在毫米量级以下，构成元件是微米量级的可控制、可运动的微型机电装置。

MEMS技术是近年来高速发展的一项高新技术，它采用先进的半导体制造工艺，实现传感器、驱动器等器件的批量制造，与对应的传统器件相比，MEMS器件在体积、功耗、重量以及价格方面有十分明显的优势。市场上，MEMS器件的主要应用实例包括压力传感器、加速度计及硅麦克风等，其中硅麦克风又称为MEMS麦克风，是基于MEMS技术制造的麦克风。MEMS麦克风是由MEMS传感器、ASIC放大器、声腔及具有RF抑制电路的电路板成。MEMS传感器芯片是一个由硅振膜和硅背极板构成的微型电容器，能将声压变化转化为电容变化，然后由ASIC芯片将电容变化转化为电信号，实现声电转换。

但是目前的MEMS麦克风结构内部的MEMS振膜直接正对音孔，在传导声音信号的同时，很容易将外部异物带入麦克风结构内部，同时在受到外界大气流时，直接作用在MEMS振膜上，导致振膜破裂，严重影响MEMS麦克风的可靠性和声学性能。

因此，有必要提供一种新型的麦克风封装结构以解决现有技术中存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种麦克风封装结构，能够对有效减少外部污染物和气流冲击对MEMS芯片产生的不良影响，提升了麦克风的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型的所述一种麦克风封装结构，包括基板、封装外壳、ASIC芯片和MEMS芯片，所述封装外壳安装在所述基板上方并与所述基板之间形成内部腔室，且所述ASIC芯片和所述MEMS芯片均位于所述内部腔室内部，所述基板表面设置有音孔，所述MEMS芯片通过垫片固定安装在所述基板表面，所述垫片和所述基板之间设置有传输通道，所述垫片表面还设置有开孔，所述音孔在所述基板表面的投影与所述开孔之间无重叠，所述开孔通过所述传输通道与所述音孔导通。

本实用新型所述麦克风封装结构的有益效果在于：通过设置在垫片和基板之间的传输通道，实现垫片表面的开孔和音孔之间的导通连接，在传输通道的缓冲作用下，有效减小通过音孔进入的气流对MEMS芯片的振膜和背极产生的影响，同时减少通过音孔进入到MEMS芯片内部的异物，对MEMS芯片起到保护作用，提高了麦克风封装结构的可靠性。

可选的，所述基板表面设置有凹槽，所述垫片设置在所述凹槽内部。

可选的，所述凹槽的深度不小于所述垫片的厚度。

可选的，所述音孔和所述开孔在水平方向的间距为0.05至0.5mm。

可选的，所述音孔的宽度为所述开孔宽度的0.5-2倍。

可选的，所述音孔的数量至少为两个，且所述音孔均环绕设置在所述开孔周围。

可选的，所述开孔包括若干个第一通孔，所述第一通孔环绕所述音孔设置。

可选的，所述第一通孔的数量为偶数个，且所述第一通孔环绕所述音孔周围对称分布。

可选的，所述开孔包括若干个第二通孔和若干个第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔在所述音孔周围随机分布。

可选的，所述第二通孔和所述第三通孔间隔设置，且所述第二通孔和所述第三通孔均环绕所述音孔对称设置。

可选的，所述第二通孔和所述第三通孔的开口形状包括圆形、多边形、方形中的任意一种。

可选的，所述开孔在垂向的截面为喇叭口形，所述垂向为与所述垫片所在平面相垂直的方向。

可选的，所述垫片底部设置有一圈粘胶层，所述粘胶层与所述垫片下表面和所述基板上表面形成所述传输通道。

可选的，所述ASIC芯片和所述MEMS芯片均安装在所述基板上方，且所述ASIC芯片通过键合线与所述MEMS芯片电连接。

可选的，所述垫片采用不锈钢材料或者聚丙烯材料。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的第一种结构示意图；

图2为本实用新型施例所述的麦克风封装结构的垫片的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的第二种结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的开孔的第一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的开孔的第二种结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的开孔的第三种结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的开孔的第四种结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的内部结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的麦克风封装结构的开孔的第五种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种麦克风封装结构，参考图1，包括基板70、封装外壳80、ASIC芯片30和MEMS芯片20，所述封装外壳80安装在所述基板70上方并与所述基板70之间形成内部腔室702，且所述ASIC芯片30和所述MEMS芯片20均位于所述内部腔室702内部，所述基板70表面设置有音孔60，所述MEMS芯片20通过垫片10固定安装在所述基板70表面，参考图2，所述垫片10和所述基板70之间设置有传输通道703，所述垫片10表面还设置有开孔101，所述音孔60在所述基板70表面的投影与所述开孔101之间无重叠，所述开孔101通过所述传输通道703与所述音孔60导通。

在本实施例中，由于垫片10在安装在所述基板70上之后，与基板70之间形成传输通道703，而设置垫片10表面的开孔101与传输通道703导通，而设置在基板70内部的音孔60与传输通道703通道，当外部带有声音的气流通过音孔60进入到所述麦克风封装结构内部的时候，由于音孔60在基板70的表面的投影与垫片10表面的开孔101之间没有重叠，则整个进入音孔60的气流会先进入到传输通道703内部，由于音孔60顶端被垫片10阻挡，从而使得进入音孔60的气流首先被顶部的垫片10阻挡以削弱气流的冲击作用，之后气流在传输通道703内部传输的时候，通过垫片10表面设置的开孔101使得气流进入到MEMS芯片20内部，从而实现气流的传输过程。在传输过程中，由于气流不是直接进入到MEMS芯片20内部，而是经过垫片10的阻挡和传输通道703的传输后进入到MEMS芯片20内部，一方面可以有效减小气流对MEMS芯片20内部的振膜和背极产生的冲击作用，另一方面能够有效减少通过音孔60直接进入到MEMS芯片20内部的异物，对MEMS芯片20起到保护作用。

在一些实施例中，所述音孔60和所述开孔101在水平方向的间距为0.05至0.5mm，从而使得外部的大气流和颗粒尘埃受到垫片10的阻挡，不容易直接进入开孔101之中。

在另外一些实施例中，所述音孔60的宽度为所述开孔101的宽度的0.5-2倍。

需要说明的是，在本实施例中，所述音孔60和所述开孔101的宽度都是根据不同的形状来确定的，比如音孔60和开孔101都为圆形时，此时的宽度为音孔60和开孔101的直径，而当音孔60和开孔101为方形或多边形时，此时的宽度为边长或者相对的两条边之间的距离，此处不再赘述。

在一些实施例中，参考图3，所述基板70表面设置有凹槽701，所述垫片10设置在所述凹槽701内部。

在本实施例中，通过在基板70表面设置凹槽701，并将垫片10安装在凹槽701内部，从而当MEMS芯片20安装在基板70上方的时候所需高度降低，以使得整个麦克风封装结构的高度降低，有利于减小麦克风封装结构的尺寸。

在进一步的一些实施例中，所述凹槽701的深度不小于所述垫片10的厚度，在垫片10安装在凹槽701内部，而MEMS芯片20设置在垫片10表面，由于凹槽701的深度大于或等于垫片10的厚度，从而使得MEMS芯片20安装在垫片10上之后的高度不会高于MEMS芯片20本身的高度，从而有效减少MEMS芯片20的封装高度，有利于减小麦克风封装结构的尺寸。

在一些实施例中，所述开孔101包括若干个第一通孔1011，所述第一通孔1011环绕所述音孔60设置。

在又一些实施例中，参考图3，所述垫片10底部设置有一圈粘胶层102，所述粘胶层102与所述垫片10下表面和所述基板70上表面形成所述传输通道703。

具体的，所述垫片10通过底部设置的粘胶层102与基板70固定连接，在垫片10与基板70安装在一起之后，由于粘胶层102存在一定的高度，使得垫片10和基板70之间形成一个传输通道703，传输通道703分别与开孔101、音孔60导通，以便于通过传输通道703实现气流的传输。

在另一些实施例中，在所述基板70表面设置凹槽701的时候，所述垫片10底部的粘胶层102与凹槽701底面连接，从而使得垫片10与基板70安装在一起，此处不再赘述。

参考图4，所述第一通孔1011的数量为四个，第一通孔1011为圆形，所述第一通孔1011的数量为多个，每一个第一通孔1011均环绕音孔60设置，从而使得在传输通道703内部带有声音的气流能够通过多个第一通孔1011进入到MMES芯片20内部，提高传输速度。

在又一些实施例中，参考图5，所述第一通孔1011的数量为四个，所述第一通孔1011为弯曲的条形结构。

具体的，所述第一通孔1011的数量为偶数个，且所述第一通孔1011环绕所述音孔60周围对称分布，从而使得在大气流冲击垫片10后，可以通过垫片10上的开孔101均匀分散气流压力，对麦克风内部结构起到保护作用。

在另外一些实施例中，所述音孔60的数量至少为两个，且所述音孔60均环绕设置在所述开孔101周围，参考图6，所述音孔60为圆形，所述开孔101为条形，而所述音孔60在垫片10表面的投影与第一通孔1011之间没有重叠，以保证开孔101和音孔60之间不会直接导通，对MEMS芯片20起到保护作用。

在一些实施例中，参考图7，所述开孔101包括若干个第二通孔1012和若干个第三通孔1013，所述第二通孔1012和所述第三通孔1013在所述音孔60周围随机分布。

在另外的一些实施例中，所述第二通孔1012和所述第三通孔1013间隔设置，且所述第二通孔1012和所述第三通孔1013均环绕所述音孔60对称设置。

在一些实施例中，所述第二通孔1012和所述第三通孔1013的开口形状包括圆形、多边形、方形中的任意一种，本方案对此不作限制，此处不再赘述。

在另外一些实施例中，参考图9，所述开孔101在垂向的截面为喇叭口形，所述垂向为与所述垫片10所在平面相垂直的方向，由于所述开孔101喇叭口的截面为下宽上窄的结构，能够减小气流流出时的速度，对MEMS芯片20起到保护作用。

在一些实施例中，参考图8，所述ASIC芯片30和所述MEMS芯片20均安装在所述基板70上方，所述ASIC芯片30通过键合线40与所述MEMS芯片20电连接。

在又一些实施例中，所述垫片10采用不锈钢材料或者聚丙烯材料，也可以采用其它材料，此处不再赘述。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (15)

1.一种麦克风封装结构，其特征在于，包括基板、封装外壳、ASIC芯片和MEMS芯片，所述封装外壳安装在所述基板上方并与所述基板之间形成内部腔室，且所述ASIC芯片和所述MEMS芯片均位于所述内部腔室内部，所述基板表面设置有音孔，所述MEMS芯片通过垫片固定安装在所述基板表面，所述垫片和所述基板之间设置有传输通道，所述垫片表面还设置有开孔，所述音孔在所述基板表面的投影与所述开孔之间无重叠，所述开孔通过所述传输通道与所述音孔导通。

2.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述基板表面设置有凹槽，所述垫片设置在所述凹槽内部。

3.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述凹槽的深度不小于所述垫片的厚度。

4.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述音孔和所述开孔在水平方向的间距为0.05至0.5mm。

5.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述音孔的宽度为所述开孔宽度的0.5-2倍。

6.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述音孔的数量至少为两个，且所述音孔均环绕设置在所述开孔周围。

7.根据权利要求1至6任一项所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述开孔包括若干个第一通孔，所述第一通孔环绕所述音孔设置。

8.根据权利要求7所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第一通孔的数量为偶数个，且所述第一通孔环绕所述音孔周围对称分布。

9.根据权利要求1至6任一项所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述开孔包括若干个第二通孔和若干个第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔在所述音孔周围随机分布。

10.根据权利要求9所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第二通孔和所述第三通孔间隔设置，且所述第二通孔和所述第三通孔均环绕所述音孔对称设置。

11.根据权利要求10所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第二通孔和所述第三通孔的开口形状包括圆形、多边形、方形中的任意一种。

12.根据权利要求1至6任一项所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述开孔在垂向的截面为喇叭口形，所述垂向为与所述垫片所在平面相垂直的方向。

13.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述垫片底部设置有一圈粘胶层，所述粘胶层与所述垫片下表面和所述基板上表面形成所述传输通道。

14.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述ASIC芯片和所述MEMS芯片均安装在所述基板上方，且所述ASIC芯片通过键合线与所述MEMS芯片电连接。

15.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述垫片采用不锈钢材料或者聚丙烯材料。

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