CN218301636U - Mems麦克风封装结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种MEMS麦克风封装结构，包括：基板、MEMS芯片、ASIC芯片和外壳，所述MEMS芯片和ASIC芯片中的至少一个埋置于所述基板内；所述基板的一侧安装所述外壳，所述基板的另一侧或者所述外壳上焊接有基板电气连接引脚；所述MEMS芯片、ASIC芯片和所述基板电气连接引脚均通过基板内布局的重新布线层进行电连接。一方面把芯片埋置在基板内部，使得芯片的体积不占据麦克风的内部空间，不使用金线键合的工艺，使得封装可以不受金线弧高弧距的限制，极大缩小了MEMS麦克风的封装体积；另一方面使得MEMS麦克风的声腔体积变大，更有利于产品性能的提升。

Description

MEMS麦克风封装结构

技术领域

本申请涉及麦克风技术领域，尤其涉及一种MEMS麦克风封装结构。

背景技术

微型机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)麦克风(简称MEMS麦克风)是用微机械加工技术制作出来的声电转换装置，通常应用在各类电子设备中，完成声电转换。MEMS麦克风主要由MEMS芯片、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专门应用的集成电路)芯片，基板，外壳组成。其中MEMS芯片主要由内部的振膜和基板组成，振膜受声压变化产生形变，进而改变振膜与基板之间的电容值，产生电信号，完成声电的转换。ASIC芯片对产生的电信号进行放大处理。

随着电子设备的小型化、薄型化发展，对MEMS麦克风小型化需求越来越迫切。而传统的麦克风封装形式是将ASCI芯片与MEMS芯片并列放置在基板上，三者通过金线键合的形式进行电气连接，芯片之间并排放置使得MEMS麦克风的小型化比较困难，并且芯片与芯片之间，芯片与基板之间通过金线键合的方式进行电气连接，该工艺实现的结构也制约着麦克风的小型化发展。

发明内容

本申请提供了一种MEMS麦克风封装结构，以进一步实现MEMS麦克风的小型化结构。本申请的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种MEMS麦克风封装结构，包括：基板、MEMS芯片、ASIC芯片和外壳，所述MEMS芯片和ASIC芯片中的至少一个埋置于所述基板内；所述基板的一侧安装所述外壳，所述基板的另一侧或者所述外壳上焊接有基板电气连接引脚；

所述MEMS芯片、ASIC芯片、以及所述基板电气连接引脚之间均通过所述基板内布局的重新布线层进行电连接。

在一些实施例中，所述MEMS芯片和ASIC芯片均埋置于所述基板内。

在一些实施例中，将所述ASIC芯片和所述MEMS芯片中的其中一个芯片埋置于所述基板内，将另一个芯片贴装于所述基板上，使得所述MEMS芯片与所述ASIC芯片在所述基板上纵向设置，形成三维结构。

在一些实施例中，所述基板为多层结构。

在一些实施例中，所述基板的表面通过锡膏焊接所述外壳，所述外壳与所述基板之间形成声腔。

在一些实施例中，所述麦克风为底部BOTTOM型，所述基板上设有与所述MEMS芯片配合的声孔，所述基板的另一侧焊接所述基板电气连接引脚。

在一些实施例中，所述麦克风为顶部TOP型，所述外壳上设有声孔，所述基板的另一侧焊接所述基板电气连接引脚。

在一些实施例中，所述麦克风为三层板(高性能TOP)型，所述基板上设有与所述MEMS芯片配合的声孔，所述外壳上焊接所述基板电气连接引脚。

在一些实施例中，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片是经过减薄处理的。

在一些实施例中，所述外壳为金属材质。

本申请实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过采用芯片埋置技术，将ASIC芯片和MEMS芯片中的至少一个埋进基板内，在基板内部采用重新布线的形式对芯片管脚以及基板电气连接引脚之间进行电气连接。一方面把芯片埋置在基板内部，使得芯片的体积不占据麦克风的内部空间，不使用金线键合的工艺，使得封装可以不受金线弧高弧距的限制，极大缩小了MEMS麦克风的封装体积；另一方面使得MEMS麦克风的声腔体积变大，更有利于产品性能的提升。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图2是根据另一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图3是根据又一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图4是根据又一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图5是根据又一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图6是根据又一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图7是根据又一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。

图中：

1：外壳，2：重新布线层，3:MEMS芯片，4：ASIC芯片，5：声孔，6：基板电气连接引脚，7：基板。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。参照图1，该MEMS麦克风封装结构可以包括：基板7、MEMS芯片3、ASIC芯片4和外壳1，所述MEMS芯片3和ASIC芯片4均埋置于所述基板7内；所述基板7的一侧焊接有基板电气连接引脚6(即基板焊盘Pad)，所述基板7的另一侧安装所述外壳1；所述MEMS芯片3、ASIC芯片4和所述基板电气连接引脚6之间均通过基板7内布局的重新布线层2(redistribution layer，RDL)进行电连接。

需要说明的是，本实施例为BOTTOM mic，所述基板7上设有与所述MEMS芯片3配合的声孔5，所述基板7的另一侧焊接所述基板电气连接引脚6。

可选的，将MEMS芯片3和ASIC芯片4减薄处理后埋置在基板7内。

MEMS芯片3和ASIC芯片4与基板7通过重新布线层2进行电气连接，在基板7内通过RDL技术将芯片MEMS芯片3和ASIC芯片4的IO(input/output，输入输出)口引出。基板7内的MEMS芯片3和ASIC芯片4通过重新布线层2进行互联，该封装结构把芯片内埋置于基板7内部，基板7上方不再贴装芯片，而且芯片与芯片之间，芯片与基板之间通过内部的RDL进行连接，不使用金线键合，从外部看，就是一块基板，把芯片埋置在基板7内直接缩短了麦克风的声通道和麦克风的封装体积，使得MEMS麦克风的封装体积大幅减小，而且不需要额外的设计。

可选的，所述基板7的表面通过锡膏焊接所述外壳1，所述外壳1与所述基板7之间形成声腔。

MEMS芯片3完成声电转换，ASIC芯片4对电信号进行处理，基板7上设置有与MEMS芯片3配合的声孔5，声孔5为声音传输的通道；外壳1为金属材质，封装形成声腔。

可选的，所述基板7为多层结构。

本申请实施例的MEMS麦克风封装结构，通过采用芯片埋置技术，将ASIC芯片和MEMS芯片中的至少一个埋进基板内，在基板内部采用重新布线的形式对芯片管脚以及基板电气连接引脚之间进行电气连接。一方面把芯片埋置在基板内部，使得芯片的体积不占据麦克风的内部空间，同时不使用金线键合的工艺，使得封装可以不受金线弧高弧距的限制，极大缩小了MEMS麦克风的封装体积；另一方面使得MEMS麦克风的声腔体积变大，更有利于产品性能的提升。

区别于上述实施例的双芯片埋置，封装结构也可以是单芯片埋置。图2是根据另一示例性实施例示出的一种MEMS麦克风封装结构的结构示意图。参照图2，该MEMS麦克风封装结构可以包括：基板7、MEMS芯片3、ASIC芯片4和外壳1，所述MEMS芯片3和ASIC芯片4中的一个埋置于所述基板7内；所述基板7的一侧焊接有基板电气连接引脚6(即基板Pad)，所述基板7的另一侧安装所述外壳1；所述MEMS芯片3、ASIC芯片4、所述基板7和所述基板电气连接引脚6均通过重新布线层2(RDL)进行电连接。

需要说明的是，本实施例为BOTTOM mic。

可选的，将所述ASIC芯片和所述MEMS芯片中的其中一个芯片埋置于所述基板内，将另一个芯片贴装于所述基板上，使得所述MEMS芯片与所述ASIC芯片在所述基板上纵向设置，形成三维结构。

本实施例将所述ASIC芯片4埋置于所述基板7内，MEMS芯片贴装于所述基板上，所述MEMS芯片3与所述ASIC芯片4在所述基板7上纵向设置，形成三维结构，或者，如图3所示，将所述MEMS芯片3埋置于所述基板7内，ASIC芯片贴装在所述MEMS芯片上方，所述ASIC芯片4与所述MEMS芯片3在所述基板7上纵向设置，形成三维结构。

需要说明的是，MEMS芯片与ASIC芯片在基板上纵向设置，即MEMS芯片与ASIC芯片在基板的同一竖直面上上下设置。可见，图2、图3所示的MEMS麦克风封装结构与图1所示MEMS麦克风封装结构的区别仅在于，封装结构为单芯片埋置结构。

需要说明的是，图1、图2、图3所示的实施例均是以常用的BOTTOM型mic(底部出音)为例进行封装结构说明的，对于其他类型的mic，例如，TOP型(顶部出音)mic、三层板mic(高性能TOP mic)的封装结构均与上述实施例所述的封装结构同理。

如图4所示，为TOP型mic的双芯片埋置的MEMS麦克风封装结构的结构示意图，与图1所示实施例的MEMS麦克风封装结构的区别在于：声孔是设置在外壳上的。

如图5所示，为TOP型mic的单芯片埋置的MEMS麦克风封装结构的结构示意图，与图2所示的实施例的MEMS麦克风封装结构的区别在于：声孔是设置在外壳上的。

也就是说，麦克风为TOP型时，所述外壳上设有声孔，所述基板的另一侧焊接所述基板电气连接引脚。

如图6所示，为三层板(高性能TOP)mic的双芯片埋置的MEMS麦克风封装结构的结构示意图，与图1所示实施例的MEMS麦克风封装结构的区别在于：基板电气连接引脚焊接在外壳框架上。

如图7所示，为三层板(高性能TOP)mic的单芯片埋置的MEMS麦克风封装结构的结构示意图，与图2所示的实施例的MEMS麦克风封装结构的区别在于：基板电气连接引脚焊接在外壳框架上。

也就是说，麦克风为三层板(高性能TOP)型时，所述基板上设有与所述MEMS芯片配合的声孔，所述外壳框架上焊接所述基板电气连接引脚。

本申请实施例的MEMS麦克风封装结构，通过采用芯片埋置互联技术，可以先对芯片进行减薄处理，再将ASIC芯片和MEMS芯片埋进基板内，在基板内部采用RDL重新布线的形式对芯片管脚以及基板Pad之间进行电气连接，之后贴装外壳完成产品。一方面把芯片埋置在基板内部，使得芯片的体积不占据麦克风的内部空间，同时不使用金线键合的工艺，使得封装可以不受金线弧高弧距的限制，极大缩小了MEMS麦克风的封装体积；另一方面使得MEMS麦克风的声腔体积变大，更有利于产品性能的提升。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风封装结构，其特征在于，包括：基板、MEMS芯片、ASIC芯片和外壳，所述MEMS芯片和ASIC芯片中的至少一个埋置于所述基板内；所述基板的一侧安装所述外壳，所述基板的另一侧或者所述外壳上焊接有基板电气连接引脚；

所述MEMS芯片、ASIC芯片、以及所述基板电气连接引脚之间均通过所述基板内布局的重新布线层进行电连接。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片和ASIC芯片均埋置于所述基板内。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，将所述ASIC芯片和所述MEMS芯片中的其中一个芯片埋置于所述基板内，将另一个芯片贴装于所述基板上，使得所述MEMS芯片与所述ASIC芯片在所述基板上纵向设置，形成三维结构。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述基板为多层结构。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述基板的表面通过锡膏焊接所述外壳，所述外壳与所述基板之间形成声腔。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述麦克风为底部BOTTOM型，所述基板上设有与所述MEMS芯片配合的声孔，所述基板的另一侧焊接所述基板电气连接引脚。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述麦克风为顶部TOP型，所述外壳上设有声孔，所述基板的另一侧焊接所述基板电气连接引脚。

8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述麦克风为三层板型，所述基板上设有与所述MEMS芯片配合的声孔，所述外壳上焊接所述基板电气连接引脚。

9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片是经过减薄处理的。

10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述外壳为金属材质。

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