KR101303954B1 - Bottom port type microphone assembly for wide band and water proof - Google Patents

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KR101303954B1 KR1020120146123A KR20120146123A KR101303954B1 KR 101303954 B1 KR101303954 B1 KR 101303954B1 KR 1020120146123 A KR1020120146123 A KR 1020120146123A KR 20120146123 A KR20120146123 A KR 20120146123A KR 101303954 B1 KR101303954 B1 KR 101303954B1
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Abstract

본 발명은 마이크로폰의 고사양 음향 특성을 실현하기 위해 실리콘 타입의 메쉬를 이용하여 광대역 및 방수 특성을 갖도록 한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 마이크로폰 조립체는 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀과 음이 누설되는 것을 방지하기 위한 밀폐용 솔더링 패드가 형성된 메쉬 구조물; 솔더링면에 상기 메쉬 구조물이 삽입될 홈과 접속패드가 형성되어 있는 PCB기판; 상기 PCB 기판에 접착되어 내부 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스; 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 보텀 포트형 MEMS 마이크로폰 조립체는 PCB기판의 음향홀 위치에 반도체 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물을 부착하되 기판에 홈을 형성하여 두께가 두꺼워지는 것을 방지하고, 반도체 가공기술을 적용하여 메쉬의 개구 크기를 정밀하게 조절할 수 있으므로 주파수 응답 특성의 커브를 향상시키며, 마이크로폰의 THD(Total Harmonic Distortion)를 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a bottom port type microphone assembly that has a wideband and waterproof property by using a silicon-type mesh to realize high specification acoustic characteristics of a microphone. The microphone assembly of the present invention includes a mesh structure in which a sealing soldering pad is formed to prevent leakage of mesh holes and sound by processing a semiconductor wafer; A PCB substrate having a groove and a connection pad to which the mesh structure is to be inserted into a soldering surface; A case bonded to the PCB substrate to form a space for accommodating an internal component; A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate. In the bottom port type MEMS microphone assembly according to the present invention, a mesh structure using a semiconductor wafer is attached to a sound hole of a PCB substrate, but grooves are formed in the substrate to prevent the thickness from being thickened, and the opening of the mesh is applied by applying semiconductor processing technology. The size can be precisely adjusted to improve the curve of the frequency response, and to improve the microphone's total harmonic distortion (THD).

Description

광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체{ BOTTOM PORT TYPE MICROPHONE ASSEMBLY FOR WIDE BAND AND WATER PROOF}BOTTOM PORT TYPE MICROPHONE ASSEMBLY FOR WIDE BAND AND WATER PROOF}

본 발명은 멤스(MEMS) 마이크로폰 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로폰의 고사양 음향 특성을 실현하기 위해 실리콘 타입의 메쉬를 이용하여 광대역 및 방수 특성을 갖도록 한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to a MEMS microphone assembly, and more particularly, to a bottom port type microphone assembly having a wideband and waterproof property using a silicon type mesh to realize high specification acoustic characteristics of a microphone.

일반적으로, 멤스(MEMS) 마이크로폰 조립체는 마이크로폰의 초소형화를 위해 실리콘 웨이퍼상에 반도체 제조 기술과 마이크로머시닝(micromachining) 기술을 적용하여 전기 용량 구조를 다이(die) 형태로 구현한 실리콘 콘덴서 마이크로폰 칩(sylicon condenser microphone chip) 혹은 멤스(MEMS:Micro Electro Mechanical System) 마이크로폰 칩(microphone chip)을 케이스로 패키징하여 사용하고 있다. 이러한 멤스 마이크로폰 조립체는 음향홀이 케이스에 형성된 톱 포트(Top Port)형과 음향홀이 PCB측에 형성된 보텀 포트(Bottom Port)형으로 구분되는데, SMT 리플로우(reflow) 공정을 통하여 상대물과 조립되는 멤스 마이크로폰 조립체는 솔더링 패드(Solder pad)를 포함한 PCB에 음향홀(Hole)이 있는 Type을 보텀 포트(Bottom port)형이라 하고, 반대면 케이스에 음향홀(Hole)이 있는 Type을 톱 포트(Top port)형이라 한다.In general, MEMS microphone assembly is a silicon condenser microphone chip that implements the capacitive structure in the form of a die by applying the semiconductor manufacturing technology and micromachining technology on the silicon wafer for the microminiaturization of the microphone ( The silicon condenser microphone chip (MEMS) or MEMS (Micro Electro Mechanical System) microphone chip is packaged and used. The MEMS microphone assembly is classified into a top port type in which a sound hole is formed in a case and a bottom port type in which a sound hole is formed on a PCB side, and is assembled with a counterpart through an SMT reflow process. The MEMS microphone assembly is a bottom port type, which has a hole in the PCB including a soldering pad, and a bottom that has a hole in the case on the opposite side. Top port) type.

이러한 멤스 마이크로폰 조립체는 음이 유입되는 음향홀(Hole)이 있어야만 동작이 가능한데, 이 음향홀(Hole)을 통하여 이물질이 유입될 경우에는 진동판(Membrane)의 움직임을 방해하여 비정상적인 동작을 발생하게 된다.The MEMS microphone assembly can be operated only when there is a sound hole (Hole) through which sound is introduced, and when foreign matters are introduced through the sound hole (Hole), the movement of the diaphragm (Membrane) is interrupted to generate an abnormal operation.

따라서 음향홀을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 메쉬 구조물이 필요한데, 톱 포트(Top port)형의 경우에는 솔더링(Soldering)되는 영역이 없기 때문에 이물질 방지를 위한 구조물의 추가가 용이할 수 있으나 보텀 포트(Bottom port)의 경우에는 솔더링(Soldering) 영역과 홀(Hole)이 동일 영역에는 존재하기 때문에 이물질 방지를 위한 구조물의 부착이 매우 제한적이다.Therefore, a mesh structure is needed to prevent foreign substances from entering through the acoustic hole. In the case of the top port type, there is no soldering area, so it may be easy to add a structure to prevent foreign substances. In the case of the bottom port, since the soldering area and the hole exist in the same area, the attachment of the structure for preventing the foreign matter is very limited.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래의 보텀 포트형 멤스 마이크로폰 조립체는 도 1에 도시된 바와 같이, 음향홀(14a)이 형성되는 PCB 기판 내층에 메쉬층(16)을 구현하였다.In order to solve this problem, the bottom port type MEMS microphone assembly according to the related art has implemented the mesh layer 16 on the inner side of the PCB substrate on which the acoustic holes 14a are formed.

도 1을 참조하면, 종래의 보텀 포트형 멤스 마이크로폰 조립체(10)는 PCB 기판(14)의 중앙에 음향홀(14a)이 형성되어 있고, PCB 기판(14)의 내층에 메쉬층(16)이 삽입되어 있으며 케이스(12)와 접합되어 내부 공간에 MEMS 트랜스듀서(20)와 ASIC칩(30)을 수용한 구조로 되어 있다. 이와 같은 구조의 멤스 마이크로폰 조립체(10)는 음향홀(14a)을 통해 음파가 유입될 때 메쉬층(16)에 의해 이물질이 차단되도록 되어 있다.Referring to FIG. 1, in the conventional bottom port type MEMS microphone assembly 10, an acoustic hole 14a is formed in the center of a PCB substrate 14, and a mesh layer 16 is formed in an inner layer of the PCB substrate 14. It is inserted and bonded to the case 12 to accommodate the MEMS transducer 20 and the ASIC chip 30 in the internal space. The MEMS microphone assembly 10 having such a structure is configured to block foreign matter by the mesh layer 16 when sound waves are introduced through the sound hole 14a.

그런데 이와 같이 PCB 중간층에 메쉬층을 포함하는 종래의 보텀 포트 타입 마이크로폰 조립체는 PCB를 제작함에 있어서 공정의 추가로 인하여 비용이 상승되고, 메쉬층을 추가함에 따른 PCB의 두께가 증가되는 문제점이 있다.
However, the conventional bottom port type microphone assembly including the mesh layer in the PCB intermediate layer has a problem in that the cost is increased due to the addition of a process in manufacturing the PCB, and the thickness of the PCB is increased by adding the mesh layer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 이물질 방지를 위하여 메쉬 형태의 미세 Hole을 형성하고 음의 손실을 차단하기 위한 솔더링 패드(Soldering pad) 영역을 포함한 일체형 실리콘 구조물을 PCB에 부착하여 조립공정 중에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to form a fine hole in the form of a mesh to prevent foreign substances and integral silicon including a soldering pad (Soldering pad) area for blocking negative loss To attach the structure to the PCB to provide a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof properties that can prevent foreign matter from entering during the assembly process.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로폰 조립체는, 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀과 음이 누설되는 것을 방지하기 위한 밀폐용 솔더링 패드가 형성된 메쉬 구조물; 솔더링면에 상기 메쉬 구조물이 삽입될 홈과 접속패드가 형성되어 있는 PCB기판; 상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스; 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a microphone assembly according to a first embodiment of the present invention includes a mesh structure in which a sealing soldering pad is formed to prevent leakage of mesh holes and sound by processing a semiconductor wafer; A PCB substrate having a groove and a connection pad to which the mesh structure is to be inserted into a soldering surface; A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein; A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로폰 조립체는, 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀이 형성된 메쉬 구조물; 부품면에 상기 메쉬 구조물이 삽입될 홈이 형성되어 있는 PCB 기판; 상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스; 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 것이다.In addition, the microphone assembly according to the second embodiment of the present invention to achieve the above object, the mesh structure is formed by processing the semiconductor wafer mesh hole; A PCB substrate having a groove into which a mesh structure is to be inserted into a component surface; A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein; A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 변형예에 따른 마이크로폰 조립체는, 부품면에 음향홀이 형성되어 있는 PCB 기판; 상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스; 저면에 메쉬홀이 일체로 형성되어 있고 상기 PCB 기판의 부품면의 음향홀 위치에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및 상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된다.
And the microphone assembly according to a modification of the present invention in order to achieve the above object, the PCB board is formed with a sound hole in the component surface; A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein; A MEMS transducer having integrally formed mesh holes at a bottom thereof and mounted at an acoustic hole of a component surface of the PCB substrate; And an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate.

본 발명에 따라 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 MEMS 마이크로폰 조립체는 PCB기판의 음향홀 위치에 반도체 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물을 부착하되 기판에 홈을 형성하여 두께가 두꺼워지는 것을 방지하고, 반도체 가공기술을 적용하여 메쉬의 개구 크기를 정밀하게 조절할 수 있으므로 주파수 응답 특성의 커브를 향상시키며, 마이크로폰의 THD(Total Harmonic Distortion)를 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the bottom port type MEMS microphone assembly for broadband and waterproof characteristics is attached to the mesh structure using the semiconductor wafer at the position of the sound hole of the PCB, but the groove is formed in the substrate to prevent the thickness from becoming thick, and the semiconductor processing technology Since the opening size of the mesh can be precisely adjusted by applying a, the curve of the frequency response characteristic is improved, and the total harmonic distortion (THD) of the microphone can be improved.

도 1은 종래의 멤스 마이크로폰 조립체의 일실시예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 분리 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 결합 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 사시 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 반도체 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 반도체 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 단면 사시도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 반도체 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 평면도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 분리 사시도,
도 9는 본 발명의 변형예로서 멤스 마이크로폰 자체에 실리콘 메쉬를 구현한 예의 저면 사시도,
도 10은 본 발명의 변형예로서 멤스 마이크로폰 자체에 실리콘 메쉬를 구현한 예의 단면 사시도,
도 11은 종래의 마이크로폰 조립체의 주파수 응답특성을 도시한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 마이크로폰 조립체의 주파수 응답특성을 도시한 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a conventional MEMS microphone assembly,
2 is an exploded perspective view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to a first embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a bottom port type microphone assembly for wideband and waterproof characteristics according to a first embodiment of the present invention;
4 is a perspective cross-sectional view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to a first embodiment of the present invention;
5 is a perspective view of a mesh structure using a semiconductor wafer used in the first embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional perspective view of a mesh structure using a semiconductor wafer used in the first embodiment of the present invention;
7 is a plan view of a mesh structure using a semiconductor wafer used in the first embodiment of the present invention;
8 is an exploded perspective view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to a second embodiment of the present invention;
9 is a bottom perspective view of an example in which a silicon mesh is implemented in a MEMS microphone itself as a modification of the present invention;
10 is a cross-sectional perspective view of an example in which a silicon mesh is implemented in a MEMS microphone itself as a modification of the present invention;
11 is a view showing the frequency response of the conventional microphone assembly,
12 is a diagram illustrating the frequency response of the microphone assembly according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 결합 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 사시 단면도이다.2 is an exploded perspective view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a bottom port type microphone for broadband and waterproof characteristics according to a first embodiment of the present invention. 4 is a perspective perspective view of the assembly, and FIG. 4 is a perspective cross-sectional view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof properties according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 보텀 포트형 마이크로폰 조립체(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬 홀과 음이 누설되는 것을 방지하기 위한 밀폐용 솔더링 패드가 형성된 메쉬 구조물(110)과, 메쉬 구조물(110)이 삽입될 홈(120a)과 접속패드(122)가 형성되어 있는 PCB기판(120)과, PCB 기판(120)에 접착되어 내부 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스(130)와, PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서(140)와, ASIC칩(150)으로 구성되어 메쉬홀을 통해 유입된 음압을 오디오 신호로 변환하여 접속패드를 통해 메인보드측으로 출력하도록 되어 있다.The bottom port type microphone assembly 100 according to the first embodiment of the present invention is sealed to prevent leakage of mesh holes and sound by processing a semiconductor wafer according to the present invention, as shown in FIGS. 2 to 4. The mesh structure 110 having the soldering pads formed thereon, the PCB substrate 120 having the grooves 120a and the connection pads 122 into which the mesh structure 110 is to be inserted, and the PCB substrate 120 bonded to the inside A case 130 forming a space for accommodating a component, a MEMS transducer 140 mounted on a component surface of a PCB substrate, and an ASIC chip 150 are used to convert sound pressure introduced through a mesh hole into an audio signal. It is converted and output to the motherboard through the connection pad.

도 2 내지 도 4를 참조하면, PCB 기판(120)에는 본 발명에 따른 메쉬 구조물(110)을 수용하기 위한 사각 형상의 홈(120a)이 형성되어 사각 판 형상의 메쉬 구조물(110)이 장착되더라도 두께가 두꺼워지는 것을 방지하도록 되어 있다. 또한 PCB 기판(120)의 부품면에는 MEMS 트랜스듀서(140)와 ASIC(150)이 본딩 와이어로 접속되고 있다.2 to 4, even though the PCB substrate 120 has a square groove 120a for accommodating the mesh structure 110 according to the present invention, the mesh structure 110 having a square plate shape is mounted. The thickness is prevented from becoming thick. In addition, the MEMS transducer 140 and the ASIC 150 are connected to the component surface of the PCB substrate 120 by bonding wires.

케이스(130)는 일면이 개구된 사각 형상의 금속재질의 통으로서, 음향홀이 형성되어 있지 않고, PCB 기판(120)에 실링재에 의해 접합되어 내부 공간을 밀봉하도록 되어 있다.The case 130 is a rectangular metal tube with one surface open. The case 130 is not formed with an acoustic hole, and is bonded to the PCB substrate 120 by a sealing material to seal the internal space.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 단면 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 웨이퍼를 이용한 메쉬 구조물의 평면도이다.5 is a perspective view of a mesh structure using a wafer used in the first embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional perspective view of a mesh structure using a wafer used in the first embodiment of the present invention, Figure 7 is a present invention Is a plan view of a mesh structure using a wafer used in the first embodiment of FIG.

먼저, 보텀 포트형 마이크로폰 조립체에 사용되는 메쉬 구조물은 솔더링(Soldering)을 위해서는 금속성분이 있어야 하고, 메쉬홀로는 솔더(Solder)가 유입되지 않아야 하기 때문에 메쉬홀은 비금속 성분으로 구성되어야 한다. 이러한 조건을 충족시키기 위해 본 발명의 메쉬 구조물(110)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 음의 손실을 차단하기 위한 솔더링 패드(Soldering pad;114) 영역을 포함한 일체형 구조물로서, 반도체 웨이퍼(Wafer; 112)를 이용하여 미세한 메쉬 Hole(116)을 형성하고, 솔더링 패드(Soldering Pad; 114)를 위한 금속층을 추가로 형성함으로써 솔더링 패드(Soldering Pad;114)와 메쉬 Hole(116)을 동일 영역에 존재하게 할 수 있게 한 것이다. 그리고 이 메쉬 구조물(110)을 Bottom port의 PCB에 부착할 경우에 이물질 방지가 가능한 Bottom port의 멤스마이크 구조를 실현할 수 있게 된다.First, the mesh structure used in the bottom port type microphone assembly must have a metal component for soldering, and the mesh hole must be made of a non-metallic component because no solder should be introduced into the mesh hole. In order to satisfy this condition, the mesh structure 110 of the present invention is an integrated structure including a soldering pad 114 region for blocking negative loss, as shown in FIGS. 5 to 7. (Wafer; 112) to form a fine mesh hole 116, and further forming a metal layer for the soldering pad (Soldering Pad; 114) by the same soldering pad (Soldering Pad) 114 and the mesh hole (116) To exist in the realm. And when the mesh structure 110 is attached to the bottom port PCB, it is possible to realize the bottom port meme microphone structure which can prevent foreign substances.

그리고 본 발명의 구조는 메쉬 Hole(116)를 포함한 구조물(110)을 PCB 내부로 삽입하여 부착하기 때문에 두께가 증가되지 않으며, 별도의 메쉬 Hole층이 PCB 내부에 형성되지 않기 때문에 PCB 제작 공정상 추가 공정도 발생하지 않는다.In addition, the structure of the present invention does not increase in thickness because the structure 110 including the mesh hole 116 is inserted into and attached to the PCB, and an additional mesh hole layer is not formed in the PCB, thus adding to the PCB manufacturing process. No process occurs.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 메쉬 구조물(110)은 반도체 웨이퍼(112)에 솔더링을 위한 금속층 영역(114)이 형성되어 있고, 그 내부 중앙은 비금속재인 반도체 웨이퍼를 가공하여 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 미세한 메쉬 Hole(116)이 형성되어 있다. 즉, 메쉬 Hole(116)의 외각으로 SMT Soldering 시에 Solder와 결합을 위한 금속층(114)이 밀폐 형상으로 구성되어 있다. 본 발명에 따른 메쉬홀(116)은 개구의 형상(원형 혹은 다각형), 개구의 크기, 개구들의 배치구조(사각, 삼각, 다이아몬드, 원형 등), 메쉬의 두께 등으로 특성을 조정할 수 있다.5 to 7, in the mesh structure 110 according to the present invention, a metal layer region 114 for soldering is formed on a semiconductor wafer 112, and an inner center of the mesh structure 110 processes a semiconductor wafer, which is a non-metallic material, to form a foreign material. A fine mesh hole 116 is formed to prevent the inflow. That is, the metal layer 114 for coupling with the solder during the SMT soldering to the outer surface of the mesh hole 116 is formed in a sealed shape. The mesh hole 116 according to the present invention may adjust characteristics by the shape of the opening (circle or polygon), the size of the opening, the arrangement of the openings (square, triangle, diamond, circle, etc.), the thickness of the mesh, and the like.

이와 같은 제 1 실시예의 보텀 포트형 마이크로폰 조립체(100)는 제품의 메인보드에 솔더링 패드(114) 영역이 솔더링되어 메인보드에 형성된 음향홀을 통해 유입된 음이 누설되지 않고 메쉬홀(116)을 통해 마이크로폰 조립체의 내부로 유입되고, 마이크로폰 조립체의 내부로 유입된 음압은 MEMS 트랜스듀서(140)의 진동판을 진동시켜 음압에 따른 정전용량의 변동을 일으키고, 이 정전용량의 변동은 ASIC(150)을 통해 전기적인 신호로 증폭되어 접속패드(122)를 통해 메인보드로 전달된다. 이때 메쉬홀(116)에 의해 물방울이나 이물질이 마이크로폰 조립체의 내부로 유입되는 것을 방지함으로써 오동작을 방지하고, 광대역 특성을 갖게 한다.In the bottom port type microphone assembly 100 of the first embodiment, the soldering pad 114 region is soldered to the main board of the product so that sound introduced through the sound hole formed in the main board does not leak and the mesh hole 116 is closed. The sound pressure introduced into the microphone assembly through the inside of the microphone assembly vibrates the diaphragm of the MEMS transducer 140 to cause a change in capacitance according to the sound pressure, and the change in capacitance causes the ASIC 150 to change. Amplified into an electrical signal through the connection pad 122 is transmitted to the main board. In this case, the mesh hole 116 prevents water droplets or foreign substances from entering the inside of the microphone assembly, thereby preventing malfunction and providing broadband characteristics.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체의 분리 사시도이다.8 is an exploded perspective view of a bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 광대역 및 방수 특성을 위한 보텀 포트형 마이크로폰 조립체는 도 8에 도시된 바와 같이, 음향홀이 형성되어 있고 부품면에 메쉬 구조물(210)을 장착하기 위한 홈(120b)이 형성되어 있는 PCB기판(120)과, 본 발명에 따라 반도체 웨이퍼(212)를 가공하여 메쉬 홀(214)이 형성된 메쉬 구조물(210)과, MEMS 트랜스듀서(140), ASIC칩(150), PCB 기판과 접착제(실링재)에 의해 접착되어 내부 공간이 부품들을 수용할 수 있도록 된 케이스(130)로 구성된다.As shown in FIG. 8, the bottom port type microphone assembly for broadband and waterproof characteristics according to the second embodiment of the present invention has a sound hole and grooves 120b for mounting the mesh structure 210 on the component surface. ) Is formed on the PCB substrate 120, the mesh structure 210, the MEMS transducer 140, the ASIC chip 150, the mesh hole 214 is formed by processing the semiconductor wafer 212 according to the present invention It is composed of a case 130 is bonded by a PCB substrate and an adhesive (sealing material) so that the internal space can accommodate the components.

도 8을 참조하면, PCB 기판(120)의 부품면에는 본 발명에 따른 메쉬 구조물(210)을 수용하기 위한 사각 형상의 홈(120b)이 형성되어 사각 판 형상의 메쉬 구조물(210)이 장착되더라도 두께가 두꺼워지는 것을 방지하도록 되어 있고, MEMS 트랜스듀서(140)와 ASIC(150)도 함께 실장되어 본딩 와이어로 접속되어 있다. 케이스(130)는 일면이 개구된 사각 형상의 금속재질의 통으로서, 음향홀이 형성되어 있지 않고, PCB 기판(120)에 실링재에 의해 접합되어 내부 공간을 밀봉하도록 되어 있다.Referring to FIG. 8, even when a square groove 120b is formed on a component surface of the PCB substrate 120 to accommodate the mesh structure 210 according to the present invention, the mesh structure 210 having a square plate shape is mounted. The thickness is prevented from being thick, and the MEMS transducer 140 and the ASIC 150 are also mounted together and connected by bonding wires. The case 130 is a rectangular metal tube with one surface open. The case 130 is not formed with an acoustic hole, and is bonded to the PCB substrate 120 by a sealing material to seal the internal space.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 사용되는 메쉬 구조물(210)은 제 1 실시예의 메쉬 구조물(110)과 유사하나 인쇄회로기판의 부품면에 실장되므로 도 8에 도시된 바와 같이 솔더링 패드(114)가 필요없고 메쉬홀(214)만 필요하다.Meanwhile, the mesh structure 210 used in the second embodiment of the present invention is similar to the mesh structure 110 of the first embodiment, but is mounted on the component surface of the printed circuit board, so that the soldering pad 114 is illustrated in FIG. 8. ) Only the mesh hole 214 is required.

도 9는 본 발명의 변형예로서, 멤스 마이크로폰 자체에 실리콘 메쉬를 구현한예의 저면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 변형예로서, 멤스 마이크로폰 자체에 실리콘 메쉬를 구현한 예의 단면 사시도이다.FIG. 9 is a bottom perspective view of an example in which a silicon mesh is implemented in a MEMS microphone itself as a modification of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional perspective view of an example in which silicon mesh is implemented in the MEMS microphone itself as a modification of the present invention.

본 발명의 변형예에 따른 멤스 마이크로폰 조립체는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 MEMS 트랜스듀서(240) 자체에 메쉬홀(242)을 형성한 것이다. 이와 같은 변형예에 따르면 PCB 기판에 별도의 메쉬 구조물을 부착할 필요가 없어 공정이 보다 단순해질 수 있다. MEMS microphone assembly according to a modification of the present invention is to form a mesh hole 242 in the MEMS transducer 240 itself, as shown in Figs. According to such a modification, the process may be simplified since there is no need to attach a separate mesh structure to the PCB substrate.

도 11은 종래의 마이크로폰 조립체의 주파수 응답특성을 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 마이크로폰 조립체의 주파수 응답특성을 도시한 도면이다.11 is a view showing the frequency response of the conventional microphone assembly, Figure 12 is a view showing the frequency response of the microphone assembly according to the present invention.

도 11 및 12를 참조하면, 메쉬가 없는 종래의 MEMS 마이크로폰 조립체의 주파수 응답 특성 커브는 고주파 영역에서 감쇄가 커지나 본 발명에 따른 MEMS 마이크로폰 조립체의 주파수 응답 특성 커브는 전주파수대역에서 평탄한 것을 알 수 있다.11 and 12, it can be seen that the frequency response characteristic curve of the conventional MEMS microphone assembly without a mesh has attenuation in the high frequency region, but the frequency response characteristic curve of the MEMS microphone assembly according to the present invention is flat in all frequency bands. .

그리고 종래의 마이크로폰 조립체의 THD(Total Harmonic Distortion)와 본 발명에 따른 마이크로폰 조립체의 THD를 비교하면 다음 표1과 같다.And when comparing the THD (Total Harmonic Distortion) of the conventional microphone assembly and the THD of the microphone assembly according to the present invention is shown in Table 1.


샘플수
Number of samples 종래의 THD(%)Conventional THD (%) 본발명의 THD(%)THD (%) of the invention 94dB94 dB 100dB100 dB 120dB120 dB 123dB123 dB 94dB94 dB 100dB100 dB 120dB120 dB 123dB123 dB 1One 0.10.1 0.10.1 0.650.65 0.940.94 0.10.1 0.10.1 0.300.30 0.600.60 22 0.10.1 0.10.1 0.650.65 0.910.91 0.10.1 0.10.1 0.300.30 0.680.68 33 0.10.1 0.10.1 0.680.68 1.011.01 0.10.1 0.10.1 0.310.31 0.620.62

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

100: MEMS 마이크로폰 조립체 110: 메쉬 구조물
112: 반도체 웨이퍼 114: 솔더링 패드
116: 메쉬홀 120: PCB 기판
130: 케이스 140: MEMS 트랜스듀서
150: ASIC100: MEMS microphone assembly 110: mesh structure
112: semiconductor wafer 114: soldering pad
116: mesh hole 120: PCB substrate
130: case 140: MEMS transducer
150: ASIC

Claims (4)

반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀과 음이 누설되는 것을 방지하기 위한 밀폐용 솔더링 패드가 형성된 메쉬 구조물;
음향홀이 형성되어 있고, 상기 음향홀 위치의 솔더링면에 상기 메쉬 구조물이 삽입될 홈과 접속패드가 형성되어 있는 PCB기판;
상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스;
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 보텀 포트형 마이크로폰 조립체.A mesh structure in which a sealing soldering pad is formed to process the semiconductor wafer to prevent leakage of the mesh hole and sound;
A PCB having an acoustic hole formed therein, and a groove and a connection pad formed with a groove into which the mesh structure is to be inserted at a soldering surface of the acoustic hole;
A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein;
A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And
A bottom port type microphone assembly comprising an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate. 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀이 형성된 메쉬 구조물;
음향홀이 형성되어 있고, 상기 음향홀 위치의 부품면에 상기 메쉬 구조물이 삽입될 홈이 형성되어 있는 PCB 기판;
상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스;
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 보텀 포트형 마이크로폰 조립체.A mesh structure in which mesh holes are formed by processing a semiconductor wafer;
A PCB substrate in which a sound hole is formed and a groove into which the mesh structure is to be inserted is formed in a component surface at the sound hole position;
A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein;
A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And
A bottom port type microphone assembly comprising an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate. 부품면에 음향홀이 형성되어 있는 PCB 기판;
상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스;
저면에 메쉬홀이 일체로 형성되어 있고 상기 PCB 기판의 부품면의 음향홀 위치에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 보텀 포트형 마이크로폰 조립체.A PCB substrate on which a sound hole is formed on a component surface;
A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein;
A MEMS transducer having integrally formed mesh holes at a bottom thereof and mounted at an acoustic hole of a component surface of the PCB substrate; And
A bottom port type microphone assembly comprising an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate. 반도체 웨이퍼를 가공하여 메쉬홀이 형성된 메쉬 구조물;
음향홀이 형성되어 있고, 상기 음향홀 위치의 부품면에 상기 메쉬 구조물이 부착되는 PCB 기판;
상기 PCB 기판의 부품면에 접착되어 내부에 부품을 수용하기 위한 공간을 형성하는 케이스;
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 MEMS 트랜스듀서; 및
상기 PCB 기판의 부품면에 실장된 ASIC칩을 포함하여 구성된 보텀 포트형 마이크로폰 조립체.A mesh structure in which mesh holes are formed by processing a semiconductor wafer;
A PCB having an acoustic hole formed therein and having the mesh structure attached to a component surface of the acoustic hole position;
A case bonded to the component surface of the PCB substrate to form a space for accommodating the component therein;
A MEMS transducer mounted on a component surface of the PCB substrate; And
A bottom port type microphone assembly comprising an ASIC chip mounted on the component surface of the PCB substrate.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104822118A (en) * 2015-05-06 2015-08-05 歌尔声学股份有限公司 Packaging structure for MEMS microphones
CN104822117A (en) * 2015-05-06 2015-08-05 歌尔声学股份有限公司 Packaging structure for MEMS microphones
CN108260060A (en) * 2016-12-29 2018-07-06 碁鼎科技秦皇岛有限公司 MEMS microphone package structure and preparation method thereof
DE102017115405B3 (en) 2017-07-10 2018-12-20 Epcos Ag MEMS microphone with improved particle filter
CN113301485A (en) * 2021-06-10 2021-08-24 南昌逸勤科技有限公司 Microphone assembly and electronic equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080056441A (en) * 2006-12-18 2008-06-23 주식회사 비에스이 Condenser microphone with dustproof and moistureproof means in the sound hole of the case
JP2009515443A (en) 2005-11-10 2009-04-09 エプコス アクチエンゲゼルシャフト MEMS microphone, method for manufacturing MEMS microphone, and method for incorporating MEMS microphone
US7974430B2 (en) 2005-02-09 2011-07-05 Hosiden Corporation Microphone with dust-proof section
KR101155971B1 (en) 2005-06-20 2012-06-18 호시덴 가부시기가이샤 Electro-acoustic transducer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7974430B2 (en) 2005-02-09 2011-07-05 Hosiden Corporation Microphone with dust-proof section
KR101155971B1 (en) 2005-06-20 2012-06-18 호시덴 가부시기가이샤 Electro-acoustic transducer
JP2009515443A (en) 2005-11-10 2009-04-09 エプコス アクチエンゲゼルシャフト MEMS microphone, method for manufacturing MEMS microphone, and method for incorporating MEMS microphone
KR20080056441A (en) * 2006-12-18 2008-06-23 주식회사 비에스이 Condenser microphone with dustproof and moistureproof means in the sound hole of the case

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104822118A (en) * 2015-05-06 2015-08-05 歌尔声学股份有限公司 Packaging structure for MEMS microphones
CN104822117A (en) * 2015-05-06 2015-08-05 歌尔声学股份有限公司 Packaging structure for MEMS microphones
CN104822117B (en) * 2015-05-06 2018-08-03 歌尔股份有限公司 A kind of encapsulating structure of MEMS microphone
CN104822118B (en) * 2015-05-06 2018-11-30 歌尔股份有限公司 A kind of encapsulating structure of MEMS microphone
CN108260060A (en) * 2016-12-29 2018-07-06 碁鼎科技秦皇岛有限公司 MEMS microphone package structure and preparation method thereof
CN108260060B (en) * 2016-12-29 2020-09-15 碁鼎科技秦皇岛有限公司 MEMS microphone packaging structure and manufacturing method thereof
DE102017115405B3 (en) 2017-07-10 2018-12-20 Epcos Ag MEMS microphone with improved particle filter
US11128959B2 (en) 2017-07-10 2021-09-21 Tdk Corporation MEMS microphone with improved particle filter
CN113301485A (en) * 2021-06-10 2021-08-24 南昌逸勤科技有限公司 Microphone assembly and electronic equipment

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