TW201808021A - 微機電麥克風封裝結構 - Google Patents

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廖顯根
杜明德
田炯岳
葉耀庭
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菱生精密工業股份有限公司
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Abstract

一種微機電麥克風封裝結構，包含一基板、一側壁、一蓋板、一聲波傳感器以及一處理模組，基板具有一板體、一音孔以及一導通部，音孔貫穿板體，導通部設置於板體，側壁之一端設置於板體頂面，側壁具有一導通線路，導通線路電性連接於導通部，蓋板連接側壁之另一端以形成一腔室於蓋板、側壁及板體之間，蓋板具有相互導通的至少一焊墊以及一第三接點，第三接點電性連接導通線路，聲波傳感器設置於板體頂面並對應音孔，聲波傳感器位於腔室，處理模組設置於板體頂面並位於腔室，處理模組電性連接聲波傳感器及導通部，處理模組包含一處理晶片以及一電子元件，處理晶片以及電子元件係相互堆疊地設置於板體頂面。

Description

微機電麥克風封裝結構
本發明係與晶片封裝有關，特別是關於一種微機電麥克風封裝結構。
微機電系統(MEMS)係指利用半導體製程或其他微精密技術，同時將電子、電機或機械等各種功能整合於一微型裝置或元件內，因此，相較於以組裝方式形成的傳統駐極體電容麥克風(ECM)，微機電麥克風具有體積較小、電量耗損低、對周圍環境干擾(例如溫度變化及電磁干擾)抑制能力較高的優點，因此微機電麥克風於電聲領域的應用將會越來越廣泛，然而，由於目前市面上所出現的微機電麥克風係只將聲波傳感器及特殊應用積體電路(ASIC)整合在一封裝結構中，因此功能較為單一，進而無法符合使用者特定的需求，再者，為了符合特定使用者的需求，業界只能靠改良聲波傳感器及特殊應用積體電路(ASIC)中的晶片設計來提升整體產品的優勢，進而具有成本較高的問題。
綜合上述問題，習用的微機電麥克風仍有其缺失，而有待改進。
本發明的主要目的係為提供一種微機電麥克風封裝結構，其相較於習知微機電麥克風具有較多的功能以符合使用者特定的需求，並且具有製造成本較低的優點。
該微機電麥克風封裝結構包含一基板、一側壁、一蓋板、一聲波傳感器以及一處理模組，該基板具有一板體、一音孔以及一導通部，該音孔貫穿該板體，該導通部設置於該板體，該側壁之一端設置於該板體頂面，該側壁具有一導通線路，該導通線路電性連接於該導通部，該蓋板連接該側壁之另一端以形成一腔室於該蓋板、該側壁及該板體之間，該蓋板具有相互導通的至少一焊墊以及一第三接點，該第三接點電性連接該導通線路，該聲波傳感器設置於該板體頂面並對應該音孔，該聲波傳感器位於該腔室，該處理模組設置於該板體頂面並位於該腔室，該處理模組電性連接該聲波傳感器及該導通部，該處理模組包含一處理晶片以及一電子元件，該處理晶片以及該電子元件係相互堆疊地設置於該板體頂面。
較佳地，該處理晶片係為特殊應用積體電路(ASIC)。
較佳地，該電子元件係可為主動元件(Active Component)、被動元件(Passive Component)或是其組合。
藉此，可因應使用者特定的需求而將不同功能及種類的該電子元件設置於該微機電麥克風封裝結構中，並且相較於習知只能靠改良該聲波傳感器及該處理晶片中的晶片設計來符合使用者特定的需求，本發明只要更換不同功能及種類的該電子元件亦能達到相同目的，進而具有成本較低的優點。
有關本發明所提供之詳細構造、特點，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
請參考第1圖，本發明第一較佳實施例所提供之微機電麥克風封裝結構10係包含一基板20、一側壁30、一蓋板40、一聲波傳感器50以及一處理模組60。
基板20具有一板體22、一音孔24以及一導通部26，板體22具有一頂面222以及一底面224，音孔24係貫穿板體22之頂面222及底面224並可供聲波通過，導通部26設置於板體22並包含相互導通的一第一接點27以及一第二接點28。
側壁30之一端設置於板體22，更進一步來說，側壁30之一端係設置於板體22之頂面222，側壁30具有一導通線路32，導通線路32係電性連接於導通部26之第二接點28。
蓋板40係為金屬基板、玻璃纖維基板或陶瓷基板任一種，蓋板40係連接側壁30另一端以形成一腔室42於蓋板40、側壁30及板體22之間，蓋板40具有相互導通的至少一焊墊44以及一第三接點46，第三接點46係電性連接於側壁30的導通線路32，至少一焊墊44於其他較佳實施例中數量係可為複數。
於其它較佳實施例中，第二接點28、第三接點46及導通線路32的數量可為相同之複數並可分別對應電性連接，例如三導通線路32分別電性連接於三第二接點28以及三第三接點46。
聲波傳感器50係設置於板體22之頂面222並且位於腔室42，聲波傳感器50係對應音孔24以接收來自外部的聲波訊號，於本較佳實施例中，聲波傳感器50係為微機電系統(MEMS)並可將來自外部的聲波訊號轉換成電訊號。
處理模組60係設置於板體22之頂面222並位於腔室42，處理模組60電性連接聲波傳感器50及導通部26，更進一步來說，處理模組60係包含一處理晶片62以及一電子元件64，電子元件64設置於板體22之頂面222並且以覆晶製程(Flip Chip)或打線製程(Wire Bonding)電性連接於導通部26之第一接點27，處理晶片62係堆疊地設置於於電子元件64上，處理晶片62係以打線製程(Wire Bonding)並藉由金屬線63電性連接於電子元件64以及聲波傳感器50，其中，處理晶片62亦可如第2圖所示以覆晶製程(Flip Chip)並藉由至少一焊盤65電性連接於電子元件64。
請接著參考第3圖，於本發明第二較佳實施例中，電子元件64與處理晶片62的位置係可對調，處理晶片62係可設置於板體22之頂面222並且以覆晶製程(Flip Chip)或打線製程(Wire Bonding)電性連接於導通部26之第一接點27，電子元件64係堆疊地設置於處理晶片62上，電子元件64係以打線製程(Wire Bonding)並藉由金屬線63電性連接於處理晶片62以及聲波傳感器50，其中，電子元件64亦可以覆晶製程(Flip Chip)電性連接於處理晶片62。
於本發明所有較佳實施例中，處理晶片62係為特殊應用積體電路(ASIC)，並可因應特定使用者需求以及特定電子系統而設計及製造，處理晶片62係可整合倍壓電路(Charge Pump)、電壓穩定器(Voltage Regulator)、放大器(Amplifier)、三角積分調變器(Sigma Delta Modulator)以及類比數位轉換器等電路，進而具有體積小、性能提高並可抑制雜訊等優點。
於本發明所有較佳實施例中，電子元件64係可為主動元件(Active Component)、被動元件(Passive Component)或是其組合，如電晶體、矽控整流器(Silicon Controlled Rectifier)、二極體、電容器、電阻器、電感器或是其組合來符合特定使用者的需求。電子元件64亦可為震盪器(Oscillator)或是其它的微機電元件。
請參考第4圖，本發明所提供之微機電麥克風封裝結構10於運作時，係將如第2圖所示的微機電麥克風封裝結構10倒置過來進而呈現蓋板40朝下而基板20朝上之態樣，聲波傳感器50係可經由音孔24接收來自外部的聲波訊號並轉換成電訊號，再傳遞至處理晶片62及電子元件64，處理晶片62及電子元件64將電訊號處理完畢之後依序藉由導通部26、導通線路32及第三接點46傳遞至至少一焊墊44並供一外部電路70使用。
綜合上述說明，使用者可因應不同的環境以及用途，將不同種類及功能的電子元件64以堆疊地方式設置於微機電麥克風封裝結構10中，進而符合使用者特定的需求並且增加微機電麥克風封裝結構10的功能，因此相較於習知功能較單一的微機電麥克風，本發明具有功能較多之特點，再者，相較於習知只能靠改良聲波傳感器50及處理晶片62中的晶片設計來符合使用者特定需求的方式，本發明只要更換不同功能及種類的電子元件64亦能達到相同目的，進而具有成本較低的優點。
最後必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件以及元件位置關係，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧微機電麥克風封裝結構
20‧‧‧基板
30‧‧‧側壁
40‧‧‧蓋板
50‧‧‧聲波傳感器
60‧‧‧處理模組
22‧‧‧板體
24‧‧‧音孔
26‧‧‧導通部
222‧‧‧頂面
224‧‧‧底面
27‧‧‧第一接點
28‧‧‧第二接點
32‧‧‧導通線路
42‧‧‧腔室
44‧‧‧焊墊
46‧‧‧第三接點
62‧‧‧處理晶片
64‧‧‧電子元件
63‧‧‧金屬線
65‧‧‧焊盤
70‧‧‧外部電路
第1圖為本發明第一較佳實施例之剖面圖，係顯示處理晶片以打線製程(Wire Bonding)電性連接於電子元件之態樣。 第2圖為本發明第一較佳實施例之剖面圖，係顯示處理晶片以覆晶製程(Flip Chip)電性連接於電子元件之態樣。 第3圖為本發明第二較佳實施例之剖面圖，係顯示第1圖中電子元件與處理晶片堆疊位置互換後之態樣。 第4圖為本發明第一較佳實施例之剖面圖，係顯示微機電麥克風封裝結構連接外部電路之使用態樣。
10‧‧‧微機電麥克風封裝結構
20‧‧‧基板
30‧‧‧側壁
40‧‧‧蓋板
50‧‧‧聲波傳感器
60‧‧‧處理模組
22‧‧‧板體
24‧‧‧音孔
26‧‧‧導通部
222‧‧‧頂面
224‧‧‧底面
27‧‧‧第一接點
28‧‧‧第二接點
32‧‧‧導通線路
42‧‧‧腔室
44‧‧‧焊墊
46‧‧‧第三接點
62‧‧‧處理晶片
64‧‧‧電子元件
63‧‧‧金屬線

Claims (10)

  1. 一種微機電麥克風封裝結構，包含： 一基板，具有一板體、一音孔以及一導通部，該音孔貫穿該板體，該導通部設置於該板體； 一側壁，該側壁之一端設置於該板體頂面，該側壁具有一導通線路，該導通線路電性連接於該導通部； 一蓋板，連接該側壁之另一端以形成一腔室於該蓋板、該側壁及該板體之間，該蓋板具有相互導通的至少一焊墊以及一第三接點，該第三接點電性連接該導通線路； 一聲波傳感器，設置於該板體頂面並對應該音孔，該聲波傳感器位於該腔室；以及 一處理模組，設置於該板體頂面並位於該腔室，該處理模組電性連接該聲波傳感器及該導通部，該處理模組包含一處理晶片以及一電子元件，該處理晶片以及該電子元件係相互堆疊地設置於該板體頂面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述微機電麥克風封裝結構，該電子元件設置於該板體頂面並且以覆晶製程(Flip Chip)或打線製程(Wire Bonding)電性連接於該導通部，該處理晶片係堆疊地設置於於該電子元件上，該處理晶片係以打線製程(Wire Bonding)或覆晶製程(Flip Chip)電性連接該電子元件，該處理晶片係以打線製程(Wire Bonding)電性連接該聲波傳感器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述微機電麥克風封裝結構，該處理晶片設置於該板體頂面並且以覆晶製程(Flip Chip)或打線製程(Wire Bonding)電性連接於該導通部，該電子元件係堆疊地設置於於該處理晶片上，該電子元件係以打線製程(Wire Bonding)或覆晶製程(Flip Chip)電性連接該處理晶片，該電子元件係以打線製程(Wire Bonding)電性連接該聲波傳感器。
  4. 如申請專利範圍第2項所述微機電麥克風封裝結構，該導通部包含相互導通的一第一接點以及一第二接點，該電子元件係電性連接該導通部之該第一接點，該側壁之該導通線路係電性連接該導通部之該第二接點。
  5. 如申請專利範圍第3項所述微機電麥克風封裝結構，該導通部包含相互導通的一第一接點以及一第二接點，該處理晶片係電性連接該導通部之該第一接點，該側壁之該導通線路係電性連接該導通部之該第二接點。
  6. 如申請專利範圍第1~5項任一項所述微機電麥克風封裝結構，該蓋板係為金屬基板、玻璃纖維基板或陶瓷基板。
  7. 如申請專利範圍第1~5項任一項所述微機電麥克風封裝結構，該處理晶片係為特殊應用積體電路(ASIC)。
  8. 如申請專利範圍第1~5項任一項所述微機電麥克風封裝結構，該電子元件係為主動元件(Active Component)、被動元件(Passive Component)或是其組合。
  9. 如申請專利範圍第6項所述微機電麥克風封裝結構，該電子元件係為主動元件(Active Component)、被動元件(Passive Component)或是其組合。
  10. 如申請專利範圍第7項所述微機電麥克風封裝結構，該電子元件係為主動元件(Active Component)、被動元件(Passive Component)或是其組合。
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