TWI419831B - 微機電麥克風封裝結構 - Google Patents

Description

微機電麥克風封裝結構

本發明係有關於一種微機電麥克風封裝結構，特別揭露一種增加電磁防護功能可靠性之微機電麥克風封裝結構。

目前常見的麥克風，通常為駐極式麥克風，在功能上的訴求皆以減少體積為目標，而由於科技的進步，產業上已有微機電麥克風被研發出來。微機電麥克風在功能與體積上更具有產業之利用性，然而由於微機電麥克風必須與外界聲音源相連通，容易受到外在因素的影響，最常見的就是電子元件受到電磁波的訊號干擾，造成微機電麥克風訊噪比不佳，導致電子產品的附加價值降低；因此，微機電麥克風在封裝結構上仍有突破上述問題點之必要。

請參閱美國專利US6781231號「Microelectromechanical system package with environmental and interference shield」專利案，在該案的第1圖當中係揭示一種微機電麥克風封裝結構10，此封裝結構10係將複數個元件12設置在一基板14上，並再將具導電特性之一蓋子20藉由導電膠23而組合在基板14上，如此一來，蓋子20透過導電膠23連接於基板14之接地端時，即可形成一盒狀的電磁防護屏障，進而抵抗電磁波的干擾。

上述專利案所揭示之微機電麥克風封裝結構10雖已能改善電磁波之干擾，然而對於確保蓋子20與基板14之間電性導通的保障仍嫌不足，且若兩者之間整圈皆設置導電膠23以供結合，對於導電膠23的使用也過於浪費，故而習知微機電麥克風封裝結構10確有其改良之必要。

有鑑於上述課題，本發明之目的在於提供一種增加電磁防護功能可靠性之微機電麥克風封裝結構。

緣是，為達上述目的，本發明之微機電麥克風封裝結構係具有一腔體、一微機電麥克風模組及一導電元件；腔體係由一基板與一金屬蓋結合，且於腔體周緣設置有一音孔以供外界聲音傳遞至腔體內，而微機電麥克風模組乃設置在腔體內以接收外界聲音，而導電元件亦設置在腔體內並電性連接基板、金屬蓋與微機電麥克風模組以形成電性導通，並因此達到電磁防護之效。

為了達到上述目的，本發明之另一種微機電麥克風封裝結構之腔體係由一基板、一金屬頂板及一金屬側板組合而成，且金屬側板係設置在該基板與金屬頂板之間，且基板與金屬側板之間可由絕緣膠或導電膠結合，金屬側板與金屬頂板之間亦可由導電膠或絕緣膠結合，而當導電元件設置於腔體內並電性連接基板、金屬頂板與微機電麥克風模組時，係得以形成電性導通而達電磁防護之功效。

為了達到上述目的，本發明之再一種微機電麥克風封裝結構之腔體係由一基板、一金屬頂板及一金屬側板組合而成，且金屬側板係設置在該基板與金屬頂板之間，且基板與金屬側板之間係由絕緣膠結合，金屬側板與金屬頂板之間係由導電膠結合，而當導電元件設置於腔體內並電性連接基板、金屬側板與微機電麥克風模組時，係得以形成電性導通而達電磁防護之功效。

以下，依據圖式就本發明之微機電麥克風封裝結構實施例加以說明。

參照第一圖所示，為本發明較佳第一實施例之剖面示意圖。圖中顯示微機電麥克風封裝結構1包括有一腔體、一微機電麥克風模組20及一導電元件40，其中腔體乃由一基板10與一金屬蓋30相對應結合而成，而微機電麥克風模組20係設置在腔體內，導電元件40則是設置在腔體內並電性連接於基板10及金屬蓋30。

基板10具有一上表面11及相對之一下表面12，基板10另具有一音孔13貫穿上表面11及下表面12，且下表面12任兩相對點各設置有接腳14以連接於電子產品；一般而言，基板10通常實施為一印刷電路板(PCB)，且於基板10上設有依照電路設計而形成之佈線(layout)。

微機電麥克風模組20設置於基板10之上表面11，微機電麥克風模組20包括一微機電麥克風21設置於音孔13上，用以接收外界透過音孔13傳遞而來的聲音，並將聲音轉換成電訊號；再者，微機電麥克風模組20還包括同樣設置在基板10之上表面11之一晶片22及一被動元件25，晶片22係藉由基板10上之佈線而與被動元件25電性連接，而晶片22與微機電麥克風21之間則以一銲線23電性連接，另外，晶片22係受一封膠24覆蓋，封膠24係用以保護晶片22受水氣影響而損壞。

金屬蓋30係有一基部31及一側部32，側部32繞設於基部31，且側部32藉由一絕緣膠33連結於基板10之上表面11，因此形成金屬蓋30得以遮蔽微機電麥克風模組20以達到保護之效果。

導電元件40係為一接地用金屬線材，導電元件40連接於基板10之上表面11、金屬蓋30之基部31以及晶片22，且導電元件40乃是透過一導電膠34連結於金屬蓋30之基部31，藉此，基板10與金屬蓋30形成電性連通以形成電磁防護之功效。

值得特別一提的是，導電元件40亦可藉由導電膠34而連結於金屬蓋30之側部32以達相同功效；另外，上述導電膠34材料係可選自金、銀、銅…等導電物質以與膠性物質混合而成。

上述金屬蓋30與基板10之間的結合，若是將絕緣膠33置換為導電膠時，導電元件40係可視為多一道保險，而得以確保金屬蓋30與基板10電性導通的可靠性。

另外，在第一圖所揭示之實施例當中，由於微機電麥克風21乃設置於音孔13上，使得微機電麥克風21具有足夠的背腔體積及前空間，而使得頻率響應曲線較為平坦，不易有明顯的變異產生。

參照第二圖所示，為本發明較佳第二實施例之剖面示意圖。本實施例與第一實施例之差異主要在於此實施例之微機電麥克風封裝結構1之基板10具有一狹長形聲音通道15，而聲音通道15一端乃連通於音孔13，另一端則開放於外界，如此使得外界聲音在進入微機電麥克風封裝結構1內部時，可避免直接受到灰塵、水氣或光線等物質的影響，避免降低微機電麥克風的感度值。

參照第三圖所示，為本發明較佳第三實施例之剖面示意圖。本實施例與第一實施例之差異主要在於微機電麥克風封裝結構1之腔體之金屬蓋30係由一金屬側板30a及一金屬頂板31a取代。

金屬側板30a係繞設於微機電麥克風模組20外周緣，且其藉由一絕緣膠32a連結於基板10之上表面11。

金屬頂板31a係藉由一第一導電膠33a連結於金屬側板30a上端，以封閉金屬側板30a，使微機電麥克風模組20容置在基板10、金屬側板30a及金屬頂板31a之間。

在此例當中，導電元件40連接於基板10上表面11、金屬頂板31a以及晶片22，且導電元件40乃是透過一導電膠34a連結於金屬頂板31a，藉此，基板10與金屬側板30a、金屬頂板31a形成電性連通因而接地形成電磁防護之功效。

在此值得注意的是，導電元件40亦可藉由導電膠34a而連結於金屬側板30a以達相同功效；另外，本實施例當中的第一導電膠33a與導電膠34a之材料係可選自金、銀、銅…等導電物質以與膠性物質混合而成。

在與此實施例相同的架構下，第一導電膠33a與絕緣膠32a亦可相反設置，使第一導電膠33a改設於金屬側板30a與基板10之間，絕緣膠32a改設於金屬側板30a與金屬頂板31a之間，然而透過導電元件40的設置，仍能使得基板10與金屬側板30a、金屬頂板31a形成電性連通而達電磁防護之功效。

參照第四圖所示，為本發明較佳第四實施例之剖面示意圖。本實施例與第三實施例之差異主要在於此實施例之微機電麥克風封裝結構1之基板10具有一狹長形聲音通道15，而聲音通道15一端乃連通於音孔13，另一端則開放於外界，如此使得外界聲音在進入微機電麥克風封裝結構1內部時，可避免直接受到灰塵、水氣或光線等物質的影響，避免降低微機電麥克風的感度值。

參照第五圖所示，為本發明較佳第五實施例之剖面示意圖。本實施例與第一實施例相近似，其主要差異乃在於微機電麥克風封裝結構1之金屬蓋30係包括有一音孔35，而微機電麥克風21係設置於音孔35上；如此一來，晶片22即必須藉由數條焊線23連接至基板10上，而微機電麥克風21也必須藉由數條焊線23以連接至基板10上，以使得微機電麥克風21與晶片22藉由焊線23以在基板10上形成電性連接關係。

上述微機電麥克風21與晶片22未同時設置在基板10之配置方式，係可縮減基板10上之佈線面積，亦可藉由將微機電麥克風21與晶片22配置在同一軸線上而縮減封裝結構的寬度，亦或可將節省下來的基板10部份再增加其他的元件配置。

此實施例之空間結構改變當不致影響其電磁防護及使頻率響應曲線較為平坦的功效，故相關技術說明在此即不另贅述。

參照第六圖所示，為本發明較佳第六實施例之剖面示意圖。本實施例與第三實施例相近似，其主要差異乃在於微機電麥克風封裝結構1之金屬頂板31a係包括有一音孔35a，而微機電麥克風21係設置於音孔35a上；如此一來，晶片22即必須藉由數條焊線23連接至基板10上，而微機電麥克風21也必須藉由數條焊線23以連接至基板10上，以使得微機電麥克風21與晶片22藉由焊線23以在基板10上形成電性連接關係。

在此實施例當中，亦保有可縮減基板10佈線面積、電磁防護及使頻率響應曲線較平坦等功效，且在此實施例當中第一導電膠33a與絕緣膠32a係可互換地設置在金屬側板30a與基板10之間或金屬側板30a與金屬頂板31a之間，因此導電元件40亦可藉由導電膠34a而連結於金屬頂板31a或金屬側板30a以達相同功效；然此互換關係仍是不影響其藉由導電元件40以使得基板10、金屬側板30a與金屬頂板31a形成電性連通而達電磁防護之功效。

參照第七圖所示，為本發明較佳第七實施例之剖面示意圖。本實施例與第六實施例相近似，其主要差異乃在於微機電麥克風封裝結構1之微機電麥克風21之焊線23連接方式改變，其更延伸地連接到金屬頂板31a，然此改變皆不致影響如同第六實施例可達到之功效，故在此即不另贅述。

綜合上述，本發明之微機電麥克風封裝結構，係利用接地的導電元件電性連接在基板、金屬蓋及晶片之間或是導電元件電性連接在基板、金屬頂板(或金屬側板)及晶片之間，使整體微機電麥克風封裝結構具有電磁波干擾的阻隔，而得以具有較佳之訊噪比；與習知技術相較之下，本發明藉由導電元件來使得金屬蓋與基板形成電性導通，當金屬蓋與基板之間是藉由導電膠結合時，導電元件係得作為對於電性導通之多一層保障，而為了節省導電膠材料而改用絕緣膠結合金屬蓋與基板時，也仍然可以藉由導電元件使金屬蓋與基板電性導通而達到電磁防護之功效；另外，對於使用基板、金屬頂板及金屬側板以形成腔體之實施例而言，當三者之間無論以導電膠或絕緣膠以互相結合時，皆可藉由導電元件以作為電性導通的輔助，因而達到電磁防護之功效，由此可見，導電元件的加裝係提昇了微機電麥克風封裝結構之產業利用價值，且無論腔體設計如何變化皆能達到電磁防護之效。

本發明之微機電麥克風封裝結構，係利用微機電麥克風設置於音孔上，使得微機電麥克風具有足夠的背腔體積及前空間，而使得頻率響應曲線較為平坦，不易有明顯的變異產生。

再者，本發明之微機電麥克風封裝結構，係於音孔一端連通於狹長狀之聲音通道，聲音通道一端則開放於外界，如此使外界聲音進入微機電麥克風封裝結構內部時，可避免直接受到灰塵、水氣或光線等物質的影響，避免降低微機電麥克風的感度值。

另外，本發明之微機電麥克風封裝結構，係可將音孔設置在金屬蓋或金屬頂板，而微機電麥克風仍是設置於音孔上，因此使得微機電麥克風與晶片並非同時設置在基板上，也就是說基板上佈線面積可縮減又改安排其他元件，另一方面也可藉由將微機電麥克風與晶片設置在同一軸線上而縮減封裝結構之寬度。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．微機電麥克風封裝結構

10．．．基板

11．．．上表面

12．．．下表面

13．．．音孔

14．．．接腳

15．．．聲音通道

20．．．微機電麥克風模組

21．．．微機電麥克風

22．．．晶片

23．．．焊線

24．．．封膠

25．．．被動元件

30．．．金屬蓋

30a．．．金屬側板

31．．．基部

31a．．．金屬頂板

32．．．側部

32a．．．絕緣膠

33．．．絕緣膠

33a．．．第一導電膠

34．．．導電膠

34a．．．第二導電膠

35．．．音孔

35a．．．音孔

40．．．導電元件

第一圖為本發明第一較佳實施例之剖面示意圖；

第二圖為本發明第二較佳實施例之剖面示意圖；

第三圖為本發明第三較佳實施例之剖面示意圖；

第四圖為本發明第四較佳實施例之剖面示意圖；

第五圖為本發明第五較佳實施例之剖面示意圖；

第六圖為本發明第六較佳實施例之剖面示意圖；以及

第七圖為本發明第七較佳實施例之剖面示意圖；

1．．．微機電麥克風封裝結構

10．．．基板

11．．．上表面

12．．．下表面

13．．．音孔

14．．．接腳

20．．．微機電麥克風模組

21．．．微機電麥克風

22．．．晶片

23．．．焊線

24．．．封膠

25．．．被動元件

30．．．金屬蓋

31．．．基部

32．．．側部

33．．．絕緣膠

34．．．導電膠

40．．．導電元件

Claims (30)

1. 一種微機電麥克風之封裝結構，其包括有：一腔體，由一基板及一金屬蓋相對應結合，且該腔體之周緣設置有一音孔以供外界聲音傳遞至該腔體內；一微機電麥克風模組，設置在該腔體內以接收外界聲音；以及一導電元件，設置於該腔體內，且電性連接該基板、該金屬蓋與該微機電麥克風模組以形成電性導通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬蓋與該基板以一導電膠連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬蓋與該基板以一絕緣膠連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬蓋具有一導電膠以提供該導電元件連結。
5. 如申請專利範圍第2或4項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該導電膠係由導電物質與膠性物質混合而成，且導電物質係選自金、銀或銅。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該基板具有一上表面與相對之一下表面，該上表面供承載該微機電麥克風模組，而該下表面之任兩相對點係各設置有一接腳。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該微機電麥克風模組具有一微機電麥克風及一晶片。
8. 如申請專利範圍第7項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該晶片藉由一封膠覆蓋住。
9. 如申請專利範圍第7項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該微機電麥克風模組更具有一被動元件以與該晶片及該微機電麥克風電性連接。
10. 如申請專利範圍第7項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔係設置在該基板上，且該微機電麥克風設置於該音孔上。
11. 如申請專利範圍第7項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔係設置在該金屬蓋上，且該微機電麥克風設置於該音孔上。
12. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該導電元件為一金屬線材。
13. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔設置於該基板。
14. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔設置於該金屬蓋。
15. 如申請專利範圍第1項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔連通於一聲音通道，且該聲音通道連通於外界。
16. 一種微機電麥克風之封裝結構，其包括有：一腔體，由一基板、一金屬頂板及一金屬側板組合而成，該金屬側板係設置在該基板與該金屬頂板之間，該腔體之周緣設置有一音孔以供外界聲音傳遞至該腔體內；一微機電麥克風模組，設置在該腔體內以接收外界聲音；以及一導電元件，設置於該腔體內，且電性連接該基板、該金屬頂板與該微機電麥克風模組以形成電性導通。
17. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬側板與該基板之間以一絕緣膠連接，而該金屬側板與該金屬頂板之間以一第一導電膠連接。
18. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬側板與該基板之間以一第一導電膠連接，而該金屬側板與該金屬頂板之間以一絕緣膠連接。
19. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該金屬頂板具有一第二導電膠，提供該導電元件連結。
20. 如申請專利範圍第17、18或19項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該導電膠係由導電物質與膠性物質混合而成，且導電物質係選自金、銀或銅。
21. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該基板具有一上表面及相對之一下表面，該上表面供承載該微機電麥克風模組，而該下表面之任兩相對點係各設置有一接腳。
22. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該微機電麥克風模組具有一微機電麥克風及一晶片。
23. 如申請專利範圍第22項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔係設置在該基板上，且微機電麥克風設置於該音孔上。
24. 如申請專利範圍第22項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔係設置在該金屬頂板上，且該微機電麥克風設置於該音孔上。
25. 如申請專利範圍第22項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該晶片藉由一封膠覆蓋住。
26. 如申請專利範圍第22項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該微機電麥克風模組更具有一被動元件以與該晶片及該微機電麥克風電性連接。
27. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該導電元件為一金屬線材。
28. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔設置於該基板。
29. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔設置於該金屬頂板。
30. 如申請專利範圍第16項所述之微機電麥克風之封裝結構，其中該音孔連通於一聲音通道，且該聲音通道連通於外界。