TWI472235B - 矽麥克風封裝體 - Google Patents

Description

矽麥克風封裝體

本發明係關於麥克風元件(microphone devices)，且特別是關於一種矽麥克風封裝體(silicon microphone packages)。

至今由於自2003年來已大量生產用於行動電話之矽麥克風(silicon microphones)，對於矽半導體技術的麥克風已進行了廣泛的研究。如此，相較於傳統電容式麥克風(electret condenser microphones，ECMs)，矽麥克風已年復一年地擴大其市場。

相較於電容式麥克風，矽麥克風的主要優點之一在於對於高溫(high temperature)與高濕度(high humidity)的耐受性。對於如電容式矽麥克風(condenser silicon microphone)之一矽麥克風而言，麥克風電容器係由一彈性隔膜(flexible membrane)與一堅硬背板(rigid back plate)所形成，而此堅硬背板具有由一整合型特殊應用積體電路(integrated ASIC)所供應之固定勢能。同時，由於矽麥克風具有可承受溫度上至260℃之標準無鉛迴銲(lead-free reflow soldering)製程的能力，故可使用全自動化表面黏著製程以製造矽麥克風。如此，相較於電容式麥克風的製作，矽麥克風的製作則可較為可靠與需要較少之製作成本。

以下為關於矽麥克風封裝體之相關揭示情形。

美國專利US 6,781,231揭露一種微機電系統(MEMS)封裝體包括一MEMS麥克風、一基板、及一封蓋(cover)。 該基板具有一表面，支撐該MEMS麥克風。該封蓋包括一導電層，其具有一中央部分藉由一週邊邊緣部分黏結。一外罩構件的構成藉由連接該封蓋的週邊邊緣部分至該基板。該封蓋的中央部分與該基板的表面之間隔離一空間，以容納該MEMS麥克風。該外罩構件包括一聲學埠(acoustic port)，允許一聲學訊號抵達該MEMS麥克風。

美國專利US 7,434,305揭露一種矽電容式麥克風封裝體，其包括一傳感器單元(transducer unit)、一基板、及一封蓋(cover)。該基板包括一上表面，具有一凹口位於其內部。該傳感器單元貼附於該基板的上表面上，並且與該凹口的至少一部分重疊，其中該傳感器單元具有一背部體積形成於該傳感器單元與該基板之間。該封蓋設置於該傳感器單元上方並包括一開孔(apeature)。

美國專利7,439,616揭露一種矽電容式麥克風封裝體包括一傳感器單元、一基板、及一封蓋。該基板包括一上表面。該傳感器單元貼附於該基板的上表面上，並且與該凹口的至少一部分重疊，其中該傳感器單元具有一背部體積形成於該傳感器單元與該基板之間。該封蓋設置於該傳感器單元上方，並且該基板或該封蓋的其中之一包括一開孔。

美國專利7,447,323係關於可表面黏著之一種聲學傳感系統(acoustic transducer system)包括一或多個傳感器、電性連結於上述一或多個傳感器之一處理電路與設置於此傳感系統之一外部表面部分之多個接觸點(contact points)。此些接觸點係用於建立傳感系統與外部基板間之電性連接關係。此些接觸點於採用習知表面黏著技術時更用於將傳感 系統安裝於外部基板上。

美國專利申請早期公開US 2007/0071260揭露了一種矽基傳感組件(silicon-based transducer assembly)，其耦接於於一助聽儀器中之一可移動結構。此傳感組件包括至少一麥克風晶片與具有多重整合型元件之一特殊應用積體電路(ASIC)，例如由數位訊號處理器、A/D轉換器、放大器、濾波器或一無線介面之任一組合情形。此可移動結構可為一電池出入口(battery access door)、一音量調節器(volume dial)、一開關(switch)或一觸控墊(touch pad)。可設置一保護條並使之跨越電池出入口，以避免殘骸阻塞了此矽基轉換器組件。此傳感組件亦可包括一麥克風晶片之陣列物以達到可適波之控制或指向。當配備有無線介面時，此助聽儀器可無線地與另一助聽儀器或一網絡進行溝通。

揭示於上述美國專利與美國專利申請早期公開中之前述封裝方法提供了允許聲學能量接觸設置於外罩內的該傳感器單元。該外罩提供一必需的壓力參考值，而在此同時，又能保護該傳感器避免光、電磁干擾及物理性損傷。原則上，揭示於上述美國專利與美國專利申請早期公開中之前述封裝方法使用了系統級封裝(system-in-package)方法。換句話說，上述封裝方法通常封裝了兩個晶片，即一為矽感測晶片與另一為位於一空穴內之一特殊應用積體電路，以形成一完整的麥克風封裝體。為了降低負面之寄生效應，上述封裝方法需要於矽感測元件與特殊應用積體電路及/或用於支撐上述兩晶片之印刷電路板基板間形成打線接合。

由於藉由系統級封裝方法所形成之矽麥克風需要於一封裝基板之上安裝矽感測晶片與特殊應用積體電路，並需要打線接合以形成其間的電性連結。藉由系統級封裝方法所形成之矽麥克風封裝體因此同時包圍了矽感測晶片與特殊應用積體電路晶片，如此將阻礙了矽麥克風的進一步縮小。

有鑑於此，本發明提供了具有較小尺寸之矽麥克風封裝體。

依據本發明之一實施例，一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之一第一表面與一第二表面；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面之上，並形成一第一腔室於其間；以及一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第二表面之上，並形成一第二腔室於其間。

依據本發明之另一實施例，一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之第一表面與第二表面，其中該整合型麥克風晶片包括一聲能感測元件與一空穴；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面上，並形成了一第一腔室於其間；一聲能開口，形成於該第一封蓋部件之一部內，部份露出該整合型麥克風晶片；以及一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第二表面上，並形成了一第二腔室於其間，其中該第二腔室接觸了該整合型麥克風晶片之該空穴。

依據本發明之又一實施例，一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之第一表面與第二表面，其中該整合型麥克風晶片包括一聲能感測元件與一空穴；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面上，並形成了一第一腔室於其間；一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第二表面上，並形成了一第二腔室於其間，其中該第二腔室接觸了該整合型麥克風晶片之該空穴；以及一聲能開口，形成於該第二封蓋部件之一部內，部份露出該整合型麥克風晶片。

為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附的圖式，作詳細說明如下：

以下以各實施例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。

第1-13圖為一系列示意圖，顯示了依據本發明之多個實施例之矽麥克風封裝體之實施情形。

請參照第1圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體。在此，矽麥克風封裝體包括了一第一封蓋部件2、一第二封蓋部件3及夾置於第一封蓋部件2與第二封蓋部件3間之一整合型麥克風晶片1。第一封蓋部件2與第二封蓋部件3係分別形成於整合型麥克風晶片1的相對表面A與B之一之上，因此第一封蓋部件2並沒有實體接觸於第二封蓋部件3。此外，如第1圖所示之矽麥克風封裝體更包括一間隔物4與一間隔物5，其中間隔物4設置於整合型麥克風晶片1與第一封蓋部件2之間，而間隔物5則設置於整合型麥克風晶片1與第二封蓋部件3之間。因此，於第一封蓋部件2與整合型積體電路晶片1的表面B之間便形成有一第一腔室(chamber)6，而於第二封蓋部件3與整合型積體電路晶片1的表面A之間則形成有一第二腔室。一聲學開口(acoustic opening)8則形成並穿透了第二封蓋部件3之一部，其使得聲壓波(acoustic pressure waves)可穿透聲學開口8並接觸了形成於整合型麥克風晶片1內之一聲學感測元件(acoustic sensing element，未顯示)。再者，如第1圖所示之矽麥克風封裝體更包括數個銲錫銲墊(solder pads)9，其形成於第二封蓋部件3之未接觸間隔物5之一表面上，以用於表面黏著(surface mounting)。

如第1圖所示，矽麥克風封裝體之整合型麥克風晶片1形成有一空穴(cavity)19，其藉由一微加工製程(未顯示)所形成。間隔物4提供了介於整合型麥克風晶片1與第一封蓋部件2間之聲學封止(acoustic seal)與電性連結之功能。藉由調整第一間隔物4之厚度，第一腔室6的尺寸可變大 或變小。因此，便可調整結合空穴19與第一腔室6所得到之總體積。相似地，可經過調整間隔物5厚度，以增加或減少第二腔室7之體積。

第2圖繪示了依據本發明之一實施例之如第1圖所示之矽麥克風封裝體內之整合型麥克風晶片1的剖面情形，其包括了具有多重膜層與元件形成於其上之一矽基板11。如第2圖所示，整合型麥克風晶片1包括了一穿孔部件(perforated member)16、一隔膜(membrane)18、與形成於穿孔部件16與隔膜18間之一間隙(gap)17。穿孔部件16具有複數個貫穿孔24形成於其內。於一實施例中，穿孔部件16通常較隔膜18為堅固，使得當聲壓波衝擊於包括了穿孔部件16、氣隙17與隔膜18之此複合結構時，聲壓波可接著穿過了貫穿孔24並於隔膜18上釋放了聲壓(acoustic pressure)。因此，於如此聲壓之下，隔膜18將震動並相對於聲壓的移動而產生一電子訊號。穿孔部件16與隔膜18皆部分延伸進入於形成於矽基板11上之一場氧化物層22之內。因此，穿孔部件16與隔膜18皆懸掛於其間具有相對固定空間之一位置處。穿孔部件16與隔膜18可包括如金屬或經摻雜半導體材料之導電材料。穿孔部件16與隔膜18亦可為包括由如金屬或摻雜半導體材料之導電材料所形成一導電層之一複合膜層。穿孔部件16與隔膜18係電性連結於形成於整合型麥克風晶片1內之一訊號處理電路(signal conditioning circuit)21。於整合型麥克風晶片1之上可形成數個錫球凸塊15，其穿透了保護層20並電性連結於訊號處理電路21。

再者，如第2圖所示，整合型麥克風晶片1更包括形成於場氧化物層22內之數個導電介層物12與數個金屬膜層13，而導電介層物12之一接觸了基板11。此些導電介層物12亦與此些金屬膜層13相交而形成了穿透了位於整合型麥克風晶片1內之一邊緣部之場氧化物層22之一內連結構(interconnect structure)。銲錫凸塊14形成並座落於最頂部之金屬層13之上，以電性連結於其他的導電介層物12與金屬層13。換句話說，銲錫凸塊14係電性連結於基板11。於一互補型金氧半導體(CMOS)製程中，場氧化物層22通常由絕緣材料所形成。透過介層物12、金屬膜層13與銲錫凸塊14的結合，可因此電性連結基板11與整合型麥克風晶片1之一頂面。

如第2圖所示之整合型麥克風晶片1之前述部件係採用互補型金氧半導體相容製程(未顯示)所製成之沈積於一基板11之上之不同材料之多個膜層所形成。保護層20可包括如氮化矽、碳化矽、或碳氮化矽等材料，但非限定於上述材料，而場氧化物層22可包括如熱氧化物或磷矽酸鹽玻璃之材料，但非限定於上述材料。矽基板11可包括除了矽以外之材料，例如矽鍺或非晶矽。金屬層13與導電介層物12可包括如鎢、鋁、銅、鈦與氮化鈦之金屬材料，或如摻雜之碳化矽或摻雜之矽鍺層之非金屬導電材料，但非限定於上述材料。

第3圖顯示了依據本發明另一實施例之整合型麥克風晶片1之剖面情形。如第3圖所示，整合型麥克風晶片1相似於第2圖所示情形，除了穿孔部件16與膜層18的設 置位置係經過交換，使得當聲壓波產生於整合型麥克風晶片1之頂面時，聲壓波可直接施加聲壓於隔膜18的表面。

如第2圖與第3圖所示之矽基板11內之空穴19可由如深反應性離子蝕刻(DRIE)製程之一微加工製程所形成。空穴19之側壁25可依照所使用之器具與配方而如圖示中所示般為垂直的，或可為輕度傾斜的。另一方面，場氧化物層22之側壁可藉由一釋放蝕刻(release etch)製程(未顯示)所形成，其可為時間控制或配合如金屬之一釋放停止材料的使用以作為蝕刻停止層而形成。

第4圖顯示了依據一實施例之如第2圖所示之整合型矽麥克風晶片1之上視示意圖。基於解說之目的，整合型矽麥克風晶片1在此繪示為長方形之外形，但非限定於上述形狀。聲能感測元件(acoustic sensing element，在此繪示為具有數個貫穿孔24之一穿孔部件16)係設置於整合型矽麥克風晶片1之左側，而訊號調整電路21則設置於整合型矽麥克風晶片1之右側。實際上，訊號調整電路可設置並環繞聲學感測元件。另一方面，穿孔部件16通常具有一圓形形狀，而貫穿孔24亦具有圓形形狀。如前所述，可於訊號調整電路21之一頂面上設置數個銲錫凸塊15以電性連結訊號調整電路與位於整合型矽麥克風晶片1外之一部件(未顯示)。

於第4圖中，銲錫凸塊14顯示為沿著整合型矽麥克風晶片1之一邊緣部形成之一連續凸塊(continue bump)。於如此之設置情形中，位於錫球凸塊14下方之此些導電介層物12與此些金屬膜層13亦可依照一連續形態形成，因而 使得場氧化層22之內部形成有連續之一導電環(conductive ring)。由導電介層物12與金屬膜層13所形成之連續的導電環係實體地自銲錫凸塊14連接至基板11，以及由整合型矽麥克風晶片1之一側連接至另一側。由於第一封蓋部件2可包括一導電層及第二封蓋部件3亦可包括一導電層，由銲錫凸塊14所形成此連續介層物與矽基板11形成了用於聲學感測元件與訊號調整電路21之一隔絕遮蔽物(enclosed shield)，進而保護了上述兩部件免於受到電磁干擾(electromagnetic interferences)的影響。

第5圖顯示了依據一實施例之一第二封蓋部件3之一示意底視圖。第二封蓋部件3包括一聲學開口8，其允許為來自於周遭環境之聲壓波(未顯示)所穿過並接觸了整合型矽麥克風晶片1內之聲學感測元件。第二封蓋部件3包括由如PR-4、陶瓷材料、硬塑膠、鐵氟龍(Teflon)或相似物之絕緣材料所形成之至少一絕緣層33。於絕緣層33之上形成有數個銲錫銲墊31。此外，沿著第二封蓋部件3之邊緣設置有一導電環32。銲錫銲墊31與導電環32之位置係依照符合於形成於整合型矽麥克風晶片1之銲錫銲墊15與銲錫凸塊14之位置而設置。

因此，當第二封蓋部件3位於整合型矽麥克風晶片1之頂面時，銲錫銲墊15可對準於銲錫銲墊31。同樣地，銲錫凸塊14可對準於導電環32。於一實施例中，第二封蓋部件3可藉由間隔物5而連結於整合型矽麥克風晶片1，在此間隔物5包括了分隔地埋設於一絕緣層(未顯示)內之導電插拴或導電介層物(皆未顯示)。於使用導電膠以作為 間隔物5以固定第二封蓋部件3與整合型矽麥克風晶片1時之一情形中，導電膠可具有一低熱膨脹係數，使得於一實施例中之經封裝麥克風的操作溫度改變時，上述導電膠不會於整合型矽麥克風晶片1上表現出過量應力而降低了其聲學與電性表現。於當分隔地埋設導電介層物(未顯示)於一絕緣層(未顯示)內以作為固定第二封蓋部件3與整合型矽麥克風晶片1之間隔物5的情形中，導電介層物與絕緣層可具有一低熱膨脹係數，使得於一實施例中之經封裝麥克風的操作溫度改變時，上述導電介層物與絕緣層並不不會於整合型矽麥克風晶片1上表現出過量應力而降低了其聲學與電性表現。

於另一實施例中，第二封蓋部件3與整合型矽麥克風晶片1係經過預對準並接著於一迴銲爐(re-flow over)內連結在一起。當第二封蓋部件3係膠黏或迴銲於整合型矽麥克風晶片1時，可藉由其間之連接情形而建立了一聲學封止(acoustic seal)情形。較佳地，此聲學封止情形係藉由連結銲錫凸塊14與導電環32而達成，此兩部件進而形成了設置於第二封蓋部件3與整合型矽麥克風晶片1間之間隔物5。

第6圖繪示了依據本發明一實施例之一第二封蓋部件3之一示意上視情形。第二封蓋部件3包括了數個銲錫凸塊9，以用於矽麥克風封裝體之表面黏著。聲學開口8可見於第二封蓋層3之一絕緣層35內。相似於絕緣層33，絕緣層35可由如PR-4、陶瓷材料、硬塑膠、鐵氟龍或相似物之絕緣材料所形成。再者，上述絕緣層33與35較佳 地具有相似於整合型矽麥克風晶片1之基板11之材料的熱特性。特別地，絕緣層35與絕緣層33的材料之熱特性與矽基板11之熱特性越相似，於封裝製程與正常操作下產生於整合型矽麥克風晶片1上之熱致應力將越小。

第7圖顯示了依據本發明一實施例之一第二封蓋部件3之剖面情形。於一實施例中，第二封蓋部件3可包括提供一矽麥克風封裝體免於電磁干擾之電性遮蔽功效之一導電層36。此第二封蓋部件3亦可包括如第5-6圖所示之絕緣層33與絕緣層35。如第7圖所示，導電層36係夾置於絕緣層33與35之間。一聲學開口8係形成穿透了此最上方之三明治結構，以使得聲壓波可穿透並接觸了位於整合型矽麥克風晶片1內之聲學感測元件。另外，數個導電介層物37形成(採用需線繪示)並穿透了上述三明治結構使得銲錫凸塊31與銲錫銲墊9可電性地相連結。於導電層36之小心地形成有一缺口(未顯示)以使得導電介層物37並不會內部連結於導電層36，除非一或多個導電介層物37係連結於矽麥克風封裝體之接地接腳(grounding leads)。

於另一實施例中，第二封蓋部件3可具有數個導電層36與數個絕緣層33以形成一多重膜層堆疊物。此多重膜層堆疊物之不同膜層依照一方式設置，即各導電層36係夾置於每兩個絕緣層33之間，且各絕緣層33係夾置於每兩導電層36之間。於具有三層夾置結構之此情形中，如此膜層堆疊物係由位於頂面之絕緣封蓋35所覆蓋，而絕緣層33則位於底部。

第8圖顯示了依據本發明另一實施例之一第二封蓋部 件3之一示意剖面情形。在此，第二封蓋部件3包括了形成於絕緣層33上之一凹口(recess)38，而凹口38之高度可藉由改變絕緣層33之厚度而調整。由於凹口38的形成，可有效地增加第二腔室7之體積。藉由調整凹口38之一高度或一橫向尺寸之一尺寸，可最佳化第二腔室7的體積(見於第1圖)以達到用於矽麥克風封裝體之期望聲學效果。當凹口38形成於第二封蓋部件3內時，凹口部份之剩餘膜層係經過強化，以提供用於第二封蓋部件3之足夠機械強度。

第9圖顯示了依據本發明又一實施例之一第二封蓋部件3之一示意剖面情形。在此，第二封蓋部件3係由相同於整合型矽麥克風晶片1所使用矽材料之一矽材料。如第9圖所示，第二封蓋部件3包括了形成於一底基板33上之一凹口38。可藉由改變底基板33之厚度而調整凹口38之高度。由於凹口38的存在，可有效地增加第二腔室7(見於第1圖)的體積。藉由調整高度或橫向尺寸而調整凹口38的尺寸，可最佳化第二腔室7之體積以達到矽麥克風封裝體之期望聲學表現。由於底基板33係由如矽之半導體材料，故形成了額外之隔離牆41使得來自於銲錫凸塊31之電性訊號不會於底基板33處形成短路。

第10圖顯示了依據本發明一實施例之一第一封蓋部件2之一上視示意圖。第一封蓋部件2包括了設置於其外部邊緣之一導電環4。導電環4接觸了整合型矽麥克風晶片1之矽基板11。導電環4可由如金屬或如導電環氧樹脂之其他導電材料所形成。第一封蓋部件2可包括如金屬或其他導電材料之導電材料，使得當其黏附於整合型矽麥克風晶 片1時與矽基板11形成電性連接。再者，當第一封蓋部件2黏附於整合型矽麥克風晶片1時，可於其間形成了一聲學封止情形。

於其他實施例中，第一封蓋部件2具有包括了由如金屬之導電材料所形成之至少一導電層之數個膜層。此導電層建立了矽基板11與整合型矽麥克風晶片1之間的電性連結情形。

第11圖顯示了依據本發明一實施例一第一封蓋部件2之一示意剖面情形，於此實施例中，第一封蓋部件2包括了向內形成之一凹口39。此凹口39有效地增加了密封空穴6(見於第1圖)的體積。藉由調整凹口39之高度，可增加或減少密封空穴6之體積以達到期望之最佳化聲學表現。

於其他實施例中，第一封蓋部件2可由相似於整合型矽麥克風晶片1內之矽基板11之矽材料所形成。第一封蓋部件2因此可經過摻雜而使之導電。第一封蓋部件2可形成有覆蓋於凹口39表面之一導電層40，如第12圖所示。導電環4可由藉由濺鍍、化學沈積或物理沈積等方式所形成之金屬或其他導電材料而形成於第一封蓋部件2之上。因此，可採用共熔接合(eutectic bond)或相似方式以結合第一封蓋部件2與整合型矽麥克風晶片1之於矽基板11。

第13圖顯示了依據本發明之另一實施例之矽麥克風封裝體之一剖面情形。在此，矽麥克風封裝體包括夾置於第一封蓋部件2與第二封蓋部件3間之整合型矽麥克風晶片1。於整合型矽麥克風晶片1與第一封蓋部件2間設置有間 隔物4。於第一封蓋部件2內形成有一聲學開口8，以使得聲壓波可接觸位於整合型麥克風晶片1內之一聲學感測元件(未顯示)。同樣地，間隔物5係設置於整合型麥克風晶片1與第二封蓋部件5之間。於第一封蓋部件2與整合型麥克風晶片1之表面間形成了第一腔室5。於第二封蓋部件3與整合型麥克風晶片1之另一表面之間則形成有一第二腔室7。於第二封蓋部件3之未接觸間隔物5之另一表面上形成有數個銲錫銲墊9。

如第13圖所示，於整合型矽麥克風晶片1上藉由如微加工之方式形成一空穴19。間隔物4提供了介於整合型麥克風晶片1與第一封蓋部件2間之聲學封止(acoustic seal)情形。藉由調整第一間隔物4之厚度，第一腔室6的尺寸可變大或變小。因此，便可調整結合空穴19與第一腔室6所得到之總體積。相似地，可經過調整間隔物5厚度，以增加或減少第二腔室7之體積，藉以達成如第13圖所示之矽麥克風封裝體之最佳聲學表現。

如第1圖或第13圖所示，本發明提供了具有小尺寸之矽麥克風封裝體。如第1圖與第13圖所示之矽麥克風封裝體皆具有一開放通道(如由聲學開口8與第一腔室6或第二腔室7所形成之開放通道)以接收聲壓，且其內之整合型麥克風晶片1則由第一封蓋部件2與第二封蓋部件3所保護，因而可免於受到如微粒、灰塵、腐蝕性氣體與濕氣等外界之毀損情形。藉由空穴19與第一腔室6的結合可提供了一足夠之後側腔室，以確保整合型麥克風晶片1內之聲學感測元件之期望表現。此外，由於矽麥克風封裝體內形 成有位於露出表面之銲錫銲墊9，因而可藉由如表面安裝製程(surface mounting process)而達成矽麥克風封裝體之大量製作的批次操作，且本發明之矽麥克風封裝體的製作可不需要使用較為昂貴之基板與封裝材料。

再者，如第1圖與第13圖所示之於矽麥克風封裝體內之整合型麥克風晶片1可形成為包括位於單一晶片上之一聲學感測元件與一訊號調整電路之單晶整合型矽麥克風晶片。因此可於封裝製程中較佳地不需要使用打線接合，而矽麥克風的尺寸便可降低至相同於如第1圖所示之整合型麥克風晶片之一尺寸。因此，可於不增加成本與製造困難度之前提下達到了良好的聲學表現。如第1圖與第13圖所示之矽麥克風封裝體亦藉由第一封蓋部件2與第二封蓋部件3的使用而提供了適當之機械保護，使得矽麥克風封裝體可免於受到環境與電磁干擾。

於操作時，如第1圖與第13圖所示之矽麥克風封裝體允許聲學訊號傳遞至由單晶整合型矽麥克風(即整合型麥克風晶片1)所形成之感測元件，因而有效地減少了習知矽麥克風封裝體所相關之通過側壁之聲學漏失。此整合型矽麥克風晶片係電性連結於頂蓋部件與底蓋部件，以形成相連結之聲學前腔室與聲學後腔室。由於整合型麥克風晶片係夾置於其間且電性連結於頂蓋部件與底蓋部件，因而形成對於電磁干擾，對於封裝和組裝製程中所發生的熱擾動具足夠的承受能力且可輕易地由大量生產而製造形成。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧整合型麥克風晶片

2‧‧‧第一封蓋部件

3‧‧‧第二封蓋部件

4、5‧‧‧間隔物

6‧‧‧第一腔室/密封空穴

7‧‧‧第二腔室/密封空穴

8‧‧‧聲學開口

9‧‧‧銲錫銲墊

11‧‧‧矽基板

12‧‧‧導電介層物

13‧‧‧金屬膜層

14‧‧‧銲錫凸塊

15‧‧‧錫球凸塊

16‧‧‧穿孔部件

17‧‧‧間隙

18‧‧‧隔膜

19‧‧‧空穴

20‧‧‧保護層

21‧‧‧導電層

22‧‧‧場氧化物層

24‧‧‧貫穿孔

25‧‧‧空穴之側壁

31‧‧‧銲錫銲墊

32‧‧‧導電環

33‧‧‧絕緣層

35‧‧‧絕緣層

36‧‧‧導電層

37‧‧‧導電介層物

38、39‧‧‧凹口

40‧‧‧導電層

41‧‧‧隔離牆

A、B‧‧‧整合型麥克風晶片之表面

第1圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之剖面情形；第2圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之整合型麥克風晶片之剖面情形；第3圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之整合型麥克風晶片之剖面情形；第4圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之整合型麥克風晶片之上視情形；第5圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之一第二封蓋部件之底視情形；第6圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之一第二封蓋部件之上視情形；第7圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之一第二封蓋部件之剖面情形；第8圖為一示意圖，顯示了依據本發明另一實施例之矽麥克風封裝體之一第二封蓋部件之剖面情形；第9圖為一示意圖，顯示了依據本發明又一實施例之矽麥克風封裝體之一第二封蓋部件之剖面情形；第10圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之一第一封蓋部件之上視情形；第11圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之一第一封蓋部件之剖面情形； 第12圖為一示意圖，顯示了依據本發明另一實施例之矽麥克風封裝體之一第一封蓋部件之剖面情形；第13圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之矽麥克風封裝體之剖面情形。

1‧‧‧整合型麥克風晶片

2‧‧‧第一封蓋部件

3‧‧‧第二封蓋部件

4、5‧‧‧間隔物

6‧‧‧第一腔室/密封空穴

7‧‧‧第二腔室/密封空穴

8‧‧‧聲學開口

9‧‧‧銲錫銲墊

19‧‧‧空穴

A、B‧‧‧整合型麥克風晶片之表面

Claims (25)

1. 一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之一第一表面與一第二表面，其中該整合型麥克風晶片包括形成於該整合型麥克風晶片內之一聲能感測元件及一訊號處理電路，而該訊號處理電路係位於該聲學感測元件之一側；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面之上，並形成一第一腔室於其間；以及一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第二表面之上，並形成一第二腔室於其間，其中該第一封蓋部件與該第二封蓋部件分別包括一導電環，沿著其一表面之一邊緣部設置並接觸該整合型麥克風晶片之該第一表面或該第二表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，其中該第一封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，其中該第二封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，其中該第一封蓋部件與該第二封蓋部件包括一聲能開口，其中該聲能開口允許聲波的穿透並接觸該聲能感測元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，其中該整合型麥克風晶片包括一空穴形成於其內，而該空穴接觸了該第一腔室與該第二腔室之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，其中整合型麥克風晶片包括了連續之一內連結構，設置並環 繞該整合型麥克風晶片之一邊緣部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之矽麥克風封裝體，更包括一銲錫銲墊，位於該第一封蓋部件或該第二封蓋部件之未接觸該整合型麥克風晶片之一表面上，以用於表面黏著。
8. 一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之第一表面與第二表面，其中該整合型麥克風晶片包括形成於該整合型麥克風晶片內之一聲能感測元件、一訊號處理電路與一空穴，而該訊號處理電路係位於該聲學感測元件之一側；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面上，並形成了一第一腔室於其間；一聲能開口，形成於該第一封蓋部件之一部內，部份露出該整合型麥克風晶片；以及一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第二表面上，並形成了一第二腔室於其間，其中該第二腔室接觸了該整合型麥克風晶片之該空穴，其中該第一封蓋部件與該第二封蓋部件分別包括一導電環，沿著其一表面之一邊緣部設置並接觸該整合型麥克風晶片之該第一表面或該第二表面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，其中該第一封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
10. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，其中該第二封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
11. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，其中該聲能開口允許聲波的穿透並接觸該聲能感測元件。
12. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，其中整合型麥克風晶片包括了連續之一內連結構，設置並環繞該整合型麥克風晶片之一邊緣部。
13. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，更包括一銲錫銲墊，位於該第一封蓋部件或該第二封蓋部件之未接觸該整合型麥克風晶片之一表面上，以用於表面黏著。
14. 如申請專利範圍第8項所述之矽麥克風封裝體，其中該聲能感測元件包括一隔膜與設置有複數個穿孔於其內之一穿孔部件。
15. 如申請專利範圍第14項所述之矽麥克風封裝體，其中具有該些穿孔設置於其內之該穿孔部件係設置於接近該聲能開口之一位置。
16. 如申請專利範圍第14項所述之矽麥克風封裝體，其中該隔膜係設置於鄰近於該聲能開口之一位置。
17. 一種矽麥克風封裝體，包括：一整合型麥克風晶片，具有相對之第一表面與第二表面，其中該整合型麥克風晶片包括形成於該整合型麥克風晶片內之一聲能感測元件、一訊號處理電路與一空穴，而該訊號處理電路係位於該聲能感測元件之一側；一第一封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第一表面上，並形成了一第一腔室於其間；一第二封蓋部件，形成於該整合型麥克風晶片之該第 二表面上，並形成了一第二腔室於其間，其中該第二腔室接觸了該整合型麥克風晶片之該空穴；以及一聲能開口，形成於該第二封蓋部件之一部內，部份露出該整合型麥克風晶片，其中該第一封蓋部件與該第二封蓋部件分別包括一導電環，沿著其一表面之一邊緣部設置，接觸該整合型麥克風晶片之該第一表面或該第二表面。
18. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，其中該第一封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
19. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，其中該第二封蓋部件包括電性接觸於該導電環之一導電層。
20. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，其中該聲能開口允許聲波的穿透並接觸該聲能感測元件。
21. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，其中整合型麥克風晶片包括了連續之一內連結構，設置並環繞該整合型麥克風晶片之一邊緣部。
22. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，更包括一銲錫銲墊，位於該第一封蓋部件或該第二封蓋部件之未接觸該整合型麥克風晶片之一表面上，以用於表面黏著之用。
23. 如申請專利範圍第17項所述之矽麥克風封裝體，其中該聲能感測元件包括一隔膜與具有複數個穿孔設置於其內之一穿孔部件。
24. 如申請專利範圍第23項所述之矽麥克風封裝體， 其中具有該些穿孔設置於其內之該穿孔部件係設置於接近該聲能開口之一位置。
25. 如申請專利範圍第23項所述之矽麥克風封裝體，其中該隔膜係設置於鄰近於該聲能開口之一位置。