TWM357826U - MEMS microphone package having sound hole in PCB - Google Patents

Description

M357826 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於微機電系統傳聲器封装（Mems microphone PACKAGE)。更具體而言，本創作係關於 如下的微機電系統傳聲器封裝，其中，利用將金屬殼體的 端部彎曲來進行肢的組裝程序，使殼體接地在主板上， 亚為了實現安裝方式的多樣化，在PCB上形成具有聲孔。 【先前技術】 从典型的電容傳聲器包括：膜片，該膜片在—側電極上 :者有柔軟的膜’借助聲®進行振動；以及背板，該背板 曰助間隔物與膜片保持—定間隔，並與膜片相互對置。膜 片和背板形成電容H的平行電極板，透過對兩個電極板附 直机電壓或在任何i電極板上形成駐極體，從而使兩

::極板之間具有電荷。這種典型的電容傳聲器由如下的 方式組裝.在1]筒形毅體中依次層4膜片和間隔物、 和挪土座月板帛—基座和安裝有電路的PCB之後，將 设體的端部向PCB側折彎而箝位。 間的在組裝兀畢的电容傳聲器組裝體中，#膜片和背板之 用距離因外部聲壓而變切，電容 的電信號。 文化進仃處理，從而提供基於聲Μ變化 通[產口口中使用的電容傳聲器 上形成駐極體的駐極體電 U取在月板 4傳卑益，這種駐極體電容傳聲 5 M357826 器具有價格低的優點，但是實現小型化時受限制。此外， 將如下的傳聲器芯片稱為石夕電容傳聲器芯片（silicon condenser microphone chip)或微機電系統（MEMS:Micro Electro Mechanical System)傳聲器芯片，其中，為了傳聲 器的超小型化’在秒片中使用半導體製造技術和微機械加 工技術，以模形態實現電容結構。為了保護微機電系統傳 聲器芯片不受外部干擾，應對這種微機電系統傳聲器芯片 進行封裝。 對微機電系統（以下，有時簡稱為MEMS)傳聲器芯 片進行封裝的技術在2004年8月24日公告的美國專利第 6,781，231號“阻斷環境及干涉的MEMS封裝 (MICROELECTROMECHANICAL SYSTEM PACKAGE WITH ENVIRONMENTAL AND INTERFERENCE SHIELD) ”已有所公開。這種MEMS傳聲器封裝如第一圖 所示’利用導電性黏合劑36將具有導電層或由導體構成的 殼體34附著於PCB基板32上，形成外殼。參照第一圖， PCB基板32上安裝有MEMS傳聲器芯片1〇和用於電驅動 MEMS傳聲器芯片1〇並進行信號處理的特定用途集成電 路（ASIC: Application Specific Integrated Circuit)芯片 20， 形成有聲孔34a的殼體34利用黏合劑36附著於pCB基板 32上，從而保護内部的MEMS傳聲器芯片1〇。 以往在對MEMS傳聲器芯片進行封裝以製造MEMS 傳聲器芯片封裝時，在使用黏合劑將殼體附著於PCB基板 上或將殼體焊接在PCB基板上的方式存在如下問題：在將 M357826 傳聲器封裝安裝在結上時，外部噪音從殼體和主板之間 級入到作為電介質的PCB，阻斷外部噪音的屏蔽效果微 弱。尤其是，最近比較流行的天線内置型手機存在如下問 題：因客觀條件致使天線位置離傳聲H位置很近 R/舌雜音易於流入到傳聲器，因此傳聲器的RF噪音屏蔽尤 =重要，但以往的Μ函傳聲器_不能滿錢種要求條 並且’對於使用黏合_殼體附著於咖基板上戍將 设體焊接到⑽基板上的__傳聲器的封裝方式 曲金屬殼體以將部件固定於金屬殼體内來組裝傳聲器的低 成本的捲曲程序有所不同’上述細廳傳聲器封裝方式需 要新的用於黏合或焊接的機械設傷，從而存在於構築新的 製造生產線時費用較多的問題。 【新型内容】 本創作是為了解決上塊問題而提出的，本創作的目的 在於’提供-種PCB上具有聲孔之微機㈣統傳聲器封 裝，其中，在電容傳聲器_程序中，使用將金屬殼體端 部彎曲以進行箝位的漏料，將傳料封裝安裝於主板 時，將微機電系統傳聲器封裝的殼體直接附著於主板上， 由此提㈣音屏敝特性’且無需添加製造減，能夠以低 成本製造。 _ 為了達到上述目的，本創作的pcB上具有聲孔之微機 電系統傳聲器封裝，其特徵在於，該微機電系統傳聲器封 7 M357826 裝具有.一金屬殼體’該金屬殼體為一面開口的方筒形， 其可將多個部件插人內部，並在開σ側端部棱角部分進行 切角，以便於進行捲曲；—pCB基板，該pCB基板上具 有用於流人外部聲音< —聲孔，並安裝有微機電系統傳聲 器芯片及特定用途集成電路芯片，該pCB基板插人於該金 屬设體中；以及-支撐件，該支撐制於在捲曲過程中支 撐該pcb基板，以找金屬殼體和該pCB基板之間形成空 間。 上述PCB基板的—面設置有該微機電系統傳聲器芯 片和該特定用途集成電路芯片等，另—面的周邊部形成有 用於與該金屬殼體連接的導電圖案，同時在該另__面的中 央附近形成有電_子、輪出端子、接地端子等連接端子。 上述微機電系統傳聲器芯片的結構如下：利用微機電 系統技術在梦片上形成背板之後，隔著間隔物形成膜片； 上述特定用途集成電路;^由如下部分構成：電㈣，該 電壓泵提供偏壓，使得該微機電系統傳聲器芯片作為電容 傳聲器動作；以及簡放Α||，賴衝放Μ將透過該微 機電系統傳聲器芯片感應的音頻電信號放大或阻抗整合， 透過該連接端子提供到外部。 本新型效果 根據本創作，在採用將金屬殼體的端部彎曲以進行籍 位的捲曲方式製造之MEMS傳聲器封裝中，將傳聲器封裝 安裝在主板上時，將殼體的彎曲的端部直接連接到主板 上’形成一種法拉第杯（Faraday cup)結構，從而能夠屏 M357826 蔽外部噪音進入到内部的MEMS傳聲器芯片，能夠大大改 善音質。 尤其是，將本創作的MEMS傳聲器封裝使用於通信應 用時，可提高屏蔽噪音的性能，即使天線和傳聲器靠近， 也能夠阻斷天線的RF噪音流入到天線，從而保持良好的 音質特性。 並且，根據本創作，在封裝MEMS傳聲器芯片時，無 需添加製造設備，能夠以低成本製造，在進行捲曲時，方 筒形殼體的端部不會與鄰接面的端部重疊而易於進行捲曲 作業，並且能夠借助支撐件防止在捲曲作業中殼體的形狀 發生變形。 而且，本創作中，在PCB基板上具有聲孔，從而在主 板上形成聲孔之後，能夠在另一面上進行安裝，由此能夠 根據要安裝主板的產品的結構條件，以各種方式進行安裝。 【實施方式】 本創作以及透過本創作的實施而實現的技術課題將透 過下面說明的本創作的較佳實施例進一步加以明確。以下 實施例只是為了說明本創作而例示的，並不限定本創作的 範圍。 第二圖是將本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器 封裝一面切開的立體圖。第三圖是本創作的PCB上具有聲 孔之MEMS傳聲器封裝的侧剖面圖。第四圖是本創作的 PCB上具有聲孔的MEMS傳聲器封裝的仰視圖。 9 M357826 如第二圖至第四圖所示’根據本創作的四邊形電容傳 聲器由如下部分構成：金屬殼體102，該金屬殼體1〇2為 一面開口的方筒形’其係可將多個部件插入内部，並在開 口側端部102c的稜角102b進行切角，以便容易進行捲曲； PCB基板106 ’該PCB基板106上安裝有MEMS傳聲器 芯片10和ASIC芯片20 ’該PCB基板1〇6插入在殼體1〇2 中’並形成有聲孔106a ;以及支撐件1〇4，該支撐件1〇4 用於支撐上述PCB基板106,以便在殼體1〇2和PCB基板 106之間形成空間。 本創作的傳聲器封裝中使用的金屬殼體1〇2如第五圖 所示，為面開口的方同形，對開口面的四個稜角1 〇2b進 行切角，以便在捲曲時防止各面的端部1〇2c和鄰接面的殼 體端部102c相互重疊。 並且，本創作的傳聲器封裝中使用的支撐件1〇4如第 六圖所示’為方環形’該支樓件1〇4位於殼體1〇2的絲 面與PCB基板1〇6之間，在捲曲殼體端部騰時，支撐 PCB基板1〇6，並形成内部空間。即，在根據本創作的傳 聲器封裝刚中，捲曲時殼體的端部1G2e和鄰接面的端部 l〇2c不重疊’而易於進行捲曲作業，並域夠借助支擇件 104防止在捲曲作業中殼體1〇2的形狀變形。 並且本創作的MEMS傳聲器封裝1〇〇中使用的pCB 基板106的中央形成有用於流入外部聲音的聲孔腕，pcB 基板⑽的一面安裝有MEMS傳聲器芯片1〇和八现芯 片20等’ $ ®的周邊部上形成有用於連接殼體⑽的導 10 M357826 電圖案，並且在該另-面的中央附近形成有電源端子、輪 ::子、接地端子等連接端子108。在本創作的實施例中 =出了形成有四個連接端子1G8的例子，但連接端子的數 里根據需要形成為兩個以上即可。MEMS傳聲器芯片1〇 ㈣構如下：利用MEMS技術在W上形成f ，隔 者間隔物形成膜片。特定用途集成電路（ASIC)芯片^ jMEMS傳聲器芯片10相連，用於處理電信號，該八咖 ^ =片20由如下部分構成：電壓泵，該電壓泵提供偏壓，使 得傳聲器芯片1〇作為電容傳聲器動作；以及緩衝 放大器，該緩衝放大器將透過MEMS傳聲器芯片1〇感應 的音頻電信號放大或阻抗整合，透過連接端子1〇8提供^ 外部。並且，連接端子108為凸出結構，以便容易表面安 裝在主板200上。 本創作的MEMS傳聲器封裝100透過如下方式完成組 裝：在一面開口的方筒形金屬殼體1〇2中插入方環形的支 撐件104，將安裝有MEMS傳聲器芯片1〇和ASIC芯片20 的PCB基板1〇6插入支撐件1〇4之上，然後進行將殼體的 端部102c彎曲到PCB基板106側使之與導電圖案緊貼的 捲曲程序’從而完成組裝。 採用這種方式完成組裝的本創作的MEMS傳聲器封裝 100如第二圖至第四圖所示，殼體1〇2内插入有支樓件 104 ’支撐件1〇4支撐安裝有電路部件的pcb基板106，以 形成内部空間，殼體的端部l〇2c透過捲曲與PCB基板106 緊貼。 11 M357826 而且，本創作的MEMS傳聲器封裝1〇〇如第三 利用表φ絲技術或焊接方式等絲耻板酬上， 該主板2〇0上具有用於流入外部聲音的聲孔爲，咖芙 板綱的連接端？⑽與對應的主板細的各塾片綱ς 接’殼體的彎曲的端部職與主板2〇〇的接地圖案2 接，將傳聲器整體㈣蔽，形成—種法拉第杯，由此能夠 阻斷外部噪音流人到傳聲器内部。而且，將本創作的傳聲 器封裝⑽用於手機的情況下，即使天線與傳聲器接近， =夠崎天線的RF料流人収線，簡ι好的音質 參照第三圖，對於安裝於主板2〇〇上 當從w透過鶴料和接 由规：芯片㈣電壓泵生成的適當的偏壓施加到贿^ 傳聲盗芯片10上，在MEMS傳聲器芯片1G的 之間形成電荷。 '月枚 當外部聲㈣過主板的聲孔和pcB的聲孔⑽ :娜伽裝胸部時’_8傳聲器芯片心 片振動，由此膜片和背板之間的電容變化，這種電容的變 化在滿C芯片20的缓衝放大器中被玫大為電信號 輸出端子輸出到主板200。 根據本創作，在採用將金屬殼體的端部彎曲以 位的捲曲方式製造的Μ應傳聲H封|中，將傳_ 安裝在主板上時，將殼體的彎曲的端部直 σ 衣 上’形成-種法拉第杯結構，m⑼屏蔽外部噪音進= 12 M357826 到内部的MEMS傳聲器芯片，能夠大大改善音質。尤其是， 在PCB基板上形成聲孔，從而在主板上形成聲孔之後，能 夠在另一面上進行安裝，由此能夠根據要安裝主板的產品 的結構條件，以各種方式進行安裝。 以上參照附圖所示的實施例說明了本創作，本領域的 技術人員應該能夠理解可以由上述的本創作進行各種變形 或等價變換而得到其它實施例。 【圖式簡單說明】 第一圖顯示現有MEMS傳聲器封裝的侧剖面圖。 第二圖是將本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器封裝 一面切開的立體圖。 第三圖是本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器封裝 的侧剖面圖。 第四圖是本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器封裝的 0 仰視圖。 第五圖是本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器封裝中 使用殼體的立體圖。 第六圖是本創作的PCB上具有聲孔之MEMS傳聲器封裝 中使用支撐件的立體圖。 【主要元件符號說明】 10 MEMS傳聲器芯片 20 特定用途集成電路芯片 13 PCB基板 殼體 聲孔 黏合劑 傳聲器封裝 金屬殼體 稜角 端部 支撐件 PCB基板 聲孔 連接端子 主板 聲孔 接地圖案 墊片 14

Claims (1)

1. M357826 九、申請專利範圍： 1、種PCB上具有聲孔之微機電系統傳聲器封裝，其特 徵在於，該微機電系統傳聲器封裝具有： 一金屬威體，該金屬殼體為一面開口的方筒形，其 可將多個部件插入内部，並在開口側端部稜角部分進行 切角，以便於進行捲曲； 立一 *PCB基板，該PCB基板上具有用於流入外部聲 音之-聲孔，並安裳有微機電系統傳聲器芯片及特定用 途集成電路怒片，該PCB基板插入於該金屬般體令； 以及 牙件在捲曲過程中支標該 2 板，，在該金屬殼體和該pcB基板之間形成空間。 = 範圍第1項所述之PCB上具有聲孔之微機 器封裝’其特徵在於，該pcb基板的-面 二有，電系統傳聲器芯片和該特定用途集成電 綱圖案形成有用於與咖 子、輸出端子和接二：面的中央附近形成有電源端 如申請專利範圍笛,TS β 系統傳聲器封裝，:述之pcB上具聲孔之微機電 片的結構如下：利用該微機電系統傳聲器芯 之後，隔著間隔物技術切片上形成背板 由如下部分構成二;:片;該特定用途集成電路芯片 «電，㈣祕提供麵，使得該 心片作為電容傳聲器動作；以及緩衝 15 M357826 放大器，該緩衝放大器將透過該微機電系統傳聲器芯片 感應的音頻電信號放大或阻抗整合，透過連接端子提供 到外部。

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