TWM473663U - 微機電麥克風裝置 - Google Patents

Description

微機電麥克風裝置

本新型關於一種微機電裝置，尤指一種微機電麥克風裝置。

現有的微機電(Microelectromechanical Systems,MEMS)麥克風模組，絕大多數為雙晶片設計，也就是微機電麥克風晶片與訊號處理晶片(或稱ASIC)分開設置的架構。

如圖1所示，傳統的封裝方式是將微機電麥克風晶片30與訊號處理晶片50並列在基板10或導線架上，然後以導線耦接。由於晶片是並列，且需預留間隙供打線(wire bonding)使用，故模組在尺寸上較難達到小型化的需求。另一方面，導線造成的寄生電容所導致的雜訊會影響模組的感度，而為了減少雜訊的影響，訊號處理晶片的設計難度亦隨之增加。

本新型之主要目的在於提供一種微機電麥克風裝置，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。

一種微機電麥克風裝置，包含基板、支撐座、麥克風晶片以及訊號處理晶片。基板具有第一面。支撐座設置於第一面，且具有頂面。麥克風晶片設置於第一面上，且具有第一電路接點。訊號處理晶片設置於支撐座之頂面，且具有第二面以及第二電路接點。第二面面對頂面。第二電路接點位於於第二面，且第二電路接點耦接第一電路接點。

微機電麥克風裝置之基板與支撐座可以是一體成型。微機電麥克風裝置可包含側壁，連接於第一面且將麥克風晶片及訊號處理晶片環繞於內。微機電麥克風裝置進一步包含蓋體覆蓋側壁。其中側壁內設置有導電體，導電體電性連接基板與覆蓋側壁之蓋體。蓋體具有聲孔，麥克風晶片在蓋體上的垂直投影與聲孔不重疊。在另一實施例中，基板具有聲孔， 麥克風晶片設置於第一面且覆蓋聲孔。支撐座可為複數個凸柱。複數個凸柱之頂端共同形成頂面。

基於上述，在本新型中的微機電麥克風裝置具有較佳的穩定性、較小的體積、較低的寄生電容以及生產成本，從而得以解決先前技術所述及的問題。

應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本創作所欲主張的範圍。

100‧‧‧基板

110‧‧‧第一面

130‧‧‧支撐座

130`‧‧‧支撐座

130``‧‧‧支撐座

131‧‧‧頂面

200‧‧‧銲料

300‧‧‧麥克風晶片

310‧‧‧底面

320‧‧‧麥克風頂面

321‧‧‧感測元件

333‧‧‧第一電路接點

400‧‧‧黏著物

500‧‧‧訊號處理晶片

520‧‧‧第二面

555‧‧‧第二電路接點

600‧‧‧容置空間

610‧‧‧聲孔

700‧‧‧側壁

770‧‧‧銅箔

800‧‧‧微機電麥克風裝置

900‧‧‧蓋體

h₁ ‧‧‧高度差

h₂ ‧‧‧厚度

圖1為習知技術示意圖；圖2為微機電麥克風裝置之較佳實施例示意圖；圖3為聲孔設置於基板之實施例示意圖；圖4為支撐座為層疊結構之實施例示意圖；圖5為支撐座為複數個凸柱之實施例流程圖。

在下述諸實施例中，當元件被指為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可為直接連接或耦接至另一元件，或可能存在介於其間之元件。術語「電路」表示為至少一元件或多個元件，或者主動的且/或被動的而耦接在一起的元件以提供合適功能。術語「電路接點」表示為電路上供與至少一元件或多個元件，或者主動的且/或被動的而耦接在一起的接觸點。術語「覆晶技術(Flip-Chip)」係指將一晶片翻轉使其電路接點與另一元件耦接之技術。術語「電磁干擾(Electromagnetic Disturbance,EMI」係指任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象。

如圖2所示之較佳實施例，微機電麥克風裝置800包含基板100、支撐座130、麥克風晶片300以及訊號處理晶片500，其中訊號處理晶片500又可稱之為特殊應用積體電路(ASIC)。基板100具有第一面110。

支撐座130設置於第一面110，且具有頂面131。頂面131較佳與第一面110具有高度差h₁ 。在本實施例中，基板100與支撐座130是一體成型，基板100與支撐座130的材料例如皆為陶瓷基板(Ceramic)或皆為 印刷電路板(PCB)，在其他實施例中，基板100與支撐座130的材料可以分別是不同的材質，此外，支撐座130可以是另外的元件，其可利用黏貼等方式設置在基板100之上，本創作並不以此為限。

麥克風晶片300設置於第一面110，且具有第一電路接點333。訊號處理晶片500設置於頂面131，且訊號處理晶片500具有第二面520與第二電路接點555。第二面520面對頂面131。第二電路接點555位於第二面520，且第二電路接點555耦接第一電路接點333。在此實施例中，訊號處理晶片500自頂面131延伸，使第二電路接點555在第一面110上的垂直投影重疊於麥克風晶片300，並以第二電路接點555與麥克風晶片300的第一電路接點333耦接。換句話說，訊號處理晶片500部份設置在支撐座130的頂面131，且訊號處理晶片500部份覆蓋麥克風晶片300，以使得訊號處理晶片500電性連接麥克風晶片300。

進一步而言，如圖2所示之較佳實施例，麥克風晶片300具有面對第一面110之底面310以及與底面310相背之麥克風頂面320。如圖2所示，因為訊號處理晶片500所在之頂面131與第一面110具有高度差h₁ ，所以訊號處理晶片500可翻轉使得第二電路接點555面對麥克風晶片300而與其耦接，亦即訊號處理晶片500以覆晶技術耦接於麥克風晶片300。藉此，在耦接麥克風晶片300與訊號處理晶片500時，可免去導線之使用，故本實施例之機電麥克風結構800可具有較佳的穩定性、較低的生產成本以及較小的寄生電容。另一方面，由於麥克風晶片300與訊號處理晶片500以覆晶技術耦接，兩者至少部分重疊，故相較於習知技術兩者係並排且中間具有間隙，本實施例之機電麥克風結構800可具有較小的體積，特別在長度上可以較短。

支撐座130之高度(即高度差h₁ )較佳大於麥克風晶片之厚度h₂ 。然而在不同實施例中，可藉由控制銲料用量以及供將訊號處理晶片黏貼於頂面之黏著物厚度來調整訊號處理晶片與麥克風晶片的相對高度。例如在圖2所示的實施例中，可控制銲料200之用量以及黏著物400之厚度，使高度差h₁ 及黏著物400之厚度的和實質等於麥克風晶片300之高度h₂ 與銲料200之厚度的和，亦即使訊號處理晶片500相對於第一面310為水 平，以增加穩定性。

如圖2所示之較佳實施例，微機電麥克風裝置800進一步包含側壁700連接於基板100之第一面110，且將麥克風晶片300及訊號處理晶片500環繞於內。微機電麥克風裝置800進一步包含蓋體900覆蓋側壁700。具體而言，基板100、側壁700及蓋體900共同形成容置空間600以容置麥克風晶片300及訊號處理晶片500。藉此，可減少污染物接觸到麥克風晶片300及訊號處理晶片500而造成其損壞。在此較佳實施例中，蓋體900形成有聲孔610，供聲波傳入由麥克風晶片300感測。其中，麥克風晶片300在蓋體700上的垂直投影與聲孔610不重疊，藉以避免污染物由聲孔610進入後落在感測元件321上。聲孔610不限於設置在蓋體900。例如在圖3所示之另一實施例中，基板100在相對於麥克風晶片300之底面310之位置形成有聲孔610，可進一步提升防污的效果。另一方面，側壁700內可進一步設有銅箔770等導電體，其電性連接基板100與覆蓋側壁700之蓋體900，可對於電磁干擾具有遮蔽效果。甚至，可直接以銅箔770等對於電磁干擾具有遮蔽效果的導電體作為側壁700，以減少麥克風晶片300及訊號處理晶片500受到的電磁干擾。

如圖2所示之較佳實施例，支撐座130為階狀平台。此結構具有完整的平面，可較穩定地支撐訊號處理晶片500。以一角度觀之，支撐座130為自第一平面110向上抬起一階的平台，此階的高度為h₁ 。然而以不同角度觀之，第一平面110為相對於頂面131向下凹陷高度為h₁ 之段差的平面。基此，製造時，可利用蝕刻方式在基板100的特定區域向下蝕刻高度為h₁ 之段差以形成第一平面110，未被蝕刻的部分即形成支撐座130。

在圖4所示的實施例中，支撐座130為層疊結構。層疊結構例如可以在陶瓷基板上的特定區域向上堆疊數層陶瓷材料達h₁ 之高度後加以燒結而形成。數層陶瓷材料可以依製造或設計需求採用相對於基板具有不同之散熱性、強度、隔音性等性質的材料。在圖5所示的實施例中，支撐座130為複數個凸柱。複數個凸柱之頂端共同形成頂面131。由於凸柱間具有間隙，故此結構對於訊號處理晶片500的散熱具有優勢。

雖然前述的描述及圖式已揭示本新型之較佳實施例，必須瞭 解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本新型較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本新型原理之精神及範圍。熟悉本新型所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本新型可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本新型，而非用以限制本新型。本新型的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100‧‧‧基板

110‧‧‧第一面

130‧‧‧支撐座

131‧‧‧頂面

200‧‧‧銲料

300‧‧‧麥克風晶片

310‧‧‧底面

320‧‧‧麥克風頂面

321‧‧‧感測元件

333‧‧‧第一電路接點

400‧‧‧黏著物

500‧‧‧訊號處理晶片

520‧‧‧第二面

555‧‧‧第二電路接點

600‧‧‧容置空間

610‧‧‧聲孔

700‧‧‧側壁

770‧‧‧銅箔

800‧‧‧微機電麥克風裝置

900‧‧‧蓋體

h₁ ‧‧‧高度差

h₂ ‧‧‧厚度

Claims (9)

1. 一種微機電麥克風裝置，包含：一基板，具有一第一面；一支撐座，設置於該第一面，且具有一頂面；一麥克風晶片，設置於該第一面，且具有一第一電路接點；以及一訊號處理晶片，設置於該支撐座之頂面，且具有一第二面與一第二電路接點，其中該第二面面對該頂面，該第二電路接點位於該第二面，且該第二電路接點耦接該第一電路接點。
2. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，其中該基板與該支撐座是一體成型。
3. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，進一步包含一側壁，連接於該第一面且將該麥克風晶片及該訊號處理晶片環繞於內。
4. 如請求項3所述之微機電麥克風裝置，進一步包含一蓋體覆蓋該側壁。
5. 如請求項3所述之微機電麥克風裝置，其中該側壁內設置有一導電體，該導電體電性連接該基板與該蓋體。
6. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，進一步包含一蓋體，且該蓋體具有一聲孔，該麥克風晶片在該蓋體上的垂直投影與該聲孔不重疊。
7. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，其中該基板具有一聲孔，該麥克風晶片設置於該第一面且覆蓋該聲孔。
8. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，其中該支撐座包含複數個凸柱，該些凸柱之頂端共同形成該頂面。
9. 如請求項1所述之微機電麥克風裝置，其中該支撐座之高度大於該麥克風晶片之厚度。