TWM543239U - 微機電封裝結構 - Google Patents

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TWM543239U
TWM543239U TW106201644U TW106201644U TWM543239U TW M543239 U TWM543239 U TW M543239U TW 106201644 U TW106201644 U TW 106201644U TW 106201644 U TW106201644 U TW 106201644U TW M543239 U TWM543239 U TW M543239U
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microelectromechanical
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蕭旭良
蔡育軒
黃溥膳
黃敬涵
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日月光半導體製造股份有限公司
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Description

微機電封裝結構
本新型係關於一種封裝結構，特別係一種微機電封裝結構。
微機電麥克風的封裝結構大致包括一基板、一微機電麥克風、一晶片及一蓋體，其中該微機電麥克風及該晶片電性連接至該基板，且該蓋體覆蓋該微機電麥克風及該晶片。該基板及該蓋體間必須提供充足的空間，以使該微機電麥克風具有良好的靈敏度。然而，為因應薄型化之需求，封裝結構之整體厚度縮小，壓縮該基板及該蓋體間的空間，而可能導致該微機電麥克風的靈敏度下降。
本新型提供一種微機電封裝結構，其包括一第一基板、一轉換單元、一晶片及一第二基板。該第一基板定義一通孔。該轉換單元包括一基底及一振膜。該轉換單元電性連接該第一基板，且該振膜位於該通孔及該基底之間。該晶片電性連接該第一基板及該轉換單元。該第二基板定義一容室，且附著於該第一基板。該轉換單元及該晶片位於該容室中，該第二基板經由該第一基板電性連接該轉換單元及該晶片。
本新型另提供一種微機電封裝結構，其包括一基板、一轉換單元、一晶片及一蓋體。該基板具有一第一表面及一第二表面，且定義一凹槽及一通孔。該凹槽從該第一表面下凹，該通孔貫穿該基板且連通該凹槽。該轉換單元包括一基底及一振膜。該轉換單元位於該凹槽且電性連接該基板， 且該振膜位於該通孔及該基底之間。該晶片電性連接該基板及該轉換單元。該蓋體定義一容室，且附著於該基板。該轉換單元及該晶片位於該容室中。
H1‧‧‧高度差
H2‧‧‧高度差
H3‧‧‧高度差
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
1‧‧‧微機電封裝結構
1a‧‧‧微機電封裝結構
1b‧‧‧微機電封裝結構
2‧‧‧第一基板
3‧‧‧轉換單元
4‧‧‧晶片
5‧‧‧第二基板
5a‧‧‧第二基板
5b‧‧‧第二基板
5c‧‧‧第二基板
6‧‧‧微機電封裝結構
7‧‧‧基板
8‧‧‧蓋體
9‧‧‧保護材料
20‧‧‧第一基板本體
22‧‧‧圖案化電路層
24‧‧‧金屬層
26‧‧‧第一保護膠
28‧‧‧第二保護膠
31‧‧‧基底
32‧‧‧振膜
50‧‧‧第二基板本體
52‧‧‧導電層
54‧‧‧訊號通道
55‧‧‧溝槽
56‧‧‧接地通道
57‧‧‧導電通道
58‧‧‧保護層
59‧‧‧導電通道
60‧‧‧外圍
70‧‧‧基板本體
71‧‧‧第一表面
72‧‧‧第二表面
73‧‧‧第一圖案化電路層
74‧‧‧第二圖案化電路層
75‧‧‧第一保護層
76‧‧‧第二保護層
77‧‧‧第一導電通道
78‧‧‧第二導電通道
81‧‧‧容室
201‧‧‧第一表面
202‧‧‧第二表面
203‧‧‧通孔
221‧‧‧訊號段
222‧‧‧接地段
311‧‧‧第一表面
312‧‧‧第二表面
313‧‧‧開口
501‧‧‧第一表面
502‧‧‧第二表面
503‧‧‧容室
504‧‧‧第一貫穿孔
505‧‧‧內側壁
506‧‧‧第二貫穿孔
507‧‧‧內屏蔽層
508‧‧‧外周面
509‧‧‧外屏蔽層
510‧‧‧底壁
521‧‧‧第一焊墊
522‧‧‧第二焊墊
701‧‧‧第一表面
702‧‧‧第二表面
703‧‧‧凹槽
704‧‧‧通孔
705‧‧‧第一貫穿孔
706‧‧‧第二貫穿孔
圖1顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構的剖視示意圖。
圖2顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構的剖視示意圖。
圖3顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構的剖視示意圖。
圖4顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構之第二基板的立體示意圖。
圖5顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構之第二基板的立體示意圖。
圖6顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構之第二基板的立體示意圖。
圖7顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構之第二基板的立體示意圖。
圖8顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構的剖視示意圖。
圖9及圖10顯示根據本新型一實施例的微機電封裝結構之製造方法。
下開口(bottom-port)微機電麥克風封裝結構大致包括一基板、一微機電麥克風、一晶片及一蓋體。該基板具有一通孔，該微機電麥克風設於且電性連接該基板且覆蓋該通孔，該晶片亦設於且電性連接該基板，該蓋體附著於該基板並罩蓋該微機電麥克風及該晶片。類似地，上開口(top-port)微機電麥克風封裝結構亦包括類似元件，惟其開口、微機電麥 克風及晶片係設於該蓋體上。此外，該蓋體多以金屬製成，由於製程限制而厚度較大，致使整體封裝結構的厚度隨之上升。
該微機電麥克風具有一振膜，該振膜與該通孔之間的空間形成一前腔(front chamber)，該振膜與該基板、該蓋體之間的空間則形成一背腔(back chamber)。對於微機電麥克風封裝結構而言，背腔體積與前腔體積的比值越大，其靈敏度越佳。然而，為因應薄型化之需求，微機電麥克風封裝結構之整體厚度必須降低，使得背腔體積隨之降低。因此，導致背腔體積與前腔體積的比值減小，使得其靈敏度下降。因此，有必要在維持背腔體積與前腔體積的比值的前提下，縮小微機電麥克風封裝結構之整體厚度。
參考圖1，顯示根據本新型之一實施例的微機電封裝結構1之剖視示意圖。本實施例之微機電封裝結構1包括一第一基板2、一轉換單元(transducer unit)3、一晶片4、一第二基板5、一第一保護膠26及一第二保護膠28。
該第一基板2可為任何種類及材質之基板，本新型不加以限制。該第一基板2定義一通孔203，該通孔203可貫穿該第一基板2。該第一基板2包括一第一基板本體20及一圖案化電路層22，其中該第一基板本體20可由絕緣材料(其材質例如包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))製成，而該圖案化電路層22則可由導電材料(其材質例如銅)製成。更詳言之，該第一基板本體20具有一第一表面201、一第二表面202及該通孔203。該第二表面202係相對該第一表面201，且該通孔203從該第一表面201延伸至該第二表面202。該圖案化電路層22鄰設該第一基板本體20之第二表面202，且可包括至少一訊號段221及至少一接地段222。要注意的是，該接地段222係用以連接至一外界接地部(圖中未示)。舉例而言，該接地段222可顯露於該第一基板本體20之外周面，且再藉由一導體以電性連接至 一母板之接地部。於本實施例中，該第一基板2為一平面之基板。於另一實施例中，該第一基板2為一板狀(panel)之基板，其包含複數個N*M排列的基板單元。舉例而言，該第一基板2可包含一核心層(core layer)，該核心層之上、下表面各設有一金屬層，位於該核心層之上表面的金屬層可為完整之金屬層(如圖2所示之金屬層24)，位於該核心層之下表面的金屬層則可經圖案化後形成該圖案化電路層22，該圖案化電路層22可包含大面積的接地區域與線路。
該轉換單元3包括一基底31及一振膜32，且電性連接該第一基板2。例如，該轉換單元3可電性連接該第一基板2之圖案化電路層22，並電性連接於其訊號段221。該基底31具有一第一表面311及一第二表面312，且定義一開口313。該第二表面312係相對該第一表面311，該開口313貫穿該基底31而從該第一表面311延伸至該第二表面312。該基底31之第一表面311電性連接至該第一基板2之圖案化電路層22。該振膜32鄰設於該基底31之第一表面311且覆蓋該開口313，以形成一半封閉式之空間。換言之，該振膜32位於該第一基板2之通孔203及該基底31之間，且該振膜32比該開口313更靠近該第一基板2。於本實施例中，該轉換單元3可為一微機電麥克風(MEMS Microphone)，藉由覆晶(flip-chip)之方式附著至該第一基板2，以使該振膜32位於該第一基板2之通孔203及該基底31之間，惟不以此為限。在其他實施例中，該轉換單元3可藉由打線(wire bonding)之方式電性連接至該第一基板2。該轉換單元3之振膜32與該第一基板2之通孔203之間的空間形成一前腔，若如圖1所示，該轉換單元3以覆晶之方式附著至該第一基板2，則該振膜32較接近該該通孔203，故所形成之前腔體積較小。換言之，該轉換單元3以覆晶之方式附著至該第一基板2時，於相同的 封裝體積下，部分的前腔體積轉變成背腔體積，故背腔體積增加且前腔體積減少，致使背腔體積與前腔體積的比值增大，進而增加麥克風的信噪比(signal-to-noise ratio)；於其他實施例中，該轉換單元3藉由打線之方式電性連接至該第一基板2，則所形成之前腔體積較大。
該晶片4可為一特殊應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)晶片，以供給該轉換單元3所需之穩定偏壓，並將該轉換單元3之訊號放大處理以及輸出。該晶片4電性連接該第一基板2及該轉換單元3，例如電性連接該第一基板2之圖案化電路層22，並連接於其訊號段221，藉此電性連接至該轉換單元3。於本實施例中，該晶片4係以覆晶之方式附著於該第一基板2；然而，在其他實施例中，該晶片4可以經由打線方式電性連接該第一基板2，本新型不加以限制。
該第二基板5可為任何種類及材質之基板，且可與該第一基板2相同或不同。該第二基板5定義一容室503，該容室503未貫穿該第二基板5。詳言之，該第二基板5可包括一第二基板本體50、一導電層52、至少一訊號通道(Signal Via)54及一保護層58。該第二基板本體50定義該容室503，且具有一第一表面501及一第二表面502，該第二表面502係相對該第一表面501。在圖1所示之實施例中，該容室503貫穿該第二基板本體50而從該第一表面501延伸至該第二表面502；然而，在其他實施例中，該容室503係不貫穿該第二基板本體50。
該導電層52鄰設該第二表面502，且具有至少一第一焊墊521以供外部連接。該第二基板本體50可由絕緣材料(其材質例如包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))製成，該導電層52可由導電材料(其材質例如銅)製成，且可經由蝕刻等方法形成該容室503。於本實施例中，該導電層 52係為該第二基板5之最外層導電層，且部分該導電層52顯露於該容室503。
該訊號通道54位於該基板50內，其一端用以電性連接該第一基板2，例如連接於該圖案化電路層22之訊號段221，另一端電性連接該第一焊墊521。該訊號通道54之材質係為導電材料，例如銅。舉例而言，該第二基板5可定義至少一第一貫穿孔504，該第一貫穿孔504貫穿該第二基板本體50，且延伸於該第一表面501及該第二表面502之間，該訊號通道54位於該第一貫穿孔504中。
該第二基板5附著於該第一基板2(例如該第一基板本體20之第二表面202)，使得該轉換單元3及該晶片4位於該容室503中，且該轉換單元3之開口313連通該容室5。該第二基板5經由該第一基板2電性連接該轉換單元3及該晶片4，例如該第二基板5經由該訊號通道54、該圖案化電路層22之訊號段221以電性連接至該轉換單元3及該晶片4。如此一來，該晶片4所發出訊號可以經由該圖案化電路層22之訊號段221、該訊號通道54及該第一焊墊521與外部連接。該保護層58覆蓋部分該導電層52及該第二基板本體50之第二表面502。該保護層58係為絕緣材料(例如：防銲層(solder mask))，且可與該第二基板本體50之材料相同或不同。該第一焊墊521未被該保護層58所覆蓋，而可形成一銲球於其上。舉例而言，該銲球可再連接至一母板。
此外，該第二基板5更包括一內側壁505、一內屏蔽層507、一外周面508及一外屏蔽層509。該內側壁505定義出該容室503，該內屏蔽層507位於該內側壁505上。舉例而言，該內屏蔽層507可包括一銅層及一不鏽鋼層，該銅層附著於該內側壁505，該不銹鋼層則附著於該銅層。藉由該銅層 的導電性，可屏蔽外部電磁場對該轉換單元3、該晶片4之干擾，減少雜訊的產生；該不鏽鋼層則可以避免銅層生鏽剝落。此外，該內屏蔽層507亦可電性連接該第一基板2之圖案化電路層22之接地段222以及該第二基板5之導電層52。該外屏蔽層509位於該外周面508上。於本實施例中，該外屏蔽層509僅包覆該外周面508鄰近該訊號通道54之部分，以減少雜訊；或者，該外屏蔽層509可包覆整個外周面508。此外，該外屏蔽層509亦可電性連接該第一基板2之圖案化電路層22之接地段222以及該第二基板5之導電層52，以供接地之用。
該第一保護膠26及該第二保護膠28之材質可為相同或不同。該第一保護膠26位於該轉換單元3之基底31之第一表面311及該第一基板2之第一基板本體20之第二表面202之間，且環繞該轉換單元3之振膜32。該第二保護膠28位於該第一基板2之第一基板本體20的第二表面202及該第二基板5之第二基板本體50的第一表面501之間。藉由該第一保護膠26及該第二保護膠28之設置，可使該轉換單元3之振膜32、該第一基板2及該第二基板5之間形成一密封空間。亦即，該轉換單元3之基底31之開口313與該第二基板5之容室503形成該密封空間。
在圖1之實施例中，該轉換單元3之振膜32與該第一基板2之通孔203之間的空間形成一前腔，而該振膜32與該第一基板2、第二基板5之間的空間(即該轉換單元3之基底31之開口313與該第二基板5之容室503)形成一背腔。由於該轉換單元3之振膜32位於該第一基板2之通孔203及該基底31之間，因此，該振膜32更接近該通孔203，而形成較小的前腔體積，故即使降低該封裝結構1整體厚度而壓縮背腔體積，仍能維持背腔體積與前腔體積之比值。再者，在某些實施例之微機電麥克風封裝結構中，其蓋體多以 金屬製成或是利用模封(molding)後再濺鍍金屬於其上，由於製程限制而厚度較大，致使整體封裝結構的厚度隨之上升，而無法有效下降。在本實施例中，使用該第二基板5取代該蓋體，由於該第二基板5之導電層52及該保護層58的厚度可遠小於該蓋體之厚度得以進一步縮小該微機電封裝結構1整體厚度。於該微機電封裝結構1之中，由於該第一基板2係呈平板狀，而該轉換單元3及該晶片4係附著於呈平板狀之該第一基板2,故可使製程較為簡便。此外，當該微機電封裝結構1組裝至一母板時，該通孔203可直接朝向聲音之來源方向，提升該微機電封裝結構1的收音效果。
參考圖2，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構1a之剖視示意圖。該微機電封裝結構1a大致與圖1之微機電封裝結構1相同，其差異在於該微機電封裝結構1a之第一基板2更包括一金屬層24，該金屬層24鄰設該第一基板本體20之第一表面201。由於該第一基板2之圖案化電路層22僅需鄰設於該第二表面202，故該金屬層24可覆蓋該第一表面201的大部分面積，例如該金屬層24之面積可大於該第一表面201之面積的一半以上，以提供良好的電磁屏蔽效果。可以理解的是，該金屬層24係電性連接該圖案化電路層22之接地段222。在一實施例中，該金屬層24可延伸至該第一基板2之通孔203中。在又一實施例中，該金屬層24為完整地覆蓋該第一基板2的第一表面201，以使電磁屏蔽效果最大化，且該金屬層24暴露於該微機電封裝結構1a之外表面，於後續可直接進行刻印(marking)製程於該金屬層24上，提供該微機電封裝結構1a較佳的外觀。
此外，該第二基板5更包括至少一接地通道(grounding via)56，位於該第二基板本體50內。於本實施例中，該訊號通道54及該接地通道56分別設於該第二基板5之相對二側，然而，該接地通道56亦可設置於鄰近該訊 號通道54。舉例而言，該第二基板本體50可以具有至少一第二貫穿孔506貫穿該第二基板本體50，延伸於該第一表面501及該第二表面502之間，該接地通道56位於該第二貫穿孔506中。該導電層52對應設有至少一第二焊墊522，該接地通道56之一端電性連接該第一基板2，例如電性連接該圖案化電路層22之接地段222及該金屬層24，另一端則電性連接該第二焊墊522。類似於該第一焊墊521，該第二焊墊522亦未被該保護層58所覆蓋，而可形成一銲球於其上，以電性連接至一母板之接地部。於本實施例中，該第二焊墊522亦電性連接該導電層52及該內屏蔽層507。
參考圖3，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構1b之剖視示意圖。該微機電封裝結構1b大致與圖2之微機電封裝結構1a相同，其差異在於該微機電封裝結構1b中，該第二基板5之導電層52並未顯露於該容室503中；且該容室503包含一底壁510，該內屏蔽層507覆蓋該第二基板5之內側壁505及該容室503之底壁510。詳言之，於某些實施例中，該第二基板5可經由蝕刻而形成該容室503，故可選擇蝕刻的程度，例如蝕刻至部分該導電層52顯露於該容室503，即形成如圖1、2所示之型態；或選擇使蝕刻之部分未到達該導電層52，即如圖3所示，該導電層52未顯露於該容室503中。亦即，整個該導電層52係夾設於該第二基板本體50及該保護層58之間。
參考圖4，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構的第二基板5之立體示意圖。於本實施例中，該第二基板5大致呈長方體盒狀，惟本新型並不限制該第二基板5之形狀。如前所述，該第二基板5定義該容室503，且具有複數個訊號通道54延伸至該第一表面501。圖4中繪示四個訊號通道54，惟其可依需要增加或減少，並不以此為限。該第二基板5設有該內屏蔽層507及該外屏蔽層509，該外屏蔽層509以鍍附(coating)方式形成於外 側壁508鄰近該訊號通道54之部分位置，或者形成於整個外側壁508。
參考圖5，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構的第二基板5a之立體示意圖。該第二基板5a大致與前述圖4所示之第二基板5類似，其差異在於該第二基板5a更包括複數個導電通道57，顯露於該第二基板本體50之外周面508。該等導電通道57可以是訊號通道或接地通道。於本實施例中，該第二基板5a更包括複數個溝槽55，貫穿該第二基板5a，且位於該第二基板本體50之外周面508。如圖5所示，以俯視觀之，每一溝槽55係為半圓形。該等導電通道57大致為導電材料所形成之薄層，且附著於該等導電通道57之內壁面。
參考圖6，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構的第二基板5b之立體示意圖。該第二基板5b大致與前述圖5所示之第二基板5a類似，其差異在於該第二基板5b中，導電材料係填滿該等溝槽55，以形成複數個導電通道59。該等導電通道59可以是訊號通道或接地通道。如圖6所示，每一導電通道59係為半圓筒形。每一導電通道59之部分係顯露於該第二基板本體50之外周面508。在一實施例中，該導電通道59之外表面大致與該第二基板本體50之外周面508共平面。
參考圖7，顯示根據本新型一實施例之微機電封裝結構的第二基板5c之立體示意圖。該第二基板5c大致與前述圖4之第二基板5類似，其差異在於該第二基板5c具有複數個訊號通道54及複數個接地通道56，該等接地通道56圍繞該等訊號通道54，以達到電磁屏蔽之效果。如圖7所示，該等接地通道56排列成一外圍60，且該等訊號通道54係位於該外圍60內。
參考圖8，顯示根據本新型另一實施例之微機電封裝結構6。本實施例之微機電封裝結構6包括一基板7、一轉換單元3、一晶片4、一蓋體8及一 保護材料9。
該基板7可為任何種類及材質之基板，本新型不加以限制。該基板7具有一第一表面71及一第二表面72，該第二表面72係相對於該第一表面71，且該基板7定義一凹槽703及一通孔704。該凹槽703自該第一表面71下凹，但未達到該第二表面72。亦即，該凹槽703並未貫穿該基板7。該通孔704位於該凹槽703下方，且貫穿該基板7。該通孔704連通該凹槽703，且該通孔704之寬度小於該凹槽703之寬度。在一實施例中，該基板7包括一基板本體70、一第一圖案化電路層73、一第二圖案化電路層74、一第一保護層75及一第二保護層76、至少一第一導電通道(conductive via)77及至少一第二導電通道78。該基板本體70可由絕緣材料(其材質例如包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS))製成，該第一圖案化電路層73及該第二圖案化電路層74則可由導電材料(其材質例如銅)製成。
該基板本體70具有一第一表面701及一第二表面702、該凹槽703及該通孔704。該基板本體70之第一表面701係對應該基板7之第一表面71。該基板本體70之第二表面702係對應該基板7之第二表面72，且相對於該基板本體70之第一表面701。該第一圖案化電路層73鄰設該基板本體70之第一表面701，該第二圖案化電路層74鄰設該基板本體70之第二表面702，且該第一圖案化電路層73電性連接該第二圖案化電路層74。
該第一保護層75覆蓋部分該第一圖案化電路層73及該基板本體70之第一表面701，該第二保護層76覆蓋部分該第二圖案化電路層74及該基板本體70之第二表面702。該第一保護層75及該第二保護層76可為絕緣材料(例如防銲層)，且二者之材料可以為相同或不同。該第一導電通道77係用以電性連接該第一圖案化電路層73及該第二圖案化電路層74。舉例而 言，該基板本體70可具有至少一第一貫穿孔705貫穿該基板本體70，該第一導電通道75可位於該第一貫穿孔705中。該第二導電通道78係位於該轉換單元3下方，且用以電性連接該第二圖案化電路層74及該轉換單元3。舉例而言，該基板本體70可具有至少一第二貫穿孔706，貫穿該基板本體70且連通該凹槽703，該第二導電通道78可位於該第二貫穿孔706中。該第一導電通道77及該第二導電通道78可以是訊號通道或是接地通道。
該轉換單元3包括一基底31及一振膜32，該轉換單元3位於該凹槽703且電性連接該基板7。例如，該轉換單元3可電性連接該第二導電通道78之另一端，以經由該第二導電通道78電性連接至該基板7之第二圖案化電路層74。亦即，該第二導電通道78電性連接該第二圖案化電路層74及該轉換單元3。該基底31具有一第一表面311及一第二表面312，且定義一開口313。該第二表面312係相對該第一表面311，該開口313貫穿該基底31而從該第一表面311延伸至該第二表面312。該基底31之第一表面311電性連接至該基板7之第二圖案化電路層74。該振膜32鄰設於該基底31之第一表面311且覆蓋該開口313，以形成一半封閉式之空間。換言之，該振膜32位於該基板7之通孔704及該基底31之間，且該振膜32比該開口313更靠近該基板7之通孔704。於本實施例中，該轉換單元3可為一微機電麥克風，且係藉由覆晶之方式附著至該基板7，以使該振膜32位於該基板7之通孔704及該基底31之間，惟不以此為限。在其他實施例中，該轉換單元3可藉由打線之方式電性連接至該基板7。
該晶片4可為一特殊應用積體電路晶片，以供給該轉換單元3所需之穩定偏壓，並將該轉換單元3之訊號放大處理以及輸出。該晶片4電性連接該基板7及該轉換單元3，例如，該晶片4可鄰設該基板7之第一表面71，且電 性連接該基板7之第一圖案化電路層73，該晶片4藉由該第一圖案化電路層73、該第一導電通道77及該第二圖案化電路層74電性連接至該轉換單元3。於本實施例中，該晶片4係以覆晶之方式附著於該基板7；然而，在其他實施例中，該晶片4可以經由打線方式電性連接該基板7，本新型不加以限制。
本新型不限制該蓋體8之材質，惟較佳包括一導電層或以導電材料製成，以提供電磁屏蔽之效果。該蓋體8定義一容室81，且附著(例如黏附)於該基板7之第一表面71。該轉換單元3及該晶片4位於該容室81中。其中，該轉換單元3之開口313可連通該蓋體8之容室81。
該保護材料9位於該轉換單元3之外周面及該凹槽703之內周面之間，以使該振膜32、該基板7及該蓋體8之間形成一密封空間。亦即，該轉換單元3之基底31之開口313與該蓋體8之容室81形成該密封空間。
於一實施例中，該基板7之厚度T1為約200μm，該蓋體8之厚度T2為約100μm。該蓋體8之內表面至該基板7之第一表面71間之高度差H1約為300μm。該轉換單元3之基底31的第二表面312至該基板7之第一表面71間之高度差H2約為270μm。該凹槽703之底面至該基板7之第二表面72間之高度差H3約為100μm。因此，該微機電封裝結構6之整體厚度(自該蓋體8之上表面至該基板7之第二表面72的最大高度差，即T2+H1+T1)約為600μm。於另一實施例中，未設有該凹槽703，該微機電封裝結構之厚度則約為950μm。
於圖8所示之實施例中，該轉換單元3之振膜32與該基板7之通孔704之間的空間形成一前腔，該振膜32與該基板7、該蓋體8之間的空間(即該轉換單元3之基底31之開口313與該蓋體8之容室81)形成一後腔。由於該 轉換單元3之振膜32位於該基板7之通孔704及該基底31之間，因此，該振膜32更接近該基板7之第二表面72，而能形成較小的前腔體積，故即使降低該微機電封裝結構6整體厚度而壓縮背腔體積，仍能維持背腔體積與前腔體積之比值。再者，由於該基板7定義該凹槽703，且該轉換單元3設於該凹槽703中，而得以進一步降低該微機電封裝結構6整體厚度。
參考圖9及圖10，顯示根據本新型之一實施例的微機電封裝結構之製造方法。參考圖9，提供一第一基板2(如圖1之該第一基板2)，該第一基板2定義一通孔203。接著，提供一轉換單元3(如圖1之該轉換單元3)，該轉換單元3包括一基底31及一振膜32，並將該轉換單元3電性連接至該第一基板2，該振膜32位於該第一基板2之通孔203及該基底31之間。接著，將一晶片4(如圖1之該晶片4)電性連接至該第一基板2及該轉換單元3。於本實施例中，該第一基板2包括一圖案化電路層22。該轉換單元3及該晶片4係以覆晶之方式附著於該第一基板2，使得該轉換單元3及該晶片4電性連接至該第一基板2之圖案化電路層22，亦即該晶片4經由該圖案化電路層22電性連接至該轉換單元3。接著，將一第一保護膠26(如圖1之該第一保護膠26)填充於該轉換單元3及該第一基板2之間的空隙。
參考圖10，提供一第二基板5(如圖1之該第二基板5)，其定義一容室503。接著，將該第二基板5附著於該第一基板2，使該轉換單元3及該晶片4位於該第二基板5之容室503中，並將該第二基板5電性連接至該第一基板2。該第二基板5包括至少一訊號通道54，可經由焊接將該訊號通道54電性連接至該第一基板2之圖案化電路層22，以使該第二基板2經由該訊號通道54電性連接至該晶片4及該轉換單元3。接著，將一第二保護膠28(如圖1之該第二保護膠28)填充於該第一基板2及該第二基板5之間，以使該轉 換單元3之振膜32、該第一基板2及該第二基板5之間形成一密封空間。接著，形成一外屏蔽層509於該第二基板5之外周面508上。如此，即可製得如圖1所示之微機電封裝結構1。
於圖9及圖10所示之製造方法中，由於該第二基板5本身可供外部連接，故可簡化該微機電封裝結構1之製程，降低製造成本。
上述實施例僅為說明本新型之原理及其功效，並非限制本新型，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本新型之精神。本新型之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧微機電封裝結構
2‧‧‧第一基板
3‧‧‧轉換單元
4‧‧‧晶片
5‧‧‧第二基板
20‧‧‧第一基板本體
22‧‧‧圖案化電路層
26‧‧‧第一保護膠
28‧‧‧第二保護膠
31‧‧‧基底
32‧‧‧振膜
50‧‧‧第二基板本體
52‧‧‧導電層
54‧‧‧訊號通道
58‧‧‧保護層
201‧‧‧第一表面
202‧‧‧第二表面
203‧‧‧通孔
221‧‧‧訊號段
222‧‧‧接地段
311‧‧‧第一表面
312‧‧‧第二表面
313‧‧‧開口
501‧‧‧第一表面
502‧‧‧第二表面
503‧‧‧容室
504‧‧‧第一貫穿孔
505‧‧‧內側壁
507‧‧‧內屏蔽層
508‧‧‧外周面
509‧‧‧外屏蔽層
521‧‧‧第一焊墊

Claims (36)

  1. 一種微機電封裝結構，其包括： 一第一基板，定義一通孔； 一轉換單元，包括一基底及一振膜，該轉換單元電性連接該第一基板，且該振膜位於該通孔及該基底之間； 一晶片，電性連接該第一基板及該轉換單元；及 一第二基板，定義一容室，該第二基板附著於該第一基板，該轉換單元及該晶片位於該容室中，該第二基板經由該第一基板電性連接該轉換單元及該晶片。
  2. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該第一基板之通孔貫穿該第一基板，且該第二基板之容室未貫穿該第二基板。
  3. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該第一基板包括一第一基板本體及一圖案化電路層，該第一基板本體具有一第一表面、一第二表面及該通孔，該圖案化電路層鄰設該第一基板本體之第二表面，該轉換單元及該晶片電性連接該圖案化電路層。
  4. 如請求項3之微機電封裝結構，其中該第一基板更包括一金屬層，鄰設該第一基板本體之第一表面。
  5. 如請求項4之微機電封裝結構，其中該金屬層之面積係大於該第一基板本體之第一表面之面積之一半。
  6. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該轉換單元係為一微機電麥克風。
  7. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該轉換單元係以覆晶之方式附著至該第一基板。
  8. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該基底具有一第一表面、一第二表面及一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係鄰設於該第一表面且覆蓋該開口，該基底之第一表面係電性連接至該第一基板。
  9. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該基底具有一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係覆蓋該開口，且該開口係連通該第二基板之容室。
  10. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該基底具有一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係覆蓋該開口，且該振膜比該開口更靠近該第一基板。
  11. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該晶片係以覆晶之方式附著至該第一基板。
  12. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該第二基板包括一第二基板本體、一導電層及至少一訊號通道，該第二基板本體具有一第一表面及一第二表面，該導電層鄰設該第二基板本體之第二表面，且具有至少一第一焊墊以供外部連接，該訊號通道係位於該第二基板本體內，其一端係電性連接該第一基板，另一端係電性連接該第一焊墊。
  13. 如請求項12之微機電封裝結構，其中該第二基板本體更具有至少一第一貫穿孔貫穿該第二基板本體，該訊號通道係位於該第一貫穿孔中。
  14. 如請求項12之微機電封裝結構，其中該第二基板本體更具有該容室，且部分該導電層係顯露於該容室。
  15. 如請求項12之微機電封裝結構，其中該第二基板更包括至少一接地通道，該導電層更具有至少一第二焊墊，該接地通道係位於該第二基板本體內，其一端係電性連接該第一基板，另一端係電性連接該第二焊墊。
  16. 如請求項15之微機電封裝結構，其中該第二基板本體更具有至少一第二貫穿孔貫穿該第二基板本體，該接地通道係位於該第二貫穿孔中。
  17. 如請求項15之微機電封裝結構，其中部分該接地通道係顯露於該第二基板本體之一外周面。
  18. 如請求項16之微機電封裝結構，其中該第二基板本體具有複數個訊號通道及複數個接地通道，該等接地通道係圍繞該等訊號通道。
  19. 如請求項12之微機電封裝結構，其中該第二基板更包括一保護層，該保護層覆蓋部分該導電層及該第二基板本體之第二表面。
  20. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該第二基板更包括一內側壁及一內屏蔽層，該內側壁係定義出該容室，且該內屏蔽層係位於該內側壁上。
  21. 如請求項1之微機電封裝結構，其中該第二基板更包括一外周面及一外屏蔽層，且該外屏蔽層係位於該外周面上。
  22. 一種微機電封裝結構，其包括： 一基板，具有一第一表面及一第二表面，且定義一凹槽及一通孔，該凹槽從該第一表面下凹，該通孔貫穿該基板且連通該凹槽； 一轉換單元，包括一基底及一振膜，該轉換單元位於該凹槽且電性連接該基板，且該振膜位於該通孔及該基底之間； 一晶片，電性連接該基板及該轉換單元；及 一蓋體，定義一容室，該蓋體附著於該基板，該轉換單元及該晶片位於該容室中。
  23. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該通孔之寬度小於該凹槽之寬度。
  24. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該基板包括一基板本體、一第一圖案化電路層及一第二圖案化電路層，該基板本體具有一第一表面、一第二表面、該凹槽及該通孔，該第一圖案化電路層鄰設該基板本體之第一表面，該第二圖案化電路層鄰設該基板本體之第二表面，該第一圖案化電路層電性連接該第二圖案化電路層，該轉換單元電性連接該第二圖案化電路層，該晶片電性連接該第一圖案化電路層。
  25. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該轉換單元係為一微機電麥克風。
  26. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該轉換單元係以覆晶之方式附著至該基板。
  27. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該基底具有一第一表面、一第二表面及一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係鄰設於該第一表面且覆蓋該開口，該基底之第一表面係電性連接至該基板。
  28. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該基底具有一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係覆蓋該開口，且該開口係連通該蓋體之容室。
  29. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該基底具有一開口，該開口係貫穿該基底，該振膜係覆蓋該開口，且該振膜比該開口更靠近該基板。
  30. 如請求項22之微機電封裝結構，其中該晶片係以覆晶之方式附著至該基板。
  31. 如請求項24之微機電封裝結構，其中該基板更包括至少一第一導電通道，電性連接該第一圖案化電路層及該第二圖案化電路層，該晶片經由該第一導電通道電性連接該第二圖案化電路層。
  32. 如請求項31之微機電封裝結構，其中該基板本體更具有至少一第一貫穿孔貫穿該基板本體，該第一導電通道係位於該第一貫穿孔中。
  33. 如請求項24之微機電封裝結構，其中該基板更包括至少一第二導電通道，電性連接該第二圖案化電路層及該轉換單元。
  34. 如請求項33之微機電封裝結構，其中該基板本體更具有至少一第二貫穿孔，貫穿該基板本體且連通該凹槽，該第二導電通道係位於該第二貫穿孔中。
  35. 如請求項22之微機電封裝結構，更包括一保護材料，填充於該轉換單元之外周面及該凹槽之內周面之間。
  36. 如請求項24之微機電封裝結構，其中該基板更包括一第一保護層及一第二保護層，該第一保護層覆蓋部分該第一圖案化電路層及該基板本體之第一表面，該第二保護層覆蓋部分該第二圖案化電路層及該基板本體之第二表面。
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