專利名稱：微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件及組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMQ傳聲器組件，更具體地是關(guān)于在組裝過(guò) 程中通過(guò)加設(shè)通風(fēng)通道(vent path)來(lái)改善內(nèi)部空氣壓力和外部空氣壓力的平衡(Air equilibrium)，從而提高音響特性的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件及組裝方法。
背景技術(shù)：
1980以來(lái)，由R. Hijab等報(bào)告對(duì)MEMS傳聲器的研究以后，進(jìn)行了對(duì)利用 MEMS (micro electro machining systems)工藝技術(shù)的各種傳聲器結(jié)構(gòu)及制造技術(shù)的研 究。MEMS (micro electro machining systems)工藝以半導(dǎo)體工藝技術(shù)為基礎(chǔ)能夠制造具 有穩(wěn)定且可調(diào)節(jié)的物性的薄膜，由于可以批量生產(chǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型并低價(jià)的高性能傳 聲器芯片。另外，與現(xiàn)有的駐極體電容傳聲器相比，由于能夠在高溫下進(jìn)行裝配及工作，因 而，具有能夠利用以往使用的表面組裝(SMD)裝置及技術(shù)來(lái)組裝MEMS傳聲器組件的優(yōu)點(diǎn)。如圖1及圖2所示，通常MEMS傳聲器組件利用硅基板實(shí)現(xiàn)具有支承板及振動(dòng)膜結(jié) 構(gòu)的MEMS傳聲器芯片10之后，用粘著劑22粘貼在PCB基板20進(jìn)行了組裝。參照?qǐng)D1及圖2，MEMS傳聲器芯片10以如下方式制造利用硅體微機(jī)械加工 (Silicon Bulk Micromachining)，在單晶硅的主體12形成絕緣層1 后，通過(guò)各向異性濕 蝕或干蝕進(jìn)行加工，形成背腔19和振動(dòng)膜14后，通過(guò)硅表面微機(jī)械加工(Silicon Surface Micromachining)利用犧牲層來(lái)形成被墊圈16支撐的具有多個(gè)音孔18a的支承板18，之后 在振動(dòng)膜14上加工用于MEMS傳聲器芯片10的空氣壓力平衡(Air equilibrium)的排氣 孔14a。而且，以能夠粘貼MEMS傳聲器芯片10的整個(gè)主體的方式，如圖1所示地在PCB基 板20涂敷粘著劑22之后，粘貼MEMS傳聲器芯片10并干燥，進(jìn)行了組裝。在制造微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)傳聲器芯片時(shí)，為了維持內(nèi)部空氣壓力和外部空 氣壓力的平衡(Air equilibrium)，在振動(dòng)膜上形成排氣孔(vent hole)，但由于制造技術(shù) 有限，當(dāng)振動(dòng)膜上的排氣孔的數(shù)量多或直徑大時(shí)，由支承板和振動(dòng)膜的面積而形成的電容 量變小，因而存在感應(yīng)度降低以及低頻帶特性劣化的問題，當(dāng)振動(dòng)膜上的排氣孔的數(shù)量少 或直徑小的時(shí)候，雖然振動(dòng)膜的感度變高，但由于空氣壓力平衡(Air equilibrium)不足從 而在背腔產(chǎn)生空氣阻力，由此存在反應(yīng)速度及感應(yīng)度產(chǎn)生異常的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而提出，本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)在基板粘貼微 電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片并加設(shè)通風(fēng)通道(vent path)，以克服微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯 片的制造上的限制，從而使音響特性得到改善的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件及組裝方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的組件的特征在于，包括微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯 片，通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝技術(shù)在硅主體形成支承板和振動(dòng)膜；基板，用于組裝所述微電 子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片；接合部，在所述基板涂敷粘著劑，但空置一部分進(jìn)行涂敷，之后粘 貼所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的主體和所述基板，在所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片
3的主體和所述基板之間形成通風(fēng)通道；以及外殼，接合于所述基板，形成用于容納所述微電 子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的空間；通過(guò)所述通風(fēng)通道使所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的內(nèi) 部空氣壓力和外部空氣壓力達(dá)到平衡，從而提高音響特性。另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的組裝方法的特征在于，包括準(zhǔn)備基板的步驟； 算出在所述基板涂敷的粘著劑的厚度的步驟；為了通風(fēng)通道而空置一部分后，在所述基板 以所述算出的厚度涂敷粘著劑的步驟；在所述粘著劑上粘貼微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的 步驟；干燥所述粘著劑的步驟；以及在所述基板粘貼外殼的步驟。所述基板是PCB、陶瓷、金屬中的一種，在所述外殼或所述基板中的一側(cè)或兩側(cè)形 成有音孔。本發(fā)明的效果如下。本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件在基板粘貼微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的 同時(shí)加設(shè)通風(fēng)通道(vent path)來(lái)克服微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的制造上的限度，從而 能夠提高音響特性。即，根據(jù)本發(fā)明，與微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的排氣孔無(wú)關(guān)地，能夠 穩(wěn)定地維持內(nèi)部空氣壓力和外部空氣壓力的平衡，因而能夠不降低振動(dòng)膜的感應(yīng)度的同時(shí) 能夠防止異常現(xiàn)象。


圖1是表示以前將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的概略圖。圖2是表示以前將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的側(cè)剖面圖。圖3是表示在本發(fā)明將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的概略 圖。圖4是在本發(fā)明將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的側(cè)剖面圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明組裝微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的步驟的順序圖。圖6表示本發(fā)明的在外殼形成音孔的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件的例。圖7表示本發(fā)明的在基板形成有音孔的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件的例。附圖標(biāo)記說(shuō)明10 微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片 12 主體14:振動(dòng)膜16:墊圈18 支承板19 背腔20 基板22 粘著劑30:電路元件40 外殼
具體實(shí)施例方式本發(fā)明和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施而完成的技術(shù)課題將通過(guò)下面說(shuō)明的本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例而進(jìn)一步明確。下面的實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明而提出的例子而已，并不限定 本發(fā)明的范圍。圖3是表示在本發(fā)明將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的概略 圖，圖4是在本發(fā)明將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片粘貼在基板上的例子的側(cè)剖面圖。如圖3圖4所示，本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件利用硅基板形成具有支承板及振動(dòng)膜的MEMS傳聲器芯片10之后，用粘著劑22粘貼在PCB基板20以進(jìn)行裝 配，但空置粘貼部的一部分附加形成用于維持外部空氣壓力和內(nèi)部空氣壓力的平衡(Air equilibrium)的通風(fēng)通道24。參照?qǐng)D3及圖4，用于本發(fā)明的MEMS傳聲器芯片10通過(guò)以下方式制造利用硅體 微機(jī)械加工(Silicon Bulk Micromachining)在單晶硅主體12的上側(cè)形成絕緣層1 之 后，用各向異性濕蝕或干蝕進(jìn)行加工，形成背腔19和振動(dòng)膜14之后，根據(jù)硅表面微機(jī)械加 工(Silicon Surface Micromachining)而利用犧牲層蒸鍍被墊圈16支撐的支承板18，并 在振動(dòng)膜14上加工用于使背腔19及MEMS傳聲器芯片10與外部間的空氣壓力平衡(Air equilibrium)的排氣孔14a。此時(shí)，在支承板18形成有貫通孔18a，在振動(dòng)膜14上形成有 排氣孔14a，從而使振動(dòng)膜14的外側(cè)空氣壓力和內(nèi)側(cè)空氣壓力達(dá)到平衡。并且，本發(fā)明的MEMS傳聲器組件如圖3所示，并不在微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片 10和基板20之間的粘貼部的整體上涂敷粘著劑22，而是空置粘著劑22，使在該一部分形成 通風(fēng)通道M，在基板20粘貼微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10之后，如圖4所示，在沒有粘著 劑的部分形成通風(fēng)通道對(duì)?；?0可以為PCB、陶瓷、金屬等，粘著劑的厚度(T)優(yōu)選沒有 頻率特性變化的數(shù)μ m至數(shù)十μ m的程度。因此，本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件與微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10的 排氣孔無(wú)關(guān)地，能夠穩(wěn)定地維持內(nèi)部空氣壓力和外部空氣壓力的平衡，因而能夠不降低振 動(dòng)膜的感應(yīng)度的同時(shí)能夠防止異?，F(xiàn)象。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明組裝微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的步驟的順序圖。本發(fā)明制造微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件的步驟如圖5所示，通過(guò)以下步驟制造 準(zhǔn)備基板20之后算出沒有頻率特性變化的gap的粘著劑的厚度(T)，以算出的厚度在基板 20涂敷粘著劑22，在粘著劑22上粘貼微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10之后進(jìn)行干燥(Si S5)。之后，在基板20上粘貼用于驅(qū)動(dòng)微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10并處理信號(hào)的其他電 路元件30，之后粘貼基板20和外殼40，形成用于容納微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10和組 裝的電路元件30的空間。圖6表示本發(fā)明的在外殼形成音孔的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件的例，根據(jù)本發(fā) 明在基板20和微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10之間的接合部的一側(cè)不涂敷粘著劑22，從而 形成使空氣壓力達(dá)到平衡的通風(fēng)通道對(duì)，之后將形成有音孔40a的外殼40接合到基板20。參照?qǐng)D6，微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10用粘著劑22粘貼在基板20，同時(shí)通過(guò)沒 有涂敷粘著劑22的部分形成使空氣流通自如的通風(fēng)通道對(duì)，在外殼40形成音孔40a并且 與基板20接合，形成用于容納微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10和其他電路元件30的空間。從而，本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件在外部聲音通過(guò)形成在外殼40的音 孔40a流入時(shí)振動(dòng)板14會(huì)振動(dòng)，微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10的內(nèi)部空氣(背腔空氣) 和外部空氣除了排氣孔Ha外還通過(guò)通風(fēng)通道對(duì)流通自如，使隨振動(dòng)膜14的振動(dòng)的音壓 變動(dòng)迅速地達(dá)到平衡狀態(tài)，從而提高感應(yīng)度和音響特性。圖7表示本發(fā)明的在基板形成有音孔的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件的例，根據(jù)本 發(fā)明的在形成有音響孔20a的基板20和微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10之間的接合部的一 側(cè)不涂敷粘著劑22，從而形成使空氣壓力達(dá)到平衡的通風(fēng)通道M之后，將沒有音孔的盒40 接合到基板20。
參照?qǐng)D7，微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10用粘著劑22粘貼在基板20，同時(shí)通過(guò)沒 有涂敷粘著劑22的部分形成使空氣流通自如的通風(fēng)通道對(duì)，在基板20形成音孔20a并與 外殼40接合，形成用于容納微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片10和其他電路元件30的空間。以上，本發(fā)明參照?qǐng)D示的一實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道 由此可以進(jìn)行多種變形及等同的其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件，其特征在于，包括微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片，通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝技術(shù)在硅主體形成支承板和振 動(dòng)膜；基板，用于組裝所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片；接合部，在所述基板涂敷粘著劑，但空置一部分進(jìn)行涂敷，之后粘貼所述微電子機(jī)械系 統(tǒng)傳聲器芯片的主體和所述基板，在所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的主體和所述基板之 間形成通風(fēng)通道；以及外殼，接合于所述基板，形成用于容納所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的空間；通過(guò)所述通風(fēng)通道使所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的內(nèi)部空氣壓力和外部空氣壓 力達(dá)到平衡，從而提高音響特性。
2.權(quán)利要求1的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件，其特征在于，在所述外殼或所述基板中 的一側(cè)或兩側(cè)形成有音孔。
3.權(quán)利要求1的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件，其特征在于，所述基板為PCB、陶瓷、金屬 中的一種。
4.權(quán)利要求1的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件，其特征在于，所述排氣通路為至少一個(gè)。
5.一種微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組裝方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備基板的步驟；算出在所述基板涂敷的粘著劑的厚度的步驟；為了通風(fēng)通道而空置一部分后，在所述基板以所述算出的厚度涂敷粘著劑的步驟；在所述粘著劑上粘貼微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的步驟；干燥所述粘著劑的步驟；以及在所述基板粘貼外殼的步驟。
6.權(quán)利要求5的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組裝方法，其特征在于，所述基板是PCB、陶瓷、 金屬中的一種，在所述外殼或所述基板中的一側(cè)或兩側(cè)形成有音孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件及組裝方法。本發(fā)明的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器組件包括微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片，通過(guò)微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝技術(shù)在硅主體形成支承板和振動(dòng)膜；基板，用于組裝所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片；接合部，在所述基板涂敷粘著劑，但空置一部分進(jìn)行涂敷，之后粘貼所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的主體和所述基板，在所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的主體和所述基板之間形成通風(fēng)通道；以及外殼，接合于所述基板，形成用于容納所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的空間；通過(guò)所述通風(fēng)通道使所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器芯片的內(nèi)部空氣壓力和外部空氣壓力達(dá)到平衡，從而提高音響特性。
文檔編號(hào)B81B3/00GK102065362SQ201010552660
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者宋青淡, 樸成鎬, 李源澤, 金昌元, 金正敏 申請(qǐng)人:寶星電子股份有限公司