一種高靈敏度高信噪比的mems硅麥克風的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種MEMS硅麥克風的封裝方法，特別是公開一種高靈敏度高信噪比的MEMS硅麥克風，屬于硅麥克風封裝的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]麥克風能把人的語音信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號，廣泛應(yīng)用于手機，電腦，電話機，照相機及攝像機等。傳統(tǒng)的駐極體電容式麥克風采用特氟龍作為振動薄膜，不能承受在印刷電路板回流焊接工藝近300度的高溫，從而只能與集成電路的組裝分開，單獨手工裝配，大大增加了生產(chǎn)成本。
[0003]近三十年的MEMS (Microelectromechanical Systems)技術(shù)與工藝的發(fā)展，特別是基于硅芯片MEMS技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了許多傳感器(如壓力傳感器，加速度計，陀螺儀等)的微型化和低成本。MEMS硅麥克風已開始產(chǎn)業(yè)化，在高端手機的應(yīng)用上，逐漸取代傳統(tǒng)的駐極體電容式麥克風。
[0004]MEMS麥克風主要還是采用電容式的原理，由一個振動薄膜和背極板組成，振動薄膜與背極板之間有一個幾微米的間距，形成電容結(jié)構(gòu)。高靈敏的振動薄膜感受到外部的音頻聲壓信號后，改變振動薄膜與背極板間的距離，從而形成電容變化。MEMS麥克風后接CMOS放大器把電容變化轉(zhuǎn)化成電壓信號的變化，再放大后變成電輸出。
[0005]目前現(xiàn)有技術(shù)中的大多數(shù)麥克風采取背進音形式的封裝方式，當器件與PCB板貼裝后，麥克風的靈敏度和信噪比會受到影響。由于人的語音聲壓信號非常微弱，靈敏度和信噪比的降低勢必影響麥克風的使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有麥克風封裝技術(shù)中存在的不足，提供一種高靈敏度高信噪比的MEMS硅麥克風，采取并列式倒裝前進音的封裝方式，直接提高同等麥克風產(chǎn)品的靈敏度及信噪比。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種高靈敏度高信噪比的MEMS硅麥克風，包括金屬殼體蓋、MEMS器件、ASIC器件和PCB板，其特征在于:所述的金屬殼體蓋上設(shè)有一個進音孔，所述的MEMS器件和ASIC器件左右并列，通過絕緣膠黏連在金屬殼體蓋的內(nèi)側(cè)，并且MEMS器件的一面帶有一個空腔，所述的空腔與金屬殼體蓋上的進音孔相對接，所述的PCB板為雙層PCB板，PCB板上設(shè)有一個凹槽，凹槽的容積與MEMS器件上的空腔相匹配的，并置于空腔的背后，位于MEMS器件振膜的正下方，增大了 MEMS器件下方腔體的體積，提高了整個模塊的靈敏度和信噪比，形成上述MEMS硅麥克風的封裝方式為并列式倒裝前進音封裝方式。所述進音孔的孔徑為500 μ m?800 μ m，所述PCB板上設(shè)的凹槽的直徑為600 μ m?900 μ m的圓形，深度為200 μ m?700 μ mo所述的MEMS器件和ASIC器件都設(shè)有通過RDL重新布線植上的金屬焊球，與PCB板上的表面第二金屬導線、第三金屬導線及貫通PCB板正反面的第一金屬導線、第四金屬導線連接。所述金屬殼體蓋與PCB板的連接面上設(shè)有導電膠形成的封閉環(huán)，將金屬殼體蓋與PCB板黏連，導電性能良好。
[0008]本發(fā)明一種高靈敏度高信噪比的MEMS硅麥克風的封裝方式包括如下步驟:
(O提供一個帶進音孔的金屬殼體蓋；
(2)在金屬殼體蓋的內(nèi)部，進音孔的這一面設(shè)定區(qū)域涂上硬化前較軟的絕緣膠；
(3)將MEMS器件及ASIC器件放置在金屬殼體蓋內(nèi)的絕緣膠上，MEMS的腔體對準金屬殼體蓋的進音孔，通過加溫固化絕緣膠，使MEMS器件和ASIC器件牢固地黏連在金屬殼體蓋內(nèi)；
(4)提供一塊雙面PCB板，設(shè)有一個與MEMS器件上的空腔相匹配的凹槽；
(5)在PCB板周邊涂上一圈由導電膠形成的封閉環(huán)；
(6)將金屬殼體蓋連同已黏連的器件按壓在PCB板上，MEMS的振膜正對PCB板的凹槽，器件上的金屬焊球?qū)?yīng)PCB板上相應(yīng)的金屬片；
(7)將整個黏連在一起的組件置于設(shè)定溫度下烘烤，以固化導電膠。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明產(chǎn)品實現(xiàn)了 MEMS硅麥克風的并列式倒裝前進音封裝方式，縮小了整個封裝結(jié)構(gòu)的實際三維體積，優(yōu)化了器件的靈敏度及信噪比。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0011]圖2是本發(fā)明產(chǎn)品中帶進音孔的金屬殼體蓋剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明產(chǎn)品的金屬殼體蓋涂上絕緣膠后的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明產(chǎn)品中將MEMS器件和ASIC器件通過絕緣膠黏連在金屬殼體蓋內(nèi)后的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明產(chǎn)品中設(shè)有凹槽的雙層PCB板剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6是本發(fā)明產(chǎn)品中的PCB板涂上導電膠形成封閉環(huán)后的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1、金屬殼體蓋；2、進音孔；3、絕緣膠；4、MEMS器件；5、ASIC器件；6、金屬焊球；7、空腔；8、PCB板；9、凹槽；10、第一金屬導線；11、第二金屬導線；12、第三金屬導線；13、第四金屬導線；14、封閉環(huán)。
【具體實施方式】
[0017]根據(jù)附圖1，本發(fā)明產(chǎn)品包括金屬殼體蓋1、進音孔2、絕緣膠3、MEMS器件4、ASIC器件5、金屬焊球6、MEMS器件上設(shè)置的空腔7和PCB板8，PCB板上設(shè)有凹槽9、第一金屬導線10、第二金屬導線11、第三金屬導線12、第四金屬導線13及由導電膠形成的封閉環(huán)14。
[0018]本發(fā)明MEMS硅麥克風并列式倒裝前進音封裝方式包括金屬殼體蓋1，放置于金屬殼體蓋I內(nèi)的MEMS4和ASIC器件5，以及雙層PCB板8。
[0019]根據(jù)附圖2?6，本發(fā)明的金屬殼體蓋I上設(shè)有一個進音孔2，并且在金屬殼體蓋I內(nèi)部涂有絕緣膠3，絕緣膠3需將MEMS器件4和ASIC器件5牢固的黏連在金屬殼體蓋I內(nèi)。MEMS器件4與ASIC器件5上都設(shè)有通過RDL重新布線后植上的金屬焊球6，MEMS器件4的一面帶有一個空腔7，此空腔7要與金屬殼體蓋I上的進音孔2相對接。雙層的PCB板8為絕緣板基，設(shè)有一個與MEMS器件2上的空腔7相匹配的凹槽9，覆蓋至PCB板8表面的第二金屬導線11、第三金屬導線12以及貫通PCB板8正反面的第一金屬導線10、第四金屬導線13和導電膠形成的封閉環(huán)14。凹槽9的位置要正對MEMS器件4的腔體7，各金屬導線的分布位置要能同MEMS器件4和ASIC器件5上各處的金屬焊球6相連接，導電膠形成的封閉環(huán)14要能同金屬殼體蓋I的邊緣