一种新型微声学传感器集成电路封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微声学传感器集成电路和微处理器集成电路的封装领域。尤其涉及一种将微声学传感器硅集成电路芯片与专用集成电路芯片集成封装的结构。
【背景技术】
[0002]随着科技进步，超薄型、多功能的手机、笔记本计算机、智能家居声控产品等IT装置更新换代越来越快，产品外形越来越小，产品内部空间被不断压缩，从而要求产品内部器件的结构微型化，封装集成化。应用微机电系统技术的新型微声学传感器是近年来发展迅速的高新技术，是一种集成了微电子和微机械、具有微观尺寸的器件。因此，它的出现迅速替代了传统驻极式电容传声器并获得越来越广泛的应用。
[0003]微声学传感器采用了集成电路封装技术和微细加工工艺。包括:微距粘接、金丝超声球焊、软塑封、金属钎焊、金属空封、高精度切割等。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种将微声学传感器集成电路芯片与微处理器专用集成电路芯片互联成一整体电路，使微声学传感器具备对声波信号敏感度高，抗干扰能力强，可靠性高且体积小的封装结构。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型的一个技术方案是:一种新型微声学传感器集成电路封装结构，包括印制电路版、微声学传感器集成电路芯片、微处理器专用集成电路芯片、粘合层、金丝、软封体、钎焊合金层、金属罩壳。
[0006]所述印制电路版，既是线路版，又是传声通道，还是封装基座。作为线路版，为了缩小封装尺寸，采用多层线路结构，其顶层和底层分别布有线条、焊盘和电极，层间有导电通孔，其内层埋置电容元件。作为传声通道，线路版开有进声孔，以使声波信号进入声学传感器。作为封装基座，它的周边设钎焊区，通过钎焊将基座与金属罩壳封装为一体。
[0007]所述微声学传感器集成电路芯片，是将声波传感器和信号转换电路集成在一片硅片上，使其具有接收声波信号并将声波信号转换成电信号输出功能的集成电路芯片。
[0008]所述微处理器专用集成电路芯片，以硅为基体，其内部集成了转换电路、信号处理电路和输出电路，其表面布有引出电极。在其对微声学传感器集成电路的信号进行一系列处理后，输出与应用产品相匹配的标准格式信号。
[0009]所述粘台层，通过全自动精密粘片设备将粘接剂涂布于印制电路版装片区并将硅芯片放置于粘接剂上，经加热，粘接剂固化成一薄层，同时将硅芯片底面、印制电路版的表面牢固粘合为一体。
[0010]所述金丝，纯金超细线材。通过全自动程序控制超声球焊机将金丝的一端热熔成球并超声热压在硅芯片电极上，另一端超声热压成楔形焊点在另一硅芯片电极或印制电路版焊盘上。从而实现芯片与芯片之间、芯片与印制电路版之间的电路互联。
[0011]所述软封体，通过自动点胶设备，将一种高纯度、高绝缘性、热塑性的改性环氧树脂在加热状态下覆盖于硅芯片表面，固化后将芯片以及金丝焊点固定并密封。
[0012]所述金属罩壳，经冲压成型的矩形箱体，有内腔和钎焊边。其内腔用于安装所有电路及其元器件。其钎焊边与印制电路版表面的钎焊区相匹配，钎焊料在此被热熔的同时将印制电路版和罩壳焊接成一体。罩壳的金属材质可屏蔽电磁干扰信号。封装完成后，其密闭结构实现了腔内电路与外部环境相隔离，从而使声学传感器音质优良，可靠性高。
[0013]所述钎焊合金层，采用一种超细金属微粒与挥发性助焊溶液混合的金属浆料，在加热状态下，助焊物质挥发，熔融的钎焊金属与印制电路版的钎焊区表面、金属罩壳的钎焊边表面之间产生金属共熔，形成无隙合金层，从而将印制电路版与罩壳牢固的封装成一体。
[0014]其特征在于:
[0015]其中，所述印制电路版，其金属层为四层，外层布设电通路，内层埋置电容元件，在传感器芯片位置设进声孔，电路版周边设钎焊区。
[0016]其中，所述粘合层，在硅芯片底面和印制电路版表面之间涂布高分子热聚合胶液，胶液受热凝结形成粘合薄层。
[0017]其中，所述软封体，在微处理器专用集成电路芯片完成粘片和金丝球焊后，以低温流布、高温固化的改性环氧树脂胶将芯片和金丝焊点覆盖而形成的密封体。
[0018]其中，所述金属罩壳，是用金属薄片冲压成型的矩形箱体，设有内腔，内腔周边设钎焊区。
[0019]其中，所述钎焊合金层，是位于印制电路版钎焊区和罩壳钎焊边之间由钎焊金属熔融后形成的金属间合金层。
[0020]本实用新型还提供一种使用银质导电浆料作为将硅芯片固定在印制电路版表面的粘接剂。其有益效果是:导电浆料固化后形成的粘合层不仅可以将硅芯片固定在印制电路版上，而且其高含量的金属银是高导热材质，硅芯片的底面有了这层导热粘合层，相当于连接了导热片，可将硅芯片工作时产生的热量及时传导散发掉，从而提高了声学传感器的可靠性。
【附图说明】
[0021 ]图1是微声学传感器集成电路封装结构的剖面图。
[0022]图中:
[0023]1、印制电路版;2、微声学传感器集成电路芯片；3、微处理器专用集成电路芯片;4、粘合层;5、金丝;6、软封体;7、钎焊合金层;8、金属罩壳;9、外电极;11、金属化通孔;12、进声孔;15钎焊边。
[0024]图2是微声学传感器集成电路封装未封胶前的俯视图。
[0025]图中:
[0026]1、印制电路版;10、焊盘;13、钎焊区；14、感应膜。
【具体实施方式】
[0027]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以详细说明。
[0028]请参阅图1、图2，本实用新型提出一种新型微声学传感器集成电路封装结构，包括印制电路版I，微声学传感器集成电路芯片2，微处理器专用集成电路芯片3，粘合层4，金丝5，软封体6，钎焊合金层7，金属罩壳8。
[0029