微机电麦克风组件的制作方法

本实用新型涉及微机电邻域，更具体地，涉及一种微机电麦克风组件。

背景技术：

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。MEMS是一项革命性的新技术，广泛应用于高新技术产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术MEMS器件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器，微机电麦克风组件就是其中的代表。

图1示出现有技术的微机电麦克风组件的截面结构图，该微机电麦克风组件将MEMS麦克风芯片110和ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)芯片120封装到印刷电路板130与外壳140组成的腔体中，印刷线路板130上对应MEMS麦克风芯片110的位置设有开孔150，MEMS麦克风芯片110具有相对的环形开口端与封闭端，其开口端朝向开口150设置，使得开口150与MEMS麦克风芯片110的环形开口内部形成进音腔。其中，MEMS麦克风芯片110和ASIC芯片120之间采用引线160实现电连接，引线160的形成需要在该微机电麦克风组件的封装工艺中采用wirebond(引线键合)实现，其材料常采用金线，成本较高，并且该微机电麦克风组件麦克风也具有引线160失效的隐患。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种微机电麦克风组件，该微机电麦克风组件省去芯片之间的引线，简化封装工艺，节省成本，同时提高了微机电麦克风组件的可靠性。

根据本实用新型提供的一种微机电麦克风组件，包括：MEMS麦克风芯片，所述MEMS麦克风芯片包括第一焊盘；ASIC芯片，所述ASIC芯片包括第二焊盘；线路板，其中，所述第一焊盘以及所述第二焊盘上具有焊球，所述MEMS麦克风芯片及所述ASIC芯片通过所述焊球焊接固定在所述线路板上，使得所述MEMS麦克风芯片及所述ASIC芯片与所述线路板电连接。

优选地，所述微机电麦克风组件还包括：外壳，所述外壳与所述线路板连接形成容纳所述MEMS麦克风芯片及所述ASIC芯片的腔体；开孔，所述开孔设在所述外壳或所述线路板上，其位置对应于所述MEMS麦克风芯片的位置。

优选地，所述外壳或所述线路板上设有所述开孔处的周边与所述MEMS麦克风芯片之间设有密封胶，使得所述开孔与所述MEMS麦克风芯片之间形成进音腔。

优选地，所述MEMS麦克风芯片具有相对的环形开口端与封闭端，所述第一焊盘设在所述封闭端的表面的边缘处。

优选地，所述开孔设在所述线路板上，所述MEMS麦克风芯片焊接在所述线路板上并且覆盖所述开孔，所述MEMS麦克风芯片与所述线路板之间的空隙处设有所述密封胶。

优选地，所述开孔设在所述外壳上，所述MEMS麦克风芯片的所述环形开口端与所述外壳的开孔的边缘之间设有所述密封胶。

优选地，所述线路板为三层线路板，所述三层线路板形成容纳所述MEMS麦克风芯片及所述ASIC芯片的腔体；所述微机电麦克风组件还包括：开孔，所述开孔设在所述三层电路板中的上层线路板或下层线路板上，其位置对应于所述MEMS麦克风芯片的位置。

优选地，所述MEMS麦克风芯片具有相对的环形开口端与封闭端，所述第一焊盘设在所述封闭端的表面的边缘处，所述MEMS麦克风芯片及所述ASIC芯片通过所述焊球焊接固定在所述上层线路板上，所述开孔设在所述下层线路板上，所述下层线路板上设有所述开孔处的周边与所述MEMS麦克风芯片的所述环形开口端之间设有密封胶，使得所述开孔与所述MEMS麦克风芯片之间形成进音腔。

优选地，所述焊球直径为20至200微米。

优选地，所述线路板为印刷电路板、陶瓷基底线路板、玻璃基底线路板之一。

根据本实用新型的微机电麦克风组件，在MEMS麦克风芯片及ASIC芯片的焊盘上形成焊球，在微机电麦克风组件的封装过程中直接通过焊球将MEMS麦克风芯片及ASIC芯片焊接固定在线路板上，使得MEMS麦克风芯片及ASIC芯片与线路板电连接，省略了wirebond工序及其用料，节省成本，避免了引线失效的可靠性隐患，从而提高了微机电麦克风组件的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出现有技术的微机电麦克风组件的截面结构图。

图2示出根据本实用新型第一实施例的微机电麦克风组件的截面结构图。

图3示出根据本实用新型第二实施例的微机电麦克风组件的截面结构图。

图4示出根据本实用新型第三实施例的微机电麦克风组件的截面结构图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。

应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A与B直接邻接。

本实用新型提供一种微机电麦克风组件，该微机电麦克风组件包括：MEMS麦克风芯片、ASIC芯片以及线路板，其中，MEMS麦克风芯片包括第一焊盘，ASIC芯片包括第二焊盘，第一焊盘以及第二焊盘上具有焊球，MEMS麦克风芯片及ASIC芯片通过焊球焊接固定在线路板上，使得MEMS麦克风芯片及ASIC芯片与线路板电连接。本实用新型提供的微机电麦克风组件通过在各芯片的焊盘上形成焊球，在微机电麦克风组件的封装过程中直接通过焊球将MEMS麦克风芯片及ASIC芯片焊接固定在线路板上，使得MEMS麦克风芯片及ASIC芯片与线路板电连接，省略了wirebond工序及其用料，节省成本，避免了引线失效的可靠性隐患，从而提高了微机电麦克风组件的可靠性。

下面结合附图2至图4具体说明本实用新型的微机电麦克风组件的实施例，在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

图2示出根据本实用新型第一实施例的微机电麦克风组件的截面结构图，该微机电麦克风组件包括MEMS麦克风芯片210，MEMS麦克风芯片210上设有用于电连接的第一焊盘；ASIC芯片220，ASIC芯片220上设有用于电连接的第二焊盘；线路板230，其中，第一焊盘以及第二焊盘上具有焊球270，MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220通过焊球270焊接固定在线路板230上，使得MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220与线路板230电连接，该线路板230也可以进而使得MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220之间电连接。

进一步地，本实施例的微机电麦克风组件还包括：外壳240，外壳240与线路板230连接形成容纳MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220的腔体；开孔250，开孔250设在外壳240或线路板230上，其位置对应于MEMS麦克风芯片210的位置。

外壳240或线路板230上设有所述开孔250处的周边与MEMS麦克风芯片210之间可以设置密封胶280，使得开孔250与MEMS麦克风芯片210之间形成进音腔，防止声音信号从MEMS麦克风芯片210与外壳240或线路板230之间的缝隙泄露。

微机电麦克风组件的MEMS麦克风芯片210通常由声腔、振膜以及背极板等构成，根据形状可将其分为相对的两端：环形开口端与封闭端，其中，环形开口端的环形开口即所述声腔，而振膜及背极板位于所述封闭端。通常所述封闭端的中心区域为有效工作区域，因此可以设置第一焊盘位于该封闭端的表面的边缘处。

线路板230可以是印刷电路板，也可以是陶瓷基底线路板、玻璃基底线路板等。外壳240通常为金属外壳。

如图2，本实施例中，MEMS麦克风芯片210的第一焊盘设在其封闭端的表面的边缘处，对应地，第一焊盘上焊球270也位于MEMS麦克风芯片210封闭端的表面的边缘位置。ASIC芯片220的第二焊盘同样具有焊球270，装配时，ASIC芯片220通过第二焊盘上焊球270的焊接与线路板230固定并实现电连接。同样地，MEMS麦克风芯片210通过其封闭端第一焊盘上焊球270的焊接与线路板230固定并实现电连接，使得MEMS麦克风芯片210的封闭端朝向线路板230，而其环形开口端背向线路板230。其中焊球280的直径优选为20至200微米。开孔250设在线路板230上，MEMS麦克风芯片210焊接在线路板230上并且覆盖开孔250，MEMS麦克风芯片210与线路板230之间的空隙处设有密封胶280。声音信号可以自线路板230上的开口250到达MEMS麦克风芯片210，此时可称该微机电麦克风组件为后进音式微机电麦克风组件。

根据本实施例的微机电麦克风组件，在MEMS麦克风芯片210的第一焊盘上以及ASIC芯片220的第二焊盘上分别设置焊球270，在封装过程中直接通过焊球270将MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220焊接固定在线路板230上，使得MEMS麦克风芯片210及ASIC芯片220与线路板230电连接，进而使得MEMS麦克风芯片210与ASIC芯片220通过线路板230实现电连接，省去了在MEMS麦克风芯片210与ASIC芯片220之间设置引线，该引线通常为金线，省略了wirebond工序及其用料，节省成本，避免了引线失效的可靠性隐患，从而提高了微机电麦克风组件的可靠性。

图3示出根据本实用新型第二实施例的微机电麦克风组件的截面结构图，与第一实施例不同的是，第二实施例的微机电麦克风组件为前进音式微机电麦克风组件，下面将对其与第一实施例不同之处进行叙述，相同之处不再详述。

第二实施例中的微机电麦克风组件包括：MEMS麦克风芯片310、ASIC芯片320、线路板330以及外壳340，外壳340与线路板330连接形成容纳MEMS麦克风芯片310及ASIC芯片320的腔体。MEMS麦克风芯片310包括第一焊盘，ASIC芯片320包括第二焊盘，第一焊盘以及第二焊盘上均具有焊球370，MEMS麦克风芯片310及ASIC芯片320通过所述焊球370焊接固定在线路板330上，使得MEMS麦克风芯片310及ASIC芯片320与线路板330电连接。

本实施例中，MEMS麦克风芯片310的第一焊盘设在其封闭端的表面的边缘处，对应地，第一焊盘上焊球370也位于MEMS麦克风芯片310封闭端的表面的边缘处。ASIC芯片320的第二焊盘同样具有焊球370，装配时，ASIC芯片320通过第二焊盘上焊球370的焊接与线路板330固定并实现电连接。同样地，MEMS麦克风芯片310通过其封闭端第一焊盘上焊球370的焊接与线路板330固定并实现电连接，使得MEMS麦克风芯片310的封闭端朝向线路板330，而其环形开口端背向线路板330。其中焊球380的直径优选为20至200微米。开孔350设在外壳340上，开孔350的位置对应MEMS麦克风芯片310的位置，本实施例在外壳340上与线路板330相对的一面上设置开孔350，同时，MEMS麦克风芯片310的环形开口端与外壳340的开孔350的边缘之间设有密封胶380。开孔350与MEMS麦克风芯片310的环形开口形成进音腔，声音信号可以自外壳340上的开口350到达MEMS麦克风芯片310的环形开口内部,通过设置密封胶380可以防止声音信号从MEMS麦克风芯片310与外壳340之间的缝隙泄露。

根据本实施例的微机电麦克风组件，在MEMS麦克风芯片310的第一焊盘上以及ASIC芯片320的第二焊盘上分别设置焊球370，在封装过程中直接通过焊球370将MEMS麦克风芯片310及ASIC芯片320焊接固定在线路板330上，使得MEMS麦克风芯片310及ASIC芯片320与线路板330电连接，进而使得MEMS麦克风芯片310与ASIC芯片320通过线路板330实现电连接，省去了在MEMS麦克风芯片310与ASIC芯片320之间设置引线，该引线通常为金线，省略了wirebond工序及其用料，节省成本，避免了引线失效的可靠性隐患，从而提高了微机电麦克风组件的可靠性。

图4示出根据本实用新型第三实施例的微机电麦克风组件的截面结构图，该微机电麦克风组件兼容前进音和后进音两种进音方式，以下将对其与第一实施例不同之处进行叙述，相同之处不再详述。

第三实施例中的微机电麦克风组件包括：MEMS麦克风芯片410、ASIC芯片420、以及线路板。MEMS麦克风芯片410包括第一焊盘，ASIC芯片420包括第二焊盘，第一焊盘以及第二焊盘上均具有焊球470，MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420通过所述焊球470焊接固定在线路板上，使得MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420与线路板电连接。

与前述实施例不同的是，本实施例的线路板为三层线路板，包括相对隔开设置的上层线路板431和下层线路板432以及夹设在上层线路板431与下层线路板432之间的中层线路板433，该三层线路板形成容纳MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420的腔体。MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420可以与上层线路板431进行焊接固定，也可以与下层线路板432进行焊接固定。该微机电麦克风组件还包括：开孔450，其设在所述三层电路板中的上层线路板431或下层线路板432上，其位置对应于MEMS麦克风芯片410的位置。

MEMS麦克风芯片410具有相对的环形开口端与封闭端，本实施例中，MEMS麦克风芯片410的第一焊盘设在其封闭端的表面的边缘处，对应地，第一焊盘上焊球470也位于MEMS麦克风芯片410封闭端的表面的边缘处。ASIC芯片420的第二焊盘同样具有焊球470，装配时，ASIC芯片420通过第二焊盘上焊球470的焊接与上层线路板431固定并实现电连接。同样地，MEMS麦克风芯片410通过其封闭端第一焊盘上焊球470的焊接与上层线路板431固定并实现电连接，使得MEMS麦克风芯片410的封闭端朝向上层线路板431，而其环形开口端朝向下层线路板432。其中焊球480的直径优选为20至200微米。开孔450设在下层线路板432上，下层线路板432上设有开孔450处的周边与MEMS麦克风芯片410的环形开口端之间设有密封胶480，使得开孔450与MEMS麦克风芯片410的环形开口内部形成进音腔，声音信号可以自下层线路板432上的开口450到达MEMS麦克风芯片410的环形开口内部,通过设置密封胶480可以防止声音信号从MEMS麦克风芯片410与外壳440之间的缝隙泄露。

根据本实施例的微机电麦克风组件，在MEMS麦克风芯片410的第一焊盘上以及ASIC芯片420的第二焊盘上分别设置焊球470，在封装过程中直接通过焊球470将MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420焊接固定在线路板上，使得MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420与线路板电连接，进而使得MEMS麦克风芯片410与ASIC芯片420通过线路板430实现电连接，省去了在MEMS麦克风芯片410与ASIC芯片420之间设置引线，该引线通常为金线，省略了wirebond工序及其用料，节省成本，避免了引线失效的可靠性隐患，从而提高了微机电麦克风组件的可靠性。另外，由于容纳MEMS麦克风芯片410及ASIC芯片420的腔体由位置相对的上层线路板431、下层线路板432以及夹设在上层线路板431、下层线路板432之间的中层线路板433相互连接形成，上层线路板431、下层线路板432通过中层线路板433电连接，本实施例的微机电麦克风组件与其他电路进行连接时，可以利用上层线路板431上的引脚连接，也可以利用下层线路板432上的引脚连接，因而可以兼容前进音和后进音两种进音方式。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。