CN110526199B - 硅麦克风封装结构及其封装方法 - Google Patents

Abstract

一种硅麦克风封装结构及其封装方法，所述硅麦克风封装结构包括：电路板，具有相对的第一表面和第二表面；第一金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体；第二金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体外部，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体；麦克风芯片，设置于所述第一腔体内；通道，位于所述电路板内，所述通道一端连通至所述麦克风芯片的背腔；声孔，开设于所述电路板内，连通至所述第一腔体。上述硅麦克风封装结构的电磁屏蔽能力提高。

Description

硅麦克风封装结构及其封装方法

技术领域

本发明涉及MEMS技术领域，尤其涉及一种硅麦克风封装结构及其封装方法。

背景技术

MEMS麦克风通常包括有MEMS芯片以及与之电连接的ASIC(ApplicationSpecificIntegrated Circuit，功能集成电路)芯片，其中MEMS芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在MEMS芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。

面对电子设备中复杂的电磁环境、装配工艺环境等，要求MEMS芯片具备抗电磁环境、隔热性好等性能，这对芯片的封装提出了更高的要求。传统的封装结构，一般通过金属壳体来屏蔽外界环境中的电磁波。此类封装结构比较简单，只能屏蔽较小部分电磁波，仍有较多的电磁波会穿透外壳，影响封装内芯片的正常工作。

如何进一步硅麦克风对电磁波的屏蔽能力，以提高硅麦克风封装结构的性能，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种硅麦克风封装结构及其封装方法，提高所述硅麦克风声学性能和抗电磁干扰的能力。

为了解决上述问题，本发明提供了一种硅麦克风封装结构，包括：电路板，具有相对的第一表面和第二表面；第一金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体；第二金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体外部，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体；麦克风芯片，设置于所述第一腔体内；通道，位于所述电路板内，所述通道一端连通至所述麦克风芯片的背腔；声孔，开设于所述电路板内，连通至所述第一腔体。

可选的，所述通道的另一端连通至所述第二腔体。

可选的，所述声孔的进气端位于所述电路板的侧壁。

可选的，所述声孔的进气端位于所述电路板的第二表面。

可选的，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体通过导电材料与所述电路板密封连接。

可选的，所述电路板上形成有接地端，所述第一金属壳和/或所述第二金属壳通过所述电路板的电路布线连接至所述接地端。

可选的，所述接地端为形成于所述电路板第二表面的焊盘。

可选的，所述电路板内形成有分别与所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体对应的导电插槽，所述第一金属壳和/或第二金属壳分别插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

可选的，所述导电插槽电连接至所述电路板的接地端。

本发明的技术方案还提供一种硅麦克风封装方法，包括：提供电路板，具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板内形成有声孔和通道；在所述电路板上固定麦克风芯片，所述通道的一端与所述麦克风芯片的背腔连通；提供第一金属壳体，将所述第一金属壳体设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体，所述麦克风芯片位于所述第一腔体内，所述声孔连通至所述第一腔体；提供第一金属壳体，将所述第二金属壳体套于所述第一金属壳体外部且固定于所述电路板的第一表面上，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体。

可选的，还包括：所述通道的另一端连通至所述第二腔体。

可选的，所述声孔的进气端位于所述电路板的侧壁或者所述声孔的进气端位于所述电路板的第二表面。

可选的，通过导电材料将所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体与所述电路板密封连接。

可选的，所述电路板上形成有接地端，将所述第一金属壳和/或所述第二金属壳通过所述电路板的电路布线连接至所述接地端。

可选的，所述接地端为形成于所述电路板第二表面的焊盘。

可选的，所述电路板内形成有分别与所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体对应的导电插槽；将所述第一金属壳和/或第二金属壳分别插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

可选的，所述导电插槽电连接至所述电路板的接地端。

本发明的硅麦克风封装结构，包括第一金属壳体和第二金属壳体，通过两层金属壳体提高对外部电磁波的屏蔽能力；并且，所述电路板内形成有连通麦克风芯片背腔的通道，有利于提高硅麦克风的有效背腔体积，提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述通道还连通所述第一金属壳体与第二金属壳体之间的第二腔体，进一步扩大将所述麦克风芯片的有效背腔体积，从而提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体还可以连接至电路板的接地端，有利于提高电磁屏蔽效果，还有利于提高静电防护性能。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图2为本发明另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图3为本发明另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图4为本发明另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的硅麦克风封装结构及其封装方法的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为本发明一具体实施方式的麦克风封装结构的示意图。

该具体实施方式中，所述麦克风封装结构包括：电路板100、第一金属壳体110、第二金属壳体120、麦克风芯片150。

所述电路板100，具有相对的第一表面和第二表面。所述电路板100内形成有电路布线。

所述第一金属壳体110，设置于所述电路板100的第一表面上，与所述电路板100之间形成第一腔体130。所述第二金属壳体120，设置于所述电路板100的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体110外部，与所述第一金属壳体110、电路板100之间形成第二腔体140。所述第二腔体140的大小，可以根据对封装结构的体积要求进行设置。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以分别选用相同或不同的金属材料，包括铜基材、镍基材和锌基材等金属材料。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120分别密封固定于所述电路板100的第一表面上。可以通过焊接或黏胶等实现所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与电路板100之间的密封连接。

所述麦克风芯片150设置于所述第一腔体130内。该具体实施方式中，所述硅麦克风封装结构还包括ASIC芯片160，所述ASIC芯片160也设置于所述第一腔体130内，所述ASIC芯片160分别电连接于所述麦克风芯片150和所述电路板100。所述麦克风芯片150包括声压感应层，以及位于所述声压感应层一侧的背腔151。所述ASIC芯片160可以通过导线分别与所述麦克风芯片150和所述电路板100电连接，用于接收所述麦克风芯片150的感应信号，进行处理后，通过所述电路板100输出。所述麦克风芯片150和所述ASIC芯片160可以通过绝缘胶体固定于所述电路板100表面。

在其他具体实施方式中，所述ASIC芯片还可以埋置在所述电路板100内部，直接与所述电路板100内部的电路布线连接，麦克风芯片150通过焊接或导线与所述ASIC芯片连接。

所述麦克风芯片150和所述ASIC芯片160设置于所述第一腔体130内，被所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120笼罩，所述第一金属壳体110和第二金属壳体120作为电磁屏蔽层，有利于屏蔽外界电磁波对所述ASIC芯片160和麦克风芯片150的影响。

采用双层金属壳能够提高对电磁波的屏蔽能力，并且，本发明的具体实施方式中，所述第一金属壳110和第二金属壳120均为完整壳体，且所述第一金属壳110和所述第二金属壳120之间具有一定间隙，能够进一步提高电磁屏蔽效果，起到双重屏蔽的效果。

所述麦克风封装结构还包括：通道170，位于所述电路板100内，所述通道170一端连通至所述麦克风芯片150的背腔151。

在一些具体实施方式中，所述通道170的另一端可以位于所述电路板100内，不与所述第二腔体140连通。所述通道170与所述背腔151，增大了所述麦克风芯片150的实际背腔体积，有利于提高所述麦克风封装结构的声学性能。

该具体实施方式中，所述通道170另一端连通至所述第二腔体140，将所述第二腔体140、通道170均连通至所述背腔151，进一步增大了所述麦克风芯片150的实际背腔体积，进一步提高所述麦克风封装结构的声学性能。

所述麦克风封装结构还包括声孔180，开设于所述电路板100内，连通至所述第一腔体130。该具体实施方式中，所述声孔180的进气端位于所述电路板100的第二表面。

请参考图2，为本发明另一具体实施方式的麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，所述麦克风封装结构的声孔210开设于所述电路板100内，与所述第一腔体130连通，且所述声孔210的进气端位于所述电路板100的侧壁。

请参考图3，为本发明另一具体实施方式的麦克风封装结构的结构示意图。

在图1所示的具体实施方式的基础上，进一步的，所述第一金属壳体110和/或所述第二金属壳体120通过导电材料与所述电路板100密封连接。所述导电材料可以为焊锡、或银浆等，在实现所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与电路板100固定连接的同时，实现与电路板100内线路的电连接。该具体实施方式中，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120均通过导电材料与所述的线路板100密封连接。

具体的，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120通过导电材料与所述电路板100内的电路布线310电连接，通过所述电路布线310电连接至接地端320。该具体实施方式中，所述接地端320为形成与所述电路板100的第二表面的焊盘。在其他具体实施方式中，所述接地端还可以为形成与所述电路板100表面或内部的接地环或其他接地结构。

在其他具体实施方式中，也可以仅有所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120中的一个金属壳体连接至接地端320。

所述第一金属壳体110和/或所述第二金属壳体120能够进一步提高对电磁波的屏蔽效果，并且能够将电磁波或其他原因产生的静电通过接地端320释放。

请参考图4，为本发明另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，所述电路板100内形成有与所述第一金属壳体110对应的导电插槽410，所述第一金属壳体110插入所述导电插槽410内，与所述导电插槽410形成电连接。所述导电插槽410还可以电连接至所述电路板100的接地端，所述第一金属壳体110通过所述导电插槽410接地，提高电磁屏蔽和抗静电能力。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以形成有与所述第二金属壳体120对应的导电插槽，所述第二金属壳体120插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以形成有分别与所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120对应的导电插槽，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120均插入对应位置的所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

所述第一金属壳体110和第二金属壳体120与所述电路板100连接处还可以通过导电胶体或非导电胶体进行密封。

上述具体实施方式的硅麦克风封装结构，包括第一金属壳体和第二金属壳体，通过两层金属壳体提高对外部电磁波的屏蔽能力；并且，所述电路板内形成有连通麦克风芯片背腔的通道，有利于提高硅麦克风的有效背腔体积，提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述通道还连通所述第一金属壳体与第二金属壳体之间的第二腔体，进一步扩大将所述麦克风芯片的有效背腔体积，从而提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体还可以连接至电路板的接地端，有利于提高电磁屏蔽效果，还有利于提高静电防护性能。

本发明的具体实施方式还提供一种硅麦克风封装方法。

请参考图1，该具体实施方式中，硅麦克风封装结构的封装方法包括：

提供电路板100，具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板100内形成有声孔180和通道170；在所述电路板100上固定麦克风芯片和ASIC芯片160，使所述ASIC芯片160与所述麦克风芯片150、所述电路板100之间分别形成电连接，同时，所述通道170的一端与所述麦克风芯片150的背腔151连通。在其他具体实施方式中，所述电路板100内还可以埋置有ASIC芯片，无需再在所述的电路板100表面固定ASIC芯片。

提供第一金属壳体110，将所述第一金属壳110体设置于所述电路板100的第一表面上，与所述电路板100之间形成第一腔体130，所述麦克风芯片150和所述ASIC芯片160位于所述第一腔体130内，所述声孔180连通至所述第一腔体130。

提供第二金属壳体120，将所述第二金属壳体120套设于所述第一金属壳体110外部且固定于所述电路板100的第一表面上，与所述第一金属壳体110、电路板100之间形成第二腔体140。所述通道170的另一端连通至所述第二腔体140。

所述声孔180的进气端位于所述电路板100的第二表面。在其他具体实施方式中，所述声孔180的进气端位于所述电路板100的侧壁(请参考图2)。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以通过焊接或黏胶等于密封固定于所述电路板100的第一表面上。在一个具体实施方式中，可以通过导电材料将所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与所述电路板100密封连接。所述导电材料可以为焊锡、或银浆等。所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以通过所述导电材料进一步电连接至所述电路板100内的线路。

请参考图3，在该具体实施方式中，所述电路板100上可以形成有接地端320，将所述第一金属壳110和/或所述第二金属壳120通过所述电路板100的电路布线310连接至所述接地端320，以提高对电磁波的屏蔽能力，以及抗静电能力。

所述接地端320为形成于所述电路板100第二表面的焊盘。在其他具体实施方式中，所述接地端320还可以为形成与所述电路板100内部或表面的基底环或其他接地结构。在其他具体实施方式中，也可以仅将所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120中的一个金属壳体连接至所述接地端320。

请参考图4，在另一具体实施方式中，所述电路板100内形成有与所述第一金属壳体110对应的导电插槽410；将所述第一金属壳110插入所述导电插槽410内，与所述导电插槽410形成电连接。较佳的，所述导电插槽410电连接至所述电路板100的接地端，从而将所述第一金属壳110接地。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以形成有与所述第二金属壳体120对应的导电插槽，将所述第二金属壳体120插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以形成有分别与所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120对应的导电插槽，将所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120均插入对应位置的所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

可以通过导电胶体或非导电胶体对所述第一金属壳体110和第二金属壳体120与所述电路板100连接处进行密封。

上述硅麦克风的封装方法能够提高形成的硅麦克风封装结构对电磁波的屏蔽和抗静电冲击能力，且有效增大麦克风芯片的背腔体积，提升所述硅麦克风封装结构的声学性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种硅麦克风封装结构，其特征在于，包括：

电路板，具有相对的第一表面和第二表面；

第一金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体；

第二金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体外部，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体；

麦克风芯片，设置于所述第一腔体内，所述第二腔体为密闭腔体；通道，位于所述电路板内，所述通道一端连通至所述麦克风芯片的背腔，所述通道的另一端连通至所述第二腔体；

声孔，开设于所述电路板内，连通至所述第一腔体；

所述电路板上形成有接地端，所述第一金属壳和/或所述第二金属壳通过所述电路板的电路布线连接至所述接地端。

2.根据权利要求1的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述声孔的进气端位于所述电路板的侧壁。

3.根据权利要求1的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述声孔的进气端位于所述电路板的第二表面。

4.根据权利要求1的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体通过导电材料与所述电路板密封连接。

5.根据权利要求1的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述接地端为形成于所述电路板第二表面的焊盘。

6.根据权利要求1的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述电路板内形成有分别与所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体对应的导电插槽，所述第一金属壳和/或第二金属壳分别插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

7.根据权利要求6的所述硅麦克风封装结构，其特征在于，所述导电插槽电连接至所述电路板的接地端。

8.一种硅麦克风封装方法，其特征在于，包括：

提供电路板，具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板内形成有声孔和通道；

在所述电路板上固定麦克风芯片，所述通道的一端与所述麦克风芯片的背腔连通；

提供第一金属壳体，将所述第一金属壳体设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体，所述麦克风芯片位于所述第一腔体内，所述声孔连通至所述第一腔体；

提供第二金属壳体，将所述第二金属壳体套于所述第一金属壳体外部且固定于所述电路板的第一表面上，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体，所述第二腔体为密闭腔体，所述通道的另一端连通至所述第二腔体；

所述电路板上形成有接地端，所述第一金属壳和/或所述第二金属壳通过所述电路板的电路布线连接至所述接地端。

9.根据权利要求8所述的硅麦克风封装方法，其特征在于，所述声孔的进气端位于所述电路板的侧壁或者所述声孔的进气端位于所述电路板的第二表面。

10.根据权利要求8所述的硅麦克风封装方法，其特征在于，通过导电材料将所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体与所述电路板密封连接。

11.根据权利要求8所述的硅麦克风封装方法，其特征在于，所述接地端为形成于所述电路板第二表面的焊盘。

12.根据权利要求8所述的硅麦克风封装方法，其特征在于，所述电路板内形成有分别与所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体对应的导电插槽；将所述第一金属壳和/或第二金属壳分别插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

13.根据权利要求12所述的硅麦克风封装方法，其特征在于，所述导电插槽电连接至所述电路板的接地端。