[發明專利]MEMS麥克風及其封裝方法

有效

• 申請號: 201080062318.2
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102726065A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王喆;宋青林;龐勝利;谷芳輝
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 林錦輝;陳英俊

1.一種MEMS麥克風，包括：

單片硅芯片，該單片硅芯片包含聲學傳感元件以及一個或多個調節CMOS集成電路，其中，所述聲學傳感元件包括順應性振膜、具有通孔的穿孔背板、以及在所述順應性振膜和所述背板之間的空氣間隙；

硅基載體芯片，該硅基載體芯片具有聲腔、金屬穿過硅通孔引線、以及在每個金屬穿過硅通孔引線的兩端上的金屬墊，其中，所述硅基載體芯片與所述單片硅芯片在所述單片硅芯片的背板側上密封鍵合和電連接；

基底，用于將所述單片芯片和所述硅基載體芯片的組件倒裝安裝在該基底上；

導電蓋子，該導電蓋子具有以其邊緣為界的中心空腔，所述邊緣附著并電連接到所述基底上，所述中心空腔容納所述單片芯片和所述硅基載體芯片的組件；以及

聲孔，該聲孔形成在所述導電蓋子上或所述基底上，以使外部聲波抵達所述聲學傳感元件，其中，所述單片硅芯片、所述硅基載體芯片和所述聲孔設置為使外部聲波從所述聲學傳感元件的順應性振膜的一側來振動該振膜。

2.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述硅基載體芯片形成有金屬穿過硅通孔引線以及金屬墊，所述金屬墊在每個金屬穿過硅通孔引線的兩端上，其中，在所述硅基載體芯片的一側上的金屬墊與所述單片硅芯片鍵合，而另一側上的金屬墊與所述基底鍵合。

3.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述聲孔形成在所述導電蓋子的上側，在所述硅基載體芯片的聲腔的底部無開孔。

4.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述聲孔形成在所述導電蓋子的任一側，在所述聲腔的底部形成一個或多個孔，以及所述硅基載體芯片與所述基底密封鍵合。

5.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述聲孔形成在所述基底上，所述硅基載體芯片的聲腔在其底部具有一個或多個開孔，以及所述硅基載體芯片與所述基底密封鍵合并電連接。

6.根據權利要求5所述的MEMS麥克風，其中，所述聲孔與所述硅基載體芯片中的空腔的底部上的至少一個開孔對齊。

7.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述硅基載體芯片的聲腔與所述單片硅芯片的背板對齊。

8.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述單片硅芯片和所述硅基載體芯片之間的鍵合為低于400℃的低溫下的金屬共晶鍵合。

9.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述導電蓋子錫焊到所述基底上，或者利用導電粘合劑粘接到所述基底上。

10.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述導電蓋子由金屬或者由涂有或鍍有金屬的塑料制成。

11.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述基底為具有單個或多個FR4層的任何印刷電路板，以及所述基底形成有電引線以及在該電引線兩端的墊。

12.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其中，所述硅基載體芯片和所述基底之間的鍵合為倒裝法錫焊。

13.一種MEMS麥克風的制造方法，包括：

制備單片硅芯片，該單片硅芯片集成有聲學傳感元件以及一個或多個調節CMOS集成電路，其中，所述聲學傳感元件包括順應性振膜、具有通孔的背板以及在所述順應性振膜和所述背板之間的空氣間隙；

制備硅基載體芯片，該硅基載體芯片具有聲腔、金屬穿過硅通孔引線、以及在每個金屬穿過硅通孔引線的兩端上的金屬墊；

利用金屬共晶鍵合，將所述硅基載體芯片與所述單片芯片在所述聲學傳感元件的背板側上密封鍵合；

將所述單片芯片和所述硅基載體芯片的組件倒裝鍵合在基底上；

將具有中心空腔的導電蓋子附著到所述基底的邊緣上，其中，所述中心空腔以該導電蓋子的邊緣為界，所述中心空腔容納所述單片硅芯片和硅基載體芯片的組件，

其中，在所述導電蓋子或所述基底上形成有聲孔，以使外部聲波抵達所述聲學傳感元件。

14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述聲孔形成在所述導電蓋子的上，并且在制備所述硅基載體芯片期間，在所述聲腔的底部不形成開孔。

15.根據權利要求13所述的方法，其中，所述聲孔形成在所述導電蓋子上，在制備所述硅基載體芯片期間在所述聲腔的底部形成一個或多個開孔，以及所述硅基載體芯片與所述基底密封鍵合。

16.根據權利要求13所述的方法，其中，所述聲孔形成在所述基底上，在制備所述硅基載體芯片期間在所述聲腔的底部形成一個或多個開孔，以及所述硅基載體芯片與所述基底密封鍵合。