[發明專利]完全晶片級封裝的MEMS麥克風及其制造方法

有效

• 申請號: 201480003820.4
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN105493520B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 鄒泉波;王喆
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;陳英俊

本發明提供一種完全晶片級封裝的MEMS麥克風的制造方法以及其所制造的麥克風，所述方法包括：分別制造第一封裝晶片、MEMS麥克風晶片以及第二封裝晶片；對所述三個晶片進行晶片到晶片鍵合，以形成多個完全晶片級封裝的MEMS麥克風單元；對所述完全晶片級封裝的MEMS麥克風單元進行切割，以形成多個完全晶片級封裝的MEMS麥克風，該MEMS麥克風完全在晶片級進行封裝并且在晶片切割后不需要任何進一步處理。所述方法可以提高所述封裝的MEMS麥克風的成本效益、性能一致性、可制造性、質量、縮放能力。

技術領域

本發明涉及麥克風技術領域，更具體地說，涉及一種封裝的MEMS麥克風及其制造方法。

背景技術

硅基MEMS(微電子機械系統)麥克風，也就是所說的聲學換能器，在助聽器、移動通信系統、數碼相機、攝像機以及玩具產業中發揮著越來越重要的作用。通常，硅基MEMS麥克風芯片在可以測試、發貨以及使用之前需要進行封裝。美國專利6,781,231公開了一種如圖1所示的典型的MEMS封裝，該MEMS封裝包括可表面安裝的元件12(例如，硅基MEMS麥克風芯片、集成電路)、基底14、以及蓋子20，其中，基底14和蓋子20相結合形成外殼22，可表面安裝的元件12位于外殼22中并且進行電學連接。

然而，這種MEMS封裝以及與其類似的封裝存在一些缺點。第一，其成本效益差。封裝成本通常是這種常規封裝的MEMS麥克風的總成本的主要部分，例如，對于典型的6mm²封裝尺寸來說，最少的封裝成本會超過$0.1，而典型的MEMS麥克風芯片的成本遠少于$0.1。尤其是，當封裝尺寸按趨勢進一步減小時，封裝成本將成為降低成本的瓶頸。第二，它不利于制造和大量生產，因為單顆MEMS麥克風芯片需要單獨封裝。第三，性能一致性不能保證、顆粒和有機污染不容易避免。第四，由于這種MEMS封裝的結構不緊湊，其尺寸減小受到很大限制。

為了克服常規封裝的MEMS麥克風的上述缺點，本發明提出一種用于封裝硅基MEMS麥克風的完全晶片級封裝技術。實際上，美國專利8,368,153公開了一種如圖2所示的MEMS麥克風的晶片級封裝及其制造方法。然而，該美國專利申請僅僅公開了MEMS麥克風的芯片結構以及制造該結構的晶片工藝流程，所述結構實際上并不是可表面安裝的封裝后的MEMS麥克風，并且在晶片工藝后仍需要傳統的聲學封裝。因此，完全晶片級封裝的MEMS麥克風及其制造方法仍未得到應用，而所述完全晶片級封裝的MEMS麥克風在晶片級進行完全封裝并且晶片切割后不需要任何進一步處理。

發明內容

鑒于上面所述，為了提高封裝的MEMS麥克風的成本效益、性能一致性、可制造性、質量、縮放能力，本發明提供一種完全晶片級封裝的MEMS麥克風及其制造方法。

根據本發明一個方面，提供一種完全晶片級封裝的MEMS麥克風的制造方法，其包括：分別制造第一封裝晶片、MEMS麥克風晶片以及第二封裝晶片，其中，所述第一封裝晶片包括多個第一封裝單元，所述第二封裝晶片包括多個第二封裝單元，以及所述MEMS麥克風晶片包括多個MEMS麥克風單元，每個所述MEMS麥克風單元包括形成有背孔的硅基底和支撐在所述硅基底上并與所述背孔對齊的聲學傳感部，以及其中，所述第一封裝單元和/或所述第二封裝單元和/或所述MEMS麥克風單元包括ASIC，以及所述第一封裝單元或所述第二封裝單元還包括聲孔；對所述MEMS麥克風晶片和所述第一封裝晶片以及對所述第二封裝晶片和所述MEMS麥克風晶片進行晶片到晶片鍵合，使得所述第一封裝單元、所述MEMS麥克風單元以及所述第二封裝單元都相應對齊，以形成多個完全晶片級封裝的MEMS麥克風單元，在每個所述完全晶片級封裝的MEMS麥克風單元中，所述聲學傳感部、所述ASIC以及形成在所述第一封裝單元外側和/或所述第二封裝單元外側的可表面安裝的焊盤之間的電學連接可以通過互連線或者導電焊盤或者硅通路或者其組合來實現；以及對所述完全晶片級封裝的MEMS麥克風單元進行切割，以形成多個完全晶片級封裝的MEMS麥克風。