[實用新型]一種新型微聲學傳感器集成電路封裝結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520915020.1
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN205320293U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳賢明;張銘
• 申請（專利權）人: 深圳市矽格半導體科技有限公司
• 主分類號: H04R31/00
• 分類號: H04R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及微聲學傳感器集成電路和微處理器集成電路的封裝領域。尤其涉及一種 將微聲學傳感器硅集成電路芯片與專用集成電路芯片集成封裝的結構。

背景技術

隨著科技進步，超薄型、多功能的手機、筆記本計算機、智能家居聲控產品等IT裝置更 新?lián)Q代越來越快，產品外形越來越小，產品內部空間被不斷壓縮，從而要求產品內部器件的 結構微型化，封裝集成化。應用微機電系統(tǒng)技術的新型微聲學傳感器是近年來發(fā)展迅速的高 新技術，是一種集成了微電子和微機械、具有微觀尺寸的器件。因此，它的出現(xiàn)迅速替代了 傳統(tǒng)駐極式電容傳聲器并獲得越來越廣泛的應用。

微聲學傳感器采用了集成電路封裝技術和微細加工工藝。包括：微距粘接、金絲超聲球 焊、軟塑封、金屬釬焊、金屬空封、高精度切割等。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種將微聲學傳感器集成電路芯片與微處理器專 用集成電路芯片互聯(lián)成一整體電路，使微聲學傳感器具備對聲波信號敏感度高，抗干擾能力 強，可靠性高且體積小的封裝結構。

為了解決上述問題，本實用新型的一個技術方案是：一種新型微聲學傳感器集成電路封 裝結構，包括印制電路版、微聲學傳感器集成電路芯片、微處理器專用集成電路芯片、粘合 層、金絲、軟封體、釬焊合金層、金屬罩殼。

所述印制電路版，既是線路版，又是傳聲通道，還是封裝基座。作為線路版，為了縮小 封裝尺寸，采用多層線路結構，其頂層和底層分別布有線條、焊盤和電極，層間有導電通孔， 其內層埋置電容元件。作為傳聲通道，線路版開有進聲孔，以使聲波信號進入聲學傳感器。 作為封裝基座，它的周邊設釬焊區(qū)，通過釬焊將基座與金屬罩殼封裝為一體。

所述微聲學傳感器集成電路芯片，是將聲波傳感器和信號轉換電路集成在一片硅片上， 使其具有接收聲波信號并將聲波信號轉換成電信號輸出功能的集成電路芯片。

所述微處理器專用集成電路芯片，以硅為基體，其內部集成了轉換電路、信號處理電路 和輸出電路，其表面布有引出電極。在其對微聲學傳感器集成電路的信號進行一系列處理后， 輸出與應用產品相匹配的標準格式信號。

所述粘臺層，通過全自動精密粘片設備將粘接劑涂布于印制電路版裝片區(qū)并將硅芯片放 置于粘接劑上，經(jīng)加熱，粘接劑固化成一薄層，同時將硅芯片底面、印制電路版的表面牢固 粘合為一體。

所述金絲，純金超細線材。通過全自動程序控制超聲球焊機將金絲的一端熱熔成球并超 聲熱壓在硅芯片電極上，另一端超聲熱壓成楔形焊點在另一硅芯片電極或印制電路版焊盤上。 從而實現(xiàn)芯片與芯片之間、芯片與印制電路版之間的電路互聯(lián)。

所述軟封體，通過自動點膠設備，將一種高純度、高絕緣性、熱塑性的改性環(huán)氧樹脂在 加熱狀態(tài)下覆蓋于硅芯片表面，固化后將芯片以及金絲焊點固定并密封。

所述金屬罩殼，經(jīng)沖壓成型的矩形箱體，有內腔和釬焊邊。其內腔用于安裝所有電路及 其元器件。其釬焊邊與印制電路版表面的釬焊區(qū)相匹配，釬焊料在此被熱熔的同時將印制電 路版和罩殼焊接成一體。罩殼的金屬材質可屏蔽電磁干擾信號。封裝完成后，其密閉結構實 現(xiàn)了腔內電路與外部環(huán)境相隔離，從而使聲學傳感器音質優(yōu)良，可靠性高。

所述釬焊合金層，采用一種超細金屬微粒與揮發(fā)性助焊溶液混合的金屬漿料，在加熱狀 態(tài)下，助焊物質揮發(fā)，熔融的釬焊金屬與印制電路版的釬焊區(qū)表面、金屬罩殼的釬焊邊表面 之間產生金屬共熔，形成無隙合金層，從而將印制電路版與罩殼牢固的封裝成一體。

其特征在于：

其中，所述印制電路版，其金屬層為四層，外層布設電通路，內層埋置電容元件，在傳 感器芯片位置設進聲孔，電路版周邊設釬焊區(qū)。

其中，所述粘合層，在硅芯片底面和印制電路版表面之間涂布高分子熱聚合膠液，膠液 受熱凝結形成粘合薄層。

其中，所述軟封體，在微處理器專用集成電路芯片完成粘片和金絲球焊后，以低溫流布、 高溫固化的改性環(huán)氧樹脂膠將芯片和金絲焊點覆蓋而形成的密封體。

其中，所述金屬罩殼，是用金屬薄片沖壓成型的矩形箱體，設有內腔，內腔周邊設釬焊 區(qū)。

其中，所述釬焊合金層，是位于印制電路版釬焊區(qū)和罩殼釬焊邊之間由釬焊金屬熔融后 形成的金屬間合金層。