MEMS晶片、麥克風及製作方法與封裝方法與流程

2023-10-06 07:27:29

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種mems晶片、麥克風及製作方法與封裝方法。

背景技術：

mems麥克風包含有一個基於電容檢測的mems晶片和asic(applicationspecificintegratedcircuit，應用專用集成電路)晶片，這兩顆晶片被封裝在一個由pcb(printedcircuitboard，印製板電路)與外殼組合的smd(surfacemounteddevices，表面貼裝器件)中。通常，mems晶片由背極板和振膜構成。mems晶片接收到外界的聲音信號時，振膜會發生振動，mems晶片會產生變化的電容，進而mems麥克風中的asic晶片可以對該變化的電容信號進行處理並輸出聲電轉換之後的電信號。

目前，為得到較好的聲學性能，mems麥克風的基板上開設的聲孔往往比較大，且聲孔正對著振膜。由于振膜較薄，在mems麥克風的生產流程中或實際使用過程中，若mems麥克風的聲孔附近有較大氣流衝擊，則將導致振膜破損，mems麥克風失效。

技術實現要素：

本發明提供一種mems晶片、麥克風及製作方法與封裝方法，用以解決現有技術中，高壓氣流對mems部件造成衝擊以及外部微塵對mems損壞的缺陷。

本發明提供一種mems晶片，包括：振膜、設於所述振膜兩側的背極板和振膜防護層；夾設於所述背極板和所述振膜之間的第一支撐件；以及，夾設於所述振膜和所述振膜防護層之間的第二支撐件。

進一步可選地，所述振膜防護層為沉積在所述第二支撐件上遠離所述振膜一側的網狀結構或微孔結構。

進一步可選地，所述振膜防護層為貼裝於所述第二支撐件上遠離所述振膜一側的網狀結構、微孔結構或無紡布結構。

本發明提供一種mems麥克風，包括：設有進聲通道的基板；設於所述基板上方的mems晶片；所述mems晶片包括：振膜、設於所述振膜兩側的背極板和振膜防護層；夾設於所述背極板和所述振膜之間的第一支撐件；以及，夾設於所述振膜和所述振膜防護層之間的第二支撐件；其中，所述振膜防護層對應所述進聲通道。

進一步可選地，所述振膜防護層的有效防護區域覆蓋所述進聲通道。

本發明提供一種麥克風晶片製作方法，包括：製作振膜以及所述振膜兩側的第一支撐件和第二支撐件；在所述第一支撐件上製作背極板；在所述第二支撐件上製作振膜防護層，以得到mems晶片。

進一步可選地，在所述第二支撐件上製作振膜防護層，包括：在所述第二支撐件上進行沉積，得到沉積層；在所述沉積層上蝕刻一定數量的通孔，得到網狀結構或微孔結構的振膜防護層。

進一步可選地，在所述第二支撐件上製作振膜防護層，包括：在所述第二支撐件上，貼裝網狀結構、微孔結構或無紡布結構的振膜防護層。

本發明提供一種mems麥克風封裝方法，包括：製作振膜以及所述振膜兩側的第一支撐件和第二支撐件；在所述第一支撐件上製作背極板；在所述第二支撐件上製作振膜防護層，以得到mems晶片；將所述mems晶片安裝於開設進聲通道的基板上，所述振膜防護層對應所述進聲通道。

進一步可選地，所述振膜防護層的有效防護區域覆蓋所述進聲通道。

本發明提供的mems晶片、麥克風及製作方法與封裝方法，通過在mems晶片上振膜遠離背極板的一側設置振膜防護層，解決了現有技術中，高壓氣流對mems晶片造成衝擊以及外部微塵對mems損壞的缺陷，有效地預防了mems麥克風電氣性能的下降。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a是本發明實施例提供的一mems晶片的結構示意圖；

圖1b是本發明實施例提供的另一mems晶片的結構示意圖；

圖2a是本發明實施例提供的一mems麥克風的結構示意圖；

圖2b是本發明實施例提供的另一mems麥克風的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一mems晶片製作方法的流程示意圖；

圖4是本發明實施例提供的一mems麥風封裝方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1a是本發明實施例提供的一mems晶片的結構示意圖。如圖1a所示，該mems晶片包括：振膜10、設于振膜10兩側的背極板11和振膜防護層12；夾設於背極板11和振膜10之間的第一支撐件101；以及，夾設于振膜10和振膜防護層12之間的第二支撐件102。

可選地，第一支撐件101和第二支撐件102可以是一體設置，可以理解為第一支撐件101和第二支撐件102分別是一個整體支撐件的兩個部分。

其中，振膜防護層12，可以是網狀結構、微孔結構或無紡布結構。這樣的結構能夠保證聲音信號能夠正常進入mems晶片，並在mems晶片遭到高壓氣流襲擊時，起到緩衝作用，保護振膜10不致受損。除此之外，網狀結構、微孔結構或無紡布結構的振膜防護層12還可防止水分或空氣中的微粒進入mems晶片，進而避免了水分或空氣微粒造成的mems晶片失效。

其中可選地，無紡布結構的振膜防護層12可以貼裝於第二支撐件102上遠離振膜10一側。網狀結構、微孔結構的振膜防護層12可以沉積在第二支撐件102上遠離振膜10一側，也可以如無紡布結構的振膜防護層12一樣，貼裝於第二支撐件102上遠離振膜10一側。值得說明的是，除了圖1a中示出的振膜防護層12的設置位置之外，振膜防護層12還可以設置于振膜10一側的其它位置，如圖1b所示。

本實施例提供的mems晶片，通過在振膜遠離背極板的一側設置振膜防護層，解決了現有技術中，高壓氣流對振膜造成衝擊以及外部微塵對mems損壞的缺陷，有效地預防了mems晶片電氣性能的下降。

圖2a是本發明實施例提供的一mems麥克風的結構示意圖。如圖2a所示，該mems麥克風包括：設有進聲通道20的基板21；設於基板21上方的mems晶片22；該mems晶片包括：振膜10、設于振膜10兩側的背極板11和振膜防護層12；夾設於背極板11和振膜10之間的第一支撐件101；以及，夾設于振膜10和振膜防護層12之間的第二支撐件102。其中，振膜防護層12對應進聲通道20。

可選的，當振膜防護層12為網狀或微孔結構時，振膜防護層12上的有效防護區域，即網狀區域或微孔區域，可以覆蓋整個振膜防護層12，也可以僅僅覆蓋進聲通道20，視具體的結構和加工工藝而定，此處不做限制。

如圖2a所示，除基板21以及mems晶片22之外，該mems麥克風還包括與mems晶片22電連接的，用於對mems晶片輸出的電容變化信號進行處理的asic晶片23。mems晶片22以及asic晶片23被封裝在一個由基板21與封裝外殼24組成的smd腔體中。

圖2a中的mems晶片22對應圖1a所示的結構。當然，針對圖1b中的mems晶片結構，還可有圖2b所示的麥克風。在圖2b中，振膜防護層12還可以設置於mems晶片底部較為靠上的位置。

本實施例提供的mems麥克風，通過在mems晶片內的振膜遠離背極板的一側設置振膜防護層，克服了mems麥克風在進聲通道附近有較大氣流衝擊時，對mems晶片造成衝擊以及外部微塵對mems損壞的缺陷，有效地預防了mems麥克風電氣性能的下降。

圖3是本發明實施例提供的一mems晶片製作方法的流程示意圖，如圖3所示，該方法包括：

步驟301、製作振膜以及所述振膜兩側的第一支撐件和第二支撐件；

步驟302、在所述第一支撐件上製作背極板；

步驟303、在所述第二支撐件上製作振膜防護層，以得到mems晶片。

針對步驟301以及步驟202，製作振膜、第一支撐件、第二支撐件以及背極板，是由矽片原材料進行沉積得到的。上述沉積的過程均為成熟的現有技術，此處不贅述。

針對步驟303，在第二支撐件上製作振膜防護層，在一種可行的實施方式中，振膜防護層可通過沉積、蝕刻的方法製作。首先，在第二支撐件上進行沉積，得到沉積層；在沉積層上蝕刻一定數量的通孔，得到網狀結構或微孔結構的振膜防護層。針對網狀結構或微孔結構的振膜防護層，可以是在整個振膜防護層上進行通孔的蝕刻，也可以是在振膜防護層的中心區域能夠覆蓋後續安裝時對應的基板上進聲通道的區域進行通孔的蝕刻，本實施例不做限制。

在另一種可選的實施方式中，在第二支撐件上製作振膜防護層，還可以直接在第二支撐件上，貼裝網狀結構、微孔結構或無紡布結構的振膜防護層。貼裝工藝可以是焊接也可以膠貼，具體視振膜防護層的材質而定。

本實施例提供的mems晶片製作方法，通過在振膜遠離背極板的一側設置振膜防護層，解決了現有技術中，高壓氣流對振膜造成衝擊損壞的缺陷，有效地預防了mems晶片電氣性能的下降。

圖4是本發明實施例提供的一mems麥風封裝方法的流程示意圖，如圖4所示，該方法包括：

步驟401、製作振膜以及所述振膜兩側的第一支撐件和第二支撐件；

步驟402、在所述第一支撐件上製作背極板；

步驟403、在所述第二支撐件上製作振膜防護層，以得到mems晶片；

步驟404、將所述mems晶片安裝於開設進聲通道的基板上，所述振膜防護層對應所述進聲通道。

步驟401-步驟403的具體實施方式可參考圖3對應實施例的記載，不再贅述。

針對步驟404，將所述mems晶片安裝於開設進聲通道的基板上，可以在基板上對應位置點膠後，直接將mems晶片貼合在點膠處。貼合時，需保證振膜防護層與進聲通道位置對應。

通常在步驟404中，還需進一步安裝asic晶片，並使得asic晶片和mems晶片電連接。最後，組裝封裝外殼與基板，形成腔體。

本實施例提供的mems麥克風封裝方法中，由於mems晶片內部已包含一振膜防護層，故而，在封裝mems晶片時，無需再單獨安裝振膜防護層，只需一次點膠過程即可將mems晶片安裝於基板上，簡化了封裝流程。除此之外，本實施例提供的mems麥克風封裝方法，通過在mems晶片內的振膜遠離背極板的一側設置振膜防護層，克服了mems麥克風在進聲通道附近有較大氣流衝擊時，對mems晶片造成衝擊損壞的缺陷，有效地預防了mems麥克風電氣性能的下降。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。