利用陶瓷封裝的電容傳聲器的製作方法

2023-10-05 16:28:09 1

專利名稱：利用陶瓷封裝的電容傳聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電容傳聲器，更詳細地說，涉及利用陶瓷封裝的電 容傳聲器。
背景技術：
通常，廣泛使用於移動通信終端或音響等的電容傳聲器由如下部分 構成偏壓元件； 一對膜片/背板，其用於形成與聲壓對應地變化的電容 器(C);以及結型場效應電晶體(JFET)，其用於緩衝輸出信號。這種典 型方式的電容傳聲器通過如下方式製造在一個殼體內一體地組裝振動 板、隔環、絕緣環、背板、導電環、印刷電路板(PCB)之後，將殼體的末端巻曲(curling)。但是，這種典型的駐極體電容傳聲器具有如下問題將殼體的末端 彎曲的巻曲過程中產生不良，導致音質下降。另一方面，最近作為為進行微裝置的集成化而使用的技術，已有利 用了微加工的半導體加工技術。被稱為MEMS (Micro Electro Mechanical System:微電子機械系統)的這種技術利用半導體工程、尤其是應用了 集成電路技術的微加工技術製造出單位的超小型傳感器或致動器 (actuator)和電氣機械式構造物。利用這樣的微加工技術來製作的MEMS 晶片傳聲器通過超精密微加工可以實現小型化、高性能化、多功能化、集成化，具有可提高穩定性和可靠性的優點。但是，如上所述利用微加工技術製作的MEMS晶片傳聲器需要進行 電驅動和信號處理，因此，還需要與其它集成電路(IC)半導體晶片器 件一起進行封裝。實用新型內容本實用新型是為了滿足上述需要而進行的，本實用新型的目的在於， 提供一種利用陶瓷封裝的電容傳聲器。為了達到上述目的，本實用新型的電容傳聲器構成為包括陶瓷封 裝，其形成為一面幵口的筒形狀，具備用於安裝MEMS傳聲器晶片的第 一空間和用於安裝集成電路半導體晶片的第二空間；蓋，其形成有用於使外部聲音流入到上述MEMS傳聲器晶片的聲孔，並用於蓋住而密封上 述陶瓷封裝的開口面；MEMS傳聲器晶片，其安裝在上述陶瓷封裝的上 述第一空間內，藉助從外部流入的聲音產生電信號；以及集成電路半導 體晶片，其安裝在上述陶瓷封裝的上述第二空間，與上述MEMS傳聲器 晶片連接，將上述MEMS傳聲器晶片的電信號放大，並輸出到外部。上述陶瓷封裝被隔壁分割為上述第一空間和上述第二空間，並通過 第一至第五陶瓷封裝板的接合來構成，在上述各板的接合面上形成有預定的圖形，以構成電信號路徑。尤其，上述MEMS傳聲器晶片和上述集成電路半導體晶片是單晶片 或重疊的晶片，因此上述陶瓷封裝的上述第一空間和上述第二空間成為 一個，從而可以安裝到單一空間中。如上所述，本實用新型的陶瓷封裝傳聲器無需巻曲工序，因此，能 夠解決在傳統結構的傳聲器中因巻曲而產生的問題，並藉助陶瓷封裝的 高溫特性，適合於SMD類型，從而能夠提供穩定的特性。


圖1是表示本實用新型的利用陶瓷封裝的電容傳聲器的立體圖。 圖2是表示本實用新型的利用陶瓷封裝的電容傳聲器的剖視立體圖。圖3 (a)、 (b)和(c)是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝 的三面圖。圖4是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第一層圖形的圖。圖5是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第二層圖形的圖。圖6是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第三層圖形的圖。圖7是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第四層圖形的圖。圖8是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第五層圖形的圖。圖9是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第六層圖形的圖。附圖標記說明10陶瓷封裝；10a第一安裝空間；10b第二安裝空間；11第一陶 瓷封裝板；12第二陶瓷封裝板；13第三陶瓷封裝板；14第四陶瓷封裝板；15第五陶瓷封裝板；18隔壁；20 蓋；20a聲孔；30 MEMS 傳聲器晶片；40半導體晶片；A、 B、 C、 D外部連接電極；Cl、 C2、 C3上側導電圖形；Bl、 B2、 B3底表面導電圖形；H1 H6通孔。
具體實施方式
下面，參照附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。 圖1是表示本實用新型的利用陶瓷封裝的電容傳聲器的立體圖。圖 2是表示本實用新型的利用陶瓷封裝的電容傳聲器的剖視立體圖。如圖1和圖2所示，本實用新型的利用陶瓷封裝的電容傳聲器由如 下部分構成陶瓷封裝IO，其形成為一面開口的長方筒形狀，並被隔壁 18分割成用於安裝MEMS傳聲器晶片30的第一空間10a和用於安裝集 成電路半導體晶片40的第二空間10b; MEMS傳聲器晶片30，其安裝於 上述陶瓷封裝10的第一空間10a，通過從外部流入的物理聲音來產生電 信號；集成電路半導體晶片40，其安裝於上述陶瓷封裝的第二空間10b， 將上述MEMS傳聲器晶片30的電信號放大之後輸出到外部；以及蓋20， 其用於封閉上述陶瓷封裝的開口面，並且形成有用於使外部聲音流入到 上述MEMS傳聲器晶片30的聲孔20a。如圖3 (a)、 (b)和(c)所示，本實用新型的陶瓷封裝10通過第一 至第五陶瓷封裝板(11至15)的接合來構成，各個陶瓷封裝板(11至 15)的接合面(MP1至MP6)上形成有圖4至圖9所示的圖形，以構成 電信號路徑。圖3 (a)是本實用新型的陶瓷封裝10的俯視圖，圖3 (b)是將局 部切開的主視圖，圖3 (c)是將局部切開的側視圖。圖3 (a)、 (b)和 (c)所示的陶瓷封裝10為長方筒形且四個角上形成有凹槽，隔壁18的 上端形成有Cl、 C2、 C3導電圖形，在用於安裝集成電路(IC)半導體 晶片的底表面上形成有Bl、 B2、 B3導電圖形。而且，如圖9所示，陶 瓷封裝10的底面上形成有A、 B、 C、 D連接圖形，該A、 B、 C、 D連 接圖形從外部接受供電以傳遞信號。形成於各層(MP1至MP6)上的導電圖形通過通孔(Hl至H6)相 互連接，本實用新型的實施例中，連接圖形A與B1導電圖形和C2導電 圖形連接，連接圖形D與B2導電圖形連接，連接圖形B和C通過C1、 C3、 B3導電圖形和通孔H1、 H2與金屬蓋20連接。圖4是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第一層(MP1) 圖形的圖，由圖可知，形成有用於與金屬蓋20連接的通孔H1、 H2。圖 5是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第二層(MP2)圖形的圖。而且，圖6是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的第三層 (MP3)圖形的圖。圖7是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷封裝的 第四層(MP4)圖形的圖。圖8是表示本實用新型的電容傳聲器的陶瓷 封裝的第五層(MP5)圖形的圖。圖9是表示本實用新型的電容傳聲器 的陶瓷封裝的第六層(MP6)圖形的圖。第三層(MP3)的圖形是相當於陶瓷封裝的內部隔壁18的上端的部 分，在半導體晶片所在部分的隔壁的上端形成有Cl、 C2、 C3圖形；第 四層(MP4)的圖形是相當於安裝空間的底表面部分的圖形，形成有B1、 B2、 B3圖形；第六層(MP6)是陶瓷封裝的底面，形成有用於與外部信 號連接的連接圖形A、 B、 C、 D。第三層(MP3)的各圖形通過相應通孔H3、 H4、 H5與下層的圖形連接。即，Cl圖形通過通孔H3與第四層(MP4)的B3圖形連接，C2 圖形通過通孔H4在第五層(MP5)上與A連接圖形連接，C3圖形在第 五層(MP5)上與C和D連接圖形連接。而且，各A和D連接圖形沿著 形成於直方筒形的角上的凹槽與第五層(MP5)連接，B和C連接圖形 沿著形成於直方筒形的角上的凹槽與第五層(MP5)和第四層(MP4) 連接。如上所述，本實用新型的實施例的陶瓷封裝中，連接圖形A與Bl 圖形和C2圖形連接，連接圖形D與B2圖形連接，連接圖形B和C通 過導電圖形C1、 C3、 B3和通孑LH1、 H2與金屬蓋20連接。而且，本實 用新型的陶瓷封裝10通過蓋20和形成於第五層上的接地板圖形與接地 圖形B、 C連接，從而能夠遮蔽外部的電磁波，減少噪聲。本實用新型的實施例中，這樣的圖形的具體連接結構只不過是一個 實施例，可以根據所要安裝的部件的連接端子等採用各種結構進行連接。 例如，本實用新型的實施例中，集成電路半導體晶片40和MEMS傳聲 器晶片30採用了引線鍵合(Wire Bonding) W的結構，但是也可以形成 導電圖形來連接。再次參見圖1和圖2，蓋20是形成有聲孔20a的、與陶瓷封裝10 對應的矩形板，由導電性的金屬或多氯化聯二苯(PCB)、塑料等構成， 接合在陶瓷封裝的開口面上部。接合方式可以釆用焊接、使用導電性粘 合劑等多種方式，金屬材質的蓋20通過形成於陶瓷封裝10上的通孔圖 形與接地電極連接。另外，陶瓷封裝的第一空間10a上安裝有MEMS傳聲器晶片30，第 二空間10b上安裝有集成電路(IC)半導體晶片40，隔壁上部的圖形上 可以安裝電容器或電阻等其它元件。而且，安裝於第一空間10a的MEMS 傳聲器晶片30與集成電路(IC)半導體晶片40通過引線鍵合W或SMD 等連接。通常，MEMS傳聲器晶片30的結構如下利用MEMS技術在矽晶 片上形成背板之後，隔著間隔物，形成振動膜。集成電路(IC)半導體 晶片40與MEMS傳聲器晶片30連接，以處理電信號，MEMS傳聲器晶片30可以由如下部分構成電壓泵，其向電容傳聲器供電，以使電容傳聲器動作；以及緩衝器IC，其將經由MEMS傳聲器晶片檢測到的電聲音信號放大或進行阻抗匹配，通過連接端子提供給外部。採用上述結構的本實用新型的陶瓷封裝傳聲器在組裝完成後，以SMD方式安裝到電子產品的主電路板上，通過連接圖形A、 B、 C、 D從 主板接受供電以進行動作。通過形成於蓋20上的聲孔20a流入的外部聲 壓引發形成於MEMS傳聲器晶片30的振動板的振動，表現為靜電容量 的變化，這樣的電信號通過引線鍵合W傳遞到IC晶片40，並被放大之 後，通過形成於陶瓷封裝10的底面部的連接圖形A、 B、 C、 D傳遞到主 板側。以上的實施例中，以陶瓷封裝分為兩個安裝空間的情況為例進行了 說明，但是，當上述MEMS傳聲器晶片30和上述集成電路半導體晶片 40形成為單晶片或重疊的晶片的情況下，上述陶瓷封裝的上述第一空間 和上述第二空間成為一體，因此，可以安裝在單一空間內。以上通過具體實施例詳細說明了本實用新型，但本實用新型不限於 上述的實施例，本領域的技術人員可以在不脫離本實用新型的技術思想 的範圍內，對本實用新型進行各種變更後實施。
權利要求1.一種利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於，所述電容傳聲器構成為包括陶瓷封裝，該陶瓷封裝形成為一面開口的筒形狀，具備用於安裝MEMS傳聲器晶片的第一空間和用於安裝集成電路半導體晶片的第二空間；蓋，該蓋形成有用於使外部聲音流入到所述MEMS傳聲器晶片的聲孔，並用於蓋住而密封所述陶瓷封裝的開口面；MEMS傳聲器晶片，該MEMS傳聲器晶片安裝在所述陶瓷封裝的所述第一空間內，藉助從外部流入的聲音產生電信號；以及集成電路半導體晶片，該集成電路半導體晶片安裝在所述陶瓷封裝的所述第二空間，與所述MEMS傳聲器晶片連接，將所述MEMS傳聲器晶片的電信號放大，並輸出到外部。
2. 根據權利要求1所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於， 所述陶瓷封裝被隔壁分割為所述第一空間和所述第二空間。
3. 根據權利要求2所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於， 所述陶瓷封裝通過第一至第五陶瓷封裝板的接合來構成，在所述各板的 接合面上形成有預定的圖形，以構成電信號路徑。
4. 根據權利要求3所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於， 所述陶瓷封裝為長方筒形且四個角上形成有凹槽，隔壁的上端形成有C1、 C2、 C3圖形，在用於安裝所述集成電路半導體晶片的底表面上形成有 Bl、 B2、 B3導電圖形，所述陶瓷封裝的底面上形成有A、 B、 C、 D連 接圖形，該A、 B、 C、 D連接圖形從外部接受供電以傳遞信號。
5.根據權利要求4所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於， 形成於所述各層上的導電圖形通過通孔相互連接，所述A連接圖形與Bl 圖形和C2圖形連接，所述D連接圖形與B2圖形連接，所述B和C連 接圖形通過C1、 C3、 B3圖形和通孔(Hl、 H2)與所述蓋連接。
6.根據權利要求1所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其特徵在於，所述蓋選擇金屬、多氯化聯二苯或塑料中的任意一種材料來構成。
7. 根據權利要求1所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其t寺徵在於，所述MEMS傳聲器晶片和所述集成電路半導體晶片通過引線鍵合或 SMD方式連接。
8. 根據權利要求1所述的利用陶瓷封裝的電容傳聲器，其,寺徵在於， 所述MEMS傳聲器晶片和所述集成電路半導體晶片是單一晶片或重疊的 晶片，所述陶瓷封裝的所述第一空間和所述第二空間成為一個，從而安 裝到單一空間中。
專利摘要本實用新型提供利用陶瓷封裝的電容傳聲器。該陶瓷封裝電容傳聲器構成為包括陶瓷封裝，其形成為一面開口的筒形狀，具備用於安裝MEMS傳聲器晶片的第一空間和用於安裝集成電路半導體晶片的第二空間；蓋，其形成有用於使外部聲音流入到MEMS傳聲器晶片的聲孔，用於蓋住而密封陶瓷封裝的開口面；MEMS傳聲器晶片，其安裝在陶瓷封裝的第一空間內，藉助從外部流入的聲音產生電信號；和集成電路半導體晶片，其安裝在陶瓷封裝的第二空間，與MEMS傳聲器晶片連接，將MEMS傳聲器晶片的電信號放大並輸出到外部。本實用新型的陶瓷封裝傳聲器無需捲曲工序，因此能解決在傳統結構的傳聲器中因捲曲而產生的問題，藉助陶瓷封裝的高溫特性，適合於SMD類型並能夠提供穩定的特性。
文檔編號H04R19/04GK201094163SQ200720183010
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月12日 優先權日2007年1月30日
發明者樸成鎬, 秋倫載 申請人:寶星電子株式會社