[发明专利]微机电系统麦克风封装体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机械加工声学元件封装体，特别涉及一种微机械加工微机电系统(MEMS)麦克风封装体及其制造方法。

背景技术

微机械加工硅麦克风已披露于许多专利。例如，美国专利US 5,619,476、US 5,870,351、US 5,894,452及US 6,493,288披露一种电容型超声波传感器(transducer)的制造方法。再者，美国专利US 5,146,435、US 5,452,268、US6,535,460及US 6,870,937披露一种微机械加工电容型传感器，其主要用于声音的撷取。然而，在上述专利中，主要的发明技术特征皆专注于微机械加工麦克风芯片的设计与制造。简言之，上述发明技术特征皆专注于麦克风的晶片级工艺。

对于应用于任意型式电子装置的麦克风而言，需要提供适当的外罩构件，使得该麦克风芯片能储置于适合的封装件中，以避免其受到环境的干扰。优选地，此外罩构件结构亦可遮蔽硅麦克风的感测构件，隔离外部的电磁干扰。再者，该封装的麦克风需要接触导脚，使得该接触导脚能锡焊于使用该麦克风的电子板上。最后，将封装的方法应用于麦克风必须符合低成本要件并且允许大量生产的要件。

相较于传统的驻极体麦克风(electret microphone)，微机械加工的MEMS麦克风的优点为能够承受高的回焊(re-flow)温度。因此，为了降低电子产品的封装成本，该微机械加工的MEMS麦克风的封装型式是允许将麦克风表面封装于印刷电路板(PCB)上。

许多用于MEMS麦克风的封装方法已披露于已知技术中。美国专利US6,781,231，将其全体内容在此引用作为本文的一部分，披露一种微机电系统(MEMS)封装体，其包括MEMS麦克风、基板、及封盖。该基板具有表面，支撑该MEMS麦克风。该封盖包括导电层，其具有中央部分通过周边边缘部分粘结。外罩构件的构成通过连接该封盖的周边边缘部分至该基板。该封盖的中央部分与该基板的表面之间隔离空间，以容纳该MEMS麦克风。该外罩构件包括声学埠(acoustic port)，允许声学信号抵达该MEMS麦克风。美国专利申请早期公开US 2005/0018864，将其全体内容在此引用作为本文的一部分，披露一种硅电容式麦克风封装体，其包括传感器单元、基板、及封盖。该基板包括上表面，具有凹入于其内部。该传感器单元贴附于该基板的上表面上，并且与该凹入的至少一部分重叠，其中该传感器单元具有背部体积形成于该传感器单元与该基板之间。该封盖设置于该传感器单元上方并包括开孔。

美国专利US 7,434,305，将其全体内容在此引用作为本文的一部分，披露一种硅电容式麦克风封装体，其包括传感器单元、基板、及封盖。该基板包括上表面，具有凹入于其内部。该传感器单元贴附于该基板的上表面上，并且与该凹入的至少一部分重叠，其中该传感器单元具有背部体积形成于该传感器单元与该基板之间。该封盖设置于该传感器单元上方并包括开孔。

美国专利7,439,616，将其全体内容在此引用作为本文的一部分，披露一种硅电容式麦克风封装体，其包括传感器单元、基板、及封盖。该基板包括上表面。该传感器单元贴附于该基板的上表面上，并且与该凹入的至少一部分重叠，其中该传感器单元具有背部体积形成于该传感器单元与该基板之间。该封盖设置于该传感器单元上方，并且该基板或该封盖的其中之一包括开孔。

上述的封装方法提供硅电容式麦克风封装体，其允许声学能量接触设置于外罩内的该传感器单元。该外罩提供必需的压力参考值，而在此同时，又能保护该传感器避免光、电磁干扰及物理性损伤。然而，所述封装方法未能解决该麦克风封装体于使用上或组装上的关键性观点。部分的观点包括，但并不限定于，透过该麦克风封装体的侧壁及/或封盖的声学漏失，安全地将麦克风贴附于位于下层的PCB母板，屏蔽电磁干扰的有效性，自该麦克风封装体至下层的PCB母板的电子信号传输失真，封装的麦克风于表面封装的可挠曲性，以及大量生产的制造容易度等。

发明内容

根据本发明的实施例，一种微机电系统(MEMS)麦克风封装体包括：具有导电部件的外罩，设置于基板上，以构筑成空穴；MEMS感测元件和IC芯片设置于该空穴内部；声孔包括传声通道连接该空穴与外部空间；第一接地垫，设置于该基板的背面，通过该基板内的穿孔连接该外罩的该导电部件；以及第二接地垫，设置于该基板的背面，通过该基板内的内连线连接该MEMS感测元件或该IC芯片；其中该第一接地垫和该第二接地垫彼此相互隔离。