[实用新型]一种MEMS麦克风封装器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子封装技术以及MEMS传感器技术。

背景技术

随着终端产品的智能化程度不断提高，各种传感器芯片层出不穷。传感芯片扩展了智能手机、平板电脑等产品的应用领域，例如，MEMS麦克风逐渐取代ECM驻极体麦克风成为麦克风传感器的主流。传统的ECM驻极体麦克风的尺寸通常比MEMS麦克风大，其灵敏性和性能容易受到外部环境，特别是温度的影响，并且不能采用SMT表面贴装技术，通常采用手动方式进行组装。相比ECM驻极体麦克风，MEMS麦克风的尺寸小，而且其灵敏性和性能不易受到温度、振动、湿度等外部环境的影响，抗干扰能力强。由于具有较强的耐热特性，MEMS麦克风可采用260℃高温SMT表面贴装回流焊工艺进行组装，SMT回流焊简化了制造流程，而且可以进行批量生产。

如图4所示，MEMS麦克风通常包括基板1，其上安装无源器件2、MEMS麦克风芯片4、集成前置放大器的专用集成电路ASIC芯片5以及金属屏蔽罩8。无源器件2可以为去耦电容，起到隔离信号和地、电源和地之间的噪声的作用。MEMS麦克风芯片4实现声电转换，是MEMS麦克风的核心组成部分。ASIC芯片5处理MEMS麦克风芯片4转换得到的电信号，并为MEMS麦克风提供外部偏执，以保证MEMS麦克风在外部环境下保持稳定的声学和电气参数。在图1所示的MEMS麦克风中，无源器件2采用表面贴装工艺通过第一种焊料3贴装于基板1上，MEMS麦克风芯片4和ASIC芯片5通过粘片材料6配置于基板1上。采用金属导线7通过引线键合工艺实现MEMS麦克风芯片4和ASIC芯片5与基板1的电气互联。采用表面贴装工艺通过第二种焊料9将金属屏蔽罩8贴装于基板1上，覆盖无源器件2、MEMS麦克风芯片4和ASIC芯片5。通常情况下，第一种焊料3和第二种焊料9为同一种焊料。第一种焊料3和第二种焊料9可以为Sn、SnAg、SnAgCu等具有较高熔点温度的合金材料，熔点温度一般在220℃左右，回流曲线最高温度在260℃左右。高回流焊温度会造成基板1过度翘曲，导致器件的表面贴装工艺无法顺利完成，使得组装工艺复杂度和难度明显增加，同时容易造成焊接部位因应力过大而破坏失效等可靠性问题。同时，第一种焊料3和第二种焊料9也可以为低熔点温度焊料，由于引线键合工艺需要将基板1加热到一定温度，如果第一种焊料3的熔点温度过低，在引线键合工艺时会引起无源器件移动，造成表面贴装工艺失效。因此，第一种焊料3和第二种焊料9的选择对MEMS麦克风的良率和产率具有重要影响。

因此，针对上述现有MEMS麦克风封装器件出现的问题，急需提出一种合理的封装器件，以有效降低组装的工艺复杂度和难度，提升封装器件的可靠性、良率和产率。

实用新型内容

本实用新型针对MEMS传感器，特别是MEMS麦克风封装器件，提供了一种简单、高可靠性、高良率、高产率的封装器件。

一种MEMS麦克风封装器件，所述封装器件包括：基板、无源器件、第一种焊料、MEMS麦克风芯片、ASIC芯片、粘片材料、金属导线、金属屏蔽罩、第二种焊料；至少一个无源器件通过第一种焊料贴装于基板上，MEMS麦克风芯片和ASIC芯片通过粘片材料配置于基板上，金属导线实现MEMS麦克风芯片和ASIC芯片与基板的电气互联，金属屏蔽罩通过第二种焊料贴装于基板上，覆盖无源器件、MEMS麦克风芯片和ASIC芯片。所述第一种焊料的熔点低于第二种焊料。

所述第一种焊料可以是但不限于In、InAg、SnIn、SnBi、SnInBi或者SnInAg合金材料，熔点温度高于120℃，低于190℃。

所述第二种焊料可以是但不限于Sn、SnAg或者SnAgCu合金材料，熔点温度高于200℃，低于240℃。

一种MEMS麦克风封装器件的组装方法，其特征主要包括以下步骤：

步骤1：采用表面贴装工艺，通过第一种焊料将至少一个无源器件贴装在基板上；

步骤2：将MEMS麦克风芯片和ASIC芯片通过粘片材料配置于基板上；

步骤3：采用引线键合工艺，通过金属导线实现MEMS麦克风芯片和ASIC芯片与基板的电气互联；

步骤4：采用表面贴装工艺，通过第二种焊料将金属屏蔽罩贴装在基板上，覆盖无源器件、MEMS麦克风芯片和ASIC芯片。

其中，第一种焊料的熔点低于第二种焊料的熔点。