[发明专利]一种基板内嵌式麦克风封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及麦克风技术领域，具体地说，本发明涉及一种基板内嵌式麦克风封装结构，它可缩小麦克风的体积。

背景技术

硅微麦克风也称MEMS麦克风，具有体积小、性能好、适合表面贴装等优点，在便携式及消费电子产业领域具有很强的增长潜力。要获得音质较好的硅微麦克风，必须要有高质量的麦克风封装。一般来说，硅微麦克风封装需要在透过外界声波的同时保护内部芯片不受物理侵害，避免周围环境中湿气和灰尘的沾污，并能有效的屏蔽环境中的电磁干扰。

目前的硅微麦克风封装主要有两种结构。一种结构包括一片基板和一个顶盖，典型的应用包括ADI公司的ADMP系列麦克风。图1的(a)和(b)示出了这种麦克风封装的俯视图和正视图。基板1上安装硅微麦克风及信号处理芯片，形成读出电路，基板1上还制作有声孔3使外界声波能够入射到麦克风芯片上。顶盖2为杯状结构，分为中心部分4和边界部分5，其中心部分4用以盖住硅微芯片及电路，并形成麦克风的声学腔。边界部分5位于顶盖2四周，用以将顶盖2固定于基板1上。顶盖2中包含至少一层导电层，并与基板1上的地信号进行可靠电学连接，以屏蔽环境中的电磁干扰。这种封装中，基板贴合于顶盖外部，顶盖具有向四周突出的边界以及倒角，需要固定于面积较大的基板上，封装后麦克风占用面积大，空间利用率不高。

另一种硅微麦克风封装如美国专利US2005/0018864A1中示出，它是三层电路板组成一个三明治结构，将中间层镂空以放置麦克风和电路芯片，外面两层形成保护结构并引出信号。这种封装体积较小，但需要面积较大的接地导电层以屏蔽外部信号，由于各芯片尺寸较小，要使这种封装中各个部件的电路准确连通有较大的难度，且这种封装难以实现自动化生产，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于，针对以上发明的不足之处，本发明提供一种基板内嵌式麦克风封装，它减少了麦克风封装占用面积，提高了空间利用率，节约了成本，易于应用到自动化生产中。

为实现上述目的，本发明提供了一种基板内嵌式麦克风封装结构，包括：金属顶盖、基板、麦克风芯片、电路芯片和无源元件，所述的基板的上表面用于承载并固定所述的麦克风芯片、电路芯片和无源元件；该基板的上表面和下表面均设置有电连通的接地电极，用于与金属顶盖相连以实现接地；金属顶盖内表面与基板之间密封形成麦克风的声学腔，其特征在于，所述的金属顶盖上设置有限位结构，该限位结构所限定的平面高于且平行于所述的金属顶盖底边所在平面，用于将所述基板以芯片承载面向上的方向水平嵌入到所述的金属顶盖中，其嵌入深度通过所述的限位结构底面和所述的金属顶盖的底边的高度差进行调整，所述的高度差不大于所述基板的厚度。

所述的限位结构为金属顶盖底部沿径向垂直于内壁向内的矩形凸起、金属顶盖底部的侧壁沿径向垂直向内凹陷结构、矩形金属顶盖因上部向内凹陷的矩形结构而形成的底部的矩形凸缘部或金属顶盖的顶面垂直向下的凹陷结构。所述限位结构可为几个分立结构，也可在内壁上构成一个整体。

分立的限位结构如实施例2、3中的边或角上向内的凸起或外部凹陷，整体的限位结构如实施例4中的绕内壁一周的环形结构等。

所述的限位结构的底面与基板上表面的地电极连接，所述顶盖通过所述限位结构与基板上的地电极连接，实现良好的电磁屏蔽。

所述基板为一印制电路板，其上设有对着麦克风芯片振动膜的声孔，以透过外界入射的声波。基板上的声孔一般靠近基板的中部，其尺寸与麦克风芯片振动膜的相近，可为圆形、矩形或任意形状。所述基板的上表面用于承载并固定所述麦克风及电路芯片，该面四周的适当位置制作有接地电极，用以与金属顶盖相连，以便接地。所述接地电极在下表面也有分布，且与所述上表面的接地电极连通。所述上表面上还制作有麦克风读出电路，该电路上的电源及信号电极与下表面上的相应电极各自连通。

所述透过声波的声孔也可以位于顶盖上，此时所述基板不再具有声孔结构。所述声孔可位于顶盖的顶面或任意一个侧面上，不用对着麦克风的振动膜。

所述的声孔为一通孔，呈圆形、矩形或任意形状，其上可设置屏蔽颗粒物的屏蔽网或屏蔽膜。

所述的麦克风芯片、电路芯片及无源元件可以通过绝缘胶粘接到所述基板的上表面，芯片间及芯片与电路间可用金丝压焊进行互联；所述芯片及元件也可以直接焊接在所述基板上表面的电路中。固定后，所述麦克风芯片的振动膜需要对着所述基板上的声孔。