[实用新型]一种高灵敏度高信噪比的MEMS硅麦克风

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种MEMS硅麦克风的封装方法，特别是公开一种高灵敏度高信噪比的MEMS硅麦克风，属于硅麦克风封装的技术领域。

背景技术

麦克风能把人的语音信号转化为相应的电信号，广泛应用于手机，电脑，电话机，照相机及摄像机等。传统的驻极体电容式麦克风采用特氟龙作为振动薄膜，不能承受在印刷电路板回流焊接工艺近300度的高温，从而只能与集成电路的组装分开，单独手工装配，大大增加了生产成本。

近三十年的MEMS（Microelectromechanical Systems）技术与工艺的发展，特别是基于硅芯片MEMS技术的发展，实现了许多传感器（如压力传感器，加速度计，陀螺仪等）的微型化和低成本。MEMS硅麦克风已开始产业化，在高端手机的应用上，逐渐取代传统的驻极体电容式麦克风。

MEMS麦克风主要还是采用电容式的原理，由一个振动薄膜和背极板组成，振动薄膜与背极板之间有一个几微米的间距，形成电容结构。高灵敏的振动薄膜感受到外部的音频声压信号后，改变振动薄膜与背极板间的距离，从而形成电容变化。MEMS麦克风后接CMOS放大器把电容变化转化成电压信号的变化，再放大后变成电输出。

目前现有技术中的大多数麦克风采取背进音形式的封装方式，当器件与PCB板贴装后，麦克风的灵敏度和信噪比会受到影响。由于人的语音声压信号非常微弱，灵敏度和信噪比的降低势必影响麦克风的使用效果。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有麦克风封装技术中存在的不足，提供一种高灵敏度高信噪比的MEMS硅麦克风，采取并列式倒装前进音的封装方式，直接提高同等麦克风产品的灵敏度及信噪比。

本实用新型是这样实现的：一种高灵敏度高信噪比的MEMS硅麦克风，包括金属壳体盖、MEMS器件、ASIC器件和PCB板，其特征在于：所述的金属壳体盖上设有一个进音孔，所述的MEMS器件和ASIC器件左右并列，通过绝缘胶黏连在金属壳体盖的内侧，并且MEMS器件的一面带有一个空腔，所述的空腔与金属壳体盖上的进音孔相对接，所述的PCB板为双层PCB板，PCB板上设有一个凹槽，凹槽的容积与MEMS器件上的空腔相匹配的，并置于空腔的背后，位于MEMS器件振膜的正下方，增大了MEMS器件下方腔体的体积，提高了整个模块的灵敏度和信噪比，形成上述MEMS硅麦克风的封装方式为并列式倒装前进音封装方式。所述进音孔的孔径为500μm～800μm，所述PCB板上设的凹槽是直径为600μm～900μm的圆形，深度为200μm～700μm。所述的MEMS器件和ASIC器件都设有通过RDL重新布线植上的金属焊球，与PCB板上的表面第二金属导线、第三金属导线及贯通PCB板正反面的第一金属导线、第四金属导线连接。所述金属壳体盖与PCB板的连接面上设有导电胶形成的封闭环，将金属壳体盖与PCB板黏连，导电性能良好。

本实用新型一种高灵敏度高信噪比的MEMS硅麦克风的封装方式包括如下步骤：

（1）提供一个带进音孔的金属壳体盖；

（2）在金属壳体盖的内部，进音孔的这一面设定区域涂上硬化前较软的绝缘胶；

（3）将MEMS器件及ASIC器件放置在金属壳体盖内的绝缘胶上，MEMS的腔体对准金属壳体盖的进音孔，通过加温固化绝缘胶，使MEMS器件和ASIC器件牢固地黏连在金属壳体盖内；

（4）提供一块双面PCB板，设有一个与MEMS器件上的空腔相匹配的凹槽；

（5）在PCB板周边涂上一圈由导电胶形成的封闭环；

（6）将金属壳体盖连同已黏连的器件按压在PCB板上，MEMS的振膜正对PCB板的凹槽，器件上的金属焊球对应PCB板上相应的金属片；

（7）将整个黏连在一起的组件置于设定温度下烘烤，以固化导电胶。

本实用新型的有益效果是：本实用新型产品实现了MEMS硅麦克风的并列式倒装前进音封装方式，缩小了整个封装结构的实际三维体积，优化了器件的灵敏度及信噪比。

附图说明

图1  是本实用新型产品结构剖视图。

图2  是本实用新型产品中带进音孔的金属壳体盖剖视结构示意图。

图3  是本实用新型产品的金属壳体盖涂上绝缘胶后的剖视结构示意图。

图4  是本实用新型产品中将MEMS器件和ASIC器件通过绝缘胶黏连在金属壳体盖内后的剖视结构示意图。

图5  是本实用新型产品中设有凹槽的双层PCB板剖视结构示意图。