硅麦克风封装结构的制作方法

本实用新型涉及mems技术领域，尤其涉及一种硅麦克风封装结构。

背景技术：

mems麦克风通常包括有mems芯片以及与之电连接的asic(applicationspecificintegratedcircuit，功能集成电路)芯片，其中mems芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在mems芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。

面对电子设备中复杂的电磁环境、装配工艺环境等，要求mems芯片具备抗电磁环境、隔热性好等性能，这对芯片的封装提出了更高的要求。传统的封装结构，一般通过金属壳体来屏蔽外界环境中的电磁波。此类封装结构比较简单，只能屏蔽较小部分电磁波，仍有较多的电磁波会穿透外壳，影响封装内的芯片的正常工作。

如何进一步改善硅麦克风对电磁波的屏蔽能力，以提高硅麦克风封装结构的性能，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种硅麦克风封装结构，提高所述硅麦克风声学性能和抗电磁干扰的能力。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种硅麦克风封装结构，包括：电路板，具有相对的第一表面和第二表面；第一金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，与所述电路板之间形成第一腔体，所述第一金属壳体具有第一声孔；第二金属壳体，设置于所述电路板的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体外部，与所述第一金属壳体、电路板之间形成第二腔体，所述第二金属壳体具有侧壁朝向内侧凹陷的第二声孔，所述第二声孔的侧壁与所述第一金属壳体密封连接，所述第一声孔与所述第二声孔连通；麦克风芯片，设置于所述第一腔体内。

可选的，所述第一金属壳体的第一声孔具有朝向外部凸起的侧壁，所述第一声孔穿过所述第二声孔。

可选的，所述第二声孔的侧壁与所述第一金属壳体之间通过密封材料密封连接，所述密封材料包括硅胶、环氧胶、导电银胶、焊锡膏以及耐高温黏胶中的至少一种。

可选的，还包括：通道，位于所述电路板内，所述通道一端连通至所述麦克风芯片的背腔，另一端连通至所述第二腔体。

可选的，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体通过导电材料与所述电路板密封连接。

可选的，所述电路板上形成有接地端，所述第一金属壳和/或所述第二金属壳通过所述电路板的电路布线连接至所述接地端。

可选的，所述电路板内形成有分别与所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体对应的导电插槽，所述第一金属壳和/或第二金属壳分别插入所述导电插槽内，与所述导电插槽形成电连接。

可选的，所述导电插槽电连接至所述电路板的接地端。

可选的，所述第一声孔和/或第二声孔上覆盖有防尘膜。

可选的，所述防尘膜为导电薄膜。

本实用新型的硅麦克风封装结构，为顶部进音结构，包括第一金属壳体和第二金属壳体，且两侧壳体之间具有间隙，通过两层金属壳体提高对外部电磁波的屏蔽能力；且所述第一金属壳体和第二金属壳体均设置有声孔，可以在封装过程中避免由于腔体内部气体膨胀导致焊接不良的问题。

进一步，所述电路板内形成有连通麦克风芯片背腔的通道，有利于提高硅麦克风的有效背腔体积，提高所述硅麦克风封装结构的声学性能；所述通道还连通所述第一金属壳体与第二金属壳体之间的第二腔体，进一步扩大将所述麦克风芯片的有效背腔体积，从而提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体还可以连接至电路板的接地端，有利于提高电磁屏蔽效果，还有利于提高静电防护性能。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图2为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图3为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图4为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图5为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图6为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图；

图7为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的硅麦克风封装结构及其封装方法的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为本实用新型一具体实施方式的麦克风封装结构的示意图。

该具体实施方式中，所述麦克风封装结构包括：电路板100、第一金属壳体110、第二金属壳体120、麦克风芯片150。

所述电路板100，具有相对的第一表面和第二表面。所述电路板100内形成有电路布线。

所述第一金属壳体110，设置于所述电路板100的第一表面上，与所述电路板100之间形成第一腔体130。所述第二金属壳体120，设置于所述电路板100的第一表面上，且套设于所述第一金属壳体110外部，与所述第一金属壳体110、电路板100之间形成第二腔体140。所述第二腔体140的大小，可以根据对封装结构的体积要求进行设置。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以分别选用相同或不同的金属材料，包括铜基材、镍基材和锌基材等金属材料。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120分别密封固定于所述电路板100的第一表面上。可以通过焊接或黏胶等实现所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与电路板100之间的密封连接。

所述麦克风芯片150设置于所述第一腔体130内。该具体实施方式中，所述硅麦克风封装结构还包括asic芯片160，所述asic芯片160也设置于所述第一腔体130内，所述asic芯片160分别电连接于所述麦克风芯片150和所述电路板100。所述麦克风芯片150包括声压感应层，以及位于所述声压感应层一侧的背腔151。所述asic芯片160可以通过导线分别与所述麦克风芯片150和所述电路板100电连接，用于接收所述麦克风芯片150的感应信号，进行处理后，通过所述电路板100输出。所述麦克风芯片150和所述asic芯片160可以通过绝缘胶体固定于所述电路板100表面。

在其他具体实施方式中，所述asic芯片还可以埋置在所述电路板100内部，直接与所述电路板100内部的电路布线连接，麦克风芯片150通过焊接或导线与所述asic芯片连接。

所述麦克风芯片150和所述asic芯片160设置于所述第一腔体130内，被所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120笼罩，所述第一金属壳体110和第二金属壳体120作为电磁屏蔽层，有利于屏蔽外界电磁波对所述asic芯片160和麦克风芯片150的影响。

采用双层金属壳能够提高对电磁波的屏蔽能力，并且，本实用新型的具体实施方式中所述第一金属壳110和所述第二金属壳120之间具有一定间隙，能够进一步提高电磁屏蔽效果，起到双重屏蔽的效果。

所述麦克风封装结构还包括：通道170，位于所述电路板100内，所述通道170一端连通至所述麦克风芯片150的背腔151。

在一些具体实施方式中，所述通道170的另一端可以位于所述电路板100内，不与所述第二腔体140连通。所述通道170与所述背腔151，增大了所述麦克风芯片150的实际背腔体积，有利于提高所述麦克风封装结构的声学性能。

该具体实施方式中，所述通道170另一端连通至所述第二腔体140，将所述第二腔体140、通道170均连通至所述背腔151，进一步增大了所述麦克风芯片150的实际背腔体积，进一步提高所述麦克风封装结构的声学性能。

所述麦克风封装结构的第二金属壳体120具有第二声孔121，所述第二声孔121的侧壁1211朝向内侧凹陷。所述第一金属壳体110具有第一声孔111，所述第二声孔121的侧壁1211与所述第一金属壳体110密封连接，所述第一声孔111与所述第二声孔121连通。

该具体实施方式中，所述第一声孔111的侧壁1111朝向外部凸起，穿过所述第二深孔。所述第二声孔121的横截面可以为梯形，最小口径处尺寸与所述第一声孔111的尺寸相当，使得所述第一声孔111穿过所述第二声孔121后，所述第二声孔121的侧壁1211与所述第一声孔111的侧壁1111之间间隙较小，易于密封连接。该具体实施方式中，所述第二声孔121侧壁与所述第一声孔111的侧壁之间通过密封材料122密封，使得所述第二腔体140密封，所述第一腔体130通过所述第一声孔111与外部连通。所述密封材料122可以为硅胶、环氧胶、导电银胶、焊锡膏以及耐高温黏胶中的至少一种，较佳的，所述第一声孔111侧壁与所述第二声孔121之间通过绝缘胶体密封，使得所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120之间绝缘，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120分别作为屏蔽壳体，对电磁波起到双重屏蔽效果。

由于所述第一声孔111的侧壁凸起，可以阻挡所述密封材料122自所述第一声孔111掉落至所述第一腔体130内，对所述麦克风芯片150造成污染，影响所述硅麦克风结构的性能。

所述第一金属壳体110和/或所述第二金属壳体120通过导电材料与所述电路板100密封连接。所述导电材料可以为焊锡、或银浆等，在实现所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与电路板100固定连接的同时，实现与电路板100内线路的电连接。该具体实施方式中，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120均通过导电材料与所述的线路板100密封连接。

具体的，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120均通过导电材料与所述电路板100内的电路布线101电连接，通过所述电路布线101电连接至接地端102。该具体实施方式中，所述接地端102为形成于所述电路板100的第二表面的焊盘。在其他具体实施方式中，所述接地端102还可以为形成于所述电路板100表面或内部的接地环或其他接地结构。

在其他具体实施方式中，也可以仅有所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120中的一个金属壳体连接至接地端102。

所述第一金属壳体110和/或所述第二金属壳体120能够进一步提高对电磁波的屏蔽效果，并且能够将电磁波或其他原因产生的静电通过接地端102释放。

请参考图2，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，所述第二金属壳体120上的第二声孔121处覆盖有防尘膜200，以避免杂质进入与所述第一腔体130内。所述防尘膜200同时覆盖所述第一声孔111。在一个具体实施方式中，所述防尘膜200为具有孔洞的导电薄膜，使得所述第二金属壳体120、第一金属壳体110形成以完整的导体结构，以提高电磁屏蔽效果。在其他具体实施方式中，所述第二声孔121处也可以仅覆盖一般的非导电的防尘网。

所述防尘膜200可以通过导电胶等导电材料固定于所述第二金属壳体120上，该具体实施方式中，所述防尘膜200覆盖于所述第二金属壳体120的外壁；在其他具体实施方式中，所述防尘膜200也可以仅覆盖所述第一声孔111。

请参考图3，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，所述第一金属壳体110具有一孔洞，作为第一声孔301，所述第一声孔301的开口与所述第一金属壳体110的主体齐平；所述第二金属壳体120上的第二声孔302具有向内侧凹陷的侧壁3021。所述第二声孔302的孔径大于所述第一声孔301的孔径，所述第一声孔301位于所述第二声孔302的正投影区域内。所述第二声孔302的侧壁3021的下边与所述第一金属壳体110之间的距离较小，便于对所述第二声孔302的侧壁3021与所述第一金属壳体110之间进行密封。通过密封材料303对所述第二声孔302的侧壁3021与所述第一金属壳体110之间进行密封，所述密封材料可以为硅胶、环氧胶、导电银胶、焊锡膏以及耐高温黏胶中的至少一种。

请参考图4，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

在图3所示的硅麦克风封装结构的基础上，该具体实施方式中，所述第一声孔301上还覆盖有防尘膜400，所述防尘膜400具有孔洞，可以为导电薄膜，以提高所述第一金属壳体110对电磁波的屏蔽效果。

所述防尘膜400覆盖于所述第一金属壳体110的外壁；在其他具体实施方式中，所述防尘膜400也可以覆盖于所述第一金属壳体110的内壁。

请参考图5，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的示意图。

该具体实施方式中，所述电路板100上还形成有与所述第一金属壳体110和第二金属壳体120对应的导电插槽500，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120分别插入所述导电插槽500内，与所述导电插槽500形成电连接。所述导电插槽500还通过所述电路板100内的电路布线101电连接至所述电路板100的接地端102，所述第一金属壳体110和第二金属壳体120分别通过所述导电插槽500接地，以提高电磁屏蔽和抗静电能力。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以仅形成有与所述第二金属壳体120和所述第一金属壳体110中的一个金属壳体对应的导电插槽。

所述第一金属壳体110和第二金属壳体120与所述电路板100连接处还可以通过导电胶体或非导电胶体进行密封。

请参考图6，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，在图1所示的结构基础上，所述第一声孔111的侧壁1111上形成有一环形凸起部601，所述第二声孔121的侧壁1222的底部与所述环形凸起部601接触，在对所述侧壁1222与所述侧壁1111之间通过密封材料122进行密封时，所述凸起部601能够避免密封材料122沿第一声孔111的侧壁1111向下流动，进入所述第二腔体140内。

所述环形凸起部601可以与所述第一金属壳体110为一体结构，通过模具一体成型；在其他具体实施方式中，所述环形凸起部601也可以是另外通过粘贴或焊接方式固定于所述侧壁1111的表面。所述环形凸起部601可以为金属、硅胶等耐高温材料。

请参考图7，为本实用新型另一具体实施方式的硅麦克风封装结构的结构示意图。

该具体实施方式中，在图3结构的基础上，所述第一金属壳体的第一声孔301边缘具有一环绕所述第一声孔301设置的凸出部701，所述凸出部701能够在通过密封材料303对所述第二声孔302的侧壁3021与所述第一金属壳体110之间进行密封时，避免所述密封材料303流到所述第一声孔301内。所述凸起部701可以与所述第一壳体110一体成型，也可以是另外通过粘贴或焊接方式形成与所述第一壳体110的第一声孔301的边缘。上述具体实施方式的硅麦克风封装结构，包括第一金属壳体和第二金属壳体，且所述第一金属壳体和所述第二金属壳体之间具有间隙，通过两层金属壳体提高对外部电磁波的屏蔽能力。且所述第一金属壳体和第二金属壳体均设置有声孔，可以在封装过程中避免由于腔体内部气体膨胀导致焊接不良的问题。

进一步，所述电路板内形成有连通麦克风芯片背腔的通道，有利于提高硅麦克风的有效背腔体积，提高所述硅麦克风封装结构的声学性能；所述通道还连通所述第一金属壳体与第二金属壳体之间的第二腔体，进一步扩大将所述麦克风芯片的有效背腔体积，从而提高所述硅麦克风封装结构的声学性能。

进一步，所述第一金属壳体和/或所述第二金属壳体还可以连接至电路板的接地端，有利于提高电磁屏蔽效果，还有利于提高静电防护性能。

本实用新型的具体实施方式还提供一种硅麦克风封装方法。

请参考图1，该具体实施方式中，硅麦克风封装结构的封装方法包括：

提供电路板100，具有相对的第一表面和第二表面，所述电路板100内形成通道170；在所述电路板100上固定麦克风芯片和asic芯片160，使所述asic芯片160与所述麦克风芯片150、所述电路板100之间分别形成电连接，同时，所述通道170的一端与所述麦克风芯片150的背腔151连通。在其他具体实施方式中，所述电路板100内还可以埋置有asic芯片，无需再在所述的电路板100表面固定asic芯片。

提供第一金属壳体110，将所述第一金属壳110体设置于所述电路板100的第一表面上，与所述电路板100之间形成第一腔体130，所述麦克风芯片150和所述asic芯片160位于所述第一腔体130内，所述第一金属壳体110具有第一声孔111，所述第一声孔111具有凸向外侧的侧壁1111。

提供第二金属壳体120，将所述第二金属壳体120套设于所述第一金属壳体110外部且固定于所述电路板100的第一表面上，与所述第一金属壳体110、电路板100之间形成第二腔体140。所述通道170的另一端连通至所述第二腔体140。所述第二金属壳体120具有第二声孔121，所述第二声孔121具有朝向内侧凹陷的侧壁1211。所述第二声孔121的侧壁1211与所述第一的侧壁1111之间密封通过密封材料122密封。所述第一声孔111与所述第二声孔121连通。

该具体实施方式中，所述第一声孔111的侧壁1111朝向外部凸起，穿过所述第二深孔。所述第二声孔121的横截面可以为梯形，最小口径处尺寸与所述第一声孔111的尺寸相当，使得所述第一声孔111穿过所述第二声孔121后，所述第二声孔121的侧壁1211与所述第一声孔111的侧壁1111之间间隙较小，易于密封连接。该具体实施方式中，所述第二声孔121侧壁与所述第一声孔111的侧壁之间通过密封材料122密封，使得所述第二腔体140密封，所述第一腔体130通过所述第一声孔111与外部连通。所述密封材料122可以为硅胶、环氧胶、导电银胶、焊锡膏以及耐高温黏胶中的至少一种，较佳的，所述第一声孔111侧壁与所述第二声孔121之间通过绝缘胶体密封，使得所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120之间绝缘，所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120分别作为屏蔽壳体，对电磁波起到双重屏蔽效果。由于所述第一声孔111的侧壁凸起，可以阻挡所述密封材料122自所述第一声孔111掉落至所述第一腔体130内，对所述麦克风芯片150造成污染，影响所述硅麦克风结构的性能。

所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以通过焊接或黏胶等于密封固定于所述电路板100的第一表面上。在一个具体实施方式中，可以通过导电材料将所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120与所述电路板100密封连接。所述导电材料可以为焊锡、或银浆等。所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120可以通过所述导电材料进一步电连接至所述电路板100内的线路。在该具体实施方式中，所述电路板100上形成有接地端102，将所述第一金属壳110和所述第二金属壳120通过所述电路板100的电路布线101连接至所述接地端102，以提高对电磁波的屏蔽能力，以及抗静电能力。

所述接地端102为形成于所述电路板100第二表面的焊盘。在其他具体实施方式中，所述接地端102还可以为形成与所述电路板100内部或表面的基底环或其他接地结构。在其他具体实施方式中，也可以仅将所述第一金属壳体110和所述第二金属壳体120中的一个金属壳体连接至所述接地端320。

在另一具体实施方式中，请参考图6，所述第一声孔111的侧壁1111上形成有一环形凸起部601，所述第二声孔121的侧壁1222的底部与所述环形凸起部601接触，在对所述侧壁1222与所述侧壁1111之间通过密封材料122进行密封时，所述凸起部601能够避免密封材料122沿第一声孔111的侧壁1111向下流动，进入所述第二腔体140内。所述环形凸起部601可以与所述第一金属壳体110为一体结构，通过模具一体成型；在其他具体实施方式中，所述环形凸起部601也可以是另外通过粘贴或焊接方式固定于所述侧壁1111的表面。所述环形凸起部601可以为金属、硅胶等耐高温材料。

请参考图2，在该具体实施方式中，还包括形成覆盖所述第二声孔121的防尘膜200，所述防尘膜200同时覆盖所述第一声孔111。在一个具体实施方式中，所述防尘膜200为具有孔洞的导电薄膜，使得所述第二金属壳体120、第一金属壳体110形成以完整的导体结构，以提高电磁屏蔽效果。

请参考图3，所述第一金属壳体110的第一声孔301为所述第一金属壳体110上的孔洞，不具备凸起或凹陷的侧壁。所述第二金属壳体120上的第二声孔302具有向内侧凹陷的侧壁3021。所述第二声孔302的孔径大于所述第一声孔301的孔径，所述第一声孔301位于所述第二声孔302的正投影区域内，对所述第二声孔302的侧壁3021与所述第一金属壳体110之间进行密封。

在另一具体实施方式中，请参考图7，所述第一金属壳体的第一声孔301边缘还具有一环绕所述第一声孔301设置的凸出部701，所述凸出部701能够在通过密封材料303对所述第二声孔302的侧壁3021与所述第一金属壳体110之间进行密封时，避免所述密封材料303流到所述第一声孔301内。所述凸起部701可以与所述第一壳体110一体成型，也可以是另外通过粘贴或焊接方式形成与所述第一壳体110的第一声孔301的边缘。

请参考图4，在另一具体实施方式中，还包括形成覆盖所述第一声孔301的防尘膜400，所述防尘膜400具有孔洞，可以为导电薄膜，以提高所述第一金属壳体110对电磁波的屏蔽效果。该具体实施方式中，在所述第一金属壳体110的外壁上形成所述防尘膜400；在其他具体实施方式中，也可以在所述第一金属壳体110的内壁上形成所述防尘膜400。

请参考图5，在另一具体实施方式中，所述电路板100内形成有与所述第一金属壳体110和第二金属壳体120对应的导电插槽500；将所述第一金属壳110和所述第二金属壳体120插入所述导电插槽500内，与所述导电插槽500形成电连接。所述导电插槽500还通过所述电路板100内的电路布线101电连接至所述电路板100的接地端102，从而将所述第一金属壳110和所述第二金属壳体120接地，以提高电磁屏蔽和抗静电能力。

在另一具体实施方式中，所述电路板100也可以仅形成有与所述第二金属壳体120和所述第一金属壳体110中的一个金属壳体对应的导电插槽。

可以通过导电胶体或非导电胶体对所述第一金属壳体110和第二金属壳体120与所述电路板100连接处进行密封。

上述硅麦克风的封装方法能够提高形成的硅麦克风封装结构对电磁波的屏蔽和抗静电冲击能力，且有效增大麦克风芯片的背腔体积，提升所述硅麦克风封装结构的声学性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。