麦克风封装工艺和麦克风封装结构的制作方法

本发明涉及麦克风封装技术领域，特别涉及一种麦克风封装工艺和应用该麦克风封装工艺的麦克风封装结构。

背景技术：

相关技术中，麦克风结构中mems芯片与pcb的结合过程通常是mems芯片切割---装片站画硅胶---mems芯片贴在硅胶面---硅胶粘接memes芯片和pcb---进入烤箱烘烤。在此过程中，硅胶的厚度会影响mems芯片倾斜，对产品灵敏度变化影响较大，且需要控制硅胶的胶宽和胶内宽，当mems芯片贴装后胶水在mems芯片下方，无法监控，若出现溢胶过多流入声孔会影响产品声学性能。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种麦克风封装工艺和麦克风封装结构，旨在提供一种可方便监控胶层，且有效避免溢胶的麦克风封装工艺，该麦克风封装工艺可有效提高麦克风封装结构的声学性能。

为实现上述目的，本发明提出一种麦克风封装工艺，所述麦克风封装工艺包括：

在装片膜上开孔，形成通孔；

将所述装片膜贴附于mems芯片，以使所述通孔与所述mems芯片的音孔对应；

将所述mems芯片贴装于基板；

将asic芯片贴装于所述基板；

将封装壳体设于所述基板上，并与所述基板围合形成容纳腔，使所述asic芯片和所述mems芯片容纳于所述容纳腔内。

在一实施例中，所述装片膜包括层叠设置的划片膜和胶层，所述在装片膜上开孔，形成通孔的步骤包括：

通过切割或激光方式在所述胶层开孔，使所述胶层形成有所述通孔。

在一实施例中，所述将所述装片膜贴附于mems芯片，以使所述通孔与所述mems芯片的音孔对应的步骤包括：

将mems晶圆贴附于所述胶层背向所述划片膜一侧，使所述通孔与所述音孔对应；

通过划片或切割方式将所述mems晶圆和所述胶层进行切割，以形成所述mems芯片。

在一实施例中，所述将所述mems芯片贴装于基板的步骤包括：

通过吸嘴吸附所述mems芯片，使所述胶层与所述划片膜分离；

将所述mems芯片贴附有所述胶层的一侧贴合于所述基板，以使所述胶层与所述基板粘结固定。

在一实施例中，所述将所述mems芯片贴附有所述胶层的一侧贴合于所述基板，以使所述胶层与所述基板粘结固定的步骤之前，还包括：

将所述基板置于机体的轨道，控制所述机体对轨道进行加热，使所述轨道的温度为80℃～150℃。

在一实施例中，所述装片膜还包括层叠设于所述胶层背向所述划片膜一侧的保护膜，所述将所述装片膜贴附于mems芯片的步骤之前，还包括：

去除所述保护膜。

在一实施例中，所述将asic芯片贴装于所述基板的步骤之后，还包括：

通过引线键合工艺，将所述asic芯片与所述基板的电路形成互连通路。

在一实施例中，所述将封装壳体设于所述基板上的步骤之前，还包括：

通过键合方式将金线连接所述mems芯片和所述asic芯片。

在一实施例中，所述将所述封装壳体设于所述基板上，并与所述基板围合形成容纳腔，使所述asic芯片和所述mems芯片容纳于所述容纳腔内的步骤包括：

将锡膏点涂在基板四周的铜箔上；

将封装壳体的四周对应所述锡膏贴在所述基板，并通过回流焊融化所述锡膏，使所述封装壳体与所述基板焊接。

本发明还提出一种麦克风封装结构，所述麦克风封装结构采用上述所述的芯片封装工艺制作得到。

本发明技术方案的麦克风封装工艺通过利用装片膜，并在装片膜上开孔，形成通孔，如此将装片膜的通孔与mems芯片的音孔对应，使得装片膜粘贴于mems芯片，从而方便对装片膜进行监控，进一步通过将粘贴有装片膜的mems芯片贴装于基板，如此省略了烘烤固化的步骤，有效避免了溢胶现象发生，进一步将asic芯片和封装壳体贴装于基板，使得asic芯片和mems芯片容纳于封装壳体与基板围合形成的容纳腔内，从而完成麦克风封装结构的封装加工。本发明提供的麦克风封装工艺不仅可方便监控胶层，且有效避免溢胶的麦克风封装工艺，还有效提高麦克风封装结构的声学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中麦克风封装结构的结构示意图；

图2为本发明一实施例中装片膜的剖面示意图；

图3为本发明一实施例中装片膜去掉保护膜的结构示意图；

图4为本发明一实施例中胶层的结构示意图；

图5为本发明一实施例中麦克风封装工艺的流程示意图；

图6为本发明另一实施例中麦克风封装工艺的流程示意图；

图7为图5、图6中步骤s20一实施例的流程示意图；

图8为本发明一实施例中mems芯片贴附于装片膜的结构示意图；

图9为本发明一实施例中mems芯片贴附有胶层的结构示意图；

图10为图5、图6中步骤s30一实施例的流程示意图；

图11为图5、图6中步骤s70第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

相关技术中，麦克风结构中mems芯片与pcb的结合过程通常是mems芯片切割---装片站画硅胶---mems芯片贴在硅胶面---硅胶粘接memes芯片和pcb---进入烤箱烘烤。在此过程中，硅胶的厚度会影响mems芯片倾斜，对产品灵敏度变化影响较大，且需要控制硅胶的胶宽和胶内宽，当mems芯片贴装后胶水在mems芯片下方，无法监控，若出现溢胶过多流入声孔会影响产品声学性能。

基于上述构思和问题，本发明提出一种麦克风封装工艺。可以理解的，该麦克风封装工艺应用于麦克风封装结构100的加工生产。如图1所示，麦克风封装结构100包括基板1、封装壳体2、mems芯片3及asic芯片4，封装壳体2设于基板1，并与基板1围合形成容纳腔21，mems芯片3和asic芯片4设于基板1，并容纳于该容纳腔21内。

请结合参照图1、图5和图6所示，本发明提出一种麦克风封装工艺，本实施例中，提供基板1、mems芯片3、asic芯片4、封装壳体2及装片膜5。

请参阅图5，所述麦克风封装工艺包括以下步骤：

s10：在装片膜5上开孔，形成通孔521。

在本实施例中，如图2所示，装片膜5包括划片膜51、胶层52及保护膜53，装片膜5的划片膜51、胶层52及保护膜53呈依次层叠设置。可以理解的，划片膜51用于支撑和附着胶层52，并起到保护作用，避免胶层52固化或毁坏等。保护膜53用于保护胶层52，也方便用于去除，从而方便胶层52的使用。

可以理解的，划片膜51可选为uv膜，划片膜51可通过粘胶剂与胶层52粘结固定，划片膜51具有较高的拉伸能力。保护膜53附着于胶层52背向划片膜51的一侧。保护膜53可选为离型膜。胶层52是一层具有双面粘性的薄膜，主要由活性树脂和填充剂(催化剂等)构成，受热时活性基团会发生交联，表现出粘性，可通过使用不同的树脂和填充剂类型，满足不同的需求。在本实施例中，胶层52的厚度根据具体使用环境设置，在此不做限定。

在本实施例中，通过在装片膜5上开孔，使得装片膜5形成有通孔521，从而在装片膜5与mems芯片3粘贴时，方便通过通孔521与mems芯片3的音孔31进行定位。可以理解的，装片膜5开孔时，通孔521的大小、尺寸或轮廓根据mems芯片3的音孔31进行设计确定，在此不做限定。

在一实施例中，s10步骤包括：

通过切割或激光方式在所述胶层52开孔，使所述胶层52形成有所述通孔521。

在本实施例中，如图3所示，所述装片膜5包括层叠设置的划片膜51和胶层52，通过采用切割或激光打孔等方式在装片膜5的胶层52进行开孔，使得胶层52形成有通孔521。可以理解的，装片膜5的开孔，只需在装片膜5的胶层52进行即可，也即划片膜51和保护膜53不用做开孔设置。

当然，在其他实施例中，为了方便工艺实现，也可对装片膜5的整体进行开孔，也即对装片膜5的划片膜51、胶层52及保护膜53同时进行打孔操作，形成通孔521，在此不做限定。

s20：将所述装片膜5贴附于mems芯片3，以使所述通孔521与所述mems芯片3的音孔31对应。

在本实施例中，mems芯片3可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。mems是micro-electro-mechanicalsystem的缩写，中文名称是微机电系统。mems芯片3简而言之，就是用半导体技术在硅片上制造电子机械系统，再形象一点说就是做一个微米纳米级的机械系统，这个机械系统可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。这类芯片最常用的是承担传感功能，在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统，例如mems麦克风芯片相当于人的耳朵，可以感知声音；mems扬声器芯片相当于人的嘴巴，可以发出声音；mems加速度计、陀螺仪、磁传感器芯片相当于人的小脑，可以感知方向和速度；mems压力芯片相当于人的皮肤，可以感知压力；mems化学传感器相当于人的鼻腔，可以感知味道和温湿度。把一颗mems芯片3和一颗专用集成电路芯片(asic芯片)封装在一块后形成的器件为mems传感器。也即，本工艺制作而成的麦克风封装结构100是一种mems传感器。

可以理解的，通过将经过开孔后的装片膜5贴附于mems芯片3，从而方便利用装片膜5的通孔521对mems芯片3的音孔31进行对位，避免mems芯片3粘贴偏移等。

为了避免装片膜5贴附于mems芯片3上时，mems芯片3将装片膜5挤压倾斜等，在本实施例中，如图4所示，装片膜5的胶层52包括第一胶面522、导热层525、支撑体523及第二胶面524，导热层525夹设于第一胶面522和第二胶面524之间，支撑体523设置于导热层525中，如此可利用支撑体523有效防止mems芯片3将装片膜5挤压倾斜。

在本实施例中，装片膜5的胶层52通过以下步骤制备得到。在第二胶面524铺一层高导热树脂液，在该高导热树脂液上铺上支撑体523，并在支撑体523形成的层中灌入高导热树脂液，形成设置有支撑体523的导热层525，将第一胶面522铺在导热层525的表面，得到胶层52。

可以理解的，支撑体523设置于导热层525的方式也可以是将支撑体523加入高导热树脂液中并混合均匀，得到混合物；将该混合物均匀铺设在第二胶面524上，并覆盖第一胶面522，如此也可得到胶层52。

在本实施例中，通过将上述胶层52铺设于划片膜51上，并覆盖一层保护膜53，如此可得到装片膜5。在使用时，通过将保护膜53撕去，将装片膜5的胶层52与芯片粘贴即可，在此不做限定。

在一实施例中，将步骤s20之前，麦克风封装工艺的步骤还包括：

去除所述保护膜53。

可以理解的，为了方便将装片膜5的胶层52与mems芯片3粘贴，需要先将装片膜5上用于保护胶层52的保护膜53撕去，如此使得胶层52与mems芯片3粘贴的更加牢固。

s30：将所述mems芯片3贴装于基板1。

在本实施例中，所述基板1设有电路层，具有铜层，并且具有用于安装芯片的安装位，所述安装位具有连接基板1内部电路的焊盘等触点，所述基板1表面设置有信号触点，用于与外部电路连接。

将粘贴有装片膜5胶层52的mems芯片3通过贴片工艺，贴附于基板1上，从而使得mems芯片3通过胶层52牢固黏附于基板1上。可以理解的，通过在mems芯片3上贴附装片膜5的胶层52，从而有效避免了通过硅胶粘贴需要烘烤固化步骤，且硅胶固化过程中容易发生溢胶，导致溢胶流入mems芯片3的音孔31或基板1的声孔11内，从而影响麦克风封装结构100的声学性能。

s40：将asic芯片4贴装于所述基板1。

在本实施例中，asic芯片4可通过硅胶或装片膜5贴附于基板1上，在此不做限定。当然，在其他实施例中，也可通过flipchip(倒装芯片)工艺将asic芯片4贴装于基板1上，flipchip是在基板1的安装位沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与基板1相结合，实现asic芯片4安装于基板1的目的。同时会在asic芯片4与基板1之间形成有间隙，后续可通过底部填充工艺在间隙内填充底部填充胶，达到加固的目的。

可以理解的，mems芯片3可以把外界的物理、化学信号转换成电信号，而asic芯片4是把mems芯片3产生的电信号进一步处理和传输到下一级电路。在本实施例中，通过将mems芯片3和asic芯片4贴装于基板1上，实现mems芯片3与asic芯片4的电性连接，mems芯片3产生的电信号可输送至asic芯片4进行进一步处理，然后经asic芯片4输出至外部。

在本实施例中，可在asic芯片4上涂覆黏胶，将asic芯片4粘贴于基板1上，使得asic芯片4与mems芯片3呈间隔设置，对黏胶进行烘烤，使所述黏胶固化。可以理解的，黏胶为导电胶，通过黏胶将asic芯片4固定于基板1上，并实现电连接。对黏胶进行加温固化，实现加固作用。

当然，为了避免asic芯片4黏胶进行烘烤固化而影响装片膜5的胶层52性能，可先进行asic芯片4的贴装，也即完成asic芯片4贴装于基板1的步骤后，再进行mems芯片3贴装于基板1的步骤，在此不做限定。

s70：将封装壳体2设于所述基板1上，并与所述基板1围合形成容纳腔21，使所述asic芯片4和所述mems芯片3容纳于所述容纳腔21内。

可以理解的，通过封装壳体2与基板1的连接，实现封装mems芯片3和asic芯片4的目的，封装壳体2可以起到隔离和屏蔽的作用，以防止空气中的杂质对麦克风封装结构100的电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后形成的麦克风封装结构100也更便于安装和运输。

本发明的麦克风封装工艺通过利用装片膜5，并在装片膜5上开孔，形成通孔521，如此将装片膜5的通孔521与mems芯片3的音孔31对应，使得装片膜5粘贴于mems芯片3，从而方便对装片膜5进行监控，进一步通过将粘贴有装片膜5的mems芯片3贴装于基板1，如此省略了烘烤固化的步骤，有效避免了溢胶现象发生，进一步将asic芯片4和封装壳体2贴装于基板1，使得asic芯片4和mems芯片3容纳于封装壳体2与基板1围合形成的容纳腔21内，从而完成麦克风封装结构100的封装加工。本发明提供的麦克风封装工艺不仅可方便监控胶层，且有效避免溢胶的麦克风封装工艺，还有效提高麦克风封装结构100的声学性能。

请参阅图7、图8和图9所示，在本发明的一实施例中，所述将所述装片膜5贴附于mems芯片3，以使所述通孔521与所述mems芯片3的音孔31对应的步骤包括：

s21：将mems晶圆贴附于所述胶层52背向所述划片膜51一侧，使所述通孔521与所述音孔31对应；

s22：通过划片或切割方式将所述mems晶圆和所述胶层52进行切割，以形成所述mems芯片3。

可以理解的，装片膜5的划片膜51和胶层52为一整大块结构，通过切割或激光打孔的方式，在装片膜5的胶层52上开设有多个通孔521。将整个mems晶圆贴附于胶层52背向划片膜51一侧，使得mems晶圆与胶层52牢固粘结，同时使得mems晶圆上的多个音孔31分别与多个通孔521一一对应设置。

在本实施例中，为了方便将整个mems晶圆分割为多个mems芯片3，通过采用划片或切割方式将整个mems晶圆进行切割，使得mems晶圆和胶层52进行切割同时进行切割，也即从mems晶圆切割至装片膜5的划片膜51面向胶层52的一侧，也即未将划片膜51切断，从而方便mems芯片3和对应的胶层52方便与划片膜51分离。

请参阅图10所示，在本发明的一实施例中，所述将所述mems芯片3贴装于基板1的步骤包括：

s31：通过吸嘴吸附所述mems芯片3，使所述胶层52与所述划片膜51分离；

s33：将所述mems芯片3贴附有所述胶层52的一侧贴合于所述基板1，以使所述胶层52与所述基板1粘结固定。

可以理解的，通过吸附装置的吸嘴吸附贴附于装片膜5胶层52上的mems芯片3，此时mems芯片3为整体mems晶圆切割后的单个芯片结构。在吸附过程中吸嘴可吸附mems芯片3带动胶层52与划片膜51分离，也即完成将装片膜5贴附于mems芯片3，以使通孔521与mems芯片3的音孔31对应的步骤。

在本实施例中，进一步利用吸附装置的吸嘴将带有胶层52的mems芯片3吸附并移动至基板1，使得mems芯片3贴附有胶层52的一侧贴合于基板1，从而使得胶层52与基板1粘结固定，以使mems芯片3牢固贴装于基板1上。

请参阅图10所示，在本发明的一实施例中，步骤s33：将所述mems芯片3贴附有所述胶层52的一侧贴合于所述基板1，以使所述胶层52与所述基板1粘结固定的步骤之前，还包括：

s32：将所述基板1置于机体的轨道，控制所述机体对轨道进行加热，使所述轨道的温度为80℃～150℃。

可以理解的，通过将基板1放置于机体的轨道，一方面利用机体的轨道的对基板1提供支撑基础，也方便利用机体实现对轨道进行控制加热，使得轨道的温度为80℃～150℃，从而在胶层52与基板1接触后，能够软化胶层52，从而提高胶层52与基板1的连接牢固性。可选地，轨道的温度可选为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等，在此不做限定。

请参阅图6所示，在本发明的一实施例中，步骤s40：将asic芯片4贴装于所述基板1的步骤之后，该麦克风封装工艺的步骤还包括：

通过引线键合工艺，将所述asic芯片4与所述基板1的电路形成互连通路。

在本实施例中，采用引线键合工艺，将asic芯片4与基板1的内部电路实现连接，从而形成互连通路，以便于asic芯片4将mems芯片3反馈的信号加工后传输至基板1，从而利用基板1上的焊盘与外部电路连接，以实现将信号传出。

本实施例中，通过在所述基板1上制备多个间隔设置的连接件；将所述asic芯片4置于所述连接件背离所述基板1的一侧。

可以理解的，连接件为锡铅球，将asic芯片4上导电的凸点与基板1上的锡铅球通过一定工艺连接起来，起到连接asic芯片4与基板1的作用，实现asic芯片4性能的正常输出。在典型的倒装芯片封装中，asic芯片4通过3到5个密耳(mil)厚的凸点连接到基板1上，底部填充胶可以用来保护凸点和连接件。

请参阅图6所示，在本发明的一实施例中，步骤s70：将封装壳体2设于所述基板1上的步骤之前，该麦克风封装工艺的步骤还包括：

通过键合方式将金线41连接所述mems芯片3和所述asic芯片4。

可以理解的，用导线将mems芯片3上的电极与asic芯片4上的电极或引脚或焊点相连接的工艺为金线41键合。在本实施例中，mems芯片3和/或asic芯片4上设置有接线垫或焊盘结构，通过金线41键合的方式实现了mems芯片3的接线垫或焊盘与asic芯片4的接线垫或焊盘电性连接，如此再进行金线41键合的步骤时，接线垫上不会有现有技术中的溢胶存在，所以，可以保障金线41键合后mems芯片3与asic芯片4的电性能。

请参阅图11所示，在本发明的一实施例中，所述将所述封装壳体2设于所述基板1上，并与所述基板1围合形成容纳腔21，使所述asic芯片4和所述mems芯片3容纳于所述容纳腔21内的步骤包括：

s71：将锡膏点涂在基板1四周的铜箔上；

s72：将封装壳体2的四周对应所述锡膏贴在所述基板1，并通过回流焊融化所述锡膏，使所述封装壳体2与所述基板1焊接。

锡膏是一种新型焊接材料。锡膏是是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。锡膏在常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂的挥发，将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。本实施例中通过锡膏实现封装壳体2与基板1的连接。

本发明提出的麦克风封装工艺通过在装片膜5上按照mems芯片3的音孔31尺寸及位置进行开孔，并将mems晶圆贴到装片膜5上，进行切割得到mems芯片3，将带有装片膜5的mems芯片3贴装至pcb基板1上，从而利用承载基板1的轨道对基板1进行加热，致使装片膜5的胶层52软化，从而与基板1的粘接更加牢固。

可以理解的，通过在mems芯片3的背面预贴装上已经开设有通孔521的装片膜5，从而利用通孔521方便与mems芯片3的音孔31对位，同时方便监控装片膜5的胶层52；将带有装片膜5的mems芯片3与pcb基板1结合时，利用轨道加热功能，使装片膜5的胶层52软化粘接pcb基板1，提高连接牢固性。装片膜5上胶层52的厚度是贴膜时设定的固定值，贴装后更精确控制mems芯片3倾斜；使用装片膜5实现mems芯片3与基板1结合，mems芯片3边缘溢出的胶范围可控制在50um内，利于控制胶宽，胶内宽，提高mems产品声学性能。

如图1所示，本发明还提出一种麦克风封装结构100，所述麦克风封装结构100采用上述所述的芯片封装工艺制作而成。该麦克风封装工艺的具体结构参照前述实施例，由于本麦克风封装结构100采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

如图1所示，所述麦克风封装结构100包括基板1、封装壳体2、asic芯片4及mems芯片3，其中，所述封装壳体2设于所述基板1，并与所述基板1围合形成容纳腔1a；所述asic芯片4设于所述容纳腔1a内，并贴装于所述基板1上；所述mems芯片3设于所述容纳腔1a内，并贴装于所述基板1上，并与asic芯片4间隔设置。

可以理解的，所述asic芯片4和所述基板1之间填充有填充胶；通过金线41的两端分别连接所述mems芯片3和asic芯片4，从而实现mems芯片3和asic芯片4的电性连接。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。