MEMS产品及电子装置的制作方法

mems产品及电子装置技术领域1.本实用新型涉及mems封装技术领域，更为具体地，涉及一种mems产品及电子装置。背景技术：2.目前，在mems单体测试与终端应用时，测试外载条件与终端应用工况的影响均会降低麦克风的声学敏感性，即测试时的外载与终端的应用工况产生的力会通过外壳和pcb(即mems的封装系统)传递到mems膜片上，使得膜片上产生附加应力，导致膜片在原有残余加工应力下的应力水平发生变化，影响产品性能。3.例如，当作用在mems膜片上的附加应力为压应力时，膜片刚性降低，相同声压下的变形加大，输出的电信号增大，频响升高；当作用在mems膜片上的附加应力为拉应力时，膜片刚性升高，相同声压下变形减小，输出的电信号降低，频响减小。4.因此，如何设计一种能够不受外力影响的mems封装系统是本目前亟需解决技术问题。技术实现要素：5.鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种mems产品及电子装置，以解决现有的mems产品存在的容易受到外界应力影响，导致产品性能受到影响等问题。6.本实用新型提供的mems产品，包括pcb、设置在pcb上并与pcb形成腔体结构的外壳、设置在pcb上并收容在腔体结构内的mems芯片；pcb包括至少两层铜层，在pcb上设置有与外壳相适配的粘接区；外壳固定在粘接区内，在粘接区的下侧设置有贯穿至少两层铜层的外围铜塞柱；外围铜塞柱用于隔离pcb与外壳之间的应力传递。7.此外，可选的技术方案是，mems芯片包括设置在pcb上的衬底以及设置在衬底上的mems膜片；其中，在pcb上设置有与衬底位置相对应的内围铜塞柱。8.此外，可选的技术方案是，在铜层上设置有隔断外围铜塞柱和内围铜塞柱的刻蚀区。9.此外，可选的技术方案是，pcb的顶层的铜层为阻焊层；在衬底和/或粘接区下方的阻焊层上设置开槽；固定衬底和/或外壳与pcb的粘胶部分收容在开槽内。10.此外，可选的技术方案是，开槽为设置在pcb上的间歇性刻蚀结构或沿衬底和/或粘接区设置的连续性刻蚀结构。11.此外，可选的技术方案是，当开槽为间歇性刻蚀结构时，开槽为沿衬底和/或粘接区位置均匀设置的圆形槽、方形槽或椭圆形槽；并且，开槽的深度为阻焊层的厚度，位于衬底下方的开槽的最大尺寸为衬底的边界宽度的1/3～1/2。12.此外，可选的技术方案是，在开槽下方的第一层铜层上设置与衬底和/或粘接区位置对应的释放区。13.此外，可选的技术方案是，释放区为与粘接区位置对应的挖槽，或者刻蚀掉第一层铜层的刻蚀区域。14.此外，可选的技术方案是，在pcb上设置有位于衬底的外侧和/或内侧的防溢胶槽。15.根据本实用新型的另一方面，提供一种电子设备，包括上述mems产品。16.利用上述mems产品及电子设备，在pcb固定外壳的粘接区的下侧设置有贯穿pcb内至少两层铜层的外围铜塞柱，通过外围铜塞柱隔离pcb与外壳之间的应力传递，能够保证pcb具有良好的刚度，确保壳体内部的平整度，降低应力水平的干扰，保证mems芯片的原始灵敏度水平。17.为了实现上述以及相关目的，本实用新型的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明18.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：19.图1为根据本实用新型实施例的mems产品的第一铜层结构示意图；20.图2为根据本实用新型实施例的pcb结构示意图；21.图3为根据本实用新型实施例的第二铜层结构示意图；22.图4为根据本实用新型实施例的第三铜层结构示意图；23.图5为根据本实用新型实施例的第四铜层结构示意图。24.其中的附图标记包括：第一铜层1、外围铜塞柱11、mems芯片2、刻蚀区3、内围铜塞柱21、第二铜层4、挖空区5、pad6、防溢胶槽7。25.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。具体实施方式26.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。28.可知，由于pcb为分层结构，在各铜层之间夹设有高分子材料pp，当其边界收到外载作用时，由于高分子材料刚性差，铜层也比较薄，上层的铜层会被压到下侧，产生类似栏杆的作用，即受压侧下降，非受压区上升拱起，由于mems芯片处于拱起区，进而其灵敏度受到影响。因此，为降低外壳粘接面处pcb的受压变形，可在受压区内设置一串的铜塞柱，通过铜塞柱提供良好的刚度，可急剧降低变形，确保芯片稳定。29.为详细描述本实用新型的mems产品及电子设备结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。30.图1示出了根据本实用新型实施例mems产品的第一铜层的示意结构；图2示出了根据本实用新型的pcb示意结构；图3至图5分别示出了根据本实用新型实施例的第二铜层至第四铜层的示意结构。31.如图1至图5共同所示，本实用新型实施例的mems产品，包括pcb、设置在pcb上并与pcb形成腔体结构的外壳、设置在pcb上并收容在腔体结构内的mems芯片2；其中，在pcb上形成有与外壳的框型结构相对应的粘接区，外壳固定在pcb的粘接区内，pcb包括至少两层铜层，为了防止外壳受到的应力传递至pcb，影响mems芯片2，进一步在粘接区的下侧设置有贯穿pcb内至少两层铜层的外围铜塞柱11；外围铜柱相互间隔设置，用于隔离pcb与外壳之间的应力传递，进而确保芯片的性能稳定。32.作为具体示例，pcb包括第一铜层1、第二铜层4、第三铜层和第四铜层，其中，在第三铜层上可设置有挖空区5，在第四铜层上设置有pad6，如果各铜层的结构允许，可使得外围铜塞柱11直接贯穿所有铜层设置，如果铜塞柱在个别铜层上的位置受限，则可灵活调整该层上的铜塞柱的位置。33.其中，固定在pcb上的mems芯片2进一步包括设置在pcb上的衬底以及设置在衬底上的mems膜片；其中，在pcb的内部铜层上设置有与衬底位置相对应的内围铜塞柱21。34.同理，内围铜塞柱21的位置分布与衬底的设置位置相对应，内围铜塞柱21至少贯穿两个铜层，进而在外围铜柱的基础上，进一步形成对mems芯片2的局部隔离保护；其中，内围铜塞柱21可以设置为“c”型结构，在mmes芯片位于pcb内部的一个边不进行设置，仅在靠近pcb各侧边的三个边进行设置。35.在本实用新型的mems产品中，为了防止外围铜塞柱11和内围铜塞柱21之前的相互影响，还可在对应的铜层上设置隔断外围铜塞柱11和内围铜塞柱21的刻蚀区3，通过刻蚀区3对外围铜塞柱11和内围铜塞柱21进行断开，设置刻蚀区3后，就可在pcb上形成由外到内的高度变化(强-弱-强)使mems在外载作用下，仅能进行刚性运动，无法传递至mems芯片2处。36.进一步地，位于pcb固定外壳一侧的铜层，即pcb的顶层的铜层为阻焊层，还可在衬底和/或粘接区下方的pcb的阻焊层上设置开槽；固定衬底和/或外壳与pcb的粘胶部分收容在开槽内。其中，由于外载的传递主要是通过衬底下侧的胶来完成的，胶一般选用较软的硅胶，胶层越厚，吸收的载荷与变形越多，传递给衬底的就更少。因此，本实用新型提供了两种加胶层厚度的结构。37.具体地，第一种：在胶层下侧的粘接区，即阻焊层上，进行挖槽处理，开槽可以和胶层同等大小，也可以比胶层稍大以存储胶并防止胶层外溢，开槽也可以局部各种形状的间歇性蚀刻结构。开槽的深度可以为阻焊层的厚度，大小为衬底边界宽度的1/3-1/2；2、在sub胶层对应面的外围同样挖槽处理，一方面可防止胶层外溢；另一方面增加的胶层厚度可有效吸收外界载荷。第二汇总：将阻焊层下侧的第一层铜层局部挖槽，设置阻焊层时，阻焊层的油墨会遗留未完全填充的表面孔洞，然后在其上铺胶层，也可达到相同的目的。38.具体地，开槽可以为设置在pcb上的间歇性刻蚀结构或沿衬底和/或粘接区设置的连续性刻蚀结构。当开槽为间歇性刻蚀结构时，开槽为沿衬底和/或粘接区位置均匀设置的圆形槽、方形槽或椭圆形槽；并且，开槽的深度为阻焊层的厚度，位于衬底下方的开槽的最大尺寸为衬底的边界宽度的1/3～1/2左右，开槽的设置可以增加涂胶量，进而降低应力的传递；同时，还可以通过开槽隔离力的传递，确保mems芯片2所在pcb的平整度。39.在本实用新型的一个具体实施方式中，还可在开槽下方的第一层铜层上设置与衬底和/或粘接区位置对应的释放区；其中，释放区可以为与粘接区位置对应的挖槽，或者刻蚀掉第一层铜层的刻蚀区域。即通过释放区来对扩大特定位置的开槽的尺寸，该结构可进一步增加胶层区域和厚度，进而吸收更多的外界变形。同时，由于内部铜层局部被蚀刻掉，可形成一个释放区或者隔离区，将载荷隔离在开槽的外侧。40.同理，如图2根据本实用新型实施例的pcb结构所示，也可在pcb上对应粘接区或衬底的位置，设置位于外壳的外侧/或内侧，以及所述衬底的外侧和/或内侧的防溢胶槽7，通过防溢胶槽7增加涂胶量，并防止胶水溢至外壳或衬底的外部或内部。41.与上述mems产品相对应，本实用新型还提供一种电子设备，包括上述mems产品。42.需要说明的是，上述电子设备的实施例可参考mems产品实施例中的描述，此处不再一一进行赘述。43.根据上述实施例可知，本实用新型的mems产品及电子设备，在pcb固定外壳的粘接区的下侧设置贯穿pcb内至少两层铜层的外围铜塞柱，同时，可在对应区域下的铜层上设置开槽结构，通过开槽增加涂胶量，进而通过胶层实现对应力的传递，以及通过外围铜塞柱隔离pcb与外壳之间的应力传递，能够保证pcb具有良好的刚度，确保壳体内部的平整度，降低应力水平的干扰，保证mems芯片的原始灵敏度水平。44.如上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的mems产品及电子设备。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的mems产品及电子设备，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。