專利名稱：Pcb上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝(MEMS MICROPHONE PACKAGE)。具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及如下的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝， 其中，利用將金屬殼體的端部彎曲來(lái)進(jìn)行箝位(clamping)的組裝工序， 使殼體接地在主板上，并為了實(shí)現(xiàn)安裝方式的多樣化，在PCB上形成有 聲孔。
背景技術(shù)：
典型的電容傳聲器包括膜片(diaphragm)，該膜片在一側(cè)電極上 附著有柔軟的膜(membrane)，借助聲壓(acoustic pressure)進(jìn)行振 動(dòng)；以及背板(back plate)，該背板借助間隔物與膜片保持一定間隔， 并與膜片相互對(duì)置。膜片和背板形成電容器的平行電極板，通過(guò)對(duì)兩個(gè) 電極板附加直流電壓或在任何一個(gè)電極板上形成駐極體(Electret), 從而使兩個(gè)電極板之間具有電荷。這種典型的電容傳聲器由如下的巻曲 (curling)方式組裝在圓筒形殼體中依次層疊膜片和間隔物、第一基 座、背板、第二基座和安裝有電路的PCB之后，將殼體的端部向PCB側(cè) 折彎而箝位。
在組裝完畢的電容傳聲器組裝體中，當(dāng)膜片和背板之間的距離因外 部聲壓而變化時(shí)，電容器的電容發(fā)生變化，利用電路對(duì)該電容變化進(jìn)行 處理，從而提供基于聲壓變化的電信號(hào)。
通信產(chǎn)品中使用的電容傳聲器是利用高分子膜在背板上形成駐極體 的駐極體電容傳聲器，這種駐極體電容傳聲器具有價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，但是 實(shí)現(xiàn)小型化時(shí)受限制。此外，將如下的傳聲器芯片稱為硅電容傳聲器芯 片(silicon condenser microphone chip) 或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS:Micro Electro Mechanical System)傳聲器芯片(microphone chip), 其中，為了傳聲器的超小型化，在硅片中使用半導(dǎo)體制造技術(shù)和微機(jī)械加工
(micromachining)技術(shù)，以模(die)形態(tài)實(shí)現(xiàn)電容結(jié)構(gòu)。為了保護(hù)微 機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片(MEMS microphone chip)不受外部干擾，應(yīng)對(duì)這 種微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片進(jìn)行封裝。
對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為MEMS)傳聲器芯片進(jìn)行封裝的技 術(shù)在2004年8月24日公告的美國(guó)專利第6， 781， 231號(hào)"切斷環(huán)境和干 涉的MEMS封裝(MICROELECTROMECHANICAL SYSTEM PACKAGE WITH ENVIRONMENTAL AND INTERFERENCE SHIELD)"已有所公開。這種MEMS傳 聲器封裝如圖1所示，利用導(dǎo)電性粘合劑36將具有導(dǎo)電層或由導(dǎo)體構(gòu)成 的殼體34附著于PCB基板32上，形成外殼(housing)。參照?qǐng)D1， PCB 基板32上安裝有MEMS傳聲器芯片10和用于電驅(qū)動(dòng)MEMS傳聲器芯片10 并進(jìn)行信號(hào)處理的特定用途集成電路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)芯片20，形成有聲孔34a的殼體34利用粘合劑 36附著于PCB基板32上，從而保護(hù)內(nèi)部的MEMS傳聲器芯片10。
以往在對(duì)MEMS傳聲器芯片進(jìn)行封裝以制造MEMS傳聲器芯片封裝時(shí)， 在使用粘合劑將殼體附著于PCB基板上或?qū)んw焊接在PCB基板上的方 式存在如下問(wèn)題在將傳聲器封裝安裝在主板上時(shí)，外部噪音從殼體和 主板之間流入到作為電介質(zhì)的PCB，切斷外部噪音的屏蔽效果微弱。尤其
是，最近比較流行的天線內(nèi)置型手機(jī)存在如下問(wèn)題因客觀條件致使天 線位置離傳聲器位置很近，天線的RF雜音易于流入到傳聲器，因此傳聲 器的RF噪音屏蔽尤為重要，但以往的MEMS傳聲器封裝不能滿足這種要 求條件。
并且，對(duì)于使用粘合劑將殼體附著于PCB基板上或?qū)んw焊接到PCB 基板上的MEMS傳聲器的封裝方式，與彎曲金屬殼體以將部件固定于金屬 殼體內(nèi)來(lái)組裝傳聲器的低成本的巻曲工序有所不同，上述MEMS傳聲器封 裝方式需要新的用于粘合或焊接的機(jī)械設(shè)備，從而存在在構(gòu)筑新的制造 流水線時(shí)費(fèi)用較多的問(wèn)題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了解決上述問(wèn)題而提出的，本實(shí)用新型的目的在于， 提供一種PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝，其中，在電容傳
聲器組裝工序中，使用將金屬殼體的端部彎曲以進(jìn)行箝位的巻曲工序， 將傳聲器封裝安裝于主板時(shí)，將微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝的殼體直接附著 于主板上，由此提高噪音屏蔽特性，且無(wú)需添加制造設(shè)備，能夠以低成 本制造。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng) 傳聲器封裝，其特征在于，該微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝具有金屬殼體， 該金屬殼體為一面開口的方筒形，以能夠?qū)⒍鄠€(gè)部件插入到內(nèi)部，并在
開口側(cè)端部的棱角部分進(jìn)行切角(chamfering),以容易進(jìn)行巻曲；PCB基 板，該P(yáng)CB基板上形成有用于流入外部聲音的聲孔，并安裝有微機(jī)電系 統(tǒng)傳聲器芯片和特定用途集成電路芯片(ASIC)，該P(yáng)CB基板插入在上述 金屬殼體中；以及支承件，該支承件用于在巻曲過(guò)程中支承上述PCB基 板，以在上述金屬殼體和上述PCB基板之間形成空間。
上述PCB基板的一面設(shè)置有上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片和上述特定 用途集成電路芯片(ASIC)等，另一面的周邊部形成有用于與上述金屬 殼體連接的導(dǎo)電圖案，同時(shí)在上述另一面的中央附近形成有電源(Vdd) 端子、輸出(OUTPUT)端子、接地(GND)端子等連接端子。
上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片的結(jié)構(gòu)如下利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)在硅 片上形成背板之后，隔著間隔物形成膜片；上述特定用途集成電路芯片 由如下部分構(gòu)成電壓泵，該電壓泵提供偏壓，使得上述微機(jī)電系統(tǒng)傳 聲器芯片作為電容傳聲器動(dòng)作；以及緩沖放大器，該緩沖放大器將通過(guò) 上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片感應(yīng)的音頻電信號(hào)放大或阻抗整合，通過(guò)上 述連接端子提供到外部。
實(shí)用新型效果
根據(jù)本實(shí)用新型，在釆用將金屬殼體的端部彎曲以進(jìn)行箝位的巻曲 方式制造的MEMS傳聲器封裝中，將傳聲器封裝安裝在主板上時(shí)，將殼體 的彎曲的端部直接連接到主板上，形成一種法拉第杯(Faraday cup)結(jié) 構(gòu)，從而能夠屏蔽外部噪音進(jìn)入到內(nèi)部的MEMS傳聲器芯片，能夠大大改
5善音質(zhì)。
尤其是，將本實(shí)用新型的MEMS傳聲器封裝使用于通信應(yīng)用時(shí)，可提 高屏蔽噪音的性能，即使天線和傳聲器靠近，也能夠切斷天線的RF噪音 流入到天線，從而保持良好的音質(zhì)特性。
并且，根據(jù)本實(shí)用新型，在封裝MEMS傳聲器芯片時(shí)，無(wú)需添加制造 設(shè)備，能夠以低成本制造，在進(jìn)行巻曲時(shí)，方筒形殼體的端部不會(huì)與鄰 接面的端部重疊而易于進(jìn)行巻曲作業(yè)，并且能夠借助支承件防止在巻曲 作業(yè)中殼體的形狀發(fā)生變形。
而且，本實(shí)用新型中，在PCB基板上形成有聲孔，從而在主板上形 成聲孔之后，能夠在另一面上進(jìn)行安裝，由此能夠根據(jù)要安裝主板的產(chǎn) 品的結(jié)構(gòu)條件，以各種方式進(jìn)行安裝。


圖1是示出現(xiàn)有的MEMS傳聲器封裝的側(cè)剖視圖。 圖2是將本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝的一面 切開的立體圖。
圖3是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝的側(cè)剖視圖。
圖4是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝的仰視圖。 圖5是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝中使用的 殼體的立體圖。
圖6是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝中使用的 支承件的立體圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
102:殼體 104:支承件
106: PCB基板 10: MEMS傳聲器芯片
20: AS工C芯片
具體實(shí)施方式
6本實(shí)用新型以及通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施而實(shí)現(xiàn)的技術(shù)課題將通過(guò)下 面說(shuō)明的本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步加以明確。以下實(shí)施例只是為 了說(shuō)明本實(shí)用新型而例示的，并不限定本實(shí)用新型的范圍。
圖2是將本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封裝的一面 切開的立體圖。圖3是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封 裝的側(cè)剖視圖。圖4是本實(shí)用新型的PCB上形成有聲孔的MEMS傳聲器封 裝的仰視圖。
如圖2至圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的四邊形電容傳聲器由如下部 分構(gòu)成金屬殼體102，該金屬殼體102為一面開口的方筒形，以便能夠 將多個(gè)部件插入到內(nèi)部，并在開口側(cè)端部102c的棱角102b進(jìn)行切角
(chamfering),以便容易進(jìn)行巻曲；PCB基板106，該P(yáng)CB基板106上 安裝有MEMS傳聲器芯片10和ASIC芯片20，該P(yáng)CB基板106插入在殼體 102中，并形成有聲孔106a;以及支承件104，該支承件104用于支承上 述PCB基板106，以便在殼體102和PCB基板106之間形成空間。
本實(shí)用新型的傳聲器封裝中使用的金屬殼體102如圖5所示，為一 面開口的方筒形，對(duì)開口面的四個(gè)棱角102b進(jìn)行切角，以便在巻曲時(shí)防 止各面的端部102c和鄰接面的殼體端部102c相互重疊。
并且，本實(shí)用新型的傳聲器封裝中使用的支承件104如圖6所示， 為方環(huán)形，該支承件104位于殼體102的底表面與PCB基板106之間， 在巻曲殼體端部102c時(shí)，支承PCB基板106，并形成內(nèi)部空間。g卩，在 根據(jù)本實(shí)用新型的傳聲器封裝100中，巻曲時(shí)殼體的端部102c和鄰接面 的端部102c不重疊，而易于進(jìn)行巻曲作業(yè)，并且能夠借助支承件104防 止在巻曲作業(yè)中殼體102的形狀變形。
并且，本實(shí)用新型的MEMS傳聲器封裝100中使用的PCB基板106的 中央形成有用于流入外部聲音的聲孔106a， PCB基板106的一面安裝有 MEMS傳聲器芯片10和ASIC芯片20等，另一面的周邊部上形成有用于連 接殼體102的導(dǎo)電圖案，并且在該另一面的中央附近形成有電源(Vdd) 端子、輸出(OUTPUT)端子、接地(GND)端子等連接端子108。在本實(shí) 用新型的實(shí)施例中舉出了形成有四個(gè)連接端子108的例子，但連接端子的數(shù)量根據(jù)需要形成為兩個(gè)以上即可。MEMS傳聲器芯片10的結(jié)構(gòu)如下
利用MEMS技術(shù)在硅片上形成背板之后，隔著間隔物形成膜片。特定用途 集成電路(ASIC)芯片20與MEMS傳聲器芯片10相連，用于處理電信號(hào)， 該ASIC芯片20由如下部分構(gòu)成電壓泵，該電壓泵提供偏壓，使得MEMS 傳聲器芯片10作為電容傳聲器動(dòng)作；以及緩沖放大器，該緩沖放大器將 通過(guò)MEMS傳聲器芯片IO感應(yīng)的音頻電信號(hào)放大或阻抗(impedance)整 合，通過(guò)連接端子108提供到外部。并且，連接端子108為凸出結(jié)構(gòu)， 以便容易表面安裝在主板200上。
本實(shí)用新型的MEMS傳聲器封裝100通過(guò)如下方式完成組裝在一面 開口的方筒形金屬殼體102中插入方環(huán)形的支承件104，將安裝有MEMS 傳聲器芯片10和ASIC芯片20的PCB基板106插入到支承件104之上， 然后進(jìn)行將殼體的端部102c彎曲到PCB基板106側(cè)使之與導(dǎo)電圖案緊貼 的巻曲工序，從而完成組裝。
采用這種方式完成組裝的本實(shí)用新型的MEMS傳聲器封裝100如圖2 至圖4所示，殼體102內(nèi)插入有支承件104，支承件104支承安裝有電路 部件的PCB基板106，以形成內(nèi)部空間，殼體的端部102c通過(guò)巻曲與PCB 基板106緊貼。
而且，本實(shí)用新型的MEMS傳聲器封裝100如圖3所示，利用表面安 裝技術(shù)(SMT)或焊接方式等安裝到主板200上，該主板200上形成有用 于流入外部聲音的聲孔200a， PCB基板106的連接端子108與對(duì)應(yīng)的主 板200的各墊片204連接，殼體的彎曲的端部102c與主板200的接地圖 案202連接，將傳聲器整體電屏蔽，形成一種法拉第杯，由此能夠切斷 外部噪音流入到傳聲器內(nèi)部。而且，將本實(shí)用新型的傳聲器封裝100用 于手機(jī)的情況下，即使天線與傳聲器接近，也能夠切斷天線的RF噪音流 入到天線，保持良好的音質(zhì)特性。
參照?qǐng)D3，對(duì)于安裝于主板200上的傳聲器封裝100，當(dāng)從主板200 通過(guò)電源端子和接地端子供給電力時(shí)，由ASIC芯片20的電壓泵生成的 適當(dāng)?shù)钠珘菏┘拥組EMS傳聲器芯片10上，在MEMS傳聲器芯片10的膜 片和背板之間形成電荷。當(dāng)外部聲壓通過(guò)主板的聲孔200a和PCB的聲孔106a流入到傳聲器 封裝100內(nèi)部時(shí)，MEMS傳聲器芯片10的膜片振動(dòng)，由此膜片和背板之間 的電容變化，這種電容的變化在ASIC芯片20的緩沖放大器中被放大為 電信號(hào)，通過(guò)輸出端子輸出到主板200。
根據(jù)本實(shí)用新型，在采用將金屬殼體的端部彎曲以進(jìn)行箝位的巻曲 方式制造的MEMS傳聲器封裝中，將傳聲器封裝安裝在主板上時(shí)，將殼體 的彎曲的端部直接連接到主板上，形成一種法拉第杯結(jié)構(gòu)，從而能夠屏 蔽外部噪音進(jìn)入到內(nèi)部的鹿MS傳聲器芯片，能夠大大改善音質(zhì)。尤其是， 在PCB基板上形成聲孔，從而在主板上形成聲孔之后，能夠在另一面上 進(jìn)行安裝，由此能夠根據(jù)要安裝主板的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)條件，以各種方式進(jìn) 行安裝。
以上參照附圖所示的實(shí)施例說(shuō)明了本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該能夠理解可以由上述的本實(shí)用新型進(jìn)行各種變形或等價(jià)變換而得到 其它實(shí)施例。
權(quán)利要求1、一種PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝，其特征在于，該微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝具有金屬殼體，該金屬殼體為一面開口的方筒形，以能夠?qū)⒍鄠€(gè)部件插入到內(nèi)部，并在開口側(cè)端部的棱角部分進(jìn)行切角，以容易進(jìn)行卷曲；PCB基板，該P(yáng)CB基板上形成有用于流入外部聲音的聲孔，并安裝有微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片和特定用途集成電路芯片，該P(yáng)CB基板插入在上述金屬殼體中；以及支承件，該支承件在卷曲過(guò)程中支承上述PCB基板，以在上述金屬殼體和上述PCB基板之間形成空間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝，其特征在于，上述PCB基板的一面設(shè)置有上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片和上述特定用途集成電路芯片，另一面的周邊部形成有用于與上述金屬殼體連接的導(dǎo)電圖案，同時(shí)在上述另一面的中央附近形成有電源端子、輸出端子和接地端子。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝，其特征在于，上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片的結(jié)構(gòu)如下利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)在硅片上形成背板之后，隔著間隔物形成膜片；上述特定用途集成電路芯片由如下部分構(gòu)成電壓泵，該電壓泵提供偏壓，使得上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片作為電容傳聲器動(dòng)作；以及緩沖放大器，該緩沖放大器將通過(guò)上述微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片感應(yīng)的音頻電信號(hào)放大或阻抗整合，通過(guò)連接端子提供到外部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及PCB上形成有聲孔的微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器封裝，具有金屬殼體，為一面開口的方筒形，對(duì)開口側(cè)端部的棱角進(jìn)行切角；PCB基板，形成有流入外部聲音的聲孔，并安裝有微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器芯片和特定用途集成電路芯片，插入在金屬殼體中；和支承件，在卷曲過(guò)程中支承PCB基板，以在金屬殼體和PCB基板之間形成空間。在采用將金屬殼體的端部彎曲以進(jìn)行箝位的卷曲方式制造的MEMS傳聲器封裝中，傳聲器封裝安裝在主板上時(shí)，殼體的彎曲端部直接連接到主板上，形成法拉第杯結(jié)構(gòu)，從而能屏蔽外部噪音進(jìn)入到內(nèi)部而能大大改善音質(zhì)。在PCB基板上形成聲孔從而在主板上形成聲孔之后，能在另一面上進(jìn)行安裝，由此能根據(jù)要安裝主板的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)條件以各種方式進(jìn)行安裝。
文檔編號(hào)H04R19/04GK201321377SQ200820210400
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者宋清淡 申請(qǐng)人:寶星電子株式會(huì)社