專利名稱：微機電麥克風及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種樣i才幾電麥克風及其去于裝方法。
背景技術：
微機電(MEMS)麥克風，即是利用集成電贈4支術將機械組件 與電子組件設計于硅晶上，以微機電麥克風發展現狀而言，都是利 用電容原理來設計，事實上，孩丈機電麥克風主要有兩種形式:一種為 馬主才及體式麥克風(electret type microphone )，另 一種是;疑纟宿式麥克 風(condenser type microphone )，這兩種形式中又以;疑縮式麥克風 具有更好的音p喿比(signal-to-noise ratio ) 、 4交高靈壽丈度、4支低溫度 系數(temperature coefficient)以及較高穩定性等優點。電容式麥克 風基本構造是將電極(electrode )分別固定在柔軟的振膜 (diaphragm)以及剛性的背板(back plate )上，振膜與背纟反之間存 在一間隙(air gap ),可隨聲音估文完全的自由4展動(freely vibration ),
信號。由于凝縮式麥克風具有低成本、高性能以及高產量的特性， 故已取代傳統的駐極體電容式麥克風。
然而，孩t才幾電麥克風的有效封裝結構相對于外界環境^f呆護與感 測結果的靈敏度是相當重要的。請參閱圖1，圖1為現有凝:機電麥 克風的示意圖(美國專利7>告第US6781231號)，現有獨t才幾電麥克 風10利用一基板11以及一蓋體12形成一封閉腔體13，利用該封 閉腔體13將內部控制芯片14保護于其中，而內部控制芯片14通過打線接合(wire bonding)的方式達成電性連"^妄，利用此種封裝結 構會產生的問題為:封裝體積大以及由于打線接合容易造成電性連 接^各徑過長，因而產生過多噪聲。
再請參閱圖2，圖2為另一現有微機電麥克風的示意圖(美國 專利公告第US7221767號)，現有微機電麥克風20利用基才反21及 凸塊24結合控制芯片22、 23以構成微機電麥克風20，此種封裝結 構雖然有效減少整體封裝體積以及電性連接路徑，但是需要增設基 才反21及凸^夾24,仍無法達到減少成本的考慮。
發明內容
為了改善上述缺點，本發明提供一種樣i機電麥克風，包括第一 基材、第二基材以及導電接合材料，第一基材包括內表面、位于第 一基材中的音腔、位于內表面上的第 一 電極層以及跨設于內表面兩 端的介電保護層，第二基材包括內表面以及設于內表面上的集成電 路，導電接合材料連接第一基材與該第二基材，其中第一基材、第 二基材以及導電4妾合材沖牛形成 一封閉腔體。
應注意的是，第一基材包括導電凸塊，導電凸塊位于第一基材兩側。
應注意的是，第一基材還包括貫穿孔，貫穿孔位于第一基材的 兩側且包括絕緣層位于貫穿孔的側壁上，以容設導電凸塊。
應注意的是，第二基材包括導電凸塊，導電凸塊位于第二基材兩側。
應注意的是，第二基材還包括貫穿孔，貫穿孔位于第二基材的 兩側且包4舌絕纟彖層位于貫穿孔的側壁上，以容i殳導電凸塊。應注意的是，第一基板還包括第二電極層，第二電極層位于介 電保護層下并與介電保護層連4妾。
應注意的是，第一基材還包括蓋體以及外表面，外表面與內表 面為相反面，而蓋體i殳于外表面上。
應注意的是，蓋體包括音孔，音孔位置與音腔相對應。
應注意的是，蓋體為金屬材質。
應注意的是，微機電麥克風還包括導電材料層，設于樣(才幾電麥
克風最外層。
應注意的是，第一電極層為多晶硅材料(Poly-silicon )。
應注意的是，微機電麥克風還包括二絕緣層，而第一基材還包 括外表面，絕緣層分別設于第一電極層與內表面之間以及外表面上。
應注意的是，絕緣層可為氧化硅(Si02)或氮化硅(Si3N4)。
應注意的是，導電接合材料為各向異性導電膠(ACF)。
本發明還提供一種微機電麥克風，包括第一基材、第二基材、 第三基材、集成電路以及導電接合材料，第二基材包括內表面，集 成電路位于第二基材的內表面，導電接合材料位于第一基材與第二 基材以及第三基材之間，使第一基材分別連接第二基材以及第三基 材，第二基材與第三基材相鄰接，第一基材、第二基材、第三基材 以及導電接合材料形成一封閉腔體，使第 一 電極層封于封閉腔體 內。應注意的是，第一基材包括導電凸塊，該導電凸塊位于該第 一基材兩側。
應注意的是，該第一基材還包括貫穿孔，該貫穿孔位于該第一 基材的兩側且包括絕緣層位于該貫穿孔的側壁上，以容設該導電凸塊。
應注意的是，該第一基板還包括第二電極層，該第二電才及層位 于該介電保護層下并與該介電^f呆護層連4妻。
應注意的是，該第一基材還包括蓋體以及外表面，該外表面與 該內表面為相反面，而該蓋體i殳于該外表面上。
應注意的是，該蓋體包括音孔，該音孔位置與該音腔相對應。
應注意的是，該蓋體為金屬材質。
應注意的是，該微機電麥克風還包括導電材料層，設于該微機 電麥克風最外層。
應注意的是，該第一電極層為多晶硅材料。
應注意的是，孩史才幾電麥克風還包括絕纟彖層，而該第一基才才還包 括外表面，這些絕緣層分別設于該第一電極層與該內表面之間以及 該夕卜表面上。
應注意的是，這些絕緣層可為氧化硅(Si02 )或氮化硅(Si3N4 )。 應注意的是，該導電接合材料為各向異性導電膠(ACF)。本發明還提供一種微機電麥克風的封裝方法，其步驟包括提
供第一基材，第一基材包括內表面、第一電極層以及介電保護層，
第 一電極層位于內表面上，介電保護層跨設于內表面的兩端;提供第 二基材，包括內表面以及集成電路，集成電路設于內表面上;以及通 過導電接合材料以組合第 一基材以及第二基材以形成封閉腔體，其 中第 一基材中的第 一電極層與第二基材中的集成電路相對應。
應注意的是，微機電麥克風的封裝方法還包括提供蓋體，蓋體 位于第一基材的外表面，蓋體包括音孔。
應注意的是，微機電麥克風的封裝方法還包括覆蓋導電材料層 于該孩M幾電麥克風最外層。
應注意的是，微機電麥克風的封裝方法的提供第 一基材的步驟 中包括形成二絕緣層于第一基材的內表面與外表面;沉積第一電 極層于第 一基材的內表面并圖案化;沉積犧牲層于第 一基材上并圖 案化;沉積第二電極層并圖案化;沉積介電保護層于第一基材的內表 面并圖案4b;圖案化位于第 一基材的外表面的絕鄉彖層并形成音腔;以 及移除犧4生層。
應注意的是，微機電麥克風的封裝方法還包括蝕刻第二基板的 外表面，形成貫穿孔于第一基材兩側，且沉積絕纟彖層于貫穿孔的側壁。
應注意的是，微機電麥克風的封裝方法還包括成形導電凸塊于 第一基材的貫穿孔中。
應注意的是，孩i才幾電麥克風的封裝方法還包4舌形成貫穿孔于第 二基材兩側，且沉積絕纟彖層于貫穿孔的側壁。應注意的是，微機電麥克風的封裝方法還包括成形導電凸塊于 第二基材的貫穿孔中。
為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂， 下文特別舉出優選實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。
圖1為現有微機電麥克風的示意圖2為另一現有微機電麥克風的示意圖3為本發明的樹:才幾電麥克風的第一實施例示意圖4A-4E為本發明的微機電麥克風的封裝方法第一實施例的 流程圖5為本發明的微機電麥克風的第二實施例示意圖6A-6H為本發明的微機電麥克風的封裝方法流程圖；以及
圖7為本發明的樣M幾電麥克風的第三實施例示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖3,圖3為本發明的樣"幾電麥克風的第一實施例示意 圖，微機電麥克風30包括第一基材31、第二基材32、導電接合材 料33、絕緣層34、 35以及導電材料層37，其中第一基材31包括 內表面311、音腔312、第一電極層313、介電保護層314、第二電 極層315、外表面316以及蓋體317，音腔312 4立于第一基才才31中，而第一電極層313位于內表面311上，介電保護層314跨設于內表 面311 6力兩端，蓋體317包4舌音孑L318，音孑1>318 6令^f立置與音月空312 相對應作為允許聲音進入的通道，應注意的是，本實施例的蓋體317 為金屬材質，而第一電極層313為多晶硅材料(Poiy-silicon)，第 二基材32包括內表面321、集成電^各322、導電凸塊323以及貫穿 孑L324,集成電路322設于內表面321上，而貫穿孔324位于第二 基材32的左、右兩側，用以容設導電凸塊323,導電凸塊323用以 作為整個微機電麥克風30與外部系統(未示出)電性連接之用， 導電接合材料33位于第一基材31與第二基材32之間，以連接第 一基材31以及第二基材32,應注意的是，導電接合材料33為各向 異性導電膠(ACF)，而絕緣層34設于第一電極層313與第一基 才才31的內表面311之間，纟色纟彖層35{殳于第一基才才31的夕卜表面316 上，應注意的是，絕緣層34 、 35可為氧化硅(Si02 )或氮化硅(Si3N4 ), 并且第一基材31、第二基材32以及導電接合材料33形成一封閉腔 體36，最后，導電材料層37設于微機電麥克風30的最外層作為電 不茲波遮蔽，以避免孩i才凡電麥克風30產生不必要的p乘聲。
請參閱圖3、 4A-4E,圖4A-4E為本發明的微機電麥克風的封 裝方法第一實施例的流程圖，先請參閱圖4A，其步驟為提供第 一基材31,第一基材31包4舌內表面311、第一電才及層313以及介 電保護層314，第一電極層313位于內表面311上，介電保護層314 跨設于內表面311的兩端，并且第二電極層315位于介電保護層314 下方并與其連接，另外，絕緣層34、 35于第一基材31的內表面311 與外表面316,而音月空312則i殳于第一基才反31中，*接著^青參閱圖 4B,提供第二基材32,包括內表面321以及集成電路322,集成電 路322設于內表面321上，并且參閱圖4C，蝕刻該第二基板32的 外表面325，形成多個貫穿孔324于第二基材32兩側，4妄著請參閱 圖4D，成形多個導電凸塊323于第二基材32的貫穿孔324中，請 繼續參閱圖4E,通過導電接合材料33以組合第一基材31以及第二基材32以形成封閉腔體36，其中第 一基材31中的第 一電極層313 與第二基材32中的集成電路322相對應，最后請參閱圖4F，將導 電材料層37覆蓋于微機電麥克風30 二側最外層，并且提供蓋體
317, 蓋體317位于第一基材31的外表面316,蓋體317具有音孔
318。
再i青參閱圖5，圖5為本發明的凝:才幾電麥克風的第二實施例示 意圖，該獨^幾電麥克風30，結構大致同于圖3，以下不再重復贅述， 而不相同處在于，微機電麥克風30，中的貫穿孔324，以及金屬凸塊 323，位于第一基板31中。
請參閱圖5、 6A-6H，圖6A-6H為本發明的揚W幾電麥克風的封 裝方法流程圖，其步驟包括在第一基材31的內表面311及外表 面316沉積絕纟彖層34、 35 (i青參考圖6A),"接著i青參考圖6B,沉 積第一電才及層313于第一基材31的內表面311并圖案化，并再參 考圖6C，沉積犧牲層319于第一基材31上并圖案化，接著請參考 圖6D,沉積第二電才及層315并圖案化，以及沉積介電保護層314 于第一基材31的內表面311并圖案化，接著請參閱圖6E,圖案化 位于第一基材31的外表面316的絕緣層35并形成音腔312以及貫 穿孑L324,再參閱圖6F，在貫穿孔324側邊沉積絕纟彖層326，并填 入導電凸塊323,然后參考圖6G將犧4生層319移除，接著i青參閱 圖6H,提供第二基材32，第二基材32包括內表面321以及集成電 路322,集成電路322設于內表面321上，并且通過導電接合材料 33以組合第一基材31以及第二基材32以形成封閉腔體36,其中 第一基材31中的第一電極層313與第二基材32中的集成電路322 相對應，最后請參考圖5,提供蓋體317,蓋體317位于第一基材 31白勺夕卜表面316,蓋體31包4舌音孑L318,音孑L 318與音月空312才目乂十 應，并且覆蓋導電材料層37于微機電麥克風30，的最外層。最后請參閱圖7,圖7為本發明的獨U幾電麥克風的第三實施例 示意圖，該樣W幾電麥克風30"結構大致同于圖5，以下不再重復贅 述，而不相同處在于，微機電麥克風30"包括第一基材31、第二基 材32以及第三基材38,并且第二基材32與第三基才才38相鄰才妾， 最后第二基材32與第三基材38再與第 一基材31對接。
由上可知，本發明的微機電麥克風30、 30，、 30"不需使用打線
4妾合方式組裝，故無電性連4妻3各徑過長的困4t，也沒有過多噪聲的 問題，再者，本發明可有效減少封裝體積，因此降低成本。
雖然本發明已以優選實施例4皮露如上，然其并非用以限定本發 明，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內， 當可作些許的變動與修飾，因此本發明的保護范圍當視后附的權利 要求書所界定的范圍為準。
主要組件符號說明
現有技術
10、 20 微機電麥克風 11、 21 基板
12 蓋體 13 去于閉月空體
14 內部控制芯片 22、 23 控制芯片
24凸塊
本發明
30、 30，、 30" 樣"幾電麥克風 31 第一基材311 內表面
313 第一電4及層
315 第二電4及層
317 蓋體
319 犧牲層
321 內表面
323、 323， 導電凸i夾
325 夕1、表面
34、 35 絕緣層
37 導電材料層
312 音腔 314 介電保護層 316 外表面 318 音孔 32第二基材 322 集成電路 324、 324， 貫穿孔 33 導電接合材料 36 封閉腔體 38 第三基材。
權利要求
1. 一種微機電麥克風，包括有第一基材，包括內表面、音腔、第一電極層以及介電保護層，該音腔位于該第一基材中，而該第一電極層位于該內表面上，該介電保護層跨設于該內表面的兩端；第二基材，包括內表面以及集成電路，該集成電路設于該內表面上；以及導電接合材料，位于該第一基材與該第二基材之間，以連接該第一基材以及該第二基材；其中，該第一基材、該第二基材以及該導電接合材料形成一封閉腔體。
2. 根據權利要求1所述的樣i機電麥克風，其中該第一基材包括導 電凸塊，該導電凸塊位于該第一基材兩側。
3. 根據權利要求2所述的微機電麥克風，其中該第一基材還包括 貫穿孔，該貫穿孔位于該第 一基材的兩側且包括絕纟彖層位于該 貫穿孔的側壁上，以容i殳該導電凸塊。
4. 根據權利要求1所述的微機電麥克風，其中該第二基材包括導 電凸塊，該導電凸塊位于該第二基材兩側。
5. 根據權利要求4所述的微機電麥克風，其中該第二基材還包括 貫穿孔，該貫穿孔位于該第二基材的兩側且包4舌絕纟彖層位于該 貫穿孔的側壁上，以容i殳該導電凸塊。
6. 根據權利要求1所述的微機電麥克風，其中該第一基板還包括第二電極層，該第二電極層位于該介電保護層下并與該介電保 護層連4姿。
7. 根據權利要求1所述的微機電麥克風，其中該第一基材還包括 蓋體以及外表面，該外表面與該內表面為相反面，而該蓋體i殳 于該夕卜表面上。
8. 根據權利要求7所述的微機電麥克風，其中該蓋體包括音孔， 該音孔位置與該音腔相對應。
9. 一種樣U幾電麥克風，包4舌有第一基材，包括內表面、音腔、第一電極層以及介電保 護層，該音腔位于該第一基材中，而該第一電極層位于該內表 面上，該介電保護層^爭設于該內表面的兩端；第二基才才，包^舌內表面； 第三基材；集成電路，位于該第二基材的該內表面；以及導電接合材料，位于該第一基材與該第二基材以及該第 三基材之間，使該第一基材分別連4妄該第二基材以及該第三基 材；其中，該第二基材與該第三基材相鄰接;以及該第一基材、該第二基材、該第三基材以及該導電接合 材料形成 一封閉腔體，使該第 一 電極層封于該封閉腔體內。
10. —種孩i才幾電麥克風的去于裝方法，其步艱《包才舌提供第一基材，該第一基材包括內表面、第一電極層以 及介電保護層，該第一電極層位于該內表面上，該介電保護層 跨設于該內表面的兩端；才是供第二基材，包4舌內表面以及集成電^各，該集成電^各i殳于該內表面上；以及通過導電接合材料以組合該第 一基材以及該第二基材以 形成一封閉腔體，其中該第一基材中的該第一電極層與該第二基材中的該集成電^各相乂于應。
全文摘要
一種微機電麥克風，包括第一基材、第二基材以及導電接合材料，第一基材包括內表面、位于第一基材中的音腔、位于內表面上的第一電極層以及跨設于內表面兩端的介電保護層，第二基材包括內表面以及設于內表面上的集成電路，導電接合材料連接第一基材與該第二基材，其中第一基材、第二基材以及導電接合材料形成一封閉腔體。
文檔編號H04R19/04GK101534465SQ20081000735
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月11日 優先權日2008年3月11日
發明者徐德榮, 林國鼎 申請人:佳世達科技股份有限公司