TW202515201A - 微機電麥克風 - Google Patents

Abstract

本發明的一種微機電(MEMS)麥克風，包括：一第一基板、一第二基板堆疊在該第一基板上，一MEMS結構體，設置在該第二基板上，及一電容器，與該MEMS結構體間隔開並設置在該第二基板上，其中，該第二基板包括一個或多個孔，及其中，該電容器通過該第一基板與該第一基板電連接。

Description

微機電麥克風

本發明涉及一種微機電(MEMS)麥克風，更具體地說，涉及一種使用薄膜覆晶(COF)的MEMS麥克風。

一般來說，音訊設備是通過電極振動膜片來產生聲音的，隨著近年來技術的發展，音訊設備領域也取得了長足的進步。使用這些音訊設備的領域(如可擕式終端和助聽器)正變得越來越多樣化，而且隨著應用音訊設備的設備變得越來越輕薄，音訊設備本身也在小型化。

此外，最近還開發並使用了一種使用半導體技術--微電子機械系統(MEMS)的微型電話。MEMS是一種能在矽晶片表面製造小型機械元件的技術。這些MEMS麥克風可分為靜電型和壓電型，包括常見的電容式麥克風。

近來，行動電話和智慧手機等移動通信終端以及平板電腦和MP3播放機等電子設備越來越小型化。相應地，電子設備的元件也越來越微型化。因此，需要能夠解決元件物理限制的微電子機械系統(MEMS)技術。

本發明要解決的技術問題是提供一種使用COF的MEMS麥克風。

為了解決上述技術問題，根據本發明一個實施例的MEMS麥克風包括：第一基板；堆疊在第一基板上的第二基板；設置在第二基板上的MEMS結構體；以及與MEMS結構體間隔開並設置在第二基板上的電容器，並且，其中， 第二基板包括一個或多個孔，電容器通過穿過第二基板的孔的導線與第一基板電連接。

此外，第二基板的孔可包括：第一孔，連接電容器和第一基板的導線穿過該孔；以及對應於MEMS結構體下部的第二孔。

此外，第二基板的孔可包括：連接電容器和第一基板的導線穿過的第一孔；以及與MEMS結構體下部相對應的第二孔。此外，第二基板的孔可包括：連接電容器和第一基板的導線穿過的第一孔；以及與MEMS結構體下部相對應的第二孔。

此外，第二基板的孔可通過與第二基板的外周間隔預定距離或更大的距離來形成。

此外，在第一基板和第二基板之間可以包括導電粘合層，導電粘合層可以包括與第二基板的孔重疊的孔。

此外，導電膠層上的孔的面積可以大於第二基板上的孔的面積。

此外，第一基板還可以包括一個連接墊，該連接墊被設置在與第二基板的孔的下部相對應的位置。

此外，還包括設置在第二基板上並與MEMS結構體間隔開的特定應用積體電路(ASIC)模組，ASIC模組可通過穿過第二基板的孔的導線與第一基板電連接。

此外，ASIC模組可分別通過導線與MEMS結構體和電容器電連接。

另外，第一基板可以是柔性基板，第二基板可以是剛性基板。

此外，第一基板和第二基板還可以通過熱壓的方式進行粘合。

為了解決上述技術問題，根據本發明第二實施例的一種MEMS麥克風包括：第一基板；第二基板被堆疊在第一基板的至少一個區域上；MEMS結構體和信號處理裝置被設置在第二基板上；第一電容器被堆疊在未堆疊第二基板的第一基板上；以及第二電容器被堆疊在信號處理裝置的下部。

此外，第二電容器的第一電極與第一基板電連接，第二電容器的第二電極可與第二基板電連接。

此外，第二電容器的第一電極可設置在第二電容器的下部，並通過焊接與第一基板粘接。

此外，在第二電容器的上部，可以包括：導電膠層，將第二電容器和第二基板電連接；以及非導電膠層，疊加在導電膠層和信號處理裝置之間。

此外，第二基板可包括在佈置第二電容器的區域中的蝕刻區域。

此外，信號處理裝置可以分別通過導線與MEMS結構體和第一基板連接。

為了解決上述技術問題，根據本發明第二實施例的另一實施方式的MEMS麥克風包括：第一基板；堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；覆蓋第二基板的殼體；設置在第二基板上的MEMS結構體；與MEMS結構體間隔開並設置在第二基板上的第一電容器；以及堆疊在第一電容器下部的第二電容器。

此外，第一電容器的第一電極位於第二電容器上，第一電容器的第二電極可位於第二基板上。

此外，第二電容器的第一電極與第一電容器的第一電極電連接，第二電容器的第二電極可與第一基板電連接。

此外，第二基板可包括在佈置第二電容器的區域中的蝕刻區域。

此外，它還包括堆疊在第一電容器下部的金屬部，其中第一電容器的第一電極位於第二電容器上，而第一電容器的第二電極可位於金屬部上。

此外，第一電容器的第一電極可以用導線與第一基板連接。

此外，第二基板包括半蝕刻區域，金屬部和第二電容器設置在該區域中，其中半蝕刻區域的厚度可以比其他區域的厚度薄。

此外，它還包括堆疊在第一電容器下部的第三電容器，其中第一電容器的第一電極位於第二電容器上，而第一電容器的第二電極可位於第三電容器上。

此外，第一電容器的第二電極可與第三電容器的第一電極電連接。

此外，第一電容器的第一電極可以用導線連接到第一基板。

此外，第二基板包括佈置第二電容器和第三電容器的半蝕刻區域，半蝕刻區域的厚度可以比其他區域的厚度薄。

為了解決上述技術問題，根據本發明第二實施例的又一實施方式的MEMS麥克風包括：第一基板；第二基板，疊加在第一基板的至少一個區域上；殼體，覆蓋第二基板；MEMS結構體，設置在第二基板上；第一電容器，設置在未疊加第二基板的第一基板上；第二電容器，疊加在第一電容器的第一電極的下部；以及第四電容器，疊加在第一電容器的第二電極的下部。

此外，第二電容器的第一電極與第一電容器的第一電極電連接；第二電容器的第二電極與第一基板電連接；第四電容器的第一電極與第一基板電連接；第四電容器的第二電極可與第一電容器的第二電極電連接。

此外，第一電容器的第一電極可以通過導線與第一基板連接。

為了解決上述技術問題，根據本發明第三實施例的MEMS麥克風包括：第一基板；堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；設置在第二基板上的MEMS結構體和信號處理裝置；以及堆疊在未堆疊第二基板的第一基板上的電容器元件，其中，電容器元件包括電容器和堆疊在電容器下部的內插器。

此外，中介器包括FR4印刷電路基板，其中電容器可表面安裝在印刷電路基板上。

此外，中介器還包括金屬板，其中電容器可安裝在金屬板上。

此外，金屬板包括第一金屬板和第二金屬板，其中第一金屬板和第二金屬板可形成分別與電容器的兩個電極粘合的橋接結構。

此外，插接件可包括FR4印刷電路基板、金屬板、引線框架、陶瓷印刷電路基板和金屬印刷電路基板中的任意一種。

此外，電容器元件可焊接到第一基板上。

此外，電容器元件與信號處理裝置間隔佈置，但可與信號處理裝置電連接。

此外，信號處理裝置可包括ASIC模組。

此外，第一基板可以是柔性基板，第二基板可以是剛性基板。

另外，第一基板和第二基板可以通過熱壓的方式進行粘合。

為了解決上述技術問題，根據本發明第四實施例的一種MEMS麥克風包括：第一基板；第二基板堆疊在第一基板的至少一個區域上；導電膠層堆疊在第一基板和第二基板之間；上膠層堆疊在第二基板上；以及設置在上膠層上的MEMS結構體和信號處理裝置，其中，MEMS結構體直接粘接在上膠層上，上膠層包括覆蓋層或光阻。

為了解決上述技術問題，根據本發明第四實施例的另一實施方式的MEMS麥克風包括：第一基板；第一基板的至少一個區域上堆疊有第一光阻焊層；第一基板的下部的至少一個區域上堆疊有第二光阻焊層；以及設置在第一光阻焊層上的MEMS結構體和信號處理裝置，其中，第一基板直接粘接在第一光阻焊層和第二光阻焊層上。

為了解決上述技術問題，根據本發明第四實施例的又一實施方式的MEMS麥克風包括：第一基板；堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；堆疊在第一基板和第二基板之間的導電膠層；MEMS結構體和第二基板：第一基板；疊置在第一基板的至少一個區域上的第二基板；疊置在第一基板和第二基板之間的導電膠層；設置在第二基板上的MEMS結構體和信號處理裝置；以及覆蓋在第二基板上的蓋板，其中，第二基板包括面向第一基板的基座，以及從基座的外周向上延伸的側板，並且蓋板床接在第二基板的側板的端部。

此外，第一基板和蓋板可以由相同的材料製成。

此外，第二基板和蓋子可以通過焊接粘合。

此外，第一基板可包括2METAL COF基板。

另外，第一基板是柔性基板，第二基板可以是剛性基板。

此外，第二基板可包括鎳銀、不鏽鋼(SUS)、陶瓷和FR4中的任意一種。

此外，還可以包括一個電容器，該電容器被設置在第二基板中，並與信號處理裝置間隔開。

此外，信號處理裝置還可包括ASIC模組。

為了解決上述技術問題，根據本發明第五實施例的一種MEMS麥克風包括：第一基板；堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；粘接在第 二基板上的遮罩容器；以及設置在遮罩容器內部空間的第二基板上的MEMS結構體和信號處理裝置，其中遮罩容器由與第二基板相同的材料製成。

此外，第二基板和遮罩容器可以由SUS或鎳銀製成。

此外，第二基板包括一個座墊部，遮罩容器設置在該座墊部上與遮罩容器粘接的區域中，其中第二基板的座墊部的厚度可以比第二基板除座墊部以外的其他區域的厚度薄。

此外，防護罩還可包括：上板；從外周延伸至上板下部的側板；以及從側板端部向外延伸的引線部。

此外，防護罩還可以包括：一塊上板；一塊從外周延伸至上板下部的側板；以及多個從側板端部延伸至下部並相互間隔開的突起。

此外，第二基板可以不堆疊在與遮罩容器的突起相對應的區域上。

此外，第二基板可在與遮罩容器的突出部相對應的區域進行蝕刻，從而使遮罩容器的突出部的端部可與第一基板粘接。

此外，連接遮罩容器側板端部和突起端部的突起的側表面，以及遮罩容器側板的端部可與第二基板粘接。

此外，填充遮罩容器和第一基板的臺階以及遮罩容器和第二基板的區域的環氧樹脂或矽樹脂可與遮罩容器粘接在一起。

此外，遮罩容器的上板呈方形，遮罩容器的側板包括從上板延伸出的第一至第四側板，多個突起可從側板的一端沿第一至第四側板中相鄰兩側板連接的邊緣形狀延伸至下部。

為了解決上述技術問題，根據本發明第五實施例的MEMS麥克風包括：第一基板；被堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；被粘接在第二基板上的殼體；以及設置在殼體內部空間中的第二基板上的MEMS結構體和信號處理裝置，其中，第二基板包括蝕刻區域，MEMS結構體或信號處理裝置被設置在蝕刻區域中，且第二基板的蝕刻區域的厚度比第二基板上除蝕刻區域之外的其他區域的厚度薄。

此外，在將MEMS結構體與第二基板粘合時，可在蝕刻區域內塗抹環氧樹脂或矽。

此外，由於面向第一基板的表面被蝕刻，第二基板的蝕刻區域可形成一個空腔。

此外，與第一基板電連接的導線可佈置在空腔中。

此外，還可包括一個電容器，該電容器佈置在第二基板的蝕刻區域中，並與殼體內部空間中的信號處理裝置間隔開。

此外，信號處理裝置還可包括ASIC模組。

另外，第一基板是柔性基板，第二基板可以是剛性基板。

另外，第一基板和第二基板可以通過熱壓粘合。

為了解決上述技術難題，根據本發明第六實施例的另一實施方式的MEMS麥克風包括：第一基板；被堆疊在第一基板的至少一個區域上的第二基板；被粘合到第二基板上的殼體；以及設置在殼體內部空間的第二基板上的MEMS結構體和信號處理裝置，其中，第二基板不堆疊在設置MEMS結構體或信號處理裝置的區域上。

此外，第二基板未堆疊在MEMS結構體或信號處理裝置中的一個被佈置的區域上；另一個被佈置的區域包括蝕刻區域；且第二基板的蝕刻區域的厚度可比第二基板除蝕刻區域以外的其他區域的厚度薄。

【優勢】

根據本發明的實施例，可以簡化工藝，縮短時間。此外，還可以減少金屬板孔蝕刻區域，從而減少工藝控制點，增加孔形狀和尺寸縮小的設計自由度，提高電容器的容量，增加導電膠層的附著面積，從而防止剝落並提高可靠性。

根據本發明的實施例，可以安裝多個電容器，因此可以安裝用於消除功率雜訊和射頻雜訊的電容器。此外，還可以分別安裝用於消除DVDD電源雜訊和AVDD電源雜訊的電容器。

根據本發明的實施例，可以消除因安裝電容器而產生的可聽雜訊。通過將電容器製造為可消除可聞雜訊的獨立元件，可簡化流程。

根據本發明的一個實施例，可以通過使用覆蓋層或光阻焊(PSR)來改善MEMS應力並防止焊料分離。此外，基板或覆蓋層的厚度可以減小，確保訊號雜訊比(SNR)性能並降低生產成本。

根據本發明的一個實施例，通過將遮罩容器與由與金屬板相同的材料或鉛型、非鉛型或城堡型製成的遮罩容器粘接，可提高粘接可靠性。

根據本發明的一個實施例，通過對金屬板進行不同的半蝕刻或全蝕刻，可實現空腔固定和倒裝晶片鍵合；通過在金屬板和COF之間形成空腔，可確保雙金屬COF的佈線自由度；可擴大自由度以反映設計，例如將線路損耗和寄生阻抗降至最低；由此，可通過將雜訊電平降至最低來提高SNR性能。

100:MEMS麥克風

110:第一基板

111:導線墊

112:導線墊

120:第二基板

121:孔

122:孔

123:直孔

124:孔

126:粘合層

127:蓋板

128:安置部

130:MEMS結構體

140:信號處理裝置

150:第一電容器

152:電容器

153:第一電極

154:第二電極

155:電容器元件

156:中介器

160:電容器

161:第二電容器

162:第一電極

164:金屬部

165:第三電容器

166:第一電極

167:第四電容器

170:殼體

171:蓋板

172:上板

173:側板

174:突起

180:導電膠層

181:孔

182:導線

183:導電膠層

184:阻焊層

186:堆疊覆蓋層

187:焊料

188:材料

189:焊料

190:導線

191:導線

192:導線

193:導線

194:導線

21:孔

22:孔

381:導線

D0:封裝寬度

D1:寬度

D1':寬度

D3:端

D3':端

D4:端

D4':端

W1:區域

W2:半蝕刻區域

201:焊料

203:導線鍵合導線

202:導線鍵合墊區域

205:導線

220:自由空間

圖1展示了根據本發明一個實施例的MEMS麥克風。

圖2至圖13是解釋根據本發明第一實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖14是根據本發明第二實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖15至圖24是解釋根據本發明第二實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖25是根據本發明第三實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖26是用於解釋根據本發明第三實施例的MEMS麥克風的圖。

圖27是根據本發明第四實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖28至圖37是用於解釋根據本發明第四實施例的MEMS麥克風的圖。

圖38是根據本發明第五實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖39至圖46是用於解釋根據本發明第五實施例的MEMS麥克風的圖。

圖47是根據本發明第六實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖48至圖52是用於解釋根據本發明第六實施例的MEMS麥克風的圖。

圖53和圖54是用於解釋根據不同於圖38至圖41的實施例的MEMS麥克風的示意圖。

圖55至圖59是根據與圖1和圖52不同的實施例解釋MEMS麥克風的示意圖。

下文將參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。

然而，本發明的技術思想並不局限於將要描述的某些實施例，而是可以以各種形式實現，在本發明的技術思想範圍內，各實施例之間可以有選擇地組合或替換一個或多個構成要素。

此外，本發明實施例中使用的術語(包括技術術語和科學術語)，除非明確定義和描述，否則可以解釋為本領域技術人員能夠普遍理解的含義，常用術語如詞典中定義的術語，可以考慮相關技術的上下文含義進行解釋。

此外，本說明書中使用的術語用於描述本發明的實施例，並不用於限制本發明。

在本說明書中，除非在短語中特別說明，否則單數形式可包括複數形式，當描述為"A和B和C中的至少一種(或一種以上)"時，可包括可與A、B和C結合的所有組合中的一種或多種。

此外，在描述本發明實施例的元件時，可以使用諸如第一、第二、A、B、(a)和(b)等術語。這些術語只是為了將各元件與其他元件區分開來，並不限制元件的性質、順序或序列。

而且，當一個部件被描述為與另一個部件"連接"、"耦合"或"互連"時，該部件不僅與另一個部件直接連接、耦合或互連，而且還可能包括由 於該另一個部件與該另一個部件之間的"連接"、"耦合"或"互連"而與該另一個部件"連接"、"耦合"或"互連"的情況。

此外，當描述為在每個元件的"上(上方)"或"下(下方)"形成或佈置時，"上(上方)"或"下(下方)"意味著不僅包括兩個元件直接接觸的情況，還包括在兩個元件之間形成或佈置一個或多個其他元件的情況。此外，當表述為"在(上)"或"在(下)"時，不僅包括相對於一個部件的向上方向的含義，還包括相對於一個部件的向下方向的含義。

根據本實施例的改進型實施例可包括各實施例的某些配置和其他實施例的某些配置。也就是說，修改後的實施例可以包括各實施例中的一個，但可以省略一些配置，而包括其他相應實施例的一些配置。或者，也可以反過來。實施例中描述的特徵、結構、效果等至少包括在一個實施例中，而不一定只限於一個實施例。此外，各實施例中說明的特徵、結構、效果等可由實施例所屬領域的普通知識人員組合或修改，並在其他實施例中實現。因此，與此類組合和修改相關的內容應被解釋為包含在本實施例的範圍內。

圖1示出了根據本發明一個實施例的MEMS麥克風，圖2至圖13是用於解釋根據本發明第一實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風100可包括第一基板110、第二基板120和MEMS結構體130，並包括信號處理裝置140和殼體170。

第一基板110設置在MEMS麥克風的下部，並具有板狀形狀。第一基板110是柔性基板，可以是片上晶片(COF)基板或柔性印刷電路基板(FPCB)。COF基板是在基膜或晶片等安裝元件上形成電路而形成的基板， 具有薄膜形狀，並且比其他基板薄得多。通過使用COF基板作為MEMS麥克風的基板，可以大大降低厚度。第一基板110是COF基板，可以是2-Metal COF基板。2-Metal COF是在基膜的兩面形成電路或安裝元件而形成的基板。

在此，第一基板110(例如，2-Metal COF基板)可以形成為具有50微米(μm)或以上的厚度。或者，可將其形成為具有20到100μm或100μm以上的厚度。但是，並不限於上述厚度。通過在基膜上設置通孔，可以連接兩側形成的電路或元件。在此，通孔可以是微通孔，尺寸可以是25μm或更小。 與單面COF相比，可以提高集成度，改善封裝過程中的自由度，並且通過在兩側放置電路或元件，可以實現細間距。如果只使用剛性基板，則不容易應用精細間距，但如果使用COF基板，則可以應用精細間距，從而使MEMS麥克風封裝的尺寸縮小50%以上。柔性印刷電路基板(FPCB)是一種柔性電路基板，同樣具有柔性，由於其厚度比一般印刷電路板薄，因此使用柔性印刷電路基板作為MEMS麥克風的基板，可以大大減小厚度。此外，還可以包括其他類型的柔性基板。第一基板110通過電容器150和導線190進行電連接。

第二基板120堆疊在第一基板110上，具有板狀形狀。第二基板120是剛性基板，可以是金屬板、SUS或加強板。SUS是一種混合了鐵和鉻的鋼種，可增強耐腐蝕性，是一種高強度基板。此外，還可以使用由金屬製成的各種加強板。此外，還可以包括其他類型的剛性基板，這些基板可以與殼體耦合以保持遮罩。第二基板120是補充第一基板110剛性的基板，可以保持第一基板110的柔性形狀。

第二基板120包括一個或多個孔121。第二基板120位於第一基板110的上部，在第二基板120上形成孔121，使第一基板110通過孔121與 第二基板120連接，從而露出上部。第一基板110可通過形成在第二基板120中的孔121與設置在第二基板120上部的電容器150電連接。

形成內部空間的殼體170可設置在第二基板120的上部。如圖2所示，殼體170設置在MEMS麥克風的上部，並且可以具有覆蓋第二基板120的蓋子形狀。殼體170覆蓋第二基板120，從而形成內部空間。殼體170可以是由金屬製成的容器型，也可以由塑膠等各種材料製成。殼體170可與第二基板120聯接。此時，殼體170和第二基板120可以通過焊接粘合。殼體170和第二基板120粘接的區域可以通過微焊接進行粘接。通過微焊接粘接殼體170和第二基板120，可以焊料或環氧樹脂的塗抹和固化過程就不需要了，焊線或環氧樹脂的塗抹區域也不需要了，因此可以縮小相應區域的尺寸。

MEMS結構體130和電容器150可以佈置在第二基板120上，信號處理裝置140可以如圖2所示佈置。MEMS結構體130可佈置在由第二基板120和殼體170形成的內部空間內。MEMS結構體130包括主體、背板和振動板。可在第一基板110和第二基板120中與MEMS結構體130下部相對的位置形成一個孔122。孔122的橫截面積可以是圓形，但不限於此。在此，孔122可以是一個聲波孔。該孔可以形成在殼體170面向MEMS結構主體130上部的區域中。除了形成在殼體170區域外，該孔還與圖2中的孔122相對應。

孔122形成在第一基板110和第二基板120或殼體170中，當隔膜因聲音從外部通過孔122流入而產生聲壓而振動時，可以通過測量背板上的電容來檢測聲信號。在圖1和圖2中，背板顯示為位於膜片的上部，但膜片自然也可以位於背板的上部。

MEMS結構體130檢測到的信號被傳輸到信號處理裝置140。MEMS結構體130和信號處理裝置140可以電連接。此時，MEMS結構體130和信號處理裝置140通過導線鍵合與導線193連接，MEMS結構體130通過導線193檢測到的信號可傳輸至信號處理裝置140。

信號處理裝置140可以處理從MEMS結構體130檢測和傳輸的電信號。信號處理裝置140可以放大MEMS結構體130檢測到的信號。在此，信號處理裝置140可以包括但不限於特定應用積體電路(ASIC)。信號處理裝置140可以形成單個模組，也可以形成晶片形式。信號處理裝置140可包括ASIC和用於應用ASIC的EN-CAP。

信號處理裝置140可以設置在第二基板120上。此時，信號處理裝置140可設置在第二基板120上，並與MEMS結構體130相間隔開。它與MEMS結構體130一起佈置在由第二基板120和殼體170形成的內部空間中，可以接收來自MEMS結構體130的信號。由於MEMS結構體130和信號處理裝置140之間的信號傳輸是在殼體170覆蓋的內部空間中進行的，因此可以減少噪音。信號處理裝置140可與第一基板110電連接。在信號處理裝置140中處理的信號被傳輸到第一基板110，並可通過第一基板110傳輸到需要相應信號的外部。

電容器150可與MEMS結構體130和信號處理裝置140一起設置在第二基板120的上部。安裝電容器150後，信噪比得到改善，電源抑制比(PSRR)和PSR雜訊也得到改善。換句話說，通過電容器150可以改善SNR、PSRR和PSR等雜訊相關性能。電容器160與信號處理設備140電連接，可以消除信號處理設備140處理信號時可能產生的雜訊。

除COF(即第一基板110)以外的印刷電路板具有較大的通孔、板、圖案、間隙、接線板尺寸和間隙值，因此沒有空間創建可安裝電容元件的SMT板。另一方面，當使用COF基板時，電容器150可以與MEMS結構體130和信號處理裝置140安裝在一起。

如圖3和圖4所示，電容器150可設置在第二基板120的上部，並通過導線鍵合與信號處理裝置140和導線192電連接。此外，還可以通過穿過正在第二基板120上形成的孔121的導線191的導線鍵合與第二基板120電連接。此時，在第一基板110與第二基板120接觸的一側形成導線墊112，並可通過導線墊112與連接至電容器150的導線192連接。

電容器150和第一基板110可以通過導線191連接，電容器150可以通過導線191接地。或者，也可以與被連接到第一基板110的其他元件、模組或外部設備交換信號。

如圖3和圖4所示，信號處理裝置140通過導線193接收來自MEMS結構體130的信號，它可以通過穿過正在第二基板120中形成的孔121的導線194與第一基板110連接。在第一基板110與第二基板120粘合的表面側形成有導線墊111，它可以通過導線墊111與信號處理裝置140的導線194連接。

信號處理裝置140和第一基板110通過導線鍵合與導線194連接，信號處理裝置140處理的信號可通過導線194傳輸到第一基板110。為了保護信號處理裝置140的導線381和182的導線鍵合，可在信號處理裝置140的上部塗抹及封裝EN-CAP並使其乾燥，以形成保護部。這樣，信號處理裝置140就不會暴露在外部。

傳輸到第一基板110的信號可通過與外部連接的終端傳輸到外部。此時，由於被連接到外部的終端必須暴露在外部，而不是內部空間，因此它可以形成在第一基板110的下表面上。信號處理裝置140與第一基板110連接，由於被連接到外部的終端可以形成在第一基板110的下部，因此信號可以通過連接第一基板110上部和下部的通孔傳輸。當第一基板110包括多層時，可形成通孔以穿透每一層。

或者，信號處理裝置140可以嵌入第一基板110或第二基板120內部。此外，信號處理裝置140還可以設置在第一基板110上，此時，第二基板120並未堆疊在信號處理裝置140設置的位置，也可以形成與信號處理裝置140的形狀相對應的孔。

當信號處理裝置140嵌入第一基板110和/或第二基板120內部時，信號處理裝置140的至少一部可與MEMS結構體130的至少一部在第一方向上重疊，第一方向是第一基板110的上下方向。

或者，當信號處理裝置140嵌入第一基板110和/或第二基板120內部時，信號處理裝置140的至少一部可以不與MEMS結構體130的至少一部在第一方向上重疊，第一方向是第一基板110的上下方向。

在形成第一基板110和/或第二基板120以及殼體170的內部空間中，除了EMS結構體130和信號處理裝置140之外，自然還可以佈置其他元件或模組，例如電容器150。其他器件或模組也可以嵌入第一基板110和/或第二基板120內部。當其他元件(如電容器150)與信號處理裝置140一起嵌入時，可以使它們的位置不相互重疊或集中。或者，電容器150等其他元件可以佈置在第二基板120中，僅嵌入信號處理裝置140。

電容器150可以嵌入第一基板110和/或第二基板120內部。此外，電容器150可以佈置在第一基板110中，此時，第二基板120可以不在佈置電容器150的位置堆疊，也可以形成與電容器150的形狀相對應的孔。

當電容器150嵌入第一基板110和/或第二基板120內部時，電容器150的至少一部可在朝向第一基板110上部的第一方向上與信號處理裝置140的至少一部或MEMS結構體130的至少一部重疊。電容器150包括多個電容器，至少一個電容器的至少一部可以在第一方向上與信號處理裝置140的至少一部或MEMS結構體130的至少一部重疊，第一方向是第一基板110的上下方向。通過將信號處理裝置140和電容器150靠近佈置，電容增大，從而可以提高SNR、PSRR和PSR等雜訊相關性能。

或者，當電容器150嵌入第一基板110和/或第二基板120內部時，電容器150的至少一部可以不與信號處理裝置140的至少一部或MEMS結構體130的至少一部在第一方向(即第一基板110的上下方向)上重疊。

與孔122形成在基板區域中以面向MEMS結構體130的下部不同，孔可以形成在殼體170中以面向MEMS結構體130的上部。當孔122形成在基板區域時，根據孔的位置，信號處理裝置140嵌入的基板區域可能會受到限制。然而，當在殼體170中形成孔時，由於基板區域中沒有形成孔，因此在將信號處理裝置140嵌入基板內部時，可以消除由於孔而造成的限制。因此，設計自由度更高。

信號處理裝置140可以通過使用倒裝晶片方法形成倒裝晶片BGA粘接到第一基板110上。此外，信號處理裝置140可以使用BGA方法與第一基板110的導線板電連接。信號處理裝置140採用倒裝晶片的方法設置在第三 基板(未圖示)上，第三基板是信號處理裝置140的獨立基板，形成倒裝晶片BGA，倒裝晶片BGA本身可以通過球柵陣列鍵合的方式設置在第一基板110上。此時，MEMS結構體130的信號通過導線與第一基板110通過導線鍵合連接，可通過第一基板110傳輸至信號處理裝置140。

當電容器150佈置在第二基板120上，並通過穿過第二基板120的孔121通過導線接合與第一基板110連接時，可執行如圖5所示的製造工序。在封裝工序之前，無需進行任何處理以將電容器佈置在基板上，當接收到電容器150時，可立即將其投入封裝工序。在進行等離子和烘烤後，電容器的焊線工序可在晶片連接、固化和焊線工序中同時進行。此時，如圖6所示，在所需區域同時塗抹環氧樹脂，並在安裝ASIC模組(即電容器和信號處理裝置140)後，執行由固化環氧樹脂、塗抹矽樹脂、安裝和固化MEMS結構體130組成的MEMS流程，然後可執行焊線流程。在接線工藝、塗敷和固化及封裝(Encapsulation)之後，可執行放電焊接、元件拾取和放置、回流焊、鐳射作業、唱工、測量和卷軸包裝等工藝。

如在圖7中的本發明對比示例中，當電容器使用SMT工藝(A)而不是焊線工藝安裝在基板上時，或者當電容器作為獨立模組(B、C)安裝時，除了封裝工藝外，可能還需要額外的工藝。在安裝電容器(A)的情況下，由於需要在已完成SMT工藝的電容器上應用EN-CAPSULATION，因此不能在遮罩容器的表面安裝工藝中對電容器執行表面安裝工藝，因此在進入封裝工藝之前需要對電容器執行單獨的SMT工藝。

此外，如果要在電容器上應用中介器以配置單獨的模組(B、C)，則需要單獨的工序(中介器電容器)來在電容器上應用中介器。

在用圖7(A)的SMT安裝電容器並將電容器和與第一基板相對應的COF基板電連接時，如圖8所示，必須在與第二基板相對應的金屬板上形成要蝕刻的孔21區域，直至電容器安裝部。金屬板上還必須形成用於MEMS結構體的隔音孔22。由於與電容器相對應的蝕刻孔21區域較大，因此設計受到限制。

另一方面，在本發明的實施例中，由於電容器150通過導線鍵合與第一基板110電連接，因此在第二基板120中只蝕刻導線可以通過的區域。也就是說，如圖8所示，第一基板110的孔121的區域可以形成得很小。隨著待蝕刻區域的縮小，蝕刻完成後的工藝管理點也可以減少，根據應用結構縮小孔的形狀和大小的設計自由度也會增加。

如圖9(A)所示，導線可以只佈置在第二基板的一側，在一側形成直孔123，如圖9(B)所示，通過將電容器151的導線連接到信號處理裝置，孔124可以不從一端延伸到另一端，而只在必要的區域形成。隨著可在第二基板120上佈置電容器的區域的擴大，可應用尺寸或電容較大的電容器152，從而在選擇電容器時有更大的自由度。.

例如，在圖8中SMT安裝的情況下，總共需要8個接線板：2個用於電容器SMT，6個用於信號處理設備ASIC的焊線。另一方面，在圖8和圖9(A)中的本發明實施例中，總共需要7個板，在圖9(B)和圖9(C)中，需要6個板。此外，在圖9(C)中，電容器尺寸(毫米)可以是1.0 x 0.5 x 0.5，在其他情況下，電容器尺寸可以大於0.6 x 0.3 x 0.3的適用電容器尺寸。

第二基板120堆疊在第一基板110上，可以通過熱壓粘合。或者，也可以使用導電雙面膠帶等進行粘合。此外，如圖10所示，可在第一基 板110和第二基板120的粘合表面之間形成導電膠層180。可在導電膠層180上塗抹粘合劑，或在導電膠層180中設置導電雙面膠帶。第一基板110和第二基板120可以通過各種方式進行基板間粘合。導電膠層180可包括與第二基板120的孔121重疊的孔181。

在此，第二基板120的孔121可以在距離第二基板外周預定距離或更遠的地方形成。當在第二基板120上形成孔時，如圖11所示，必須在相應區域的導電膠層180上形成孔181，從而減小粘合面積。此外，如果粘合面積根據孔的形狀而變窄，則可能因粘合強度弱而出現基板剝離等問題。如前所述，在本發明的一個實施例中，由於孔121的面積減小或設計自由度增加，因此可以通過考慮粘合面積形成孔來增加粘合力，從而提高附著可靠性。當孔121靠近第二基板120的外周即導電粘合層180形成時，由於外周區域的粘合面積較小，可能會出現問題，因此在形成孔121時，可以在距離兩個基板的外周預定距離或更遠的地方形成。

這裡，導電膠層180的孔181的面積可以大於第二基板120的孔121的面積。因為在層壓過程中，導電膠層180的粘合劑的樹脂可能會流出，所以導電膠層180的孔181的面積可以形成為大於第二基板120的孔121的面積。例如，導電膠層180的孔181的面積可以形成為比第二基板120的孔121的面積大10μm的單側面積。由於孔設計的自由度高，導電膠層180的孔181的面積增大，因此即使粘合面積減小，導電膠層180的孔181的面積也可以形成為比第二基板120的孔121的面積大。

如圖12所示，當孔21形成到與電容器重疊的區域時，孔21的兩端會變得靠近導電膠層180的外周。例如，如圖12所示，當封裝寬度D0為 2mm時，孔21的蝕刻區域形成的寬度D1為1.53mm，因此，通過導電膠層180在兩端形成的第一基板110和第二基板120的附著寬度僅為一端D3的0.23mm和另一端D4的0.24mm，因此，可能會出現極窄的部分，從而導致單體化後可能會出現剝離的問題。

另一方面，如圖13所示，當電容器通過導線接合連接時，由於孔124的面積可以比圖12中的孔21減小，並且設計的自由度也增大，因此孔124的兩端可以與導電膠層180的外周形成一定或更大的間距。例如，如圖13所示，當封裝寬度D0為2毫米時，孔124的蝕刻區域的寬度D1'可以形成為窄至1.13毫米，通過這樣，第一基板110和第二基板120通過兩端形成的導電膠層180的附著寬度可以加寬為一端D3'為0.55毫米，另一端D4'為0.32毫米，這樣，附著面積增大，通過這樣，可以提高附著可靠性。

此外，通過將電容器150放置在第二基板120的上部，而第二基板120是金屬板，可以起到防止因麥克風工作而產生的聲音所導致的噪音傳遞到電容器150的作用。這樣，就可以防止電源抑制(PSR)性能惡化，並提高PSR。

圖14示出了根據本發明第二實施例的MEMS麥克風，圖15至圖24是用於解釋根據本發明第二實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明第二實施例的MEMS麥克風200包括第一基板110、第二基板120、設置在第二基板120上的MEMS結構體130和信號處理裝置140，以及一個或多個電容器150和160。在對第一基板110、第二基板120、設置在第二基板120上的MEMS結構體130和信號處理裝置140的詳細描述中，與圖1至圖13中各配置的詳細描述相對應的重疊描述在下文中將省略。

根據本發明的一個實施例，MEMS麥克風可包括多個電容器。MEMS麥克風可包括用於去除雜訊的電容器，此時可包括用於功率雜訊濾波的電容器和用於射頻雜訊濾波的電容器。例如，用於去除功率雜訊的電容器可包括容量為0.1μm至10μm的電容器，通過該電容器可提高SNR性能。用於射頻雜訊濾波的電容器可根據干擾頻率包括一個或兩個以上的電容器，此時，每個電容器可包括容量為10皮法(pF)至500pF的電容器。通過這種方法，可以提高信噪比(SNR)或電源抑制比(power supply rejection ratio)性能。隨著MEMS麥克風變得越來越小，沒有足夠的空間來放置電容器，因此可能無法遵守參考電路和安裝電容器，結果可能會出現因功率雜訊導致SNR下降、因射頻雜訊導致SNR和PSRR性能下降等情況。當將電容器放置在遠離MEMS麥克風的位置時，由於電源雜訊和射頻雜訊，性能改善往往微乎其微，並且由於線路損耗，電壓可能會下降或信號品質可能會變差。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風可以通過應用堆疊結構來安裝電容器，其中容量相對較大的電容器佈置在基板上，容量相對較小的電容器與其他元件堆疊在一起。

電容器可以包括第一電容器150和第二電容器161，第一電容器150可以佈置在第一基板110上，第二基板120沒有堆疊在第一電容器150上。此時，第一電容器150被佈置成與MEMS結構體130和信號處理裝置140間隔開，並與信號處理裝置140電連接，以發射和接收信號。第二電容器161可以堆疊在信號處理裝置140的下部。第一電容器150的容量或尺寸可大於第二電容器161的容量或尺寸。第一電容器150可以是執行功率雜訊濾波的電容器，而第二電容器161可以是執行射頻雜訊濾波的電容器。

堆疊在第一基板110下部的第二電容器161的第一電極與第一基板電連接，第二電容器161的第二電極可以與第二基板120電連接。在此，第二電容器161的第一電極可以是與信號源或電源連接的電極，而第二電容器161的第二電極可以是與地連接的電極。第二電容器161的第一電極162可以設置在第二電容器的下部，並通過焊接與第一基板110粘合。此時，可包括阻焊層184。

信號處理裝置140可分別通過導線與MEMS結構體130和第一基板110連接。當第二電容器161堆疊在信號處理裝置140的下部時，可能難以與信號處理裝置140下部的第一基板110電連接，信號處理裝置140可通過導線粘接與第一基板110電連接。

可以包括導電膠層183，導電膠層183在第二電容器161的上部與第二基板120電連接，非導電膠層182疊加在導電膠層183和信號處理裝置140之間。

第二基板120可在佈置第二電容器161的區域中包括蝕刻區域。可在第二基板120中進行孔蝕刻，以形成可將第二電容器161安裝到其中的孔。

第一基板110可以包括作為COF的2金屬COF，第二基板120可以包括金屬板。配置有2金屬COF和金屬板的MEMS麥克風基板可以實現細間距設計，從而可以確保安裝多個電容器的空間。此時，可將作為第一電容器150的多層陶瓷電容器和作為第二電容器161的超小型矽電容器安裝在一起。在這裡，多層陶瓷電容器(MLCC)可執行功率雜訊濾波，而矽電容器可 執行射頻雜訊濾波。超小型電容器是矽電容器，可包括頂部電極(即第一電極)和底部電極(即第二電極)，每個電極可連接到不同的節點。

可對厚度為50至100μm或大於100μm的第二基板120(例如金屬板)進行孔蝕刻，以確保安裝第二電容器161的空間。第二基板120的厚度不限於上述厚度。可以在ASIC模組(即信號處理裝置140)的下部進行金屬板孔蝕刻，並在孔蝕刻區域安裝微型電容器(即第二電容器161)。

超小型電容器的尺寸為0.5 x 0.5(mm)，厚度可以是0.1mm或0.5 x 0.25。如果電容器的尺寸不同，金屬板孔蝕刻區域也可以改變。孔蝕刻區的面積為0.65 x 0.65mm，因此孔蝕刻區的邊緣與第二電容器161的間距為75μm。由於第二基板120是接地(GND)，因此可以與第二基板120保持一定的間隔距離，以達到絕緣的目的。

超小型電容器(即第二電容器161)可通過封裝工藝安裝，該工藝包括以下步驟：安裝超小型電容器SMT；塗抹UNDER-FILL；粘貼導電膠；塗抹非導電環氧樹脂；安裝ASIC晶片。通過粘貼導電膠，超小型電容器(即第二電容器161)的接地層(GND層)和金屬板(即第二基板120)的接地層可以導電。此外，還可以使用導電環氧樹脂塗抹和固化，而不是粘貼導電膠。

但是，如果ASIC晶片的主體為GND，則可以在塗抹UNDER-FILL後將非導電環氧樹脂改為導電環氧樹脂，而無需粘貼導電膠。

第二電容器161可以堆疊放置在第一電容器150的下部，而不是信號處理裝置140的下部。在第一電容器150的下部通過在第二基板120上執 行金屬板孔蝕刻形成孔蝕刻區域，第二電容器161和第一電容器150可以堆疊和佈置。

第一電容器150的第一電極153位於第二電容器161上，第一電容器150的第二電極154可位於第二基板120上。第二電容器161的第一電極與第一電容器150的第一電極153電連接，第二電容器的第二電極可與第一基板110電連接。第二基板120可以在佈置第二電容器161的區域中包括蝕刻區域。

在此，堆疊在第一電容器150下部的第二電容器161的尺寸可以小於第一電容器150的尺寸，並且可以在堆疊第二電容器161的區域執行孔蝕刻。也就是說，如圖17和18所示，第一電容器150的一部佈置在第二基板120的上部，第一電容器150的另一部可以佈置在第二電容器161被佈置在第二基板120的孔蝕刻區域的上部。

超小型電容器(即第二電容器161)可通過封裝工藝安裝，該封裝工藝包括以下步驟：超小型電容器的SMT安裝；應用UNDER-FILL；應用焊膏或導電環氧樹脂；回流或固化。可根據焊膏或導電環氧樹脂應用過程中應用的材料確定後續工藝。也就是說，在塗抹焊膏時可以進行回流焊，在塗抹導電環氧樹脂時可以進行固化。

此外，它還包括堆疊在第一電容器150下部的金屬部164，第一電容器150的第一電極153位於第二電容器161上，第一電容器150的第二電極154可位於金屬部164上。這裡，第一電容器150的第一電極153可以用導線與第一基板110連接。

第二基板120包括設置金屬部164和第二電容器161的半蝕刻區域，半蝕刻區域的厚度可以比其他區域的厚度薄。

與圖17直接在第二基板120上堆疊第一電容器150的一部不同，如圖19和20所示，第一電容器150的兩個電極中的第一電極位於第二電容器161的上部，第二電極可以位於金屬部164上。

為了安裝第二電容器161，不採用金屬板孔蝕刻法，而是採用半蝕刻法，即只蝕刻總厚度中的預定厚度；為了平衡第二電容器161位於信號電極(即第一電容器150的第一電極)下端的高度和接地電極(即第二電極)的高度，可將金屬片(即金屬部164)安裝在GND電極(即第一電容器150的第二電極)的下端。此時，在金屬板(即第二基板120)的半蝕刻區域進行環氧樹脂(非導電)的塗敷、第二電容器161和金屬件164的就位以及固化等工序，以實現第二電容器161和金屬件164的就位；而對於作為電源雜訊消除電容器的第一電容器的就位，可通過包括以下步驟的封裝工序進行安裝：塗敷材料；安裝第一電容器；根據所塗敷材料的類型進行回流或固化。塗敷的材料可包括焊膏、導電環氧樹脂、導電粘合劑等；塗敷焊膏時進行回流；塗敷導電環氧樹脂或導電粘合劑時可進行固化。

此外，還可包括堆疊在第一電容器150下部的第三電容器165。也就是說，第三電容器165而不是金屬部164可以堆疊在第一電容器150的下部。如圖21和圖22所示，第一電容器150的第一電極153位於第二電容器161上，第一電容器150的第二電極154可以位於第二電容器165上。第一電容器150的第一電極153可以用導線與第一基板110連接，第一電容器150的第二電極154可以與第三電容器165的第一電極166電連接。

第二基板120包括佈置第二電容器161和第三電容器165的半蝕刻區域，半蝕刻區域的厚度可以比其他區域的厚度薄。

為了在第一電容器150就位時保持平衡，可以應用第三電容器165，它是替代金屬部164的另一個電容器。在此，第三電容器165可以是超小型電容器。第三電容器165的第一電極153可以與第一電容器150的第二電極154串聯。通過應用第三電容器165，可作為串聯電容器串聯在等效電路上。通過串聯第一電容器150和第三電容器165，可以將兩個電容器組合起來，配置出各種電容器容量。第三電容器165的安裝過程與第二電容器161的安裝過程相對應。

它包括三個電容器：第一電容器150；第二電容器161；以及第四電容器167，其中第二基板120可設置在未被堆疊的第一基板110上。第一電容器150設置在不堆疊第二基板120的第一基板110上；第二電容器161堆疊在第一電容器150的第一電極153的下部；第四電容器167堆疊在第一電容器150的第二電極154的下部；第二電容器161的第一電極與第一電容器150的第一電極153電連接；第二電容器161的第二電極與第一基板110電連接；第四電容器167的第一電極與第一基板110電連接；第四電容器167的第二電極可與第一電容器150的第二電極154電連接。第一電容器150的第一電極153可以用導線與第一基板110連接。

與圖17至圖22中第一電容器150的至少一部佈置在第二基板120的上部不同，如圖23所示，第一電容器150、第二電容器161和第四電容器167可以全部佈置在不堆疊第二基板120的第一基板110上。在第二基板120上通過金屬板孔蝕刻形成第二基板120未疊層的孔蝕刻區域，第一電容 150、第二電容161和第四電容167可以安裝在孔蝕刻區域中。此時，與圖21中的第三電容器165不同，第四電容器167的第一電極與第一基板110電連接，第四電容器167的第二電極可以與第一電容器150的第二電極154電連接。這樣，第三電容器165與第一電容器150不是串聯連接，而是並聯連接。另外，它們自然也可以反向連接並串聯。

第四電容器167的第一電極可與形成在第一基板110下部的類比電壓(AVDD)板電連接。第二電容器161的第二電極可與形成在第一基板110下部的(數位電壓)DVDD板電連接。

在此，第一電容器150用於消除DVDD電源的雜訊，而第四電容器167可用於消除AVDD電源的雜訊。換句話說，用於消除電源雜訊的電容器和用於消除DVDD側路徑中的射頻雜訊的電容器，以及用於消除AVDD側路徑中的射頻雜訊的電容器，可以分別發揮不同的作用。

當包括作為第一電容器150的C1和作為第二電容器161的C2時，可以配置如圖24(A)所示的連接關係；當包括作為第一電容器150的C1、作為第二電容器161的C2和作為第三電容器165的C3時，可以配置如圖24(B)所示的連接關係；當C1作為第一電容器150、C2作為第二電容器161和C4作為第四電容器167時，可以配置如圖24(C)所示的連接關係。此時，C1執行DMS功率雜訊消除，C2執行RF雜訊消除，C3與C1串聯以實現各種電容器電容。C4執行電源雜訊消除，但C1可配置為DVDD，C4可配置為AVDD。

圖25示出了根據本發明第三實施例的MEMS麥克風；圖26是用於解釋根據本發明第三實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明的一個實施例的MEMS麥克風包括：第一基板110；堆疊在第一基板110的至少一個區域上的第二基板120；設置在第二基板120上的MEMS結構體130；信號處理裝置140；以及電容器元件155。電容器元件155包括一個電容器150和一個堆疊在電容器150下部的中介器156。電容器元件155可以堆疊在第一基板110上，而第二基板120並沒有堆疊在第一基板110上。在對第一基板110、第二基板120、被設置在第二基板120上的MEMS結構體130、信號處理裝置140和電容器150的詳細描述當中，與圖1至圖24中各配置的詳細描述相對應的重疊解釋在下文中將省略。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風使用COF基板和金屬板在MEMS麥克風內部安裝電容元件，但可能會因此產生副作用。當向內部安裝有電容器元件的MEMS麥克風施加交流偏壓時，由於MLCC電容器的特性，它同時具有鐵電/多層壓電/介電特性，因此會根據施加的功率(交流偏壓)發生偏轉。換句話說，當施加交流偏壓時，由於所安裝電容器的膨脹/收縮，會發生幾個拍米(pm)到幾個毫米(nm)的微小振動，因此，振動可能會傳遞到基板，從而由於基板的微振動而產生可聽雜訊。由於這種可聽雜訊，電源抑制(PSR)性能可能會下降。

根據本發明的一個實施例，電容器元件155包括一個位於電容器150下部的中介器156，以消除可聽雜訊。換句話說，電容器不是直接安裝在基板上，而是安裝在中介器上，中介器是一種物理結構，然後再安裝在基板上，從而吸收中介器的振動並防止可聽雜訊。

中介器156可以設置在電容器150和第一基板110之間；對於應用在MEMS麥克風內部的中介器電容器來說，小型化是必不可少的；而包括 中介器在內的電容器元件155也需要小型化，使其電平變得小於0.6mm'0.3mm'0.35mm，也就是電容器的尺寸。

安裝在3毫米'2毫米'0.825毫米封裝內的電容器元件155的電容器尺寸為0.6毫米'0.3毫米'0.35T毫米，該尺寸可小於0.9毫米'0.4毫米'0.194毫米。

電容器元件155可以通過將電容器150安裝在中介器156的上部來形成一個設備元件。中介器156可包括FR4印刷電路基板、金屬板、引線框架、陶瓷印刷電路基板(陶瓷PCB)和金屬印刷電路基板(金屬PCB)中的任意一種。

在此，中介器156包括FR4印刷電路基板，電容器150可以表面安裝在印刷電路基板上，形成一個電容器元件。

此外，中介器156還包括金屬板，電容器150可安裝在金屬板上，形成一個電容器元件。這裡，金屬板包括第一金屬板和第二金屬板，第一金屬板和第二金屬板可形成分別與電容器的兩個電極相連的橋接結構。

如圖26所示，製造用於電容器元件的FR4印刷電路基板，將電容器150表面貼裝(SMT)，進行唱片，檢查單個產品的狀態，進行卷盤或託盤包裝，在MEMS麥克風封裝工藝中，可以將其表面貼裝在基板上。

使用金屬板時，電容器安裝在金屬板陣列上。此時，金屬板包括第一金屬板和第二金屬板，第一金屬板和第二金屬板可形成橋接結構，分別與電容器的兩個電極相連，使每個電極與不同的節點相連。之後，進行唱片，檢查單個產品的狀態，進行卷盤或託盤包裝，並可在MEMS麥克風封裝工藝中將其表面安裝在基板上。

如上所述，作為單個器件元件形成的電容器元件155可焊接到第一基板110上，第二基板120未層壓在其上。此時，可在第二基板120上執行金屬板孔蝕刻以形成孔蝕刻區域，並可在孔蝕刻區域中佈置電容器元件155。

電容器元件155被佈置成與信號處理裝置140間隔開，但可以電連接，信號處理裝置140可以包括ASIC模組。第一基板110可以是柔性基板，第二基板120可以是剛性基板，第一基板110和第二基板120可以通過熱壓粘合。

圖27示出了根據本發明第四實施例的MEMS麥克風；圖28至圖37是解釋根據本發明第四實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風包括：第一基板110；MEMS結構體130；以及信號處理裝置140。在對第一基板110、MEMS結構體130、信號處理裝置140和電容器150的詳細描述中，與圖1至圖26中各配置的詳細描述相對應的重疊解釋將在下文中省略。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風可以包括第一基板110和被堆疊在第一基板110的至少一個區域上的第二基板120。第一基板110是COF，可以包括2金屬COF，第二基板120可以包括金屬板。

當使用FR4剛性基板時，不能應用FINE PITCH RULE，而且降低基板厚度也有限制。相反，通過使用2-Metal COF的細間距規則，可以使用金屬板的粘接結構，其中的彎曲問題得到了改善，因此可以用作接地層。

在粘合第一基板110和第二基板120時，可以使用導電膠層180，如圖27和28所示。導電膠層180可以設置在第一基板110和第二基板120之間，第一基板110和第二基板120可以通過熱壓焊接的方式進行粘合。 首先，第一基板110和導電膠層180通過進行層壓粘合，第二基板120可以通過進行層壓粘合到上部。之後，可通過熱壓工藝形成基板。例如，層壓可在110℃下進行20秒，熱壓工藝可在160℃、60分鐘和20kgf.cm下進行。

第一基板110和第二基板120可直接粘合，無需導電膠層180。此時，可採用SMT工藝或粘合工藝。

在SMT過程中，焊料被施加到2-Metal COF層的銅區域，也就是第一基板110。焊料塗抹區域可根據附著可靠性和金屬板旋轉等情況進行更改。塗抹焊料後，可將作為第二基板120的金屬板就位，然後進行回流焊，以粘合第一基板110和第二基板120。金屬板可以卷帶式或託盤式交付。回流焊過程可根據所應用焊料的規格、COF和金屬板的熱平衡條件等改變外形。

在粘合過程中，導電環氧樹脂被塗抹或導電晶片附著膜被附著在2金屬COF層的銅區域，也就是第一基板110上。可根據環氧樹脂粘度的流動性改變環氧樹脂塗抹或模具附著膜附著區域。之後，可將作為第二基板120的金屬板就位，並進行固化以粘合第一基板110和第二基板120。金屬板可以卷帶式或託盤式交付。在固化過程中，可根據所塗環氧樹脂、模具附著膜等的固化溫度和時間條件改變固化條件。

上膠層可堆疊在第一基板110和第二基板120的上部。上粘合層可堆疊在第二基板120的上部，MEMS結構體130和信號處理裝置140可設置在上粘合層的上部。

當MEMS結構體130位於作為第二基板120的金屬板上時，MEMS矽可能會因熱導率高而過度固化，從而產生MEMS應力。當發生 MEMS應力時，初始靈敏度會降低，無法進行校準，信噪比也會因本底雜訊增加而降低。這可以通過在第二基板120的上部堆疊上層粘合劑層來改善。

上粘合層可包括覆蓋層或光阻焊(PSR)。如圖29所示，可以在第二基板120的上部堆疊PSR126，也可以如圖30所示堆疊覆蓋層186。覆蓋層是一種通過在聚醯亞胺(PI)上塗抹半固化粘合劑製成的材料，PI的導熱性高於鎳銀或SUS等金屬板材料。PI的導熱係數為0.12W/(m-K)，鎳銀板為45，SUS板為16.2，分別是鎳銀板的375倍和SUS板的135倍。

即使堆疊覆蓋層或PSR，按金屬板厚度100μm計算，整個基板的厚度也小於0.21mm，因此可以使整個基板比使用現有FR4剛性基板時更薄。

通過將MEMS結構體130直接粘合到上粘合層126和186上，可減少MEMS應力。此外，在粘合第一基板110和第二基板時塗抹焊料時，由於在回流焊過程中，由於焊料脫離導致焊料不足，無法實現氣密遮罩，這可能會由於洩漏路徑導致SNR性能下降。覆蓋層和PSR可作為阻焊層，防止焊料分離。

基板可以使用光阻焊形成，而無需堆疊作為第二基板120的金屬板。第一光阻焊層126和第二光阻焊層186可分別包括在第一基板110的上部和下部。第二基板120可與第一光阻焊層126和第二光阻焊層186直接接觸，形成一個基板。

如圖31所示，PSR可以堆疊在第一基板110的上部和下部。由於PSR的厚度比金屬板薄，因此可以減小基板的厚度。除了現有的FR4剛性印刷電路板外，還可以比應用金屬板時的厚度更低，通過這一點，可以確保SNR性能並降低基板製造成本。

例如，第一光阻焊層126和第二光阻焊層186的PSR厚度可分別從20μm到55μm變化。這裡，厚度可以以5μm為單位改變，從而可以調整整個基板的厚度。

這樣就可以實現內部體積(背體積)的擴展。可以看出，在圖33中，圖27的金屬板所對應的內部容積為V1，而圖32的PSR126所對應的內部容積為V2，這就增加了內部容積。

作為第二基板120的金屬板，可以起到殼體而非基板的作用。為此，第二基板120形成為包括面向第一基板110的基座和從基座外周延伸至上部的側板，並可包括覆蓋第二基板120的蓋板127。蓋板171可與第二基板127的側板端部接觸。側板可具有一定厚度，蓋板171可與上表面(即上端的端部)接觸。第二基板127和蓋板171可以通過焊接進行粘合。此時，第一基板110和蓋板171可以由相同的材料製成，第一基板110和蓋板171可以包括COF，可以含有2-金屬COF。

在形成第二基板120的形狀時，製造包括側板在內的金屬板並將其粘合到第一基板110上，或者使用板狀金屬板作為基板和側板，並可使用共晶粘合劑或導電膠進行粘合。此時，有一個優點是單一性。這種金屬板的使用方法多種多樣，包括鎳銀、SUS、鉛框、FR4等。

如圖34所示，第二基板120形成板狀，與覆蓋上部並粘合形成內部空間的殼體170不同，如圖35所示，可以使用第二基板127作為基板和側板形成內部空間，蓋板171可以覆蓋第二基板127形成內部空間。如圖36所示，內部空間中可設置MEMS結構體130、信號處理裝置140等。

通過改變作為第二基板的金屬板的形狀，2-Metal COF不僅可以作為第一基板應用，還可以同時作為蓋容器應用。將2-金屬COF用作蓋容器時，與現有的遮罩容器相比，可以通過減小厚度來擴大內部容積(後部容積)。圖34中的金屬板呈板狀的內部容積為圖37中的V1，而圖35中改變金屬板形狀並使用2-Metal COF作為蓋容器的內部容積為圖34中的V3，可以看出內部容積增大。因此，與生產金屬蓋容器的成本相比，使用2-金屬COF可以降低成本。通過使用2-金屬COF作為蓋子，可以降低遮罩容器的成本，當按照與第一基板相同的規格製造時，由於可以使用一種COF製造，因此材料管理容易，可以降低成本。

第一基板110為柔性基板；第二基板120可以為剛性基板；第二基板120可以包括鎳銀、SUS、陶瓷和FR4中的任意一種；可以包括設置在第二基板120上並與信號處理裝置140間隔開的電容器；信號處理裝置140可以包括ASIC模組。

圖38示出了根據本發明第五實施例的MEMS麥克風；圖39至圖46是用於解釋根據本發明第五實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明的一個實施例的MEMS麥克風包括：第一基板110；堆疊在第一基板110的至少一個區域上的第二基板120；殼體170；設置在第二基板120上的MEMS結構體130；以及信號處理裝置140。在對第一基板110、設置在第二基板120上的MEMS結構體130、信號處理裝置140和電容器150的詳細描述中，與圖1至圖26中各配置的詳細描述相對應的重疊解釋在下文中將省略。

根據本發明的一個實施例，MEMS麥克風的殼體可以由遮罩容器形成。遮罩容器可以由鎳銀或SUS製成。下面，在參照圖27至37描述MEMS麥克風時，殼體將被描述為遮罩容器170。

將遮罩容器應用於MEMS麥克風時，如果使用FR4硬質印刷電路板，則在表面銅層上塗抹焊料，將遮罩容器就位，然後進行回流焊。此時，表面銅層上會形成通孔，從而減少了用於焊接遮罩容器的面積，並且由於出現焊接空洞、回流焊後遮罩容器旋轉或傾斜、粘合後粘合力下降等問題，可靠性也會出現問題。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風通過將遮罩容器粘接到作為第二基板120的金屬板上，從而提高遮罩容器的性能(信噪比)和粘接可靠性，從而改善了上述問題。

遮罩容器170粘接在第二基板120上。如圖38所示，遮罩容器170可以粘接在第二基板120的外周。這裡，遮罩容器170可以由與第二基板相同的材料製成。第二基板120和遮罩容器170可以由SUS或鎳銀製成並粘接在一起。第二基板120和遮罩容器170可以使用焊料187粘接。

鎳銀是在銅中含有15%至30%的鋅和10%至20%的鎳的材料，在原材料狀態下無需電鍍即可焊接。當在遮罩容器170座區域進行電鍍時，可提高焊料的粘合力。電鍍可採用鎳(NI)+金(AU)電鍍。無電解電鍍和電解電鍍工藝均可應用。

雖然SUS含有NI，但如果不進行電鍍，焊錫粘合力可能會降低。因此，可以進行電鍍。與鎳銀不同的是，在進行無電解電鍍時，表面的電鍍附著力可能會降低，因此要使用電解電鍍工藝進行電鍍。

當相互粘合的第二基板120和遮罩容器170由相同材料製成時，兩個部件的熱擴散指數相同，從而提高了粘合可靠性。例如，如果第二基板120是由鎳銀製成的金屬板，因為實現了熱平衡，所以無需鍍金也能進行焊料粘接，從而提高了粘接可靠性。

在第二基板120是SUS金屬板的情況下，因為無法對作為原材料的SUS進行焊接，所以可以對遮罩容器170的就位部進行電鍍，也可以對遮罩容器進行電鍍以實現熱平衡。

在粘接遮罩容器170時，遮罩容器170與第二基板120的粘接方式有多種，例如鉛型、無鉛型和城堡型。

引線型是在遮罩容器外部形成遮罩容器腳，基板與遮罩容器腳部之間的粘接區域較寬，可提高粘接可靠性。

無引線型沒有遮罩容器腳，遮罩容器腳以直線形式從側壁垂下，通過遮罩容器腳部可以減小遮罩容器的外部尺寸。因此，在相同封裝尺寸的基礎上，可以減小封裝尺寸或增大內部面積。例如，引線部的寬度需要約60μm或更大，而對於無引線類型，如果內部面積相同，基板尺寸可以按引線寬度減小。在這種情況下，基板和遮罩層之間的接合面積可以減小。

城堡牆式結構以無引線式結構為基礎，但橋樑部形成城堡牆的形狀。基板結構(如金屬板)可實現各種結構應用。

第二基板120可以包括一個安置部128，遮罩容器170設置在該安置部128上的區域中，該安置部128與遮罩容器170粘接。如圖39和40所示，安置部128可以形成在與遮罩容器170粘接的區域中。安置部128的厚度可以比座墊部以外的其他區域的厚度薄。安置部128可以通過蝕刻第二基板 120來形成。此時，可在第二基板120上進行金屬板半蝕刻；將遮罩容器170放置在安置部128上；並使用焊料187進行焊接；擴大與第二基板120粘合的區域，從而提高粘合強度；並可實現密封遮罩。這樣就能提高粘接可靠性，並改善SNR性能和容差。

遮罩容器170可以形成各種形狀，例如引線型、非引線型和城堡壁型。遮罩容器170配置有一個上板172和一個側板173，它可以包括：在鉛型情況下的鉛部；在城牆型情況下的突起174。

它包括作為底座的板狀上板172，側板173從上板172的外周延伸至下部。在無引線型的情況下，側板173的端部以粘合第二基板120的表面形式形成，而不是以引線或城堡壁的形式形成。

在引線型情況下，遮罩容器170可包括一個從側板173端部向外延伸的引線部。引線部形成於側板173的端部，垂直於下部方向，並向外延伸。它可以以與下方向不垂直的預定角度向外延伸，也可以呈弧形延伸。引線部可形成向內而不是向外延伸，並可具有各種形狀以擴大粘合區域。第二基板120的安置部128可以形成為與引線部的形狀相對應。如圖41所示，在與引線部相對應的區域中包括安置部128，並可通過焊料187粘接。

在城堡壁類型的情況下，遮罩容器170從側板173的末端延伸到下部，可以包括多個彼此間隔開的突起174。突起174可以沿側板173以預定間隔形成，如圖42所示。

第二基板120可以不堆疊在與遮罩容器170的突出部174相對應的區域內。在與遮罩容器170的突出部174相對應的區域，對第二基板120進行蝕刻，使遮罩容器170的突出部174的端部可以與第一基板110粘合。也就 是說，遮罩容器170的突出部174未形成的側板173的端部與第二基板120粘合，遮罩容器170的突出部174可與第一基板110粘合。

第二基板120與遮罩容器170端部粘接的區域也可通過半蝕刻形成比其他區域更薄的區域。

連接遮罩容器170的側板173端部和突起174端部的突起174側表面，以及遮罩容器170的側板端部可與第二基板120粘合。當第一基板110和第二基板120之間包括導電膠層180時，突起174的側表面可與第二基板120和導電膠層180粘合。也就是說，與只粘合側板173兩端的無鉛型相比，可以增加粘合面積，提高粘合強度。

在第二基板120上進行金屬板全蝕刻或半蝕刻，可形成包括突起174的城堡壁式的遮罩，使嵌合更牢固、更深入。在形成遮罩容器170的突起174的接合區域，遮罩容器170的就位面和2-Metal COF(即第一基板110)的上銅結合，在未形成突起174的部分，金屬板的側表面和表面層區域結合。當第二基板120是鎳銀金屬板時，可能不需要單獨的電鍍工藝進行粘合；而在SUS的情況下，可以採用電鍍工藝。即使是鎳銀，也可以採用電鍍工藝來增加焊料粘合力。

環氧樹脂或矽膠填充遮罩容器170和第一基板110的臺階區域，遮罩容器170和第二基板120可與遮罩容器170粘接在一起。如圖43所示，當形狀與城堡壁相同的遮罩容器170和第二基板120粘接在一起時，可能存在臺階部分，因此可以用用於密封遮罩容器的材料188粘接在一起。此外，在形成突起的部分粘接有用於與第一基板110的上層銅墊和遮罩容器緊密接觸的材料，從而增加了粘接面積，提高了遮罩容器的粘接可靠性和密封嚴密性。

用於與遮罩容器粘合的材料188可包括焊膏、環氧銀、導電環氧樹脂和矽中的至少一種。焊膏作為後工序進行回流焊；在金屬板為鎳銀的情況下，無需電鍍即可使用；在SUS的情況下，可能需要電鍍。銀環氧需要烘箱固化作為後工序，如果金屬板是鎳銀或銀，則無需電鍍即可使用。導電環氧樹脂和矽樹脂需要經過烘箱固化，如果金屬板是鎳銀或銀，則無需電鍍即可使用。

當突起形成在第二基板120的角落區域時，遮罩容器可以可以粘合得更牢固。遮罩容器170的上板172呈方形；遮罩容器170的側板173包括從上板延伸出的第一至第四側板；多個突起175可以從側板的端部沿第一至第四側板中兩個相鄰側板連接處的邊緣形狀延伸至下部形成。如圖44和圖46所示，突起可包括在轉角區域形成的四個突起175，四個突起175可分別橫跨轉角區域的兩個相鄰側板形成。填充在遮罩容器170和第一基板110、遮罩容器170和第二基板120粘接區域的臺階上的環氧樹脂或矽酮188可以與遮罩容器170粘接在一起。如圖45所示，用於粘合遮罩容器的材料188可以粘合在一起。

在第二基板120上進行全金屬板蝕刻，以對應突起175的形狀，從而形成壩與壩之間的橋結構；通過在壩與壩之間設置突起175，可提高粘接可靠性和氣密性，並可防止回流焊後遮罩容器的旋轉。

對第二基板120進行全面蝕刻，使作為遮罩容器170突起物的腿部可以在壩與壩之間就位，並在壩與壩之間應用橋接結構。可以應用橋接結構來防止第二基板120被一分為二。2-Metal COF(即第一基板110)的銅墊可暴露在完全蝕刻區域中，在該區域中，壩之間沒有橋接結構。

金屬板，即應用了橋接加壩對壩結構的第二基板120，和2-Metal COF，即第一基板110，可以用導電膠層180粘接，用於粘接遮罩層的材料188可以粘接在一起。用於粘附到遮罩層的材料188可包括焊膏、環氧銀、導電環氧樹脂和矽中的至少一種。

塗上用於粘合遮罩容器的材料188並安裝(取放)遮罩容器，使遮罩容器的突起175插入壩體之間後，可進行回流焊或烘箱固化(取決於粘合材料)回流焊、烘箱固化(環氧樹脂、矽、AG環氧樹脂等)工藝。

圖47示出了根據本發明第六實施例的MEMS麥克風；圖48至圖52是用於解釋根據本發明第六實施例的MEMS麥克風的示意圖。

根據本發明的一個實施例的MEMS麥克風包括：第一基板110；堆疊在第一基板110的至少一個區域上的第二基板120；殼體170；設置在第二基板120上的MEMS結構體130；以及信號處理裝置140。在對第一基板110、設置在第二基板120上的MEMS結構體130和信號處理裝置140的詳細描述中，與圖1至圖46中各配置的詳細描述相對應的重疊解釋將在下文中省略。

在採用FR4剛性基板的情況下，應用空腔基板不可避免地會增加成本。此外，由於設計規則空間(如線空間、間隙和通孔)的限制，可應用空腔的區域有限。在倒裝晶片鍵合的情況下，必須將其應用於FR4剛性基板上層的表面，這就不可避免地增加了厚度，減小了內部體積。通過嵌入MEMS和ASIC可以減小厚度，但需要對MEMS和ASIC進行重新設計層(RDL)處理。由於將它們嵌入印刷電路板內部需要高規格的工藝，成本增加不可避免。

根據本發明一個實施例的MEMS麥克風可以通過蝕刻第二基板120來實現各種空腔結構。

第二基板120包括設置MEMS結構體130或信號處理裝置140的蝕刻區域，蝕刻區域的厚度形成為比蝕刻區域以外的其他區域的厚度更薄。它可以包括一個電容器150，該電容器150被佈置在第二基板120的蝕刻區域中，並與信號處理裝置140在殼體170的內部空間中間隔開。信號處理裝置140可包括ASIC模組。

通過施加半蝕刻，將第二基板120的一部分蝕刻到放置MEMS結構體130、信號處理裝置140或電容器150的區域，可以固定空腔。如圖47所示，半蝕刻區域W2的厚度可以比另一區域W1的厚度薄，以形成空腔。進行半蝕刻的厚度可根據作為第二基板120的金屬板的厚度而變化。

例如，當對厚度為0.1毫米的金屬板進行半蝕刻時，可蝕刻至0.05毫米。如果金屬板厚度為0.2毫米，則在進行半蝕刻時，可將其設置為0.1毫米。不言而喻，它可以蝕刻得比一半厚度更厚或更薄。這樣就可以在相同封裝尺寸的基礎上提高內部容積。

將MEMS結構體130與第二基板120粘合時，可在蝕刻區域內塗抹環氧樹脂或矽。半蝕刻區域可作為矽(用於MEMS晶片安裝)或環氧樹脂(用於矽晶片安裝)的塗敷指引，並可在固化前抑制矽或環氧樹脂的流動。矽可應用於與MEMS結構體130相對應區域的蝕刻區域，環氧樹脂可應用於與信號處理裝置140或電容器150相對應區域的蝕刻區域。兩個區域之間的第二基板120的未蝕刻區域還可以作為防止矽和環氧樹脂混合的堤壩。

第二基板120可以不堆疊在放置MEMS結構體130或信號處理裝置140的區域。不僅可以使用半蝕刻，還可以使用形成孔的孔蝕刻來固定空腔。可以通過在MEMS結構體130或信號處理裝置140佈置的區域內對第二基板120進行孔蝕刻來移除第二基板120。孔蝕刻可去除第二基板的全部，形成孔，因此可稱為全蝕刻。

蝕刻可僅應用於MEMS結構體130、信號處理裝置140和電容器150所在區域的一部分。

如圖48所示，可對MEMS結構體130的區域進行完全蝕刻，而不對信號處理裝置140或電容器150的區域進行蝕刻。如圖49所示，可對MEMS結構體130的區域進行全蝕刻，對信號處理裝置140或電容器150的區域進行半蝕刻。如圖50所示，全蝕刻可應用於MEMS結構體130、信號處理裝置140和電容器150的所有區域。

可以通過各種方式應用全蝕刻和半蝕刻來固定空腔。通過這種方式，可以在相同封裝尺寸的基礎上提高內部容積；全蝕刻和半蝕刻區域可以作為矽(用於MEMS晶片安裝)和環氧樹脂(用於矽晶片安裝)的應用準則；並且可以抑制矽或環氧樹脂在固化前的流動。矽可應用於與MEMS結構體130相對應區域的蝕刻區域，環氧樹脂可應用於與信號處理裝置140或電容器150相對應區域的蝕刻區域。兩個區域之間未蝕刻的第二基板120的區域還可以作為防止矽和環氧樹脂混合的堤壩。

第二基板120的蝕刻區域可以在面向第一基板110的表面進行蝕刻，以形成空腔。如圖51所示，在對第二基板120進行蝕刻時，可以對第二基板120的下部進行蝕刻，而不是對第二基板120的上部進行蝕刻，即可以對 面向第一基板110的表面進行蝕刻。可以形成一個覆蓋有第二基板120的內部空腔空間。與第一基板110電連接的佈線可佈置在空腔中。

可以通過施加半蝕刻來確保2-Metal COF的佈線自由度，而不是將第二基板120的上表面朝向下表面，即朝向2-Metal COF即第一基板110。由於確保了2金屬COF的佈線自由度，因此可以擴大設計反射的自由度，例如最大限度地降低線路損耗和寄生阻抗，從而通過最大限度地降低雜訊水準來提高SNR性能。

此外，在保持現有封裝結構的同時，還可以確保2-Metal COF的佈線自由度，通過確保佈線自由度，可以在狹窄的空間內改變和擴展ASIC和MLCC電容器的排列。

可以對第二基板120進行全蝕刻或半蝕刻，同時，對MEMS結構體130或信號處理裝置140進行倒裝晶片鍵合。如52所示，倒裝晶片鍵合時，可將MEMS結構體130或信號處理裝置140使用焊料189直接鍵合到第一基板110上，並可將MEMS結構體130翻轉過來進行倒裝晶片鍵合。

這樣可以擴大內部容積，提高信噪比。通過倒裝晶片鍵合，可省去導線鍵合線，因為ASIC和2-Metal COF信號線是直接連接的，可減少信號損耗並改善阻抗。此外，還可省去接線過程。在FR4剛性印刷電路板的情況下，需要嵌入MEMS和ASIC以達到相同的效果，由此，基板成本的增加是不可避免的，然而，只需擴大蝕刻區域，就可以在應用嵌入MEMS和ASIC效果的同時降低基板成本。

如圖38所示，將殼體170粘接在第二基板120上，或者如圖39所示，在第二基板120上進行半蝕刻，以形成安置部128；而如圖53和圖54 所示，可以不粘接殼體170，而是在第一基板110而不是第二基板120上安裝蓋容器，也就是殼體170。此時，殼體170可以表面安裝(SMT)在2金屬COF，也就是第一基板110的電極板(銅墊)上。殼體170位於第二基板120的外周，因此可以引導並固定其位置。殼體170就位後，可使用焊料201將其粘合。

與殼體170通過半蝕刻粘接到第二基板120的情況相比，殼體170和第二基板120的重疊長度可以增加。例如，在半蝕刻的情況下，重疊長度為50μm，而在圖53和圖54的實施例中，重疊長度可長達100μm。這樣，焊料201的附著面積就擴大了，從而改善了氣密遮罩，從而改善了由於漏氣造成的信噪比靈敏度變化或性能下降。

如圖56所示，可以應用倒裝晶片鍵合技術將信號處理裝置140直接鍵合到第一基板110上。此時，可將倒裝晶片鍵合應用於信號處理裝置140。在對作為第二基板120的金屬板進行全蝕刻或半蝕刻的同時，可對信號處理裝置140應用倒裝晶片鍵合。通過蝕刻金屬板可以擴大體積，從而提高信噪比。

在對信號處理裝置140應用倒裝晶片鍵合時，如圖55所示，可以刪除用於用導線連接信號處理裝置140和第一基板110的導線鍵合導線203，也可以刪除第一基板110上用於導線鍵合的導線鍵合墊區域202。由於信號處理裝置140通過倒裝晶片鍵合直接與第一基板110接觸，因此可以減少信號損耗，提高阻抗。

此外，由於刪除了導線鍵合板區域202，所以基板尺寸可以減小，通過這一點，可以減小整體封裝的尺寸。

在使用FR4剛性印刷電路板的情況下，需要嵌入信號處理裝置(ASIC)才能達到同樣的效果，因此基板成本的增加是不可避免的，然而通過對第二基板120的蝕刻和信號處理裝置140的倒裝晶片鍵合，可以在應用嵌入式ASIC效果的同時大幅降低基板成本。

圖57的上部說明了根據圖55的實施例進行的導線連接或電路連接；下部說明了根據圖56的實施例進行的導線連接或電路連接。與211一樣，導線接合可以從11根減少到3根。在圖55的實施例中，總共需要11根，分別為：連接MEMS結構體130和信號處理裝置140的導線205；連接電容器150和信號處理裝置140的導線204；以及連接信號處理裝置140和基板110的導線203，然而，對於圖.56，通過將電容150和信號處理裝置140直接與第一基板110接觸而不進行導線綁定，只需要3根連接電容150和信號處理裝置140的導線205，從而減少了導線綁定。這裡，第一基板110可以包括薄膜細間距柔性基板。被刪除的導線可以通過電路連接，例如212(第二基板120和第一基板110)和213(第一基板110的上層電路)。此外，通過刪除導線接合，可以刪除第一基板110的導線接合墊，通過這一點，可以減小MEMS麥克風基板的尺寸，還可以減小整個封裝的尺寸。

此外，由於通過應用直接鍵合來確保佈線自由度，因此可以簡化第一基板110的電路層(BOT層)電路，例如214(第一基板110的LAYER BOT電路)，由此，無需在LAYER BOT上應用阻焊劑等，具有工藝優勢。

由於刪除了接線板部分，確保了基板下部區域的自由空間220，由此可以縮短基板長度，減小封裝尺寸。例如，底部印刷電路板的長度可減少0.13毫米，封裝尺寸可從3 x 2毫米減小到2.87 x 2毫米。

此外，如圖58和圖59所示，通過將導線鍵合方向應用於側面而不是信號處理裝置140的方向，可以減少MEMS結構體130的導線鍵合長度。導線接合長度的減少可以通過基板內的電路來實現，例如圖59中的電路，這樣可以降低成本，這種情況下也是，刪除導線接合墊部分，從而確保基板下部區域的自由空間220，由此可以減少基板長度，縮小封裝尺寸。例如，印刷電路板下側的長度可減少0.13毫米，封裝尺寸可從3 x 2毫米減小到2.87 x 2毫米。

與本實施例相關的專業技術人員會明白，上述描述可以在不脫離基本特徵的情況下以修改的形式實現。因此，應從解釋性而非限制性的角度來考慮所公開的方法。本發明的範圍在請求項而不是前述描述中指明，等同範圍內的所有差異都應理解為包括在本發明中。

100:MEMS麥克風

110:第一基板

120:第二基板

130:MEMS結構體

150:第一電容器

190:導線

Claims (10)

1. 一種微機電(MEMS)麥克風，包括：

   一第一基板；

   一第二基板堆疊在該第一基板上；

   一MEMS結構體，設置在該第二基板上；及

   一電容器，與該MEMS結構體間隔開並設置在該第二基板上，

   其中，該第二基板包括一個或多個孔，及

   其中，該電容器通過該第一基板與該第一基板電連接。
2. 如請求項1所述之MEMS麥克風，

   其中，該第二基板的孔包括：

   一第一孔，連接該電容器和該第一基板的一導線穿過該孔；及

   一第二孔，與該MEMS結構體下部相對應。
3. 如請求項1所述之MEMS麥克風，

   其中，該第二基板的孔是通過與該第二基板的外周間隔預定距離或更大的距離形成的。
4. 如請求項1所述之MEMS麥克風，包括：

   一導電膠層，該第一基板和該第二基板之間，及

   其中，該導電膠層包括與該第二基板的孔重疊的孔。
5. 如請求項4所述之MEMS麥克風，

   其中，該導電膠層的孔的面積大於該第二基板的孔的面積。
6. 如請求項1所述之MEMS麥克風，

   其中，該第一基板包括設置在與該第二基板的孔的下部相對應的位置處的一連接墊。
7. 如請求項1所述之MEMS麥克風，包括：

   一特殊應用積體電路(ASIC)模組，設置在該第二基板上且與該MEMS結構主體間隔開，

   其中，該ASIC模組通過穿過該第二基板的孔的一導線與該第一基板電連接。
8. 如請求項7所述之MEMS麥克風，

   其中，該ASIC模組通過導線分別與該MEMS結構體和該電容器電連接。
9. 如請求項1所述之MEMS麥克風，

   其中，該第一基板為柔性基板，該第二基板為剛性基板。
10. 如請求項10所述之MEMS麥克風，

    其中，該第一基板和該第二基板通過熱壓粘合。

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