專利名稱：Mems麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及麥克風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及ー種MEMS麥克風(fēng)。
背景技術(shù)：
MEMS麥克風(fēng)是米用微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems,MEMS)エ藝制作的 microphone。這種新型麥克風(fēng)內(nèi)含兩個(gè)芯片ーMEMS芯片和專用集成電路(ASIC)芯片，兩枚芯片封裝在ー個(gè)表面貼裝器件封裝體中。MEMS芯片包括一個(gè)剛性穿孔背電極和一片用作電容器的彈性硅膜。該彈性硅膜將聲波轉(zhuǎn)換為電容變化。ASIC芯片用于檢測電容變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。MEMS麥克風(fēng)與傳統(tǒng)電容式麥克風(fēng)(ECM)相比，不僅具有很好的聲學(xué)性能，還具有較高的信噪比和一致性較好的敏感度，并且在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定。MEMS麥克風(fēng)的另ー突出優(yōu)點(diǎn)是功耗很低，平均只有70 ii W，工作電壓范圍1.5V 3.3V。而且，MEMS麥克風(fēng)相對于傳統(tǒng)ECM麥克風(fēng)更易于組合成麥克風(fēng)陣列，且穩(wěn)定性很高，結(jié)合后端的語音算法，麥克風(fēng)陣列能夠?qū)崿F(xiàn)通話的指向性和提高通話質(zhì)量。目前Windows Vista已經(jīng)內(nèi)置了麥克風(fēng)陣列的算法，因此各大筆記本廠家都在爭相尋找高質(zhì)量的MEMS麥克風(fēng)，從而提高其視頻通話中的語音傳輸質(zhì)量?；谏鲜鎏匦?，MEMS麥克風(fēng)具有非常廣泛的用途，既可用于智慧型手機(jī)，也可用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、筆記本電腦以及醫(yī)療設(shè)備(如助聽器)，還可應(yīng)用于汽車行業(yè)(如免提通話裝置)。甚至是將其應(yīng)用于ェ業(yè)領(lǐng)域，例如用聲波傳感器監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。MEMS麥克風(fēng)分前進(jìn)音和零高度兩種結(jié)構(gòu)，對于零高度產(chǎn)品，MEMS芯片正對音孔，沒有保護(hù)裝置，外部聲(氣)壓直接施加在MEMS芯片上。但MEMS麥克風(fēng)內(nèi)部的關(guān)鍵性器件一MEMS芯片即振動(dòng)組件上的振膜材料為既薄又脆弱的單晶或多晶硅結(jié)構(gòu)，在較大聲或氣壓沖擊下會(huì)發(fā)生過度形變而破碎，由此會(huì)導(dǎo)致整個(gè)麥克風(fēng)因振動(dòng)組件損壞而無聲音信號輸出。另外，由于振膜材料為既薄又脆弱的單晶或多晶硅，在生產(chǎn)過程中，均會(huì)由于MEMS芯片破損造成一定的資源浪費(fèi)，甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。以上現(xiàn)狀為目前MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域普遍存在的可靠性問題,也是MEMS芯片亟需解決的ー個(gè)難題?？傊?，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的ー個(gè)技術(shù)問題就是:如何能夠降低MEMS芯片的損壞機(jī)率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種MEMS麥克風(fēng)，其包含的MEMS芯片能夠得到有效保護(hù)，減小MEMS芯片的破損風(fēng)險(xiǎn)。為了解決上述問題，一方面提供了ー種MEMS麥克風(fēng)，包括印刷電路板、MEMS芯片、設(shè)置于芯片上的振膜、音孔，上述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有橫跨在上述振膜上方的金屬線。[0010]優(yōu)選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有至少一條橫跨上述振膜的金屬線。優(yōu)選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有至少兩條金屬線交叉橫跨于上述振膜上方。優(yōu)選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上預(yù)留有焊盤，用于固定上述金屬線。優(yōu)選的，上述金屬線具體為金線。優(yōu)選的，上述金屬線的下切面與上述振膜的垂直距離不大于40微米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型采用固定在焊盤上的金屬線，橫跨于振膜上方，能夠簡單有效地保護(hù)MEMS芯片，減少M(fèi)EMS芯片振膜的破損風(fēng)險(xiǎn)，提高M(jìn)EMS麥克風(fēng)的可靠性，延長MEMS麥克風(fēng)的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例一的俯視圖；圖2是本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例一的剖視圖；圖3是本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例ニ的俯視圖；圖4是本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例ニ的剖視圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。參照圖1所示的本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例一的俯視圖和圖2所示的本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例一的剖視圖，MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例一包括:印刷電路板(PCB) UMEMS芯片2、設(shè)置于芯片上的振膜3和音孔(圖中未示出)。其中，在印刷電路板I上設(shè)有兩個(gè)焊盤4。兩個(gè)焊盤4分別設(shè)置于芯片2的左側(cè)和右側(cè)，兩條金屬線5交叉橫跨于芯片2上方，每條金屬線的兩端分別固定在焊盤4上。由于振膜3設(shè)置于芯片2上，所以兩條金屬線5也交叉橫跨于振膜3的上方。由于MEMS芯片上的振膜材料為脆弱的單晶或多晶硅，為了能夠有效保護(hù)芯片上的振膜，同時(shí)又不影響振膜的振動(dòng)，金屬線與振膜之間的距離是ー個(gè)很重要的參數(shù)，在本實(shí)用新型中，設(shè)置金屬線的下切面與靜止振膜的垂直距離不大于40微米。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是，在較大聲壓或氣壓下，振膜3發(fā)生較大形變，橫跨在振膜3上方的金屬線5可以防止振膜3發(fā)生過度形變或破損形變，即振膜3僅能在一定范圍內(nèi)形變，若超出此范圍則碰觸金線且被金線限制，通過這種方式保護(hù)振膜。另外，本實(shí)用新型還提供了ー種MEMS麥克風(fēng)的優(yōu)選實(shí)施例，下面結(jié)合圖3和圖4進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3和圖4分別示出了本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例ニ的俯視圖和剖視圖，本實(shí)用新型MEMS麥克風(fēng)實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)包括:印刷電路板(PCB) 1、MEMS芯片2、設(shè)置于芯片上的振膜3和音孔(圖中未示出)。其中，在MEMS芯片2上設(shè)計(jì)有多個(gè)焊盤7，兩條金屬線8交叉橫跨于振膜3上方，每條金屬線的兩端固定在MEMS芯片的焊盤7上。金屬線橫跨在振膜3上方。為起到很好的保護(hù)效果，金線下切面距離振膜的垂直距離需控制在40um以內(nèi)。本實(shí)用新型實(shí)施例ニ，在MEMS芯片上設(shè)計(jì)多個(gè)焊盤7，用于固定金屬線的兩端，使金屬線橫跨在振膜上方，限制振膜的振幅以達(dá)到保護(hù)作用，相較于實(shí)施例一把金屬線固定在PCB上，縮短了金屬線的長度，不僅更節(jié)省而且更堅(jiān)固。使振膜可靠性更穩(wěn)定，讓產(chǎn)品適應(yīng)更嚴(yán)酷的使用環(huán)境。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，上述金屬線可以是金、銀、銅等金屬線?？紤]到焊接的牢固程度，本實(shí)用新型優(yōu)選采用金線。此外，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，可以采用一條金屬線橫跨于振膜上方保護(hù)振膜，也可以采用多條金屬線交叉橫跨于振膜3的上方，保護(hù)振膜。綜上所述，使用本實(shí)用新型提供的MEMS麥克風(fēng)，在較大聲壓或氣壓下，振膜發(fā)生較大形變，橫跨在振膜上方的金屬線可以防止振膜發(fā)生過度形變或破損形變，即振膜僅能在一定范圍內(nèi)形變，若超出此范圍則碰觸金屬線且被金屬線限制，通過這種方式保護(hù)振膜。另外，為了檢驗(yàn)本實(shí)用新型振膜保護(hù)方案的可靠性，通過正對音孔吹擊的方法對本實(shí)用新型提供的MEMS麥克風(fēng)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示:因振膜破損造成的產(chǎn)品失效率可以降低70%。可見，本實(shí)用新型采用的金屬線保護(hù)設(shè)計(jì)可增強(qiáng)MEMS振膜的牢固度及產(chǎn)品使用可靠性，使產(chǎn)品適合各種嚴(yán)酷的使用環(huán)境，延長使用壽命，增強(qiáng)了 MEMS麥克風(fēng)的用戶體驗(yàn)。另外，在產(chǎn)線生產(chǎn)過程中，金屬線焊接作為MEMS麥克風(fēng)生產(chǎn)的一道エ序，極大地降低了エ藝操作難度，與其他保護(hù)措施相比，可以有效地降低生產(chǎn)成本。本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本實(shí)用新型所提供的ー種MEMS麥克風(fēng)，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種MEMS麥克風(fēng)，包括印刷電路板、MEMS芯片、設(shè)置于芯片上的振膜、音孔，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有橫跨在所述振膜上方的金屬線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有至少一條橫跨所述振膜的金屬線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有至少兩條金屬線交叉橫跨于所述振膜上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上預(yù)留有焊盤，用于固定所述金屬線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述金屬線具體為金線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述金屬線的下切面與所述振膜的垂直距離不大于40微米。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種MEMS麥克風(fēng)，包括印刷電路板、MEMS芯片、設(shè)置于芯片上的振膜、音孔，上述印刷電路板或MEMS芯片上設(shè)置有橫跨在所述振膜上方的金屬線。本實(shí)用新型采用固定在焊盤上的金屬線，橫跨于振膜上方，能夠簡單有效地保護(hù)MEMS芯片，減少M(fèi)EMS芯片振膜的破損風(fēng)險(xiǎn)，提高M(jìn)EMS麥克風(fēng)的可靠性，延長MEMS麥克風(fēng)的使用壽命。
文檔編號B81B3/00GK202931549SQ20122057940
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者萬景明, 楊少軍, 張繼棟 申請人:山東共達(dá)電聲股份有限公司