專利名稱：Mems麥克風的制作方法
技術領域：
本發明涉及麥克風技術領域，特別地，涉及一種MEMS麥克風。
背景技術：
MEMS麥克風是米用微機電系統(Microelectromechanical Systems,MEMS)工藝制作的 microphone。這種新型麥克風內含兩個芯片一MEMS芯片和專用集成電路(ASIC)芯片，兩枚芯片封裝在一個表面貼裝器件封裝體中。MEMS芯片包括一個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換為電容變化。ASIC芯片用于檢測電容變化，并將其轉換為電信號輸出。MEMS麥克風與傳統電容式麥克風(ECM)相比，不僅具有很好的聲學性能，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定。MEMS麥克風的另一突出優點是功耗很低，平均只有70μ W，工作電壓范圍1.5V 3. 3V。而且，MEMS麥克風相對于傳統ECM麥克風更易于組合成麥克風陣列，且穩定性很高，結合后端的語音算法，麥克風陣列能夠實現通話的指向性和提高通話質量。目前Windows Vista已經內置了麥克風陣列的算法，因此各大筆記本廠家都在爭相尋找高質量的MEMS麥克風，從而提高其視頻通話中的語音傳輸質量。基于上述特性，MEMS麥克風具有非常廣泛的用途，既可用于智慧型手機，也可用于消費類電子產品、筆記本電腦以及醫療設備(如助聽器)，還可應用于汽車行業(如免提通話裝置)。甚至是將其應用于工業領域，例如用聲波傳感器監控設備運轉。MEMS麥克風分前進音和零高度兩種結構，對于零高度產品，MEMS芯片正對音孔，沒有保護裝置，外部聲(氣)壓直接施加在MEMS芯片上。但MEMS麥克風內部的關鍵性器件一MEMS芯片即振動組件上的振膜材料為既薄又脆弱的單晶或多晶硅結構，在較大聲或氣壓沖擊下會發生過度形變而破碎，由此會導致整個麥克風因振動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娃，在生產過程中，均會由于MEMS芯片破損造成一定的資源浪費，甚至會影響到產品的用戶體驗。以上現狀為目前MEMS麥克風領域普遍存在的可靠性問題,也是MEMS芯片亟需解決的一個難題。總之，需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是如何能夠降低MEMS芯片的損壞機率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種MEMS麥克風，其包含的MEMS芯片能夠得到有效保護，減小MEMS芯片的破損風險。為了解決上述問題，一方面提供了一種MEMS麥克風，包括印刷電路板、MEMS芯片、設置于芯片上的振膜、音孔，上述印刷電路板或MEMS芯片上設置有橫跨在上述振膜上方的金屬線。CN 102932720 A
書
明
說
2/3頁優選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上設置有至少一條橫跨上述振膜的金屬線。優選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上設置有至少兩條金屬線交叉橫跨于上述振膜上方。優選的，上述印刷電路板或MEMS芯片上預留有焊盤，用于固定上述金屬線。優選的，上述金屬線具體為金線。優選的，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。與現有技術相比，上述技術方案中的一個技術方案具有以下優點
本發明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MEMS芯片，減少MEMS芯片振膜的破損風險，提高MEMS麥克風的可靠性，延長MEMS麥克風的使用壽命O
圖I是本發明MEMS麥克風實施例一的俯視圖2是本發明MEMS麥克風實施例一的剖視圖3是本發明MEMS麥克風實施例二的俯視圖4是本發明MEMS麥克風實施例二的剖視圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參照圖I所示的本發明MEMS麥克風實施例一的俯視圖和圖2所示的本發明MEMS麥克風實施例一的剖視圖，MEMS麥克風實施例一包括印刷電路板(PCB) UMEMS芯片2、設置于芯片上的振膜3和音孔(圖中未示出)。其中，在印刷電路板I上設有兩個焊盤4。兩個焊盤4分別設置于芯片2的左側和右側，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，為了能夠有效保護芯片上的振膜，同時又不影響振膜的振動，金屬線與振膜之間的距離是一個很重要的參數，在本發明中，設置金屬線的下切面與靜止振膜的垂直距離不大于40微米。本發明的設計原理是，在較大聲壓或氣壓下，振膜3發生較大形變，橫跨在振膜3上方的金屬線5可以防止振膜3發生過度形變或破損形變，即振膜3僅能在一定范圍內形變，若超出此范圍則碰觸金線且被金線限制，通過這種方式保護振膜。另外，本發明還提供了一種MEMS麥克風的優選實施例，下面結合圖3和圖4進行詳細說明。圖3和圖4分別示出了本發明MEMS麥克風實施例二的俯視圖和剖視圖，本發明MEMS麥克風實施例二的結構包括印刷電路板(PCB)1、MEMS芯片2、設置于芯片上的振膜3和音孔(圖中未示出)。其中，在MEMS芯片2上設計有多個焊盤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。為起到很好的保護效果，金線下切面距離振膜的垂直距離需控制在40um以內。本發明實施例二，在MEMS芯片上設計多個焊盤7，用于固定金屬線的兩端，使金屬
4線橫跨在振膜上方，限制振膜的振幅以達到保護作用，相較于實施例一把金屬線固定在PCB上，縮短了金屬線的長度，不僅更節省而且更堅固。使振膜可靠性更穩定，讓產品適應更嚴酷的使用環境。在本發明實施例中，上述金屬線可以是金、銀、銅等金屬線。考慮到焊接的牢固程度，本發明優選采用金線。此外，在本發明實施例中，可以采用一條金屬線橫跨于振膜上方保護振膜，也可以采用多條金屬線交叉橫跨于振膜3的上方，保護振膜。綜上所述，使用本發明提供的MEMS麥克風，在較大聲壓或氣壓下，振膜發生較大形變，橫跨在振膜上方的金屬線可以防止振膜發生過度形變或破損形變，即振膜僅能在一定范圍內形變，若超出此范圍則碰觸金屬線且被金屬線限制，通過這種方式保護振膜。另外，為了檢驗本發明振膜保護方案的可靠性，通過正對音孔吹擊的方法對本發明提供的MEMS麥克風進行驗證，結果顯示因振膜破損造成的產品失效率可以降低70%。可見，本發明采用的金屬線保護設計可增強MEMS振膜的牢固度及產品使用可靠性，使產品適合各種嚴酷的使用環境，延長使用壽命，增強了 MEMS麥克風的用戶體驗。另外，在產線生產過程中，金屬線焊接作為MEMS麥克風生產的一道工序，極大地降低了工藝操作難度，與其他保護措施相比，可以有效地降低生產成本。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的一種MEMS麥克風，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種MEMS麥克風，包括印刷電路板、MEMS芯片、設置于芯片上的振膜、音孔，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設置有橫跨在所述振膜上方的金屬線。
2.根據權利要求I所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設置有至少一條橫跨所述振膜的金屬線。
3.根據權利要求2所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上設置有至少兩條金屬線交叉橫跨于所述振膜上方。
4.根據權利要求I所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述印刷電路板或MEMS芯片上預留有焊盤，用于固定所述金屬線。
5.根據權利要求I所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述金屬線具體為金線。
6.根據權利要求I所述的MEMS麥克風，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。
全文摘要
本發明提供了一種MEMS麥克風，包括印刷電路板、MEMS芯片、設置于芯片上的振膜、音孔，上述印刷電路板或MEMS芯片上設置有橫跨在所述振膜上方的金屬線。本發明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MEMS芯片，減少MEMS芯片振膜的破損風險，提高MEMS麥克風的可靠性，延長MEMS麥克風的使用壽命。
文檔編號H04R19/04GK102932720SQ20121043780
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日
發明者萬景明, 楊少軍, 張繼棟 申請人:山東共達電聲股份有限公司