一种硅麦克风传感器结构及制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种硅麦克风传感器结构及制造方法，其结构包括基板、MEMS芯片、Asic芯片和硅片，所述基板上设有进音孔，所述MEMS芯片设于进音孔处，所述MEMS芯片与基板之间形成第一音腔，所述进音孔与第一音腔连通；所述硅片设于MEMS芯片上方，所述硅片上设有第二音腔；所述Asic芯片与基板连接；所述MEMS芯片、Asic芯片和硅片外侧设有塑封体；所述塑封体外侧设有金属屏蔽层。本发明专利技术一种硅麦克风传感器结构的制作方法中首先将硅片与MEMS芯片进行连接，使得第二音腔可以在制作MEMS芯片时同时进行制作，从而实现封装流程的简化，形成满足产品特性的芯片。形成满足产品特性的芯片。形成满足产品特性的芯片。

【技术实现步骤摘要】
一种硅麦克风传感器结构及制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体为一种硅麦克风传感器结构及制造方法。

技术介绍

[0002]mems麦克风通常包括有mems芯片以及与之电气连接的asic(application specificinte gratedcircuit，功能集成电路)芯片，其中mems芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在mems芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。
[0003]面对电子设备中复杂的电磁环境、装配工艺环境等，要求mems芯片具备抗电磁环境、隔热性好等性能，这对芯片的封装提出了更高的要求。
[0004]传统的封装结构，参照图1，一般通过金属壳体来屏蔽外界环境中的电磁波。此类封装结构比较简单，只能屏蔽较小部分电磁波，仍有较多的电磁波会穿透金属屏蔽层，影响封装内的芯片的正常工作，同时封装工艺比较复杂，相对传统封装工艺无法共用设备作业，有相对的局限性。
[0005]如何进一步改善硅麦克风对电磁波的屏蔽能力，以提高硅麦克风封装结构的性能，同步缩小产品尺寸，简化封装工艺，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种硅麦克风传感器结构及制造方法。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0008]一种硅麦克风传感器结构，包括基板、MEMS芯片、Asic芯片和硅片，所述基板上设有进音孔，所述MEMS芯片设于进音孔处，所述MEMS芯片与基板之间形成第一音腔，所述进音孔与第一音腔连通；所述硅片设于MEMS芯片上方，所述硅片上设有第二音腔；所述Asic芯片与基板连接；所述MEMS芯片、Asic芯片和硅片外侧设有塑封体；所述塑封体外侧设有金属屏蔽层。
[0009]优选的，所述硅片与MEMS芯片之间采用硅
‑
硅键合进行连接。
[0010]优选的，所述MEMS芯片和Asic芯片均与基板利用BUMP材料进行贴合。
[0011]优选的，所述进音孔处的BUMP材料呈环状。
[0012]优选的，所述BUMP材料与基板之间采用回流焊方式进行电气连接.
[0013]优选的，所述进音孔处利用锡膏进行MEMS芯片与基板的连接。
[0014]一种硅麦克风传感器结构的制作方法，包括如下步骤：
[0015]S1，将硅片与MEMS芯片进行连接，形成组合体；
[0016]S2，将组合体、Asic芯片分别与基板进行连接；
[0017]S3，将组合体、Asic芯片和基板利用塑封体进行密封；
[0018]S4，在塑封体外侧加工金属屏蔽层。
[0019]优选的，在S2中，采用FC倒装工艺或者DPS&SMT工艺进行连接后的硅片与MEMS芯片、Asic芯片分别与基板的连接。
[0020]优选的，在S3中，采用over molding工艺进行塑封体的密封。
[0021]优选的，在S4中，采用Sputter溅镀工艺加工金属屏蔽层。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术一种硅麦克风传感器结构中通过设置硅麦克风传感器的第二音腔，简化封装流程，形成满足产品特性的芯片。
[0024]塑封体可以加强抗电磁干扰的能力。
[0025]金属屏蔽层可以起到抗电磁干扰的作用。
[0026]进一步的，硅硅键合技术的工艺简单，不需要任何粘结剂，有助于简化工艺流程。
[0027]进一步的，采用回流焊进行电气连接，对比于打线，可以节省空间，简化工艺，提高效率。
[0028]进一步的，环状的BUMP材料可以实现MEMS芯片与基板之间的密封。
[0029]本专利技术一种硅麦克风传感器结构的制作方法中首先将硅片与MEMS芯片进行连接，使得第二音腔可以在制作MEMS芯片时同时进行制作，从而实现封装流程的简化，形成满足产品特性的芯片。
[0030]进一步的，使用FC加over molding和sputter溅镀的封装形式，形成封装尺寸满足客户要求的产品，能使终端模块体积小集成度高，其尺寸相比现有的贴金属金属屏蔽层试封装能减小40％
‑
50％，同时，倒装芯片可减小芯片信号之间的互扰焊线，I/O密度及数量更多，散热性能更好，改变wafer设计，在封装上面能配合传统塑封流程工艺进行批量生产。
附图说明
[0031]图1为常规硅麦克风传感器结构的示意图；
[0032]图2为本专利技术一种硅麦克风传感器结构的结构示意图；
[0033]图3为本专利技术一种硅麦克风传感器结构的制作方法中S1的示意图；
[0034]图4为本专利技术一种硅麦克风传感器结构的制作方法中S2的示意图。
[0035]图中，1、基板；2、金属屏蔽层；3、MEMS芯片；4、Asic芯片；5、硅片；6、进音孔；7、第一音腔；8、第二音腔；9、BUMP材料；10、塑封体；11、封胶；12、焊线。
具体实施方式
[0036]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0037]传统的封装结构，参照图1，包括基板1、MEMS芯片3、Asic芯片4、金属屏蔽层2和封胶11，MEMS芯片3和Asic芯片4均连接于基板1上，MEMS芯片3、Asic芯片4和基板1之间通过焊线12进行电气连接。封胶11设置于Asic芯片4外侧。金属屏蔽层2由金属制成，将MEMS芯片3、Asic芯片4和基板1进行封闭。
[0038]本专利技术公开了一种硅麦克风传感器结构，参照图2，包括基板1、MEMS芯片3、Asic芯片4和硅片5，基板1上设有进音孔6，MEMS芯片3设于进音孔6处，MEMS芯片3与基板1之间形成第一音腔7，进音孔6与第一音腔7连通。
[0039]硅片5设于MEMS芯片3上方，硅片5与MEMS芯片3之间采用硅
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硅键合方式进行连接。硅片5上设有第二音腔8，第二音腔8利用光刻工艺进行加工。
[0040]MEMS芯片3和Asic芯片4均与基板1利用BUMP材料9进行贴合。BUMP材料9与基板1之间采用回流焊方式进行电气连接。
[0041]进音孔6处的BUMP材料9呈环状。进音孔6处还可利用锡膏进行MEMS芯片3与基板1的连接。
[0042]MEMS芯片3、Asic芯片4和硅片5外侧设有塑封体10。
[0043]塑封体10外侧设有金属屏蔽层2。
[0044]一种硅麦克风传感器结构的制作方法，包括如下步骤：
[0045]S1，参照图3，将硅片5与MEMS芯片3进行连接，形成组合体，同时进行缩小；
[0046]S2，参照图4，采用FC倒装工艺或者DPS&SMT工艺将组合体、Asic芯片4分别与基板1进行连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅麦克风传感器结构，其特征在于，包括基板(1)、MEMS芯片(3)、Asic芯片(4)和硅片(5)，所述基板(1)上设有进音孔(6)，所述MEMS芯片(3)设于进音孔(6)处，所述MEMS芯片(3)与基板(1)之间形成第一音腔(7)，所述进音孔(6)与第一音腔(7)连通；所述硅片(5)设于MEMS芯片(3)上方，所述硅片(5)上设有第二音腔(8)；所述Asic芯片(4)与基板(1)连接；所述MEMS芯片(3)、Asic芯片(4)和硅片(5)外侧设有塑封体(10)；所述塑封体(10)外侧设有金属屏蔽层(2)。2.根据权利要求1所述的硅麦克风传感器结构，其特征在于，所述硅片(5)与MEMS芯片(3)之间采用硅
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硅键合进行连接。3.根据权利要求1所述的硅麦克风传感器结构，其特征在于，所述MEMS芯片(3)和Asic芯片(4)均与基板(1)利用BUMP材料(9)进行贴合。4.根据权利要求3所述的硅麦克风传感器结构，其特征在于，所述进音孔(6)处的BUMP材料(9)呈环状。5.根据权利要求3所述的硅麦克风传感器结构，其特征在于，所述BU...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂斌，胡锐刚，庞宝龙，杨辉，
申请(专利权)人：华天科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：