微型扬声器的封装结构及其形成方法技术

本发明专利技术公开一种微型扬声器的封装结构及其形成方法。所述封装结构包括基板、振膜、线圈、蚀刻停止层、载板、永久磁性元件以及封装盖。基板具有中空腔室。振膜悬置于中空腔室上方。线圈嵌入于振膜中。蚀刻停止层位于线圈下方，并且在垂直于振膜的顶表面的方向上与线圈重叠。蚀刻停止层由金属材料制成。载板设置于基板的底表面上。永久磁性元件设置于载板上及中空腔室中。封装盖包绕基板和振膜，其中封装盖的盖开口露出振膜的顶表面的一部分。盖的盖开口露出振膜的顶表面的一部分。盖的盖开口露出振膜的顶表面的一部分。

【技术实现步骤摘要】
微型扬声器的封装结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及一种微型扬声器，特别是涉及一种微型扬声器的封装结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品越来越小，越来越薄，如何缩小电子产品的尺寸成为一个重要的课题。微机电系统(micro electromechanical system,MEMS)技术是一种结合半导体加工技术及机械工程的技术，可以有效地缩小元件尺寸并制造具多功能的微型元件及微型系统。
[0003]传统动圈式扬声器(moving coil speakers)的制造技术已相当成熟，然而传统动圈式扬声器的面积较大且价格较贵。若运用微机电系统(MEMS)制作工艺技术在半导体芯片上制作动圈式扬声器，将使其面积减小且成本降低，有利于批次量产。然而除了尺寸缩小以利制造外，仍需开发性能和可靠性更好的微型动圈式扬声器。

技术实现思路

[0004]本专利技术一些实施例提供一种微型扬声器的封装结构，包括：基板、振膜(diaphragm)、线圈、蚀刻停止层、载板、第一永久磁性元件以及封装盖。基板具有中空腔室。振膜悬置于中空腔室上方。线圈嵌入于振膜中。蚀刻停止层位于线圈正下方(directly below)。蚀刻停止层在垂直于振膜的顶表面的方向上与线圈重叠。蚀刻停止层由金属材料制成。载板设置于基板的底表面上。第一永久磁性元件设置于载板上及中空腔室中。封装盖包绕(wrapped around)基板和振膜，其中封装盖的盖开口露出振膜的部分顶表面。
[0005]在一些实施例中，振膜包括聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)、酚醛环氧树脂、聚酰亚胺或其组合。
[0006]在一些实施例中，振膜的杨氏模量(Young
’
s modulus)介于1MPa至在一些实施例中，振膜的厚度介于0.1微米至20微米之间。
[0007]在一些实施例中，蚀刻停止层的金属材料包括铝、铜、铝铜合金、铝硅合金或铝硅铜合金。
[0008]在一些实施例中，蚀刻停止层的厚度大于100微米。
[0009]在一些实施例中，在平面图中，蚀刻停止层是连续的结构，并且在线圈的相邻线圈部分之间的间隙中没有开口。
[0010]在一些实施例中，在平面图中，蚀刻停止层是不连续的结构，并且包括对应于线圈的线圈部分的多个实心部分和对应于线圈的相邻线圈部分之间的间隙的多个开口。
[0011]在一些实施例中，蚀刻停止层位于线圈与中空腔室之间。
[0012]在一些实施例中，线圈包括第一金属层和第二金属层，且第一金属层于振膜的开口中与第二金属层电连接。
[0013]在一些实施例中，第一金属层和第二金属层各自由铝硅、铝、铜或其组合制成。
[0014]在一些实施例中，第一金属层和第二金属层各自的宽度介于1微米至500微米之
间，且第一金属层和第二金属层各自的厚度介于0.1微米至20微米之间。
[0015]在一些实施例中，第一金属层包括螺旋结构，环绕振膜的中心轴，且第二金属层由上方跨越第一金属层的螺旋结构并与第一金属层电连接。
[0016]在一些实施例中，载板具有至少一气孔，配置为允许中空腔室与外界环境连通。
[0017]在一些实施例中，封装盖由磁导率低于1.25
×
10
‑4H/m的金属材料制成。
[0018]在一些实施例中，所述微型扬声器的封装结构还包括设置于封装盖上的第二永久磁性元件，其中第二永久磁性元件位于盖开口之下或之上。
[0019]本专利技术另一些实施例提供一种形成微型扬声器的封装结构的方法。所述方法包括在基板上方形成蚀刻停止层，其中蚀刻停止层由金属材料制成。所述方法还包括在蚀刻停止层和基板上方形成介电层。所述方法还包括在介电层上形成线圈结构。所述方法还包括在线圈结构上形成振膜，使线圈结构埋于振膜中。所述方法还包括通过在基板的底表面上执行蚀刻制作工艺而在基板中形成中空腔室。在蚀刻制作工艺之后，线圈结构通过蚀刻停止层与中空腔室隔离。所述方法还包括将载板附接到基板的底表面。第一永久磁性元件安装于载板上并位于中空腔室中。此外，所述方法包括将封装盖安装在载板上，其中封装盖包绕基板和振膜，并且封装盖的盖开口露出振膜的部分。
[0020]在一些实施例中，所述方法还包括图案化蚀刻停止层，使蚀刻停止层具有不连续的结构。在平面图中，所述不连续的结构包括对应于线圈结构的线圈部分的多个实心部分和对应于线圈结构的相邻线圈部分之间的间隙的多个开口。
[0021]在一些实施例中，线圈结构是包括第一金属层和第二金属层的多层结构，其中第二金属层位于第一金属层上方并与第一金属层电连接。此外，所述方法还包括图案化介电层以形成开口于介电层中，其中第一金属层于所述开口中与第二金属层电连接。
[0022]在一些实施例中，所述方法还包括在封装盖上设置第二永久磁性元件，其中振膜位于第一永久磁性元件与第二永久磁性元件之间。
附图说明
[0023]以下将配合所附图示详述本专利技术的各面向。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小单元的尺寸，以清楚地表现出本专利技术的特征。
[0024]图1A为一些实施例的微型扬声器的俯视图；
[0025]图1B为一些实施例的微型扬声器的封装结构的横截面视图；
[0026]图2为一些实施例的图1A中所示区域I的放大图；
[0027]图3A至图3G为一些实施例的形成微型扬声器的封装结构的中间阶段的横截面视图；
[0028]图4为一些替代实施例的微型扬声器的封装结构的横截面视图；
[0029]图5A为一些替代实施例的微型扬声器的封装结构的横截面视图；
[0030]图5B为一些替代实施例的图1A中所示区域I的放大图。
[0031]图6为另一些实施例的微型扬声器的俯视图；
[0032]图7为另一些实施例的图6中所示区域J的放大图；
[0033]图8为另一些实施例的微型扬声器的封装结构的横截面视图。
[0034]符号说明
[0035]10,10
’
,10”,20:微型扬声器
[0036]100:基板
[0037]101:介电层
[0038]102:蚀刻停止金属层/蚀刻停止层
[0039]103:介电层
[0040]110:振膜
[0041]111:开口
[0042]120:(多层)线圈
[0043]121:第一金属层
[0044]121A:螺旋结构
[0045]121B:波浪结构
[0046]122:第二金属层
[0047]130:介电层
[0048]130A:通孔
[0049]140:切割槽
[0050]150:载板
[0051]151:气孔
[0052]160:第一永久磁性元件
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型扬声器的封装结构，包括：基板，具有中空腔室；振膜，悬置于该中空腔室上方；线圈，嵌入于该振膜中；蚀刻停止层，位于该线圈正下方，并且在垂直于该振膜的顶表面的方向上与该线圈重叠，其中该蚀刻停止层由金属材料制成；载板，设置于该基板的底表面上；第一永久磁性元件，设置于该载板上及该中空腔室中；以及封装盖，包绕该基板和该振膜，其中该封装盖的盖开口露出该振膜的该顶表面的一部分。2.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该振膜包括聚二甲基硅氧烷、酚醛环氧树脂、聚酰亚胺或其组合。3.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该振膜的杨氏模量介于1MPa至100GPa之间。4.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该振膜的厚度介于0.1微米至20微米之间。5.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该蚀刻停止层的该金属材料包括铝、铜、铝铜合金、铝硅合金或铝硅铜合金。6.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该蚀刻停止层的厚度大于100微米。7.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中在平面图中，该蚀刻停止层是连续的结构，并且在该线圈的相邻线圈部分之间的间隙中没有开口。8.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中在平面图中，该蚀刻停止层是不连续的结构，并且包括对应于该线圈的线圈部分的多个实心部分和对应于该线圈的相邻线圈部分之间的间隙的多个开口。9.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该蚀刻停止层位于该线圈与该中空腔室之间。10.如权利要求1所述的微型扬声器的封装结构，其中该线圈包括第一金属层和第二金属层，且该第一金属层于该振膜的开口中与该第二金属层电连接。11.如权利要求10所述的微型扬声器的封装结构，其中该第一金属层和该第二金属层各自由铝硅、铝、铜或其组合制成。12.如权利要求10所述的微型扬声器的封装结构，其中该第一金属层和该第二金属层各自的宽度介于1微米至500微米之间，且该第一金属层和该第二金属层各自的厚度介于0.1微米至20微米之间。13.如权利要求10所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立仁，许瑜瑄，郑裕庭，龚诗钦，
申请(专利权)人：美商富迪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：