麥克風(fēng)組件的制作方法
【專利說明】麥克風(fēng)組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本專利要求2012年8月I日提交的、名稱為“Microphone Assembly(麥克風(fēng)組件)”的美國臨時(shí)申請N0.61/678，192的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容的全文以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及聲學(xué)裝置，更具體地，涉及這些裝置中使用的組件。
【背景技術(shù)】
[0004]歷年來，使用了各種類型的聲學(xué)裝置。聲學(xué)裝置的一個(gè)示例是麥克風(fēng)。一般來講，麥克風(fēng)將聲波轉(zhuǎn)換成電信號。麥克風(fēng)有時(shí)包括多個(gè)組件，這些組件包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和集成電路(例如，專用集成電路(ASIC))。
[0005]當(dāng)被使用時(shí)，MEMS裝置和集成電路必須被固定在麥克風(fēng)組件內(nèi)。例如，這些裝置經(jīng)常被直接固定到麥克風(fēng)組件底部的印刷電路板(PCB)表面。在這種情況下，使用引線鍵合將這些電路電連接到PCB基底的相對表面或外表面上的其它導(dǎo)體，使得這些裝置可連接到其它裝置，例如，用戶電子裝置(例如，助聽器、個(gè)人計(jì)算機(jī)或蜂窩電話)的其它電路。將MEMS裝置和集成電路引線鍵合到基底通常需要大的占用面積，因?yàn)橐€鍵合焊盤必須間隔開足夠大的距離使毛細(xì)管繞過MEMS裝置的邊緣。盡管這種定向?qū)τ诘锥丝邴溈孙L(fēng)而言常常是理想的(因?yàn)榍叭莘e與后容積之比小)，但對于頂端口麥克風(fēng)而言并不太理想，因?yàn)榍叭莘e與后容積之比大。
[0006]另一種方法是使用金-金互連(CGI)鍵合方法的倒裝芯片技術(shù)，這些技術(shù)將MEMS裝置直接安裝于端口。遺憾的是，用這種方法存在各種缺點(diǎn)，包括:(I)前容積和后容積通常減??；⑵通常在MEMS裝置和集成電路(例如，ASIC)之間存在高寄生連接；(3)這種方法通常需要使用價(jià)格高的高溫共燒陶瓷(HTCC)基板。
[0007]因?yàn)樯鲜龅母鞣N缺點(diǎn)，用戶對于之前的方法存在不滿意之處。
【附圖說明】
[0008]為了更全面地理解本公開，應(yīng)該參照下面的【具體實(shí)施方式】和附圖，其中:
[0009]圖1包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0010]圖2包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖1的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0011]圖3包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件(包括管)的等軸視圖；
[0012]圖4包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖3的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0013]圖5包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件(包括管)的等軸視圖；
[0014]圖6包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖5的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0015]圖7包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件(包括墊環(huán))的等軸視圖；
[0016]圖8包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖7的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0017]圖9包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件(包括環(huán)繞墊片)的等軸視圖；
[0018]圖10包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖9的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0019]圖11包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沒有底座的麥克風(fēng)組件(包括非環(huán)繞墊片)的等軸視圖；
[0020]圖12包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖11的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0021]圖13包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0022]圖14包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖13的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0023]圖15包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0024]圖16包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖15的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0025]圖17包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0026]圖18包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖17的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0027]圖19包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0028]圖20包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖19的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0029]圖21包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0030]圖22包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖21的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0031]圖23包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0032]圖24包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖23的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0033]圖25包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有底座的麥克風(fēng)組件的等軸視圖；
[0034]圖26包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的沿著A-A線的圖25的麥克風(fēng)組件的剖視圖；
[0035]技術(shù)人員應(yīng)該理解，附圖中的元件是出于簡單清晰起見而示出的。還應(yīng)該理解，可按特定的發(fā)生次序描述或示出某些動(dòng)作和/或步驟，而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，實(shí)際上不需要順序方面的這種特征。還應(yīng)該理解，本文中使用的術(shù)語和措辭具有根據(jù)這類術(shù)語和措辭相對于探討和研宄它們對應(yīng)各個(gè)區(qū)域的普通含義，除了本文中以其它方式闡述的特定含義之外。
【具體實(shí)施方式】
[0036]在本文中描述的方法中，提供的是頂端口構(gòu)造的麥克風(fēng)(例如，具有大致20kHz的“平坦”響應(yīng)特性的寬帶麥克風(fēng)，從而意味著直到大致20kHz小于大致+/_5dB變化)，這些麥克風(fēng)具有所需的靈敏度特性。例如，本文中描述的方法提供了諧振峰等于或超過之前的底端口麥克風(fēng)的諧振峰的麥克風(fēng)。此外，本文中提供的頂端口麥克風(fēng)的靈敏度響應(yīng)與底端口麥克風(fēng)提供的所需靈敏度特性類似。本文中描述的方法還提供了小組件(例如，作為一個(gè)具體示例，組件尺寸是大致3.76 X 2.95 X 1.13mm或更小)。
[0037]在一些方面，提供了利用多種不同的芯片附接技術(shù)(例如，引線鍵合、表面安裝、將集成電路嵌入到基板或基底中和GGI，這是幾個(gè)例子)有助于將MEMS裝置直接附接到外殼(例如，金屬罐蓋)的方法。通過使用用于組件的GCI/引線鍵合組裝技術(shù)的一些方法和使用用于組件的GGI/表面安裝/引線鍵合技術(shù)的其它方法來提供各種麥克風(fēng)組件。在一個(gè)方面，圖1至圖12中描述的組裝利用GGI和引線鍵合，而圖13至圖24的組裝使用GGI和焊料方法。
[0038]在當(dāng)前方法中，將換能器(MEMs)直接GGI到集成電路(ASIC)或底座避免了需要使用昂貴的陶瓷PCB基板，因?yàn)锳SIC或底座擔(dān)當(dāng)了陶瓷基板的角色(例如，以硅片級執(zhí)行GGI)。因此，MEMs-ASIC或MEMs-底座變成可附接到由例如FR-4制成的傳統(tǒng)PCB基底的子組件。MEMs的定位還允許直接附接到位于麥克風(fēng)封裝件頂部的聲學(xué)端口。將換能器直接附接到聲學(xué)端口孔減小了前容積，這樣改進(jìn)了寬帶操作，這是之前的頂端口麥克風(fēng)不可能做到的。另外，使用底座構(gòu)造的方法可提供另外的功能，因?yàn)榭捎酶淖僊EMs和ASIC之間的電連接的電阻抗的方式設(shè)計(jì)底座。
[0039]在這些實(shí)施方式中的一些中，麥克風(fēng)組件包括蓋(或外殼)、外殼(蓋)中的頂端口、基座。還提供聲換能器(例如，包括隔膜和背板的MEMS裝置)和至少一個(gè)插入件(例如，ASIC、集成電路、陶瓷板和這些元件的組合)。換能器還在聲學(xué)上密封到蓋?！霸诼晫W(xué)上密封”意味著聲壓波通過MEMS隔膜和背板進(jìn)入和離開麥克風(fēng)?；诓皇褂蒙w作為電、電力或接地路徑或?qū)Ч?或在其內(nèi)設(shè)置導(dǎo)管)的情況下直接電連接到聲換能器。換句話講，沒有使用蓋作為電信號、接地路徑、或電力路徑。蓋的主要功能是提供讓聲音進(jìn)入的開口并且擋住組件不受元件和電磁的干擾。換能器和ASIC或底座相互疊加地設(shè)置并且換能器由ASIC或底