一種mems麥克風封裝器件及其組裝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子封裝技術以及MEMS傳感器技術。
【背景技術】
[0002]隨著終端產(chǎn)品的智能化程度不斷提高，各種傳感器芯片層出不窮。傳感芯片擴展了智能手機、平板電腦等產(chǎn)品的應用領域，例如，MEMS麥克風逐漸取代ECM駐極體麥克風成為麥克風傳感器的主流。傳統(tǒng)的ECM駐極體麥克風的尺寸通常比MEMS麥克風大，其靈敏性和性能容易受到外部環(huán)境，特別是溫度的影響，并且不能采用SMT表面貼裝技術，通常采用手動方式進行組裝。相比ECM駐極體麥克風，MEMS麥克風的尺寸小，而且其靈敏性和性能不易受到溫度、振動、濕度等外部環(huán)境的影響，抗干擾能力強。由于具有較強的耐熱特性，MEMS麥克風可采用260°C高溫SMT表面貼裝回流焊工藝進行組裝，SMT回流焊簡化了制造流程，而且可以進行批量生產(chǎn)。
[0003]如圖4所示，MEMS麥克風通常包括基板I，其上安裝無源器件2、MEMS麥克風芯片
4、集成前置放大器的專用集成電路ASIC芯片5以及金屬屏蔽罩8。無源器件2可以為去耦電容，起到隔離信號和地、電源和地之間的噪聲的作用。MEMS麥克風芯片4實現(xiàn)聲電轉換，是MEMS麥克風的核心組成部分。ASIC芯片5處理MEMS麥克風芯片4轉換得到的電信號，并為MEMS麥克風提供外部偏執(zhí)，以保證MEMS麥克風在外部環(huán)境下保持穩(wěn)定的聲學和電氣參數(shù)。在圖1所示的MEMS麥克風中，無源器件2采用表面貼裝工藝通過第一種焊料3貼裝于基板I上，MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5通過粘片材料6配置于基板I上。采用金屬導線7通過引線鍵合工藝實現(xiàn)MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5與基板I的電氣互聯(lián)。采用表面貼裝工藝通過第二種焊料9將金屬屏蔽罩8貼裝于基板I上，覆蓋無源器件2、MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5。通常情況下，第一種焊料3和第二種焊料9為同一種焊料。第一種焊料3和第二種焊料9可以為Sn、SnAg、SnAgCu等具有較高熔點溫度的合金材料，熔點溫度一般在220°C左右，回流曲線最高溫度在260°C左右。高回流焊溫度會造成基板I過度翹曲，導致器件的表面貼裝工藝無法順利完成，使得組裝工藝復雜度和難度明顯增加，同時容易造成焊接部位因應力過大而破壞失效等可靠性問題。同時，第一種焊料3和第二種焊料9也可以為低熔點溫度焊料，由于引線鍵合工藝需要將基板I加熱到一定溫度，如果第一種焊料3的熔點溫度過低，在引線鍵合工藝時會引起無源器件移動，造成表面貼裝工藝失效。因此，第一種焊料3和第二種焊料9的選擇對MEMS麥克風的良率和產(chǎn)率具有重要影響。
[0004]因此，針對上述現(xiàn)有MEMS麥克風封裝器件組裝工藝出現(xiàn)的問題，急需提出一種合理的組裝方法，以有效降低組裝的工藝復雜度和難度，提升封裝器件的可靠性、良率和產(chǎn)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對MEMS傳感器，特別是MEMS麥克風封裝器件，提供了一種簡單、高可靠性、高良率、高產(chǎn)率的封裝器件及其組裝方法。
[0006]一種MEMS麥克風封裝器件，所述封裝器件包括:基板、無源器件、第一種焊料、MEMS麥克風芯片、ASIC芯片、粘片材料、金屬導線、金屬屏蔽罩、第二種焊料；至少一個無源器件通過第一種焊料貼裝于基板上，MEMS麥克風芯片和ASIC芯片通過粘片材料配置于基板上，金屬導線實現(xiàn)MEMS麥克風芯片和ASIC芯片與基板的電氣互聯(lián)，金屬屏蔽罩通過第二種焊料貼裝于基板上，覆蓋無源器件、MEMS麥克風芯片和ASIC芯片。所述第一種焊料的熔點低于第二種焊料。
[0007]所述第一種焊料可以是但不限于In、InAg、Snln、SnB1、SnInBi或者SnInAg合金材料，熔點溫度高于120°C，低于190°C。
[0008]所述第二種焊料可以是但不限于Sn、SnAg或者SnAgCu合金材料，恪點溫度高于200。。，低于 2400C ο
[0009]一種MEMS麥克風封裝器件的組裝方法，其特征主要包括以下步驟:
[0010]步驟1:采用表面貼裝工藝，通過第一種焊料將至少一個無源器件貼裝在基板上；
[0011]步驟2:將MEMS麥克風芯片和ASIC芯片通過粘片材料配置于基板上；
[0012]步驟3:采用引線鍵合工藝，通過金屬導線實現(xiàn)MEMS麥克風芯片和ASIC芯片與基板的電氣互聯(lián)；
[0013]步驟4:采用表面貼裝工藝，通過第二種焊料將金屬屏蔽罩貼裝在基板上，覆蓋無源器件、MEMS麥克風芯片和ASIC芯片。
[0014]其中，第一種焊料的熔點低于第二種焊料的熔點。
[0015]步驟I所述的第一種焊料可以是但不限于In、InAg、Snln、SnBi> SnInBi或者SnInAg合金材料，熔點溫度高于120°C，低于190°C，所述焊料的回流曲線最高溫度不高于200°C。通常回流曲線的最高溫度大于熔點20?50°C，便于形成良好焊接質量。
[0016]步驟3所述的引線鍵合工藝中，基板的加熱溫度低于所述第一種焊料的熔點溫度，從而避免引線鍵合工藝時無源器件的移動。
[0017]步驟4所述的第二種焊料可以是但不限于SruSnAg或者SnAgCu合金材料，恪點溫度高于200°C，低于240°C，所述焊料的回流曲線最高溫度不高于260°C。所述第二種焊料在MEMS麥克風封裝器件與其他器件在模塊級表面組裝時，回流焊曲線溫度接近，避免了金屬屏蔽罩由于第二種焊料與回流最高溫度相差太大產(chǎn)生偏移或者滑動而影響MEMS麥克風性能。
【附圖說明】
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例繪制的表面貼裝無源器件的示意圖。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例繪制的配置MEMS麥克風芯片和ASIC芯片的示意圖。
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例繪制的引線鍵合工藝的示意圖。
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例繪制的MEMS麥克風封裝器件的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0023]請參考圖4，所述的MEMS麥克風封裝器件的結構包括:基板1、無源器件2、第一種焊料3、MEMS麥克風芯片4、ASIC芯片5、粘片材料6、金屬導線7、金屬屏蔽罩8、第二種焊料9。至少一個無源器件2采用表面貼裝工藝通過第一種焊料3貼裝于基板I上，MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5通過粘片材料6配置于基板I上，采用引線鍵合工藝通過金屬導線7實現(xiàn)MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5與基板I的電氣互聯(lián)，金屬屏蔽罩8米用表面貼裝工藝通過第二種焊料9貼裝于基板I上，覆蓋無源器件2、MEMS麥克風芯片4和ASIC芯片5。
[0024]所述第一種焊料3可以是但不限于In、InAg、Snln、SnB1、SnInBi或者SnInAg等合金材料，熔點溫度高于120°C，