麦克风封装及其制造方法技术

本发明专利技术提出一些措施，这些措施能够成本有利地实现麦克风封装，其中在高微型化程度下实现非常好的麦克风性能。这种麦克风封装包括具有麦克风膜片的MEMS麦克风组件和具有壳体底和壳体盖的壳体，其中壳体包围麦克风组件的背侧容积，并且在壳体中构造有通向麦克风膜片的声学进入通道，其相对于背侧容积是封闭的并且使壳体中的至少一个声孔与麦克风膜片的一侧连通。根据本发明专利技术，在壳体的内部安装了插入件，其定义通向麦克风膜片的声学进入通道，其方式是，其与壳体的声孔耦合并且具有至少一个出口，具有麦克风膜片的麦克风组件安装在所述至少一个出口上方。

【技术实现步骤摘要】
麦克风封装及其制造方法
本专利技术涉及一种麦克风封装以及一种用于制造所述麦克风封装的方法。在这里提到的麦克风封装包括至少一个具有麦克风膜片的MEMS麦克风组件和一个具有壳体底和壳体盖的壳体。所述壳体包围麦克风组件的背侧容积(Rückseitenvolumen)。此外，在壳体中构造有通向麦克风膜片的声学进入通道，所述声学进入通道相对于背侧容积是封闭的并且使壳体中的声孔与麦克风膜片的一侧连通。
技术介绍
MEMS组件的封装具有不同功能。封装保护组件免受机械的和化学的环境影响。此外，封装或壳体的类型确定了在使用地点如何安装和接通所述组件。在此特别重要的是用于SMT(surfacemountingtechnology：表面安装技术)安装的壳体。在MEMS麦克风组件的情形中，壳体还承担着一部分麦克风功能，因为麦克风膜片的声学连接和背侧容积由壳体的构型决定性地确定。由此，壳体对MEMS麦克风的传递特性具有重要影响。在US2009/0180655A1中描述了一种开始部分所述类型的麦克风封装。其包括具有壳体的MEMS麦克风组件，所述壳体由壳体底和壳体盖组成。它们压力密封地(druckdicht)彼此连接并且由此包围麦克风组件的背侧容积，所述麦克风组件安装在壳体底上。声音由下方传导到麦克风膜片上。为此，所述麦克风组件压力密封地安装在壳体底中的进入通道的出口上方。通过壳体盖中的管状的连接管实现声导入，所述连接管通到壳体底中的进入通道中。所述结构要求特别制成的、相对较厚的壳体底，这在总体上开销相对较高。此外，只有当进入通道的进口和出口及其垂直延展相对较大时，才可以确保良好的麦克风性能。由此，已知的麦克风封装的微型化可行方案是受限制的。
技术实现思路
通过本专利技术建出一些措施，这些措施能够成本有利地实现在这里提到的类型的麦克风封装，其中，也可以在高微型化程度下实现非常良好的麦克风性能。根据本专利技术，这借助称作插入件(Interposer)的中间支承件实现，所述中间支承件安装在壳体的内部并且定义通向麦克风膜片的声学进入通道，其方式是，其与壳体的声孔耦合并且具有至少一个出口，具有麦克风膜片的麦克风组件安装在所述至少一个出口上方。根据本专利技术，开销相对较高地制造具有平行于底面的进入通道的厚壳体底由两个彼此独立的制造步骤替代，即结构化和成形中间支承件和将所述中间支承件调准地安装在壳体内。根据本专利技术充分利用了：所述中间支承件可以由与壳体底完全不同的材料制造，以及在材料选择适当时可以使用用于预先准备插入件以及用于插入件在壳体中的安装的标准方法。除了所述操作方式相对现有技术的一体的变型方案的成本优点之外，借助于根据本专利技术的插入件还可以更精确地预给定进入通道的几何尺寸以及更精确地预给定其声学特性。这实现整个麦克风封装的全面微型化。原则上存在用于实现根据本专利技术的麦克风封装的多种可能性，这尤其涉及插入件的材料、形状、结构和安装。在本专利技术的一个优选的构型中，插入件实现为扁平的中间支承件的形式，所述扁平的中间支承件具有环绕拱起的边缘区域，并且所述插入件通过所述拱起的边缘区域与壳体底压力密封地连接。由此，所述插入件与壳体底一起形成声学进入通道。所述声学进入通道的出口在所述情形中可以简单地实现为中间支承件中的通孔的形式。所述进入通道的进口同样可以是插入件中的通孔或者也可以是壳体底中的通孔。但它们例如也侧向地构造在壳体底与插入件之间。关于麦克风封装的SMT安装，证实有利的是，声孔位于壳体盖的区域中。在本专利技术的一个优选的实施方式中，壳体盖中指向内部的连接管的敞开的端部用作声孔。借助于所述连接管使声输入与背侧容积分开，其方式是，连接管安装在插入件中的声学进入通道的进口上方并且与其压力密封地连接。因此，声音通过连接管和壳体盖中的声孔以及通过插入件与壳体底之间的进入通道引导到麦克风膜片上。在根据本专利技术的麦克风封装的一个特别有利的变型中，所述麦克风封装也适用于在含有颗粒的周围环境中使用，栅格状的过滤结构位于声学进入通道的进口区域中。由此可以极其有效地防止颗粒沉积在麦克风膜片上并且由此使麦克风信号失真。如已经提到的那样，可以由不同材料制造插入件。在本专利技术的一个优选的变型方案中，麦克风封装包括金属的插入件。可以有利地由与引线框架相同的材料和相同的技术制造这样的插入件，并且也借助标准方法、例如回流焊(reflow-)将其安装在壳体底上。借助通常在引线框架制造中使用的结构化方法可以实现具有非常精确尺寸的非常小的结构。这尤其在制造声进口和声出口以及所述开口区域中的栅格状的过滤结构时是重要的，并且是麦克风封装的整体微型化的前提条件。通过使用金属来代替塑料，可以显著地减小插入件的壁厚。此外，这样制成的金属插入件具有比大多以压铸技术制成的塑料插入件更高的尺寸稳定性。因此，借助金属插入件，不仅在面积上而且在高度上实现了比塑料插入件更小的麦克风封装。金属插入件的另一显著优点是，其可以非常简单地、大批量地以连续阵列的形式制造并且安装在壳体底的相应阵列上。由此，极大地简化了根据本专利技术的麦克风封装的制造，这在下面借助附图更详细地进行说明。附图说明如以上已经讨论的那样，存在通过有利的方式构型和扩展本专利技术的教导的不同可行方案。为此，一方面参照与独立权利要求1并列的权利要求而另一方面参照以下借助附图的实施例描述。图1示出根据本专利技术的麦克风封装的示意性剖面图。为了说明多个根据本专利技术的麦克风封装的制造示出：图2a：插入件阵列，图2b：壳体底阵列，图2c：壳体盖阵列，图2d：在安装插入件阵列后的壳体底阵列，图2e：在装配麦克风芯片后的图2d的结构，图2f：在安装壳体盖阵列后以及在分离麦克风封装后的图2e的结构。具体实施方式在图1中示出了具有MEMS麦克风组件1的麦克风封装10。在所述MEMS麦克风组件1的上侧中构造有膜片11，所述膜片11具有用于信号检测的电路元件12。通过组件背侧中的空腔13以声压加载所述麦克风膜片11。MEMS麦克风组件1位于壳体2中，所述壳体基本上由壳体底21和壳体盖22组成。壳体底21和壳体盖22压力密封地彼此连接并且形成用于麦克风膜片11的背侧容积20。在壳体盖22中构造有指向内部的连接管23，所述连接管23具有声孔24。根据本专利技术，麦克风封装10还包括称为插入件3的中间支承件。所述中间支承件与壳体底21一起形成用于麦克风组件1的声学进入通道30，所述声学进入通道使壳体盖22中的声孔24与麦克风膜片11下方的空腔13连通并且同时相对于背侧容积20是封闭的。根据本专利技术的一个优选实施方式，插入件3在此实现为金属支承部件的形式，其由引线框架材料出发借助引线框架的制造方法——如冲压、蚀刻和深拉伸进行结构化和成形。在此，在所述插入件3中产生进口31和出口32。在进口31的开口区域中构造有网状的过滤结构33。可以有利地通过蚀刻引线框架材料来实现这样精细的结构。此外，插入件3的边缘区域34拱起。插入件3安装在壳体底21上并且通过其拱起的边缘区域34与壳体底压力密封地连接。另外，具有声孔24的壳体盖22的连接管23通过进口31与插入件3压力密封地连接。根据壳体部件21和22的材料，可以简单地通过粘接或焊接建立与金属插入件3的连接。麦克风组件1同样压力密封地安装在插入件3上，更确切地说，借助空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.13 DE 102010062887.51.麦克风封装体(10)，所述麦克风封装体至少包括：MEMS麦克风组件(1)，所述MEMS麦克风组件具有麦克风膜片(11)；壳体(2)，所述壳体具有壳体底(21)和壳体盖(22)，其中，所述壳体(2)包围所述麦克风组件(1)的背侧容积(20)，并且在所述壳体(2)中构造有通向所述麦克风膜片(11)的声学进入通道(30)，所述声学进入通道相对于所述背侧容积(20)是封闭的并且使所述壳体(2)中的至少一个声孔(24)与所述麦克风膜片(11)的一侧连通；插入件(3)，所述插入件安装在所述壳体(2)的内部并且定义通向所述麦克风膜片(11)的所述声学进入通道(30)，其方式是，所述声学进入通道与所述壳体(2)的声孔(24)耦合并且具有至少一个出口(32)，具有所述麦克风膜片(11)的所述麦克风组件(1)安装在所述至少一个出口上方，其特征在于，所述插入件(3)实现为基本上扁平的中间支承件的形式，所述中间支承件具有环绕拱起的边缘区域(34)，所述插入件(3)通过其拱起的边缘区域(34)与所述壳体底(21)压力密封地连接，使得其与所述壳体底(21)一起形成所述声学进入通道(30)，并且至少所述声学进入通道(30)的所述出口(32)实现为所述插入件(3)中的通孔的形式。2.根据权利要求1所述的麦克风封装体(10)，其特征在于，在所述壳体盖(22)中构造有指向内部的连接管(23)，所述连接管具有声孔(24)，所述声学进入通道(30)的所述至少一个进口(31)实现为所述插入件(3)中的通孔的形式，并且所述壳体盖(22)的连接管(23)压力密封地安装在所述进口(3)的上方。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克瑙斯，S·诺格尔，A·德勒，E·奥克斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：