一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构的制作方法

本实用新型涉及微机电技术领域，具体来说，涉及一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构。

背景技术：

微机电(memsmicro-electro-mechanicalsystem)麦克风或称硅麦克风因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集。硅麦克风一般与一个集成电路芯片电连接，由该集成电路芯片提供硅麦克风正常工作所需要的偏置电压并接收和处理硅麦克风将声音经过声-电转换后输出的电信号。

目前，为使硅麦克风正常工作，需对麦克风和集成电路芯片加以封装。传统的封装采用硅铝合金线或纯金线对asic芯片与mems芯片之间及asic芯片与pcb封装基板键合区之间分别实现连接，而硅铝合金线由于不具备与多种金属键合的兼容性且抗疲劳强度较差已渐被纯金线所替代。近年来随着微机电产品的广泛应用，对封装产生的接触电阻和抗疲劳强度要求更高更苛刻，用纯金线封装的产品虽然解决了与多种金属键合的兼容性问题并在一定程度上提高了抗疲劳强度，但其键合结构的接触电阻仍然较大，采用纯金线封装的硅麦克风其mems芯片对声音采集的信号被衰减进而其内部形成的声学腔体和声学通道噪声水平较高。于是进一步降低封装结构的接触电阻以最大程度的消减硅麦克风其mems芯片对声音采集信号的衰减成为业界必须攻克的难题。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构包括pcb封装基板，pcb封装基板上设置有键合区、asic芯片和mems芯片，asic芯片外侧覆盖有软胶保护层，asic芯片与mems芯片之间及asic芯片与pcb封装基板键合区之间分别均通过镀钯金线键合连接。

进一步的，用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构采用镀钯金线对asic芯片与mems芯片之间及asic芯片与pcb封装基板键合区之间分别实现键合后在不同金属表面的接触界面处由于原子的相互扩散而构成熔合层，从而形成不同金属原子层与熔合层交互叠加成一体的键合结构。

进一步的，在镀钯金线与pcb封装基板键合区的键合结构中依次形成钯原子层、钯-金熔合层、金原子层、金-钯熔合层、钯原子层及钯-键合区金属熔合层、键合区金属层。

进一步的，在镀钯金线与芯片金属键合后形成的键合结构中依次形成钯原子层、钯-金熔合层、金原子层、金-钯熔合层、钯原子层及钯-芯片金属熔合层、芯片金属层。

进一步的，为防止asic芯片受外界信号干扰，芯片外侧覆盖有保护层，保护层采用聚酰亚胺软胶。

进一步的，为了保证硅麦芯片对声音的吸收，进而提高用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构的声-电转换效果，所述pcb封装基板上设置有正极接口vdd、负极接口gnd及输出接口out，所述asic芯片上设置有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口及第六端口，所述mems芯片上设置有偏压接口bias和通信接口signal；其中，所述正极接口vdd与所述第六端口连接，所述负极接口gnd与所述第二端口连接，所述输出接口out与所述第一端口连接；所述偏压接口bias与所述第五端口连接，所述通信接口signal与所述第四端口连接。

本实用新型的有益效果：镀钯金线键合结构中不同原子层的接触界面之间形成相互熔合的状态，使得接触电阻更小进而电子流在不同原子层之间迁越的速率更快，熔合状态的金属原子排列紧密更能耐受电流和机械振动冲击。由于镀钯金线在保留纯金线优点的基础上其键合结构具有更小的接触电阻和更高的抗疲劳强度，用镀钯金线封装后的硅麦克风其内部形成的声学腔体和声学通道的噪声水平更低声音采集信号的衰减更小。asic芯片外侧覆盖聚酰亚胺软胶保护层使芯片抗干扰能力更强进而使用寿命更长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是根据本实用新型实施例的一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构的镀钯金线键合结构的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构的pcb封装基板的结构示意图；

图中：

1、pcb封装基板；2、键合区；3、asic芯片；4、mems芯片；5、软胶保护层；6、镀钯金线；2001、钯原子层；2002、钯-金熔合层；2003、金原子层；2004、金-钯熔合层；2005、钯原子层；2006、钯-键合区金属熔合层；3001、钯-芯片金属熔合层；3002、芯片金属层。

具体实施方式

为进一步说明实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的部件并未按比例绘制。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明：

如图1所示，根据本实用新型实施例用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构，包括pcb封装基板1，所述pcb封装基板1上设置有键合区2，所述pcb封装基板1依次设置有asic芯片3和mems芯片4，所述asic芯片3外侧覆盖有软胶保护层5，所述asic芯片3与所述mems芯片4之间及所述asic芯片3与所述pcb封装基板1的键合区2之间分别均通过镀钯金线6连接。

如图2所示，镀钯金线6的一端与键合区2形成基板键合结构，基板键合结构由依次叠加的钯原子层2001、钯-金熔合层2002、金原子层2003、金-钯熔合层2004、钯原子层2001、钯-键合区金属熔合层2005及键合区2所构成。镀钯金线6的另一端与asic芯片3形成芯片键合结构，芯片键合结构由依次叠加的钯原子层2001、钯-金熔合层2002、金原子层2003、金-钯熔合层2004、钯原子层2001及钯-芯片金属熔合层3001、芯片金属层3002所构成。

如图3所示，pcb封装基板上设置有正极接口vdd、负极接口gnd及输出接口out，所述asic芯片上设置有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口及第六端口，所述mems芯片上设置有偏压接口bias和通信接口signal；其中，所述正极接口vdd与所述第六端口连接，所述负极接口gnd与所述第二端口连接，所述输出接口out与所述第一端口连接；所述偏压接口bias与所述第五端口连接，所述通信接口signal与所述第四端口连接。

借助于上述技术方案，硅麦克风其mems芯片4对声音的采集信号通过镀钯金线6形成的键合结构时，其接触电阻极低对声音信号的衰减极小。

工作原理：该实用新型用镀钯金线键合硅麦芯片封装结构在具体应用时，将mems芯片4、asic芯片3分别使用专用高软银浆固定在pcb封装基板1的装片区上，进而集成在一个封装之内，而这些不同的芯片可以使用不同的材料和工艺技术制造；镀钯金线6在mems芯片4电极上焊接至asic芯片3电极使芯片之间线路连通；镀钯金线6在asic芯片3电极上焊接至pcb封装基板1使asic芯片3与封装基板1之间线路连通；软胶保护层5保护asic芯片3与pcb封装基板1键合区2。由此完成硅麦克风的微机电集成封装。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过采用镀钯金线6对芯片与芯片、芯片与基板实施键合连接，使其形成镀钯金线6与不同金属全兼容的键合结构，镀钯金线6键合结构在不同金属之间的界面表层形成钯原子与其他金属原子的熔合层，熔合层的原子排列紧密接触电阻极小进而降低了硅麦克风对声音采集信号的衰减。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。