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意法半導(dǎo)體量產(chǎn)抗電磁干擾的樹脂封裝MEMS麥克風(fēng)

發(fā)布時間:2012-07-02

新聞事件:
  • 意法半導(dǎo)體將開始量產(chǎn)采用樹脂封裝的MEMS麥克風(fēng)
事件影響:
  • 提高封裝可靠性
  • 配備電磁屏蔽室
  • 能否憑借半導(dǎo)體解決方案戰(zhàn)勝電子部件廠商?

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)將開始量產(chǎn)采用樹脂封裝的MEMS(微小電子機械系統(tǒng))麥克風(fēng)。目前市場上的MEMS麥克風(fēng)幾乎都是金屬封裝產(chǎn)品,意法半導(dǎo)體是業(yè)內(nèi)首家建立起樹脂封裝MEMS麥克風(fēng)量產(chǎn)體制的公司。內(nèi)置的傳感器部分采用歐姆龍制造的MEMS芯片(聲波傳感器)。

在量產(chǎn)工序中,將把2009年宣布開展合作業(yè)務(wù)的歐姆龍制造的MEMS芯片與意法半導(dǎo)體的ASIC組合在一起進行樹脂封裝。MEMS芯片尺寸為2mm×2mm的產(chǎn)品也將在近期投放市場。意法半導(dǎo)體計劃進一步發(fā)展此次的封裝技術(shù),在今后開發(fā)出利用多孔硅來封裝MEMS芯片的產(chǎn)品。

提高封裝可靠性

一般情況下,采用樹脂封裝可以提高封裝時的可靠性,另一方面,卻又容易受到EMI(電磁噪聲)的影響,從麥克風(fēng)內(nèi)部由LSI發(fā)出的EMI可能會泄漏到四周。MEMS麥克風(fēng)大多配備在智能手機和筆記本電腦等受EMI影響較大的設(shè)備中,所以MEMS麥克風(fēng)的EMI對策非常重要。

此次的MEMS麥克風(fēng)之所以能提高封裝可靠性,是因為耐負荷能力變強。麥克風(fēng)采用的是與設(shè)備外殼緊緊貼合并固定的設(shè)計,由此能獲得較高的聲波特性。將麥克風(fēng)的音孔對準設(shè)備外殼上的小孔,在加壓狀態(tài)下,麥克風(fēng)音孔周圍的面就可以固定到設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)的面上。意法半導(dǎo)體的壓力和跌落試驗表明,在受到40N的力時,金屬封裝產(chǎn)品就會損壞,而意法半導(dǎo)體的樹脂封裝產(chǎn)品則平安無事。另外,在加載15N力的情況下進行的手機1.5m跌落試驗中,該樹脂封裝產(chǎn)品也是毫發(fā)無損,而金屬封裝產(chǎn)品則表現(xiàn)不佳。由此可見,此次的MEMS麥克風(fēng)有望實現(xiàn)高可靠性封裝。

樹脂封裝中不存在金屬封裝特有的因形狀而產(chǎn)生的課題。在金屬封裝中,由于折疊部分呈圓角,因此音孔周圍的平面面積會變小,這一影響在小型封裝中變得更為明顯,恐會對封裝可靠性造成不良影響。而在幾乎全都是直角的方形樹脂封裝中,則不會出現(xiàn)此類問題。

配備電磁屏蔽室

意法半導(dǎo)體為了使產(chǎn)品具備抗EMI干擾的性能,在封裝內(nèi)部設(shè)置了電磁屏蔽室,但該公司并未透露有關(guān)技術(shù)的詳細信息。前面已經(jīng)提到,意法半導(dǎo)體計劃把硅用作將來的封裝材料,而且歐姆龍的MEMS麥克風(fēng)芯片具有較強的抗電磁噪聲性能,由此可以推測出,不僅是樹脂封裝產(chǎn)品,硅封裝產(chǎn)品很可能也具有EMI屏蔽功能。

MEMS領(lǐng)域的封裝技術(shù)能夠決定終端的競爭力。在2012年6月于美國舉行的國際學(xué)會“Hilton Head Workshops 2012”上,與MEMS封裝相關(guān)的令人感興趣的發(fā)布接連不斷。意法半導(dǎo)體的MEMS技術(shù)主管Benedetto Vigna也發(fā)表了演講。

能否憑借半導(dǎo)體解決方案戰(zhàn)勝電子部件廠商?

在MEMS麥克風(fēng)市場上,美國樓氏電子(Knowles Electronics)擁有較大的市場份額。美國蘋果公司公開的供應(yīng)商名單(蘋果公司的PDF英文發(fā)布資料)中就有樓氏電子,因此估計“iPhone”系列等智能手機已經(jīng)配備了樓氏電子的產(chǎn)品。而且,盡管市場份額正在迅速減少,但手機供貨量依然很大的芬蘭諾基亞的產(chǎn)品也配備了樓氏電子的MEMS麥克風(fēng)。意法半導(dǎo)體計劃憑借基于新型封裝技術(shù)的MEMS麥克風(fēng),在這個供貨量極大的市場上,從樓氏電子手中奪取市場份額。

在預(yù)測兩家公司的未來發(fā)展時,頗有意思的是二者在封裝技術(shù)解決方案上采取的完全不同的做法。樓氏電子從MEMS麥克風(fēng)量產(chǎn)之初,就一直采用以FR-4基板為基礎(chǔ)的電子部件式封裝方法,而意法半導(dǎo)體則計劃盡早采用樹脂作為封裝材料,并計劃盡快開始采用硅封裝,這可以說是典型的半導(dǎo)體廠商式做法。

關(guān)于樹脂封裝的MEMS麥克風(fēng),樓氏電子也已開發(fā)完成,但在確立量產(chǎn)體制方面,意法半導(dǎo)體處于領(lǐng)先地位。在規(guī)模達到10億個的元器件市場上,半導(dǎo)體廠商和電子部件廠商雙方都存在“成功者”。在消除兩者界限的MEMS技術(shù)中,到底哪個解決方案會取勝呢?此次的競爭或許會成為試金石。
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