CN115442723A - 发声封装结构以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发声封装结构以及其制造方法，所述发声封装结构包括第一子封装结构与第二子封装结构。第一子封装结构包括第一基板与第一芯片，第一基板具有第一开口，第一芯片包括第一振膜，并连接于第一基板，其中第一音腔形成在第一振膜与第一基板之间。第二子封装结构设置在第一子封装结构上，其中第一子封装结构与第二子封装结构彼此堆迭，第二子封装结构包括第二基板与第二芯片。第二基板连接于第一基板，并具有第二开口，其中第二开口与第一开口彼此连接。第二芯片包括第二振膜，并连接于第二基板，其中第二音腔形成在第二振膜与第二基板之间。

Description

发声封装结构以及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发声封装结构以及其制造方法，特别是涉及一种用以保护具有用来产生声波的振膜的芯片的发声封装结构以及其制造方法。
背景技术
由于微型发声装置(如，微机电***(micro electro mechanical system,MEMS)微型扬声器)因为其体积小而可广泛应用于各式电子装置中，因此近年来微型发声装置发展迅速。举例而言，MEMS微型扬声器可使用薄膜压电材料作为致动件和单晶硅薄膜作为振膜，而它们由至少一半导体工艺所形成。
然而，微型发声装置由于其体积小且结构脆弱，因此需要受到保护。据此，需要提供一种封装结构来保护微型发声装置。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种用以保护具有用来产生声音的振膜的芯片的发声封装结构，并提供一种此发声封装结构的制造方法。
本发明的一实施例提供一种发声封装结构，其包括第一子封装结构与第二子封装结构。第一子封装结构包括第一基板与第一芯片，第一基板具有第一开口，第一芯片包括第一振膜，并连接于第一基板，其中第一音腔形成在第一振膜与第一基板之间。第二子封装结构设置在第一子封装结构上，其中第一子封装结构与第二子封装结构彼此堆迭，第二子封装结构包括第二基板与第二芯片。第二基板连接于第一基板，并具有第二开口，其中第二开口与第一开口彼此连接。第二芯片包括第二振膜，并连接于第二基板，其中第二音腔形成在第二振膜与第二基板之间。连接于第一开口与第二开口的间隙形成在第一基板与第二基板之间，使得发声封装结构外的环境、第一音腔与第二音腔彼此连接。
本发明的一实施例提供一种发声封装结构的制造方法，其包括：制造第一子封装结构，其中制造第一子封装结构的步骤包括设置第一芯片在第一基板上，其中第一开口形成在第一基板中，第一音腔形成在第一基板与第一芯片的第一振膜之间；制造第二子封装结构，其中制造第二子封装结构的步骤包括设置第二芯片在第二基板上，其中第二开口形成在第二基板中，第二音腔形成在第二基板与第二芯片的第二振膜之间；连接第二子封装结构与第一子封装结构，其中第一基板连接于第二基板，第一基板与第二基板在第一芯片与第二芯片之间；以及形成位于第一基板与第二基板之间的间隙；其中间隙连接于第一开口与第二开口，使得发声封装结构外的环境、第一音腔与第二音腔彼此连接。
根据本发明，可提高发声封装结构的良品率与可靠度，并可提升发声封装结构所产生的声波的声压电平。
在阅读了下文绘示有各种附图的实施例的详细描述之后，对于所属领域的技术人员来说，应可清楚明了本发明的目的。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的发声封装结构的剖面示意图。
图2所示为本发明第一实施例的发声封装结构的第一基板的俯视示意图。
图3至图6为本发明一实施例的发声封装结构的制造方法在不同阶段时的结构的示意图。
图7所示为本发明第二实施例的发声封装结构的剖面示意图。
图8所示为本发明第三实施例的发声封装结构的剖面示意图。
图9所示为本发明第四实施例的发声封装结构的剖面示意图。
图10所示为本发明第五实施例的发声封装结构的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100 第一子封装结构
110 第一基板
110t、130t、220t、240t 走线
112 第一减薄部
114 第一封装连接垫
130 第三基板
132 外部连接垫
150 第一壁体
152 第一壁体开口
154t 第一连接线
200 第二子封装结构
220 第二基板
222 第二减薄部
224 第二封装连接垫
240 第四基板
250 第二壁体
252 第二壁体开口
254t 第二连接线
300 第三子封装结构
310 第五基板
312 第三减薄部
320 第六基板
322 第四减薄部
AG 间隙
CNT 连接元件
CP 芯片
CP1 第一芯片
CP2 第二芯片
CP3 第三芯片
CP4 第四芯片
D1、D1' 第一方向
D2 第二方向
D3 第三方向
D4 第四方向
EC 电子元件
INP 内部接合垫
MB1 第一振膜
MB2 第二振膜
MB3 第三振膜
MB4 第四振膜
OP1 第一开口
OP2 第二开口
OP3 第三开口
OP4 第四开口
PKG1、PKG2、PKG3、PKG4、PKG5 发声封装结构
SD 距离
SPR 间隔物
SPRt 间隔物走线
V1、V2、V3、V4、V5、V6 音腔
WI 导电线
X、Y、Z 方向
具体实施方式
为使本领域的通常知识者能更进一步了解本发明，下文将详细说明所列举的本发明的优选实施例、关键元件的典型材料或参数范围，并配合具有标记的附图说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，附图均为简化的示意图，且基于目前技术说明了关键元件的材料和参数范围，因此，仅显示与本发明有关的元件与组合关系，以对本发明的基本架构、实施方法或操作提供更清楚的描述。实际的元件与布局可能更为复杂，且所使用的材料或参数范围可能会随着未来技术的发展而变化。另外，为了方便说明，本发明的各附图中所示的元件可非以实际数目、形状、尺寸做等比例绘制，其详细情况可依照设计的需求进行调整。
在下文说明书与权利要求书中，“包括”、“含有”、“具有”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。因此，当本发明的描述中使用术语“包括”、“含有”及/或“具有”时，其指定了相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在，但不排除一个或多个相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在。
在下文说明书与权利要求书中，当“B1构件由B1所形成”，则表示B1构件的形成存在有C1或使用C1，且B1构件的形成不排除一个或多个其他的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在或使用。
在下文说明书与权利要求书中，术语“水平方向”表示为平行于水平面的方向，术语“水平面”表示为平行于附图中方向X与方向Y的方向，术语“铅直方向”表示为平行于附图中方向Z的方向，且方向X、方向Y与方向Z彼此垂直。在说明书与权利要求书中，术语“俯视上”表示沿着铅直方向的观看结果。在说明书与权利要求书中，术语“剖面”表示结构沿着铅直方向切开并由水平方向观看的观看结果。
在下文说明书与权利要求书中，术语“实质上”是指可存在或不存在微小偏差。举例来说，术语“实质上平行”、“实质上沿着”是指两构件之间的夹角可小于或等于特定角度阀值，例如10度、5度、3度或1度。举例来说，术语“实质上对齐”是指两构件之间的偏差可小于或等于特定差异阀值，例如2μm(微米)或1μm。举例来说，术语“实质上相同”是指偏差在给定值或给定范围内，例如在10％、5％、3％、2％、1％或0.5％内。
说明书与权利要求书中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词用以修饰元件，其本身并不意含及代表该(或该些)元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。权利要求书与说明书中可不使用相同用词，据此，说明书中的第一构件在权利要求中可能为第二构件。
须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神下，可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。
在本发明中，声能转换器可执行声学转换(acoustic transformation)，其中声学转换可将信号(例如，电信号或其他适合类型的信号)转换为声波。在一些实施例中，声能转换器可为声音产生装置、扬声器、微型扬声器或其他适合的装置，以将电信号转换成声波，但不以此为限。需注意的是，发声封装结构的操作是指由发声封装结构执行声学转换(例如，声波是通过电驱动信号致动发声封装结构中的发声元件来产生)。
请参考图1与图2，图1所示为本发明第一实施例的发声封装结构的剖面示意图，图2所示为本发明第一实施例的发声封装结构的第一基板的俯视示意图，其中沿着图2的剖面线A-A’的第一基板的剖面绘示于图1。如图1所示，发声封装结构PKG1可包括彼此堆迭的多个子封装结构，而各子封装结构可为封装元件并具有用以执行声学转换的至少一发声元件(如，具有振膜的至少一芯片)。举例而言，在图1中，发声封装结构PKG1可包括两个彼此堆迭的子封装结构(即，第一子封装结构100与设置在第一子封装结构100上的第二子封装结构200)，但不以此为限。发声封装结构PKG1所包含的子封装结构的数量可依据需求而设计。
如图1所示，第一子封装结构100可包括第一基板110，第二子封装结构200可包括第二基板220。可选择地，如图1所示，第一子封装结构100还可包括相对于第一基板110的第三基板130，第二子封装结构200还可包括相对于第二基板220的第四基板240。第一基板110、第二基板220、第三基板130与第四基板240可各自为硬质或可挠。举例来说，第一基板110、第二基板220、第三基板130与第四基板240可各自包括硅(silicon)、锗(germanium)、玻璃、塑胶、石英、蓝宝石、聚合物、树脂、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、其他任何适合的材料或其组合。可选择地，至少一导电层(如，至少一金属层)、至少一绝缘层、至少一半导体层或其组合可被包括在第一基板110、第二基板220、第三基板130及/或第四基板240中。举例而言，此些基板的至少一个可为包括积层板(laminate)(例如铜箔基板(copper clad laminate,CCL))、平面网格阵列板(land grid array board,LGA board)或任何其他适合的包含导电材料的板的电路板，以包括导电元件(如，导电走线、接合垫及/或连接垫)。
在图1中，第二基板220可连接于第一基板110，以使第一子封装结构100与第二子封装结构200彼此连接。因此，第一基板110与第二基板220可位于第三基板130与第四基板240之间。
用以执行声学转换的多个芯片CP可被包括在发声封装结构PKG1中。在本实施例中，第一子封装结构100与第二子封装结构200可各自包括至少一芯片CP。在图1中，第一子封装结构100可包括第一芯片CP1，第二子封装结构200可包括第二芯片CP2。可选择地，第一子封装结构100还可包括第三芯片CP3，第二子封装结构200还可包括第四芯片CP4。如图1所示，第一芯片CP1与第三芯片CP3可设置在第一基板110与第三基板130之间，第二芯片CP2与第四芯片CP4可设置在第二基板220与第四基板240之间。
如图1所示，第一芯片CP1可连接于第一基板110，第二芯片CP2可连接于第二基板220，第三芯片CP3可连接于第三基板130，第四芯片CP4可连接于第四基板240。芯片CP可通过任何适合的元件连接于基板。举例而言，在图1中，芯片CP可通过连接元件CNT粘着于基板，并通过导电线WI(即，导电线WI通过引线焊接工艺(wire bonding process)所形成)电连接于基板的内部接合垫INP，以使芯片CP连接于基板，但不以此为限。须说明的是，连接元件CNT可包括绝缘粘着材料及/或导电粘着材料，如胶、环氧树脂(epoxy)、晶片贴覆膜(dieattach film,DAF)、干膜(dry film)及/或焊料(solder)，但不以此为限。若连接元件CNT包括导电粘着材料，芯片CP可通过连接元件CNT电连接于基板的导电元件(如，内部接合垫INP)。在一些实施例中(图未示)，可不存在导电线WI，且芯片CP可通过连接元件CNT电连接于基板的内部接合垫INP(如，芯片倒装焊封装(flip chip package))，但不以此为限。
在图1中，第一芯片CP1可在第一基板110的法线方向上重叠于第三芯片CP3，第二芯片CP2可在第一基板110的法线方向上重叠于第四芯片CP4，以缩减第一子封装结构100与第二子封装结构200的横向尺寸。须说明的是，第一基板110的法线方向可平行于附图中的方向Z。
芯片CP可包括至少一振膜，振膜用以被致动以产生声波。在图1中，第一芯片CP1可包括第一振膜MB1，第二芯片CP2可包括第二振膜MB2，第三芯片CP3可包括第三振膜MB3，第四芯片CP4可包括第四振膜MB4。在发声封装结构PKG1的操作中，振膜可被致动以移动。在本实施例中，振膜可被致动以向上移动与向下移动，但不以此为限。在本发明中，术语“向上移动”与“向下移动”表示振膜实质上沿着方向Z移动。
芯片CP可包括振膜外的锚定结构，其中振膜连接于锚定结构，以被锚定结构锚定。举例而言，振膜可被锚定结构所环绕，但不以此为限。在发声封装结构PKG1的操作期间中，锚定结构可为固定不动。换句话说，在发声封装结构PKG1的操作期间中，锚定结构可为相对于振膜的固定端(或固定边缘)。
振膜与锚定结构可包括任何适合的材料。在一些实施例中，振膜与锚定结构可各自包括硅(例如，单晶硅或多晶硅)、硅化合物(例如，碳化硅、氧化硅)、锗、锗化合物、镓、镓化合物(例如，氮化镓、砷化镓)或其组合，但不以此为限。振膜与锚定结构可具有相同或不同的材料。
芯片CP可包括设置在振膜上的致动件，致动件用以致动振膜。因此，振膜可通过致动件而被致动，以沿着方向Z移动，进而执行声学转换。须说明的是，声波是因为由致动件致动而造成振膜的移动而产生，且振膜的移动相关于声波的声压电平(sound pressurelevel,SPL)。
致动件对于振膜沿方向Z上的运动具有单调的机电转换功能。在一些实施例中，致动件可为压电式致动件、静电式致动件、纳米静电致动式(nanoscopic-electrostatic-drive,NED)致动件、电磁式致动件或任何其他适合的致动件，但不以此为限。举例而言，在一实施例中，致动件可为压电式致动件，压电式致动件可包含例如两电极与设置在两电极之间的压电材料层(例如，锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT))，其中压电材料层可依据电极所接收到的驱动信号(例如，驱动电压)来致动振膜，但不以此为限。举例而言，在另一实施例中，致动件可为电磁式致动件(如平面式线圈(planar coil))，其中电磁式致动件可依据所接收到的驱动信号(例如，驱动电流)与磁场来致动振膜(即，振膜可由电磁力所致动)，但不以此为限。举例而言，在另一实施例中，致动件可为静电式致动件(如，导电板)或NED致动件，其中静电式致动件或NED致动件可依据所接收到的驱动信号(例如，驱动电压)与电场来致动振膜(即，振膜可由静电力所致动)，但不以此为限。
致动件可基于所接收到的驱动信号而致动振膜以产生声波。声波对应于输入音讯信号，而施加在致动件上的驱动信号对应于(相关于)输入音讯信号。
在一些实施例中，声波、输入音讯信号与驱动信号具有相同频率，但不以此为限。也就是说，发声封装结构PKG1以声音的频率产生声音(即，发声封装结构PKG1产生符合古典声波定理的零平均流假设(zero-mean-flow assumption)的声波)，但不以此为限。
须说明的是，各振膜所产生的声波的频率范围可依据需求而设计。举例来说，一实施例的振膜可产生能覆盖人类可听频率范围(如，20赫兹(Hz)～20千赫兹(kHz))的声波，但不以此为限。举例来说，另一实施例的振膜可产生高于一特定频率的声波，使得包括此振膜的芯片CP可为高频发声单元(高音扬声器(tweeter))，但不以此为限。举例来说，另一实施例的振膜可产生低于一特定频率的声波，使得包括此振膜的芯片CP可为低频发声单元(低音扬声器(woofer))，但不以此为限。须说明的是，此特定频率可为800Hz至4kHz(如，1.44kHz)，但不以此为限。
或者，在一些实施例中，驱动信号可使振膜产生多个空气脉冲，各空气脉冲的脉冲周期小于声波的周期与输入音讯信号的周期，且声波的一个波是由多个空气脉冲所再现，其中空气脉冲的脉冲周期为空气脉冲的脉冲率的倒数，而声波的周期与输入音讯信号的周期分别为声波的频率与输入音讯信号的频率的倒数。在此情况下，若空气脉冲的脉冲周期的长度都相同，则再现声波的一个波的空气脉冲的数量随着声波的音频频率的增加而减少。为了使声波的一个波能被足够数量的空气脉冲所再现，空气脉冲的脉冲率高于人类最大可听频率或高于人类最大可听频率的两倍(人类最大可听频率一般为20kHz)，但不以此为限。另外，在一些实施例中，根据奈奎斯特定律(Nyquist law)，为了避免频谱混迭，空气脉冲的脉冲率需比声波的最大频率高至少两倍。
发声封装结构PKG1中的芯片CP可依据需求而相同或不同。在一些实施例中，第一芯片CP1可相同于第二芯片CP2，第三芯片CP3可相同于第四芯片CP4且不同于第一芯片CP1，但不以此为限。举例而言，包括在第一芯片CP1中的第一振膜MB1与包括在第二芯片CP2中的第二振膜MB2可产生低频的声波，以使第一芯片CP1与第二芯片CP2为低频发声单元，但不以此为限。举例而言，第三芯片CP3可包括两个第三振膜MB3，第四芯片CP4可包括两个第四振膜MB4，第三振膜MB3的其中一个与第四振膜MB4的其中一个可产生低频的声波，第三振膜MB3的其中另一个与第四振膜MB4的其中另一个可产生高频的声波，使得第三芯片CP3与第四芯片CP4都可包括高频发声单元与低频发声单元，但不以此为限。
在一些实施例中，第一芯片CP1可相同于第三芯片CP3，第二芯片CP2可相同于第四芯片CP4且不同于第一芯片CP1，但不以此为限。在一些实施例中，所有芯片CP可彼此相同或彼此不同，但不以此为限。
芯片CP由任何适合的工艺所形成。在一些实施例中，芯片CP可由至少一半导体工艺所形成，其中可在晶片上进行半导体工艺以形成芯片CP，而晶片可包含硅(例如，单晶硅或多晶硅)、硅化合物(例如，碳化硅、氧化硅)、锗、锗化合物、镓、镓化合物(例如，氮化镓、砷化镓)、任何其他适合的材料或其组合。举例而言，晶片可为硅晶片、硅覆绝缘体(SOI)晶片、多晶硅覆绝缘体(POI)晶片、外延硅覆绝缘体晶片(epitaxial silicon on insulatorwafer)、或锗覆绝缘体(GOI)晶片，但不以此为限。在一些实施例中，芯片CP可为MEMS结构，使得发声封装结构PKG1与子封装结构可为MEMS结构的封装结构，但不以此为限。
此外，第一子封装结构100还可包括至少一第一壁体150，铅直设置在且连接在第一基板110与第三基板130之间，第二子封装结构200还可包括至少一第二壁体250，铅直设置在且连接在第二基板220与第四基板240之间(即，第一壁体150的长方向与第二壁体250的长方向可平行于方向Z)。因此，由第一基板110、第三基板130与第一壁体150所包围的音腔可存在于第一子封装结构100中，由第二基板220、第四基板240与第二壁体250所包围的音腔可存在于第二子封装结构200中。
第一壁体150与第二壁体250可各自为硬质基板或可挠基板。举例来说，第一壁体150与第二壁体250可各自包括硅、锗、玻璃、塑胶、石英、蓝宝石、聚合物、树脂、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、其他任何适合的材料或其组合。可选择地，至少一导电层(如，至少一金属层)、至少一绝缘层、至少一半导体层或其组合可被包括在第一壁体150及/或第二壁体250中。举例而言，此些基板的至少一个可为包括积层板、平面网格阵列板或任何其他适合的包含导电材料的板的电路板，以包括导电元件(如，导电走线、接合垫及/或连接垫)。
如图1所示，音腔V1可形成在第一基板110与第一芯片CP1的第一振膜MB1之间且直接接触第一基板110与第一振膜MB1，音腔V2可形成在第二基板220与第二芯片CP2的第二振膜MB2之间且直接接触第二基板220与第二振膜MB2，音腔V3可形成在第三基板130与第三芯片CP3的第三振膜MB3之间且直接接触第三基板130与第三振膜MB3，音腔V4可形成在第四基板240与第四芯片CP4的第四振膜MB4之间且直接接触第四基板240与第四振膜MB4。另外，音腔V5可形成在第一振膜MB1与第三振膜MB3之间且直接接触第一振膜MB1与第三振膜MB3(即，音腔V5可形成在第一振膜MB1与第三基板130之间)，音腔V6可形成在第二振膜MB2与第四振膜MB4之间且直接接触第二振膜MB2与第四振膜MB4(即，音腔V6可形成在第二振膜MB2与第四基板240之间)。
举例而言，在图1中，音腔V5可由于第一芯片CP1而与音腔V1隔绝，并可由于第三芯片CP3而与音腔V3隔绝，但不以此为限。举例而言，在图1中，音腔V6可由于第二芯片CP2而与音腔V2隔绝，并可由于第四芯片CP4而与音腔V4隔绝，但不以此为限。
如图1所示，第一基板110可具有连接于音腔V1的第一开口OP1，第二基板220可具有连接于音腔V2的第二开口OP2。在一些实施例中，第一开口OP1可在方向Z上对应第二开口OP2，但不以此为限。
连接于第一开口OP1与第二开口OP2的间隙AG可形成在第一基板110与第二基板220之间(即，第一开口OP1与第二开口OP2可通过间隙AG连接)，使得发声封装结构PKG1外的环境可通过间隙AG、第一开口OP1与第二开口OP2连接于音腔V1与音腔V2。换句话说，存在于第一基板110与第二基板220之间的间隙AG可形成从第一开口OP1与第二开口OP2至第一基板110的边缘与第二基板220的边缘的空气通道，使得发声封装结构PKG1外的环境、音腔V1与音腔V2可通过间隙AG而彼此连接。举例而言，如图1所示，在间隙AG中，第一基板110与第二基板220之间的距离SD可大于300μm，进而提升从音腔V1与音腔V2至发声封装结构PKG1外的环境的空气通道的效果，但不以此为限。
如图1与图2所示，为了形成间隙AG，第一基板110可具有邻近于第一开口OP1的第一减薄部112(即，第一开口OP1的一边缘的至少一部分可属于第一减薄部112)，使得间隙AG可由于第一减薄部112而形成。可选择地，如图1所示，第二基板220也可具有邻近于第二开口OP2的第二减薄部222(即，第二开口OP2的一边缘的至少一部分可属于第二减薄部222)，而间隙AG可由于第一减薄部112与第二减薄部222而形成。在图1中，第一减薄部112的厚度可小于第一基板110的其他部分的厚度，第二减薄部222的厚度可小于第二基板220的其他部分的厚度。举例而言，第一减薄部112可通过蚀刻第一基板110中的至少一层的一部分所形成，第二减薄部222通过蚀刻第二基板220中的至少一层的一部分所形成，但不以此为限。在一些实施例中(如图1所示)，第一减薄部112可在方向Z上对应第二减薄部222，使得间隙AG可形成在第一减薄部112与第二减薄部222之间，但不以此为限。
如图1所示，第三基板130可具有连接于音腔V3的第三开口OP3，第四基板240可具有连接于音腔V4的第四开口OP4，使得音腔V3可通过第三开口OP3连接发声封装结构PKG1外的环境，音腔V4可通过第四开口OP4连接发声封装结构PKG1外的环境。此外，如图1所示，连接于音腔V5的第一壁体开口152可形成在第一壁体150中，连接于音腔V6的第二壁体开口252可形成在第二壁体250中，使得音腔V5可通过第一壁体开口152连接发声封装结构PKG1外的环境，音腔V6可通过第二壁体开口252连接发声封装结构PKG1外的环境。
发声封装结构PKG1可具有至少一前开口与至少一后开口，其中芯片CP所产生的声波可通过前开口向外传播至聆听者(即，前开口作为声音出口)，而后开口可用以降低声音刚性(acoustic stiffness)。举例而言，第一壁体开口152与第二壁体开口252可为两个前开口，第三开口OP3、第四开口OP4以及连接于第一开口OP1与第二开口OP2的间隙AG可为三个后开口，但不以此为限。
在本实施例的第一子封装结构100中(如图1所示)，第一振膜MB1与第三振膜MB3可用以在音腔V5中产生第一声波，第一声波可通过第一壁体开口152并朝向第一方向D1向外传播，其中形成在第一子封装结构100的第一壁体150中的第一壁体开口152可作为第一子封装结构100的声音出口，但不以此为限。
在本实施例的第一子封装结构100中(如图1所示)，当第一振膜MB1被致动时，空气波可形成在音腔V1中，且音腔V1中的此空气波可通过第一开口OP1与间隙AG而朝向第二方向D2传播，其中第二方向D2可相反于第一方向D1，但不以此为限。并且，当第三振膜MB3被致动时，空气波可形成在音腔V3中，且音腔V3中的此空气波可通过第三开口OP3而朝向第三方向D3传播，其中第三方向D3可实质上垂直于第一方向D1，但不以此为限。
在本实施例的第二子封装结构200中(如图1所示)，第二振膜MB2与第四振膜MB4可用以在音腔V6中产生第二声波，第二声波可通过第二壁体开口252并朝向第一方向D1’向外传播，其中形成在第二子封装结构200的第二壁体250中的第二壁体开口252可作为第二子封装结构200的声音出口，但不以此为限。需注意的是，第一方向D1’可平行于第一方向D1，但不以此为限。
在本实施例的第二子封装结构200中(如图1所示)，当第二振膜MB2被致动时，空气波可形成在音腔V2中，且音腔V2中的此空气波可通过第二开口OP2与间隙AG而朝向第二方向D2传播，其中第二方向D2可相反于第一方向D1’，但不以此为限。并且，当第四振膜MB4被致动时，空气波可形成在音腔V4中，且音腔V4中的此空气波可通过第四开口OP4而朝向第四方向D4传播，其中第四方向D4可实质上垂直于第一方向D1’(与第一方向D1)，但不以此为限。须说明的是，第四方向D4可相反于第三方向D3，但不以此为限。
在图1中，多个外部连接垫132可形成在第三基板130中，外部连接垫132可位于第三基板130的相反于第一基板110的一侧，第一基板110、第二基板220、第四基板240、第一壁体150与第二壁体250可不具有外部连接垫132，其中发声封装结构PKG1外的外部装置可通过外部连接垫132将信号传输到发声封装结构PKG1。
所有芯片CP可通过基板中的至少一导电线电连接于第三基板130的外部连接垫132。
在一些实施例中，第三芯片CP3可通过第三基板130中的内部接合垫INP与第三基板130的至少一走线(图未示)电连接于外部连接垫132，但不以此为限。
如图1所示，第一壁体150可包括电连接在第一基板110的内部接合垫INP与第三基板130的内部接合垫INP之间的至少一第一连接线154t，其中第一壁体150可通过导电元件(如，焊料)连接于第一基板110与第三基板130，以使第一连接线154t电连接于两个内部接合垫INP之间。在一些实施例中，第一芯片CP1可通过第一基板110的内部接合垫INP、第一基板110的至少一走线(图未示)、第一连接线154t与第三基板130的至少一走线(图未示)电连接于外部连接垫132，但不以此为限。
如图1所示，第一基板110可包括第一封装连接垫114，位于第一基板110靠近于第二基板220的一侧，第二基板220可包括第二封装连接垫224，位于第二基板220靠近第一基板110的一侧，其中第一封装连接垫114与第二封装连接垫224可通过设置在第一基板110与第二基板220之间的导电元件(如，焊料)而彼此电连接。在一些实施例中，第二芯片CP2可通过第二基板220的内部接合垫INP、第二基板220的至少一走线(图未示)、第二基板220的第二封装连接垫224、设置在第一基板110与第二基板220之间的导电元件、第一基板110的第一封装连接垫114、第一基板110的至少一走线(图未示)、第一基板110的内部接合垫INP、第一连接线154t与第三基板130的至少一走线(图未示)而电连接于外部连接垫132，但不以此为限。
如图1所示，第二壁体250可包括电连接在第二基板220的内部接合垫INP与第四基板240的内部接合垫INP之间的至少一第二连接线254t，其中第二壁体250可通过导电元件(如，焊料)连接于第二基板220与第四基板240，以使第二连接线254t电连接于两个内部接合垫INP之间。在一些实施例中，第四芯片CP4可通过第四基板240的内部接合垫INP、第四基板240的至少一走线(图未示)、第二连接线254t、第二基板220的内部接合垫、第二基板220的至少一走线(图未示)、第二基板220的第二封装连接垫224、设置在第一基板110与第二基板220之间的导电元件、第一基板110的第一封装连接垫114、第一基板110的至少一走线(图未示)、第一基板110的内部接合垫INP、第一连接线154t与第三基板130的至少一走线(图未示)而电连接于外部连接垫132，但不以此为限。
如图1所示，由于发声封装结构PKG1具有用以执行声学转换的多个芯片CP，因此可提高声波的声压电平。另外，由于芯片CP与基板之间的连接难度低于芯片CP与其他基底之间的连接难度，因此，图1所示的发声封装结构PKG1的良品率提高。
在下文中，将进一步示例性地说明发声封装结构PKG1的制造方法的细节，且以下方法为仅为范例。在一些实施例中，一些步骤可同时执行，或是以不同的顺序执行。在一些实施例中，可在以下步骤其中一个的之前或之后加入其他任何适合的步骤。
请参考图1以及图3至图6，图3至图6为本发明一实施例的发声封装结构的制造方法在不同阶段时的结构的示意图，图1则绘示以此制造方法所制造完成的发声封装结构PKG1。
在发声封装结构PKG1的制造方法中，执行第一封装方法以形成/制造第一子封装结构100，执行第二封装方法以形成/制造第二子封装结构200。如图3所示，在第一封装方法中，将第一芯片CP1设置在第一基板110上并连接第一基板110。举例而言(如图3所示)，第一芯片CP1可通过连接元件CNT粘着于第一基板110，并通过由引线焊接工艺所形成的导电线WI来电连接第一基板110的内部接合垫INP，但不以此为限。举例而言(图未示)，可不存在导电线WI，而第一芯片CP1可通过包含导电粘着材料的连接元件CNT而电连接于基板的内部接合垫INP(如，芯片倒装焊封装)，但不以此为限。类似地，在第二封装方法中，将第二芯片CP2设置在第二基板220上并连接第二基板220。
需说明的是，第一基板110的第一开口OP1与第二基板220的第二开口OP2可在任何适合的步骤形成。举例而言，在第一芯片CP1设置在第一基板110上之前，第一开口OP1可形成在第一基板110中；在第二芯片CP2设置在第二基板220上之前，第二开口OP2可形成在第二基板220中，但不以此为限。
如图4所示，在第一封装方法中，将第一壁体150设置在第一基板110上并连接第一基板110。类似地，在第二封装方法中，第二壁体250设置在第二基板220上并连接第二基板220。
如图5所示，在第一封装方法中，将第三芯片CP3连接于具有第三开口OP3的第三基板130，然后，将第三基板130设置在第一壁体150上并连接第一壁体150，使得第一芯片CP1与第三芯片CP3位于第一基板110与第三基板130之间。类似地，在第二封装方法中，将第四芯片CP4连接于具有第四开口OP4的第四基板240，然后，将第四基板240设置在第二壁体250上并连接第二壁体250，使得第二芯片CP2与第四芯片CP4位于第二基板220与第四基板240之间。
如图6所示，将第二子封装结构200设置在第一子封装结构100上并连接第一子封装结构100，其中第一基板110通过导电元件(如，焊料)连接于第二基板220，而第一基板110与第二基板220位于第一芯片CP1与第二芯片CP2之间。
如图6所示，间隙AG形成在第一基板110与第二基板220之间。在本实施例中，间隙AG可由于第一减薄部112与第二减薄部222而形成。须说明的是，第一基板110的第一减薄部112与第二基板220的第二减薄部222可形成在任何适合的步骤中。举例而言，在第一芯片CP1设置在第一基板110上之前，可蚀刻第一基板110以获得第一减薄部112；在第二芯片CP2设置在第二基板220上之前，可蚀刻第二基板220以获得第二减薄部222，但不以此为限。
如图1所示，进行切割工艺，以切割一个第一壁体150，进而形成连接音腔V5的第一壁体开口152，并切割一个第二壁体250，进而形成连接音腔V6的第二壁体开口252。在本实施例中，切割工艺可在连接第二子封装结构200与第一子封装结构100之后进行。
在另一实施例中，第一壁体开口152与第二壁体开口252在连接第二子封装结构200与第一子封装结构100之前形成。在第一封装方法中，在第三基板130设置在第一壁体150上并连接第一壁体150之后(如，图5所示的结构)，执行第一切割工艺，以切割一个第一壁体150，进而形成连接音腔V6的第一壁体开口152。类似地，在第二封装方法中，在第四基板240设置在第二壁体250上并连接第二壁体250之后，执行第二切割工艺，以切割一个第二壁体250，进而形成连接音腔V6的第二壁体开口252。
本发明的发声封装结构与其制造方法不以上述实施例为限，下文将继续揭示其它实施例，然为了简化说明并突显各实施例与上述实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。
请参考图7，图7所示为本发明第二实施例的发声封装结构的剖面示意图。如图7所示，本实施例与第一实施例的差异在于间隙AG的形成。在图7中，发声封装结构PKG2还可包括间隔物SPR，设置在第一基板110与第二基板220之间，其中第一基板110可通过间隔物SPR连接于第二基板220，第一基板110的第一封装连接垫114可通过间隔物SPR电连接于第二封装连接垫224，而间隙AG可由于间隔物SPR而形成。间隔物SPR可包括导电材料。举例而言，间隔物SPR可为导电元件(如，焊料)、包含至少一导电层的基板(如，电路板)或其他适合的间隔物。在图7中，举例来说，间隔物SPR可为包含至少一间隔物走线SPRt的基板，第一封装连接垫114可通过设置在第一基板110与间隔物SPR之间的导电元件(如，焊料)电连接于间隔物走线SPRt，第二封装连接垫224可过设置在第二基板220与间隔物SPR之间的导电元件(如，焊料)电连接于间隔物走线SPRt，使得第一封装连接垫114与第二封装连接垫224可通过导电元件与间隔物走线SPRt而彼此电连接，但不以此为限。
由于间隔物SPR的存在，第一基板110与第二基板220之间的距离SD可大于特定值(如，300μm)，以形成连接第一开口OP1与第二开口OP2的间隙AG。举例而言，在图7中，实质上为基板的间隔物SPR的厚度可大于400μm，但不以此为限。
关于发声封装结构PKG2的制造方法，在连接第二子封装结构200与第一子封装结构100的步骤中，可连接间隔物SPR与第一子封装结构100，然后，可连接间隔物SPR与第二子封装结构200。换句话说，间隔物SPR可设置在第一子封装结构100的第一基板110与第二子封装结构200的第二基板220之间。
另外，在图7中，发声封装结构PKG2还可包括电子元件EC，设置在第一基板110与第三基板130之间(即，电子元件EC设置在第一子封装结构100中)，电子元件EC可在第一基板110的法线方向(即，方向Z)上重叠于第一振膜MB1。电子元件EC可包括被动元件、积体电路芯片(如，特定应用积体电路芯片(application-specific integrated circuit chip,ASIC chip))或其他适合的电子元件。
请参考图8，图8所示为本发明第三实施例的发声封装结构的剖面示意图。如图8所示，本实施例与第一实施例的差异在于间隙AG的形成。在图8中，发声封装结构PKG3可包括设置在第一基板110与第二基板220之间的间隔物SPR，第一基板110可具有第一减薄部112，第二基板220可具有第二减薄部222，使得间隙AG可由于间隔物SPR、第一减薄部112与第二减薄部222而形成。
请参考图9，图9所示为本发明第四实施例的发声封装结构的剖面示意图。如图9所示，本实施例与第一实施例的差异在于电连接的设计。在发声封装结构PKG4中，第一基板110的一条走线110t与第三基板130的一条走线130t可电连接于第一壁体150的第一连接线154t，第二基板220的一条走线220t与第四基板240的一条走线240t可电连接于第二壁体250的第二连接线254t。另外，第一基板110的另一条走线110t可电连接于第二基板220的另一条走线220t。举例而言，走线110t可穿过第一基板110，走线220t可穿过第二基板220，走线130t可穿过第三基板130，走线240t可穿过第四基板240，但不以此为限。须说明的是，这些走线与这些连接线可通过导电元件(如，焊料)而彼此电连接于，但不以此为限。
在一实施例中，所有芯片CP可通过基板的走线及/或壁体的连接线而电连接第三基板130的外部连接垫132。
请参考图10，图10所示为本发明第五实施例的发声封装结构的剖面示意图。如图10所示，本实施例与第一实施例的差异在于子封装结构的数量。在本实施例的发声封装结构PKG5中，彼此堆迭的子封装结构的数量可大于2，而连接发声封装结构PKG5外的环境的多个间隙AG可形成在这些子封装结构之间，其中子封装结构的设计与间隙AG的设计可相同于或相似于上述实施例。
举例而言，子封装结构可包括一个第一子封装结构100、一个第二子封装结构200与至少一第三子封装结构300，其中第三子封装结构300可设置在第一子封装结构100与第二子封装结构200之间，各间隙AG可形成在两相邻的子封装结构之间，但不以此为限。举例而言，第三子封装结构300可包括第五基板310、第六基板320与设置在第五基板310与第六基板320之间的多个芯片CP(如，两个芯片CP)。在发声封装结构PKG5中的所有芯片CP可通过基板的走线及/或壁体的连接线而电连接于第三基板130的外部连接垫132。
举例而言，在图10中，间隙AG可由于基板的减薄部而形成。如图10所示，一个间隙AG可形成在第一子封装结构100的第一基板110的第一减薄部112与第三子封装结构300的第五基板310的第三减薄部312之间，另一个间隙AG可形成在第二子封装结构200的第二基板220的第二减薄部222与第三子封装结构300的第六基板320的第四减薄部322之间。在图10中，至少一间隙AG可形成在第三子封装结构300的第五基板310的第三减薄部312与第三子封装结构300的第六基板320的第四减薄部322之间。
综上所述，根据本发明，可提高发声封装结构的良品率与可靠度，并可提升发声封装结构所产生的声波的声压电平。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种发声封装结构，其特征在于，包括：
一第一子封装结构，包括：
一第一基板，具有一第一开口；以及
一第一芯片，包括一第一振膜，并连接于所述第一基板，其中一第一音腔形成在所述第一振膜与所述第一基板之间；以及
一第二子封装结构，设置在所述第一子封装结构上，其中所述第一子封装结构与所述第二子封装结构彼此堆迭，所述第二子封装结构包括：
一第二基板，连接于所述第一基板，并具有一第二开口，其中所述第二开口与所述第一开口彼此连接；以及
一第二芯片，包括一第二振膜，并连接于所述第二基板，其中一第二音腔形成在所述第二振膜与所述第二基板之间；
其中连接于所述第一开口与所述第二开口的一间隙形成在所述第一基板与所述第二基板之间，使得所述发声封装结构外的环境、所述第一音腔与所述第二音腔彼此连接。
2.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，所述第一基板具有邻近于所述第一开口的一第一减薄部，所述间隙是由于所述第一减薄部而形成。
3.如权利要求2所述的发声封装结构，其特征在于，所述第二基板具有邻近于所述第二开口的一第二减薄部，所述间隙形成在所述第一减薄部与所述第二减薄部之间。
4.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，还包括一间隔物，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述间隙是由于所述间隔物而形成。
5.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，
其中所述第一子封装结构还包括：
一第三基板，具有一第三开口；以及
一第三芯片，包括一第三振膜，并连接于所述第三基板，其中一第三音腔形成在所述第三振膜与所述第三基板之间；
其中所述第三开口连接于所述第三音腔。
6.如权利要求5所述的发声封装结构，其特征在于，
其中一第四音腔形成在所述第一振膜与所述第三振膜之间；
其中所述第四音腔由于所述第一芯片而与所述第一音腔隔绝；
其中所述第四音腔由于所述第三芯片而与所述第三音腔隔绝。
7.如权利要求6所述的发声封装结构，其特征在于，
其中一第一壁体开口形成在所述第一子封装结构中，所述第一壁体开口作为所述第一子封装结构的声音出口；
其中所述第一壁体开口连接于所述第四音腔。
8.如权利要求7所述的发声封装结构，其特征在于，其中所述第一子封装结构包括：
至少一第一壁体，设置在所述第一基板与所述第三基板之间；
其中所述第一壁体开口形成在所述至少一第一壁体的其中一个中。
9.如权利要求7所述的发声封装结构，其特征在于，
其中所述第一振膜与所述第三振膜用以在所述第四音腔中产生一第一声波；
其中所述第一声波通过所述第一壁体开口而朝向一第一方向传播。
10.如权利要求9所述的发声封装结构，其特征在于，
其中在所述第一音腔内的一空气波通过所述第一开口与所述间隙而朝向一第二方向传播；
其中所述第二方向相反于所述第一方向。
11.如权利要求9所述的发声封装结构，其特征在于，
其中在所述第三音腔内的一空气波通过所述第三开口而朝向一第三方向传播；
其中所述第三方向垂直于所述第一方向。
12.如权利要求5所述的发声封装结构，其特征在于，
其中所述第二子封装结构还包括：
一第四基板，具有一第四开口；以及
一第四芯片，包括一第四振膜，并连接于所述第四基板，其中一第五音腔形成在所述第四振膜与所述第四基板之间；
其中所述第四开口连接于所述第五音腔。
13.如权利要求12所述的发声封装结构，其特征在于，
其中一第六音腔形成在所述第二振膜与所述第四振膜之间；
其中所述第六音腔由于所述第二芯片而与所述第二音腔隔绝；
其中所述第六音腔由于所述第四芯片而与所述第五音腔隔绝。
14.如权利要求13所述的发声封装结构，其特征在于，
其中一第二壁体开口形成在所述第二子封装结构中，所述第二壁体开口作为所述第二子封装结构的声音出口；
其中所述第二壁体开口连接于所述第六音腔。
15.如权利要求14所述的发声封装结构，其特征在于，所述第二子封装结构包括：
至少一第二壁体，设置在所述第二基板与所述第四基板之间；
其中所述第二壁体开口形成在所述至少一第二壁体的其中一个中。
16.如权利要求14所述的发声封装结构，其特征在于，
其中所述第二振膜与所述第四振膜用以在所述第六音腔中产生一第二声波；
其中所述第二声波通过所述第二壁体开口而朝向一第一方向传播。
17.如权利要求16所述的发声封装结构，其特征在于，
其中在所述第二音腔内的一空气波通过所述第二开口与所述间隙而朝向一第二方向传播；
其中所述第二方向相反于所述第一方向。
18.如权利要求16所述的发声封装结构，其特征在于，
其中在所述第五音腔内的一空气波通过所述第四开口而朝向一第四方向传播；
其中所述第四方向垂直于所述第一方向。
19.如权利要求12所述的发声封装结构，其特征在于，
其中一声波产生在所述发声封装结构内，所述声波通过一壁体开口而朝向一第一方向传播；
其中所述第三音腔内的一第一空气波通过所述第三开口而朝向一第三方向传播；
其中所述第五音腔内的一第二空气波通过所述第四开口而朝向一第四方向传播；
其中所述第四方向相反于所述第三方向；
其中所述第三方向与所述第四方向垂直于所述第一方向。
20.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，包括：
多个子封装结构；
其中所述多个子封装结构包括所述第一子封装结构与所述第二子封装结构；
其中所述子封装结构彼此堆迭；
其中多个间隙形成在所述多个子封装结构之间；
其中所述环境连接于所述多个间隙。
21.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，包括：
多个芯片；
其中所述多个芯片包括所述第一芯片与所述第二芯片；
其中所述第一子封装结构包括：
一第三基板与一外部连接垫；
其中所述外部连接垫形成在所述第三基板中；
其中所述多个芯片电连接于所述外部连接垫。
22.如权利要求1所述的发声封装结构，其特征在于，包括：
一电子元件，设置在所述第一子封装结构中。
23.一种发声封装结构的制造方法，其特征在于，包括：
制造一第一子封装结构，其中制造所述第一子封装结构的步骤包括：
设置一第一芯片在一第一基板上，其中一第一开口形成在所述第一基板中，一第一音腔形成在所述第一基板与所述第一芯片的一第一振膜之间；
制造一第二子封装结构，其中制造所述第二子封装结构的步骤包括：
设置一第二芯片在一第二基板上，其中一第二开口形成在所述第二基板中，一第二音腔形成在所述第二基板与所述第二芯片的一第二振膜之间；
连接所述第二子封装结构与所述第一子封装结构，其中所述第一基板连接于所述第二基板，所述第一基板与所述第二基板在所述第一芯片与所述第二芯片之间；以及
形成位于所述第一基板与所述第二基板之间的一间隙；
其中所述间隙连接于所述第一开口与所述第二开口，使得所述发声封装结构外的环境、所述第一音腔与所述第二音腔彼此连接。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，形成所述间隙的步骤包括：
蚀刻所述第一基板，以获得一第一减薄部；
其中所述间隙是由于所述第一减薄部而形成。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，形成所述间隙的步骤包括：
蚀刻所述第二基板，以获得一第二减薄部；
其中所述间隙形成在所述第一减薄部与所述第二减薄部之间。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，形成所述间隙的步骤包括：
设置一间隔物在所述第一基板与所述第二基板之间；
其中所述间隙是由于所述间隔物而形成。
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