意法半导体量产抗电磁干扰的树脂封装MEMS麦克风

图1 意法半导体的MEMS麦克风。备有音孔分别位于封装正面和背面的两款产品（摄影：意法半导体）（点击放大）

图2 半导体与电子部件在同一市场展开竞争（摘自《日经微器件》（NIKKEI MICRODEVICES）2008年3月号特辑《异性元器件融合时代，MEMS是获胜的必要条件》（pp.31-47）)（点击放大） 【日经BP社报道】意法半导体（STMicroelectronics）将开始量产采用树脂封装的MEMS（微小电子机械系统）麦克风。目前市场上的MEMS麦克风几乎都是金属封装产品，意法半导体是业内首家建立起树脂封装MEMS麦克风量产体制的公司。内置的传感器部分采用欧姆龙制造的MEMS芯片（声波传感器）。

在量产工序中，将把2009年宣布开展合作业务的（参阅本站报道1）欧姆龙制造的MEMS芯片与意法半导体的ASIC组合在一起进行树脂封装。MEMS芯片尺寸为2mm×2mm的产品也将在近期投放市场。意法半导体计划进一步发展此次的封装技术，在今后开发出利用多孔硅来封装MEMS芯片的产品。

提高封装可靠性

一般情况下，采用树脂封装可以提高封装时的可靠性，另一方面，却又容易受到EMI（电磁噪声）的影响，从麦克风内部由LSI发出的EMI可能会泄漏到四周。MEMS麦克风大多配备在智能手机和笔记本电脑等受EMI影响较大的设备中，所以MEMS麦克风的EMI对策非常重要。

此次的MEMS麦克风之所以能提高封装可靠性，是因为耐负荷能力变强。麦克风采用的是与设备外壳紧紧贴合并固定的设计，由此能获得较高的声波特性。将麦克风的音孔对准设备外壳上的小孔，在加压状态下，麦克风音孔周围的面就可以固定到设备外壳内侧的面上。意法半导体的压力和跌落试验表明，在受到40N的力时，金属封装产品就会损坏，而意法半导体的树脂封装产品则平安无事。另外，在加载15N力的情况下进行的手机1.5m跌落试验中，该树脂封装产品也是毫发无损，而金属封装产品则表现不佳。由此可见，此次的MEMS麦克风有望实现高可靠性封装。

树脂封装中不存在金属封装特有的因形状而产生的课题。在金属封装中，由于折叠部分呈圆角，因此音孔周围的平面面积会变小，这一影响在小型封装中变得更为明显，恐会对封装可靠性造成不良影响。而在几乎全都是直角的方形树脂封装中，则不会出现此类问题。

配备电磁屏蔽室

意法半导体为了使产品具备抗EMI干扰的性能，在封装内部设置了电磁屏蔽室，但该公司并未透露有关技术的详细信息。前面已经提到，意法半导体计划把硅用作将来的封装材料，而且欧姆龙的MEMS麦克风芯片具有较强的抗电磁噪声性能（参阅本站报道2），由此可以推测出，不仅是树脂封装产品，硅封装产品很可能也具有EMI屏蔽功能。

MEMS领域的封装技术能够决定终端的竞争力。在2012年6月于美国举行的国际学会“Hilton Head Workshops 2012”上，与MEMS封装相关的令人感兴趣的发布接连不断。意法半导体的MEMS技术主管Benedetto Vigna也发表了演讲。

能否凭借半导体解决方案战胜电子部件厂商？

在MEMS麦克风市场上，美国楼氏电子（Knowles Electronics）拥有较大的市场份额。美国苹果公司公开的供应商名单（苹果公司的PDF英文发布资料）中就有楼氏电子，因此估计“iPhone”系列等智能手机已经配备了楼氏电子的产品。而且，尽管市场份额正在迅速减少，但手机供货量依然很大的芬兰诺基亚的产品也配备了楼氏电子的MEMS麦克风。意法半导体计划凭借基于新型封装技术的MEMS麦克风，在这个供货量极大的市场上，从楼氏电子手中夺取市场份额。

在预测两家公司的未来发展时，颇有意思的是二者在封装技术解决方案上采取的完全不同的做法。楼氏电子从MEMS麦克风量产之初，就一直采用以FR-4基板为基础的电子部件式封装方法（参阅本站报道3），而意法半导体则计划尽早采用树脂作为封装材料，并计划尽快开始采用硅封装，这可以说是典型的半导体厂商式做法。

关于树脂封装的MEMS麦克风，楼氏电子也已开发完成，但在确立量产体制方面，意法半导体处于领先地位。在规模达到10亿个的元器件市场上，半导体厂商和电子部件厂商双方都存在“成功者”。在消除两者界限的MEMS技术（图2）中，到底哪个解决方案会取胜呢？此次的竞争或许会成为试金石。（记者：三宅 常之，Tech-On！）