本發(fā)明涉及電磁式蜂鳴器的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，具體公開一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

電磁式蜂鳴器是將交變的音頻信號通過電磁線圈使磁場發(fā)聲變化，從而推動金屬膜片發(fā)出蜂鳴音的一種電聲器件。被廣泛地用于各種便攜、移動式儀器儀表，各種電器、辦公設(shè)備、汽車電子、數(shù)碼產(chǎn)品、電子門鎖、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域起到提示和警示作用。隨著電子產(chǎn)品自動化組裝程度的提高以及電子產(chǎn)品更加趨于便攜式、微型化方向發(fā)展，SMD表面貼裝電磁式蜂鳴器的市場需求量也越來越大，市場前景十分看好。

目前無源SMD電磁式蜂鳴器已經(jīng)發(fā)展到最小尺寸為8.5*8.5高度為4.0mm、7.5*7.5高度為2.5mm、5.0*5.0和4.0*4.0高度僅為2.0mm，工藝和結(jié)構(gòu)已經(jīng)日趨成熟。而有源SMD電磁式蜂鳴器是將電子元件或集成電路組成的震蕩驅(qū)動電路焊接在PCB板上面，然后再與支架、電磁線圈、圓環(huán)磁芯、振動膜片、外殼和引腳進(jìn)行組裝；另一種方法參見中國發(fā)明專利專利號201610707726.8，其中所描述的將電子元件或集成電路通過微點焊在金屬支架上面，然后用熱固性塑料注塑成型一體式底座，再于與支架線圈、圓環(huán)磁芯、振動膜片外殼進(jìn)行組裝，裝配效率和可靠性有所提高。但兩種實施方法的共同缺陷是仍然避免不了受到多個電子元器件或集成電路本體外形尺寸和布線間距的限制，整個產(chǎn)品的體積無法與現(xiàn)有無源SMD電磁式蜂鳴器尺寸兼容，外形直徑在12mm和9mm，高度在5個mm以上；還是局限于在電源正極VDD和負(fù)極GND兩個引腳接通電源發(fā)連續(xù)音的初級階段，無法實現(xiàn)新的應(yīng)用功能。而現(xiàn)有的無源SMD電磁式蜂鳴器尺寸雖然已經(jīng)很微小，但在產(chǎn)品應(yīng)用時需要外加若干驅(qū)動和保護(hù)元件，還是增加了電子產(chǎn)品應(yīng)用成本和組裝空間。所以，現(xiàn)有的SMD電磁式蜂鳴器不能進(jìn)一步滿足電子產(chǎn)品的小體積，微型化、智能化的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：為解決以上問題提供一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器及其生產(chǎn)工藝，是將ASIC芯片和SMD集成電路的封裝技術(shù)與無源SMD電磁式蜂鳴器制造工藝相結(jié)合，通過跨學(xué)科、跨界整合，制造出性能優(yōu)異、體積微型的一體化有源SMD電磁式蜂鳴器。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之一是這樣的：

一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器，包括外殼上蓋、振動膜片、外殼基座和電磁驅(qū)動組件(包括支架、線圈和磁環(huán))，所述外殼上蓋與外殼基座配合形成工作腔，所述的振動膜片和電磁驅(qū)動組件設(shè)置于工作腔內(nèi)，還包括ASIC芯片和引線框架，所述引線框架為若干個與ASIC芯片引腳和電磁驅(qū)動組件形成電連的連接筋；所述ASIC芯片和引線框架作為嵌件一體模壓成型于所述外殼基座內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述ASIC芯片通過導(dǎo)電膠粘結(jié)在引線框架的芯片托盤上，與所述引線框架間通過金屬焊線連接。

進(jìn)一步地，所述ASIC芯片上成型有釘頭金屬凸點，與所述引線框架的涂覆有導(dǎo)電膠的部位進(jìn)行對位粘結(jié)，形成電連。

進(jìn)一步地，所述引線框架與電磁驅(qū)動組件連接的連接筋在工作腔內(nèi)裸露。

進(jìn)一步地，所述ASIC芯片有四個引腳，分別為電源正極、電源負(fù)極、輸出腳和使能腳，其中使能腳可與單片機(jī)形成通訊連接(ASIC芯片具體結(jié)構(gòu)原理參見中國發(fā)明專利專利號201520608561.9)。

進(jìn)一步地，所述引線框架的部分連接筋通過模具沖壓成“L”或“J”型的外部針腳。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是這樣的：

上述的一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(1)引線框架成型：通過化學(xué)刻蝕或模具沖壓成型引線框架；

(2)ASIC芯片與引線框架連接：將ASIC芯片粘接到引線框架的托盤上，通過焊線使得ASIC芯片與引線框架間形成電連；或采用倒裝工藝使得ASIC芯片與引線框架間形成電連；

(3)外殼基座成型：用傳遞成型法將ASIC芯片和引線框架模壓成型于外殼基座內(nèi)部；

(4)外部針腳成型：引線框架通過模具切筋成“L”或“J”型的外部針腳；

(5)線圈固定：將繞好線圈的支架固定到工作腔內(nèi)，將線圈的引線與引線框架的裸露部分進(jìn)行微點焊形成電連；

(6)常規(guī)組件安裝：固定磁環(huán)，安裝振動膜片，測試，安裝外殼上蓋，完成。

進(jìn)一步地，在步驟(2)ASIC芯片與引線框架連接前對ASIC芯片進(jìn)行處理，包括對ASIC晶元研磨減薄至200-220um，分割形成單個ASIC芯片。

綜上所述，由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、采用先進(jìn)的集成電路封裝技術(shù)和現(xiàn)有無源SMD蜂鳴器的配件、制造工藝相結(jié)合，完全能滿足規(guī)?；?、自動化、高效率、成本低的要求；

2、MEMS電磁式蜂鳴器的外形尺寸幾乎能與現(xiàn)有的無源SMD電磁式蜂鳴器一樣做到極致，進(jìn)一步滿足電子產(chǎn)品微型化、自動化的組裝需求；

3、節(jié)省了外圍控制元件，可以直接與單片機(jī)建立通訊接口，進(jìn)一步減少電子產(chǎn)品的組裝空間，降低產(chǎn)品的使用成本；

4、采用的ASIC芯片可以來源于中國發(fā)明專利專利號201520608561.9中，該芯片能使MEMS電磁式蜂鳴器的發(fā)音頻率誤差控制在±1，最低啟動電壓達(dá)1.2V。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明另一種實施例結(jié)構(gòu)圖；

圖3為圖1中所示引線框架與芯片連接結(jié)構(gòu)圖；

圖4為圖2中所示引線框架結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明工作腔內(nèi)結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖6為本發(fā)明芯片與蜂鳴器連接原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1-2所示，一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器，包括外殼上蓋1、振動膜片2、外殼基座3和電磁驅(qū)動組件4，所述外殼上蓋1與外殼基座3配合形成工作腔5，所述的振動膜片2和電磁驅(qū)動組件4設(shè)置于工作腔5內(nèi)，

還包括ASIC芯片6和引線框架7，所述的所述ASIC芯片6有四個引腳(如圖6)，分別為電源正極GND、電源負(fù)極VC、輸出腳OUT和使能腳EN，其中使能腳可與單片機(jī)形成通訊連接。

所述引線框架7為5個與ASIC芯片6引腳和電磁驅(qū)動組件4形成電連的連接筋(如圖3或圖4)；其中4個連接筋對應(yīng)ASIC芯片6的4個引腳，這4個中對應(yīng)ASIC芯片6的輸出腳的連接筋作為媒介，形成ASIC芯片6與蜂鳴器電磁驅(qū)動組件4間的電連；第5個連接筋與蜂鳴器電磁驅(qū)動組件4的線圈41連接，接蜂鳴器的外接電源VDD。

所述引線框架7與電磁驅(qū)動組件4連接的連接筋在工作腔5內(nèi)裸露(如圖5)，即一個作為媒介連接ASIC芯片6與蜂鳴器電磁驅(qū)動組件4的連接筋和另一個接蜂鳴器外接電源的連接筋在工作腔5內(nèi)裸露。

所述引線框架7的部分連接筋通過模具沖壓成“L”或“J”型的外部針腳8，部分連接筋具體是其中4個，包括3個分別與ASIC芯片6的電源正極引腳、電源負(fù)極引腳和使能腳連接的和1個接蜂鳴器的外接電源的連接筋。

所述ASIC芯片6和引線框架7作為嵌件一體模壓成型于所述外殼基座3內(nèi)部，對ASIC芯片6和引線框架7起到保護(hù)作用，整體定型。

ASIC芯片6與引線框架7間有兩種連接方式可選：

其一，所述ASIC芯片6通過導(dǎo)電膠粘結(jié)在引線框架7的芯片托盤上，與所述引線框架7間通過金屬焊線連接，金屬焊線可以是金絲，銅絲或其它合金絲。

其二，采用FC(Flip-Chip)倒裝芯片工藝，所述ASIC芯片6上成型有4個釘頭金屬凸點，對應(yīng)ASIC芯片6的4個引腳，分別與所述引線框架7的涂覆有導(dǎo)電膠的部位進(jìn)行對位粘結(jié)，形成電連。

上述的一種MEMS有源SMD電磁式蜂鳴器的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(1)引線框架7成型：采用0.1mm厚度的銅或銅合金材料通過化學(xué)刻蝕或模具沖壓成型引線框架7，可以一次成型帶定位孔和連接筋的N個圖形矩陣的引線框架7；

(2)對ASIC芯片6進(jìn)行處理，包括對ASIC晶元研磨減薄至200-220um，通過鋸片機(jī)分割形成單個ASIC芯片6；

(3)ASIC芯片6與引線框架7連接：由自動粘片機(jī)在引線框架7安裝芯片的托盤中心點上導(dǎo)電膠，然后由吸嘴自動將ASIC芯片6放置到導(dǎo)電膠上，經(jīng)加溫后固化，ASIC芯片6就被牢固的固定在引線框架7的托盤中間；進(jìn)一步地，由自動焊線機(jī)將ASIC芯片6的焊墊與引線框架7的焊盤通過金屬引線進(jìn)行電連接；

或使用金絲或銅絲由高速焊線植球機(jī)在每個ASIC芯片6的焊墊上自動連續(xù)地加工成型釘頭金屬凸點；進(jìn)一步地，再與ASIC芯片6釘頭金屬凸點影像對應(yīng)的金屬引線框架7的焊盤位置上面采用絲網(wǎng)或漏板印刷導(dǎo)電膠；進(jìn)一步地，采用有影像對準(zhǔn)的FC(Flip-Chip)倒裝焊機(jī)，將ASIC芯片6翻轉(zhuǎn)，通過影像對位將ASIC芯片6的釘頭金屬凸點與引線框架7的導(dǎo)電膠部位進(jìn)行對位粘結(jié)，其對位精度必須控制在±5um,然后加溫固化，形成可靠的歐姆接觸；

(4)外殼基座成型：采用SMD集成電路封裝技術(shù)，用傳遞成型法將EMC環(huán)氧樹脂模塑料進(jìn)行加溫，變成流體，然后通過加壓將EMC環(huán)氧樹脂模塑料擠壓入模腔并將其中的ASIC芯片6、金屬焊線(或釘頭金屬凸點的粘結(jié)部位)和引線框架7包埋并起到保護(hù)作用，同時交聯(lián)固化成型，成為具有一定結(jié)構(gòu)外型的蜂鳴器外殼基座3；

(5)外部針腳8成型：進(jìn)行整體電鍍，引線框架7通過模具切筋成“L”或“J”型的外部針腳8；

(6)線圈固定：結(jié)合現(xiàn)有的無源SMD電磁式蜂鳴器制造工藝，將繞好線圈41的支架用硅膠固定到模壓成型的蜂鳴器外殼基座3上(工作腔5內(nèi))；進(jìn)一步地將線圈5的引線與引線框架7的裸露部分進(jìn)行微點焊形成電連；

(7)常規(guī)組件安裝：打膠固定磁環(huán)，安裝振動膜片2；進(jìn)一步地在封蓋前進(jìn)行預(yù)先測試，刪除不合格產(chǎn)品，然后打膠安裝帶發(fā)音孔的上部外殼上蓋1，待固化后進(jìn)行測試、打印、編帶包裝、入庫。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。