MEMS麦克风迎来爆炸式的增长!三大难题困扰良率和产能

随着智能手机中智能语音应用的逐渐升级，作为语音沟通中最重要的接收和信号转化的载体，MEMS麦克风也因此迎来了一个爆炸式的增长！据市场调研机构预测，到2023年，中国MEMS麦克风的市场规模将会突破22.4亿元，而2017年仅为8.7亿元。

智能手机HMI的智能语音需求推动了市场规模，同时，智能手机价格的降低也让MEMS麦克风的应用由高端智能手机普及到了中低端智能手机，另外，MEMS麦克风在外挂耳机和平板电脑的使用量也在不断增加。

除了上述原因，市场规模爆炸式增长的另一个重要原因是MEMS麦克风的制造工艺日趋成熟。面对逐渐扩大的市场需求，MEMS麦克风厂商需要提高产能，然而，在大批量进行PCB贴片时，很多问题都可能会危及MEMS麦克风的良率，导致性能下降，产能降低，并因此导致制造成本上升。

三大难题困扰良率和产能

MEMS麦克风在制造过程中面临的困扰主要是三个：污染、压力积聚和无法在制程中进行测试。MEMS麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上，并采用SMT工艺进行制造。然而，在SMT工艺环节中，如果这三大问题不能得到很好的处理，结果将严重危及MEMS麦克风的良率，并因此影响到产能。

为什么在SMT过程中会出现污染的情况？因为有些手机品牌商在贴装MEMS麦克风的时候，不采取相应的防护措施，在没有适当防护的情况下，雾化焊料液滴以及其他颗粒就会使MEMS麦克风遭受污染，产品的良率因此下降。

为了防止这种污染，一些手机品牌商在贴装的过程中，也会采用一些防护措施，但他们使用的是一种不透气的物料来保护MEMS麦克风。虽然这个方法可以抵御污染和高温损害，但容易产生压力积聚的问题而导致良率降低。

此外，无法在制程中进行测试也是一个很大的问题。目前手机品牌商在SMT环节所采用的防护措施，均无法在制程中对MEMS麦克风进行功能测试，而生产线产品下线后通常是需要对麦克风进行进一步的测试，以检测产品功能是否达标，但这样做又会破坏制造工艺。

这些问题对MEMS麦克风制造商造成了困扰，他们亟待一种方法来予以解决。好消息是，随着一种防护透气声学产品的出现，这些问题得到了完美的解决。

材料科技破解制造难题

图：GORE®MEMS 防护透气声学产品可以阻隔液体和颗粒并缓解了麦克风内部的压力积聚

这款防护透气声学产品是一款基于透气型膨体聚四氟乙烯(ePTFE)材料的透气膜，ePTFE是一种拥有拉伸强度高、介电常数低、抗紫外线等优秀特性的聚合物。经过严格测试，该防护透气声学产品具有颗粒防护、压力平衡、制程中测试和无缝集成四大特点，可以完美地解决上述制造中存在的问题。

这一产品是由美国戈尔（Gore）公司研发并推出的，戈尔公司在防水透气材料领域拥有20多年的专业经验，对ePTFE材料及其性能的了解居于全球领先地位。该公司能够设计出具有特定物理性质的ePTFE，从而针对具有挑战性的应用开发出高性能产品。目前，戈尔公司在全球已出售30多亿件防水透气产品，为全球手机品牌商供应链提供了适用的透气解决方案。

通过深入理解声学科学，同时凭借多年来对含氟聚合物材料方面的研究和经验，戈尔公司推出的这款GORE®MEMS 防护透气声学产品在设计时兼顾了包括恶劣环境、污物防护和声学性能等在内的各种因素。

由于GORE®MEMS 防护透气声学产品是一种透气薄膜，因此可以有效减少MEMS麦克风在SMT工艺过程中的污染，这解决了SMT工艺环节中的颗粒污染防护问题。

利用ePTFE材料的微孔透气结构，GORE®MEMS 防护透气声学产品可以使气体穿过麦克风端口，缓解了麦克风内部的压力积聚，使麦克风免遭损坏。

针对制程中无法进行测试的问题，戈尔公司开发出一种技术，使MEMS麦克风制造商能够在设备内部对包括音质和渗透率在内的声学性能进行测试，且设备从生产线下线后无需进一步分配资源进行再测试，解决了MEMS 麦克风制造商不能进行制程中测试的难题，大大提高了生产效率。

需要强调的是，GORE®MEMS 防护透气声学产品可以无缝集成直接导入到MEMS 麦克风制造商现有的SMT产线工艺中，轻松应用于大批量制造工艺和自动安装程序，并能够在回流过程中最高耐受280℃的温度达40秒之久。

GORE®MEMS 防护透气声学产品有两个型号：100型和200型。其中100型可满足电路板组件的需求，200型则可以满足麦克风制造商的需求，两款产品的装配方式也有所不同。

图：100型GORE®MEMS 防护透气声学产品装配图

图：100型GORE®MEMS 防护透气声学产品可与高速SMT贴片机实现无缝安装

100型可在回流工序之前安装在上声孔麦克风顶部和下声孔麦克风底部的电路板上。产品采用了卷轴式带状包装，可与高速SMT贴片机实现无缝安装。安装过程首先是将100型防护透气声学产品送到工作平台上，然后该产品被依次从离型膜上转移到工作平台上，通过红外线传感器将防护透气声学产品准确放置在正确的位置，继而被吸取并放置于麦克风的声孔上。

图：200型GORE®MEMS 防护透气声学产品；可以在MEMS麦克风的封装制程中被安装到MEMS麦克风内部

200型可以理解为对MEMS麦克风做了一个内置的保护。它可以在MEMS麦克风的封装制程中安装到MEMS麦克风的内部，该产品以晶圆格式进行数字映射，与高速固晶设备兼容。

目前，GORE®MEMS 防护透气声学产品已经面向全球MEMS麦克风制造商供货。为了确保产品“符合预期用途要求”，在推荐产品之前，戈尔公司对客户的终端应用和相关的测试都会做全面了解。戈尔公司也正在通过其灵活便捷的供应链体系，缩短交货时间并提供全球销售和技术团队资源，以支持全球MEMS麦克风制造商能够完成大规模项目以满足市场爆发式增长的需求。