GORE 材料科技破解 MEMS 麥克風制造良品率難題

隨著智能手機中智能語音應用的逐漸升級，作為語音溝通中最重要的接收和信號轉化的載體，MEMS麥克風也因此迎來了一個爆炸式的增長！據市場調研機構預測，到2023年，中國MEMS麥克風的市場規模將會突破22.4億元，而2017年僅為8.7億元。

智能手機HMI的智能語音需求推動了市場規模，同時，智能手機價格的降低也讓MEMS麥克風的應用由高端智能手機普及到了中低端智能手機，另外，MEMS麥克風在外掛耳機和平板電腦的使用量也在不斷增加。

除了上述原因，市場規模爆炸式增長的另一個重要原因是MEMS麥克風的制造工藝日趨成熟。面對逐漸擴大的市場需求，MEMS麥克風廠商需要提高產能，然而，在大批量進行PCB貼片時，一些問題都可能會危及MEMS麥克風的良率，導致性能下降，產能降低，并因此導致制造成本上升。

三大難題困擾良率和產能

MEMS麥克風在制造過程中面臨的困擾主要是三個：污染、壓力積聚和無法在制程中進行測試。MEMS麥克風是基于MEMS技術制造的麥克風，簡單的說就是一個電容器集成在微硅晶片上，并采用SMT工藝進行制造。然而，在SMT工藝環節中，如果這三大問題不能得到很好的處理，結果將嚴重危及MEMS麥克風的良率，并因此影響到產能。

為什么在SMT過程中會出現污染的情況？因為有些手機品牌商在貼裝MEMS麥克風的時候，不采取相應的防護措施，在沒有適當防護的情況下，霧化焊料液滴以及其他顆粒就會使MEMS麥克風遭受污染，產品的良率因此下降。

為了防止這種污染，一些手機品牌商在貼裝的過程中，也會采用一些防護措施，但他們使用的是一種不透氣的物料來保護MEMS麥克風。雖然這個方法可以抵御污染和高溫損害，但容易產生壓力積聚的問題而導致良率降低。

此外，無法在制程中進行測試也是一個很大的問題。目前手機品牌商在SMT環節所采用的防護措施，均無法在制程中對MEMS麥克風進行功能測試，而生產線產品下線后通常是需要對麥克風進行進一步的測試，以檢測產品功能是否達標，但這樣做又會破壞制造工藝。

這些問題對MEMS麥克風制造商造成了困擾，他們亟待一種方法來予以解決。好消息是，隨著一種防護透氣聲學產品的出現，這些問題得到了完美的解決。

材料科技破解制造難題

這款防護透氣聲學產品是一款基于透氣型膨體聚四氟乙烯(ePTFE)材料的透氣膜，ePTFE是一種擁有拉伸強度高、介電常數低、抗紫外線等優秀特性的聚合物。經過嚴格測試，該防護透氣聲學產品具有顆粒防護、壓力平衡、制程中測試和無縫集成四大特點，可以完美地解決上述制造中存在的問題。

這一產品是由美國戈爾（Gore）公司研發并推出的，戈爾公司在防水透氣材料領域擁有20多年的專業經驗，對ePTFE材料及其性能的了解居于全球領先地位。該公司能夠設計出具有特定物理性質的ePTFE，從而針對具有挑戰性的應用開發出高性能產品。目前，戈爾公司在全球已出售30多億件防水透氣產品，為全球手機品牌商供應鏈提供了適用的透氣解決方案。

通過深入理解聲學科學，同時憑借多年來對含氟聚合物材料方面的研究和經驗，戈爾公司推出的這款GORE^?MEMS防護透氣聲學產品在設計時兼顧了包括惡劣環境、污物防護和聲學性能等在內的各種因素。

由于GORE^?MEMS防護透氣聲學產品是一種透氣薄膜，因此可以有效減少MEMS麥克風在SMT工藝過程中的污染，這解決了SMT工藝環節中的顆粒污染防護問題。

利用ePTFE材料的微孔透氣結構，GORE^?MEMS防護透氣聲學產品可以使氣體穿過麥克風端口，從而緩解了麥克風內部的壓力積聚，使麥克風免遭損壞。

圖：GORE^?MEMS防護透氣聲學產品可以阻隔液體和顆粒并緩解了麥克風內部的壓力積聚

針對制程中無法進行測試的問題，戈爾公司開發出一種技術，使MEMS麥克風制造商能夠在設備內部對包括音質和滲透率在內的聲學性能進行測試，且設備從生產線下線后無需進一步分配資源進行再測試，從而解決了MEMS麥克風制造商不能進行制程中測試的難題，大大提高了生產效率。

需要強調的是，GORE^?MEMS防護透氣聲學產品可以無縫集成直接導入到MEMS麥克風制造商現有的SMT產線工藝中，輕松應用于大批量制造工藝和自動安裝程序，并能夠在回流過程中最高耐受280℃的溫度達40秒之久。

GORE^?MEMS防護透氣聲學產品有兩個型號：100型和200型。其中100型可滿足電路板組件的需求，200型則可以滿足麥克風制造商的需求，兩款產品的裝配方式也有所不同。

100型可在回流工序之前安裝在上聲孔麥克風頂部和下聲孔麥克風底部的電路板上。產品采用了卷軸式帶狀包裝，可與高速SMT貼片機實現無縫安裝。安裝過程首先是將100型防護透氣聲學產品送到工作平臺上，然后該產品被依次從離型膜上轉移到工作平臺上，通過紅外線傳感器將防護透氣聲學產品準確放置在正確的位置，繼而被吸取并放置于麥克風的聲孔上。

圖：100型GORE^?MEMS防護透氣聲學產品裝配圖

圖：100型GORE^?MEMS防護透氣聲學產品可與高速SMT貼片機實現無縫安裝

200型可以理解為對MEMS麥克風做了一個內置的保護。它可以在MEMS麥克風的封裝制程中安裝到MEMS麥克風的內部，該產品以晶圓格式進行數字映射，與高速固晶設備兼容。

圖：200型GORE^?MEMS防護透氣聲學產品

可以在MEMS麥克風的封裝制程中被安裝到MEMS麥克風內部

圖：200型GORE^?MEMS防護透氣聲學產品安裝過程

目前，GORE^?MEMS防護透氣聲學產品已經面向全球MEMS麥克風制造商供貨。為了確保產品“符合預期用途要求”，在推薦產品之前，戈爾公司對客戶的終端應用和相關的測試都會做全面了解。戈爾公司也正在通過其靈活便捷的供應鏈體系，縮短交貨時間并提供全球銷售和技術團隊資源，以支持全球MEMS麥克風制造商能夠完成大規模項目以滿足市場爆發式增長的需求。

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關于戈爾

戈爾是一家以材料科技為本的全球性公司，專注于革新產業和改善生活。戈爾成立于1958年，以專注解決最嚴苛環境中的復雜技術難題而享譽全球，從發明GORE-TEX?面料推動戶外服飾行業革新，到創造醫療器械改善生活、拯救生命，以及在航空航天、醫藥和移動電子等行業中實現更出色的產品性能等，不一而足。此外，戈爾還以重視團隊精神的優秀企業文化而著稱，并持續獲得卓越職場?研究所的認可。戈爾總部位于美國特拉華州紐瓦克市，在全球擁有約9,500名同事，年收入逾30億美元。如需了解更多詳情，敬請訪問：http://www.gore.com.cn/news-events/news/gore-mems-protective-vents-style-100-200