Como Microfones São Fabricados: Do Design ao Uso Diário

Microfones são parte de nossa vida diária. São vistos em muitas aplicações como telefones, aparelhos auditivos, sistemas de endereço público, gravação de som, rádios bidirecionais, megafones, radiodifusão e televisão. Tão amplamente usados a ponto de não prestarmos mais atenção à sua existência.

Tão amplamente usados quanto são os microfones, o processo de fabricação é muito complexo. Vamos mergulhar e ver como esses pequenos ajudantes são feitos e tornam nosso mundo melhor.

A imagem abaixo ajuda você a ter uma compreensão geral primeiro.

Aqui vem a explicação detalhada do processo de fabricação de microfones.

1. Fundição de wafer

Um wafer^[1] (também conhecido como fatia ou substrato) é uma folha fina de material semicondutor, como silício cristalino.

Os wafers são usados como substrato para dispositivos microeletrônicos construídos dentro e fora do wafer, que é feito por muitas etapas de processo de microfabricação como dopagem ou implantação de íons, corte, barrilamento, fatiamento, chanframento, polimento e gravação a laser.

2. Teste de wafer

Nesta etapa, os defeitos funcionais de todos os circuitos integrados individuais presentes no wafer são testados aplicando um padrão de teste especial ao wafer antes de enviá-lo para die para preparação.

O teste de wafer é feito por um dispositivo de teste chamado wafer prober. Existem várias maneiras referenciáveis para teste de wafer: Wafer Final Test (WFT), Electronic Die Sort (EDS) e Circuit Probe (CP).

3. Encapsulamento

3.1 SMT

Tecnologia de montagem em superfície (SMT) é um método para fabricar circuitos eletrônicos no qual componentes de montagem em superfície sem chumbo ou com chumbo curto (SMC/SMD) são montados ou colocados diretamente na superfície de placas de circuito impresso (PCBs) ou outro substrato.

É uma tecnologia de montagem de circuito por solda de refluxo ou solda por imersão. O processo SMT consiste nas seguintes partes: impressão de pastas em pads antigos, colagem, solda de refluxo, instalação e limpeza.

3.2 Colagem adesiva

Colagem adesiva (também referida como colagem ou ligação por cola) refere-se à tecnologia de unir as superfícies de objetos homogêneos ou heterogêneos com adesivos que é uma classe de substância orgânica ou inorgânica, natural ou sintética com resistência suficiente após cura. Alguns adesivos bem estabelecidos como SU-8, e benzociclobuteno (BCB), são especializados para MEMS ou outros componentes eletrônicos.

3.3 Ligação

3.3.1 Fixação do die

Fixação do die é uma parte chave do processo de encapsulamento. É como a face de um die é anexada a um substrato por uma única junta. Adesivo IC die é um adesivo epóxi de cura à temperatura ambiente, amplamente usado na ligação de componentes eletrônicos. Tem excelente resistência de ligação para ligação de pacote entre metal, cerâmica, vidro e plástico duro.

3.3.2 Wire bonding

Wire bonding é um método que solda finos fios metálicos ao substrato por calor, pressão e energia ultrassônica, o que resulta na interconexão elétrica entre chips e substratos e troca de informações entre chips. Existem tipicamente três métodos de wire bonding usados na indústria: hot-pressing wire bonding, tincture-tincture ultrasonic wire bonding e thermoacoustic wire bonding.

3.3.3 Exame microscópico 3-D

Durante este processo, usamos microscópios 3D para garantir que as etapas acima sejam feitas com precisão. Por exemplo, rachaduras ou amassados não são permitidos.

3.3.4 Moldagem

Neste processo, EMC (Composto de Moldagem Epóxi) é usado para encapsular os produtos acabados de wire bond para prevenir o impacto do ambiente externo. Os principais passos são:

• Lead frame é colocado no molde, cada die está na cavidade, e o molde é fechado.
• O bloco EMC é colocado no orifício central do molde.
• Em altas temperaturas, EMC derrete e flui ao longo da trilha para a cavidade.
• Cobrindo o chip começando pela parte inferior.
• Moldagem e cura após a cobertura.

3.3.5 Marcação a laser

Marcação a laser refere-se a uma marca permanente deixada pela reação química aplicada por laser que faz o material da superfície vaporizar ou sofrer mudança de cor. Marcação a laser pode produzir uma variedade de textos, símbolos e padrões, etc..

3.3.6 Pós-cura do molde

Pós-cura é o processo de aquecer o revestimento e mantê-lo em temperatura constante por um período de tempo após o adesivo ter curado à temperatura ambiente, o que acelerará o processo de reticulação e alinhará adequadamente as moléculas do polímero.

3.4 Despainelização

Despainelização é uma etapa de processo na produção de montagem eletrônica de alto volume. Para aumentar a taxa de transferência de fabricação de placa de circuito impresso (PCB) e linhas de montagem em superfície (SMT), PCBs são frequentemente projetados para que consistam de muitos PCBs menores individuais que serão usados no produto final. Este cluster de PCB é chamado de painel ou multibloc. O grande painel é quebrado ou "despainelizado" como uma certa etapa no processo².

3.5 Teste

Itens de teste do microfone são: resposta de frequência em eixo e fora do eixo, sensibilidade, distorção, relação sinal-ruído, detecção de imperfeições audíveis, direcionalidade, gráfico polar, polaridade.

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Referências

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Wafer_(electronics)

2. https://en.wikipedia.org/wiki/Depaneling