[发明专利]集成MEMS换能器

说明书

一种MEMS换能器封装件(300)，包括：一个封装盖(313)，包括第一接合区域(316)；以及一个集成电路裸片(309)，包括一个用于与所述封装盖的第一接合区域接合的第二接合区域(314)。所述集成电路裸片(309)包括：一个集成MEMS换能器(311)；以及，与所述集成MEMS换能器电气连接的集成电子电路(312)。所述集成电子电路(312)的占地面积至少与所述集成电路裸片(309)的接合区域(314)重叠。

本申请涉及与集成MEMS换能器有关的方法和装置，并且具体地涉及用于提供形成在集成电路裸片(die)上的集成MEMS换能器(诸如，MEMS麦克风)的布置。

背景技术

消费电子设备正逐渐变得越来越小，并且随着技术的进步，获得了越来越多的性能和功能。这在消费电子产品且尤其但不排他地便携式产品所使用的技术中是很明显的，所述便携式产品诸如是移动电话、音频播放器、视频播放器、PDA、可穿戴设备、移动计算平台，诸如膝上型计算机或平板电脑和/或游戏设备，或者在物联网(loT)系统或环境中可操作的设备。移动电话行业的要求例如正驱动部件变得更小、功能更高且成本更低。因此，期望将电子电路的功能集成在一起，并且将它们与换能器设备(诸如，麦克风和扬声器)组合。

微机电系统(MEMS)换能器(诸如，MEMS麦克风)正在许多这些设备中得以应用。因此，也存在用以减小MEMS设备的尺寸和成本的持续驱动。

使用MEMS制造工艺所形成的麦克风设备通常包括一个或多个膜，其中用于读出/驱动的电极被沉积在所述膜和/或基底上。在MEMS压力传感器和麦克风的情况下，通常通过测量所述电极之间的电容来实现读出。

为了提供保护，MEMS换能器通常将被容纳在封装件中。封装件有效地包封MEMS换能器，且可以提供环境保护，还可以提供对电磁干扰(EMI)等的屏蔽。对于麦克风等而言，封装件通常将具有声音端口，以允许声波传输到封装件内的换能器/以允许声波从封装件内的换能器传输，并且换能器可以被配置为使得柔性膜被定位在第一容积(volume)和第二容积(即，可以填充有空气(或一些其他流体)的空间/腔，且被充分定尺寸使得换能器提供期望的声学响应)之间。该声音端口声学地耦合到换能器膜的一侧上的第一容积，该第一容积有时可以被称为前容积。通常需要一个或多个膜的另一侧上的第二容积(有时被称为后容积)，以允许膜响应于入射声音或压力波而自由移动，并且此后容积可以被大体上密封(尽管本领域技术人员将理解，对于MEMS麦克风等而言，第一容积和第二容积可以通过一个或多个流动路径连接，所述流动路径诸如是膜中的小孔，且被配置为在期望的声学频率下呈现相对高的声学阻抗，但是允许两个容积之间的低频压力均衡，以解决由于温度改变等引起的压力差)。应注意，在一些应用(例如，双向麦克风)中，声音端口也可以声学地耦合到第二容积，使得膜经由前容积和第二容积这二者接收声学信号。

图1a例示了一个常规MEMS麦克风封装件100a。MEMS换能器101被附接到封装件基底102的第一表面。通常可以通过已知的MEMS制造技术在半导体裸片上形成MEMS换能器。封装件基底102可以是硅或PCB或任何其他合适的材料。盖103被定位在换能器101之上，所述换能器101被附接到封装件基底102的第一表面。盖103可以是一件式结构，例如金属罩。盖103中的孔104(即，声学端口)提供声音端口，并且允许声学信号进入封装件。在此实施例中，换能器101经由封装件基底102和换能器101上的端子焊盘105引线接合到基底102。如上文提及的，声音端口104a还可以被设置例如在双向麦克风中，使得膜经由前容积和第二容积这二者接收声学信号。