[发明专利]麦克风和压力传感器封装件以及制造麦克风和压力传感器封装件的方法

说明书

麦克风和压力传感器封装件包括具有开口(16)的载体(1)、包括布置在开口(16)上方的隔膜(21)和穿孔背板(22)的麦克风器件(20)、ASIC器件(6)以及形成载体(1)和罩(9)之间的空腔(17)的罩(9)。ASIC器件(6)和麦克风器件(20)布置在空腔(17)中。提供用于压力传感器的传感器元件(7)集成在ASIC器件(6)中。空腔(17)外部的压力通过开口(16)、隔膜(21)和背板(22)传输至传感器元件(7)。

本发明涉及一种紧凑型封装件，其适于集成用于检测外界平均压力的压力传感器与被用作检测如声波的快速压力变化的麦克风的微机电系统。该封装件允许压力传感器与作用在该封装件上的外力所导致的压力的机械去耦。

WO 2002/048668 A2公开了一种集成CMOS电容压力传感器。

US 2016/0142829 A1公开了一种包括封装衬底的MEMS麦克风，所述封装衬底具有穿过该封装衬底布置的端口，其中该端口被配置为接收声波；安装至封装衬底并且形成封装件的盖。该MEMS麦克风还包括布置在封装件中并且耦合至封装衬底的声音传感器，其中MEMS声音传感器被定位成使得能够可在端口处接收的声波入射在该MEMS声音传感器上。该MESM声音传感器包括：定位在该封装件内的第一位置处的在端口上方的背板；和定位在该封装件内的第二位置处的隔膜，其中该第一位置和第二位置之间的距离形成限定感测间隙，并且其中该MEMS麦克风被设计成承受隔膜和背板之间大于或等于约15伏的偏置电压。

本发明的目的是公开一种紧凑型麦克风和压力传感器封装件以及制造这种麦克风和压力传感器封装件的方法。

麦克风和压力传感器封装件包括具有开口的载体、布置在该开口上方的具有隔膜和穿孔背板的麦克风器件、ASIC器件以及罩，该罩形成位于载体与罩之间的空腔。ASIC器件和麦克风器件布置在该空腔中。被设置用作压力传感器的传感器元件集成在ASIC器件中，特别是单片集成在ASIC器件中。存在于空腔外部的压力通过开口、隔膜和背板传输至传感器元件。该封装件因此可以仅包括两个半导体管芯或芯片以包括ASIC、传感器元件和麦克风。

在麦克风和压力传感器封装件的实施例中，ASIC器件通过粘合剂层安装在载体上。

麦克风和压力传感器封装件的另一实施例包括底部器件，该底部器件尤其可以包括绝缘体或玻璃，或者半导体材料。底部器件固定在载体和ASIC器件之间。底部器件尤其可以包括电惰性半导体衬底。

在另外的实施例中，底部器件包括与麦克风器件电连接的另外的ASIC器件。

另外的实施例包括底部器件和ASIC器件之间的粘合剂层，该粘合剂层包括硅树脂。

在另外的实施例中，ASIC器件横向悬伸出底部器件至少100μm。

在另外的实施例中，ASIC器件与麦克风器件电连接。特别地，ASIC器件可以被设置用于传感器元件和麦克风器件的读出。

另外的实施例包括布置在载体中的电导体，并且ASIC器件与该电导体电连接。

在另外的实施例中，麦克风器件与电导体电连接。

在另外的实施例中，AISC器件以倒装芯片技术安装到载体。

另外的实施例包括穿透隔膜的一个孔或多个孔。

制造麦克风和压力传感器封装件的方法包括：提供具有开口的载体；在该开口的上方布置包括隔膜和穿孔背板的麦克风器件；为ASIC器件提供被设置用作压力传感器的集成传感器元件；将ASIC器件固定在载体上；并且将罩施加到载体，使得罩形成位于载体和罩之间的空腔，并且ASIC器件和麦克风器件布置在该空腔中。

在该方法的变体中，将底部器件固定在载体和ASIC器件之间。

在该方法另外的变体中，将包括硅树脂的粘合剂层布置在底部器件和ASIC器件之间。