[发明专利]制造包括硅MEMS传声器的微电子封装的方法

说明书

本发明涉及制造包括声学换能器的微电子封装的方法，声学换能器是一种能够接收声音并基于声音产生电信号的元件。具体而言，本发明涉及制造包括硅MEMS传声器的微电子封装的方法。此外，本发明涉及包括诸如硅MEMS传声器的声学换能器的封装。

硅MEMS传声器在实践中是公知的。出于完整考虑，要指出的是MEMS代表微机电系统。通常，硅MEMS传声器包括形成传声器架构的硅衬底。在衬底中，设置孔，在很多情况下孔是锥形的。此外，传声器包括柔性膜和刚性背板(backplate)，其中所述柔性膜紧邻背板。在传声器工作期间，向背板施加电荷，其中背板和柔性膜整体充当着电容器。在柔性膜受到声音影响而变形时，基于所造成的电容器电容的变化获得代表声音的电信号。

由于硅MEMS传声器的尺寸在微米范围内，因此很多传声器的应用都是可能的，包括在移动电话中的应用。

为了实际应用硅MEMS传声器，将传声器设置在封装内部是重要的。从US2005/0018864获知这种封装的范例。在一个实施例中，封装包括硅衬底、设置于衬底中的气腔和置于衬底顶部的硅盖体。在由衬底和盖体包围的空间中，设置硅MEMS传声器和放大器，其中传声器位于气腔上方。在传声器工作期间，气腔充当着传声器的压强基准。传声器的上侧，即膜所在一侧连接到衬底。盖体包括可含有金属嵌件的孔隙，该孔隙设置于传声器上方的位置。孔隙适于容许声波到达传声器。封装的底侧可经由回流焊工艺连接至印刷电路板。

本发明的目的是提供另一种用于如硅MEMS传声器的声学换能器的封装，该封装坚固且比迄今所知的封装便宜，尽可能地小且易于制造，同时提供了声学换能器可以正常运行的环境，包括声学背室(back chamber)。通过制造包括诸如硅MEMS传声器的声学换能器的微电子封装的新方法实现该目的，所述方法包括如下步骤：

-提供基本结构，所述基本结构具有三个部分，即：第一封装部分，其具有用于将所述封装连接到另一电气装置的导电连接焊盘；第二封装部分，其具有容纳声学换能器的空间；以及设置在所述第一封装部分和所述第二封装部分之间的中间封装部分；

-折叠所述基本结构，其中形成封装，在所述封装中，第一封装部分和第二封装部分彼此叠置，且其中所述第一封装部分的所述导电连接焊盘位于所述封装的外侧，而所述声学换能器位于所述封装的内部；以及

-相对于彼此固定所述第一封装部分和所述第二封装部分。

简而言之，本发明涉及在折叠的封装中封装声学换能器。注意，通常，用于形成微电子封装的包括折叠衬底的步骤的方法是公知的，例如从WO2004/017399中可知。不过，不应将本发明视为仅仅将公知技术用于在MEMS传声器领域中形成折叠封装。相反，通过根据本发明的方法在封装中封装诸如硅MEMS传声器的声学换能器带来了特定的好处并产生了惊人的效果。

本发明的一个重要方面是提供了非常简单的方案来将声学换能器连接到封装外侧的导电连接焊盘。具体而言，有可能提供这样的基本结构，其在第一封装部分上具有这样的焊盘，并具有从第一封装部分上的焊盘经由中间封装部分延伸到第二封装部分的导电迹线。在第二封装部分中，声学换能器连接到导电迹线的末端。

同样地，在该封装还装配有诸如IC芯片的另一微电子元件的情况下，很容易实现将该元件连接到封装外侧的导电连接焊盘。在微电子元件设置于第二封装部分上的情况下，通过提供于第二封装部分上的导电迹线将该元件连接到声学换能器，并通过从第一封装部分上的焊盘经由中间封装部分延伸到第二封装部分的导电迹线将该元件连接到第一封装部分上的导电连接焊盘。在所述微电子元件设置于第一封装部分上的情况下，该元件直接连接至导电连接焊盘，而通过从第二封装部分经由中间封装部分延伸到第一封装部分的导电迹线将声学换能器连接到该元件。