[发明专利]微机械功能装置、尤其扬声器装置、以及相应的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机械功能装置、尤其一种扬声器装置、以及一种相应的制造方法。

背景技术

虽然也可以采用任意的微机械功能装置，但是借助在硅基础上的微机械扬声器装置来解释本发明以及其所基于的问题。

与麦克风封装或压力传感器封装相比，其中其必须在小的构造空间上提供至膜的介质接入、前容积以及必要时的后容积（Rueckvolumen），MEMS扬声器装置的封装尤其应该提供一个合适的声学窗口。

MEMS基础上的扬声器通常由一个相对大的MEMS芯片组成，该MEMS芯片具有包含相应膜的单体扬声器的一种结构（Anordnung），其中相应的膜可以通过相邻设置的穿孔电极而在两侧偏转。

DE 10 2005 055 478 A1公开了用于接收和/或用于生成声信号的一种微机械构造，其位于至少部分围绕该构造的介质中。该构造具有一个基本封闭并基本形成该构造的第一侧的膜，以及一个反元件和在与该第一侧相对侧的第二侧上所设置的封闭的衬底。该反元件设置在该膜与该衬底之间。

发明内容

本发明提供了根据权利要求1所述的一种微机械功能装置、尤其扬声器装置以及根据权利要求12所述的一种相应的制造方法。

优选的改进是相应的从属权利要求的主题。

本发明的优点

本发明提供了一种微机械功能装置，其具有诸如PCB衬底的一种三维衬底。优选地通过在该衬底上在该功能结构之上层压薄膜来进行覆盖。

该三维衬底具有至少两个彼此相背的孔穴，其中用于容纳ASIC电路芯片的孔穴有利地居中地布置在用于MEMS功能结构的孔穴下面。所述孔穴可以在芯片安装之后被覆盖或被浇注。通过在彼此相背的侧上实施用于容纳芯片的孔穴，尽管芯片大小相互偏差巨大，芯片也可以近似重叠地被安装，如此使得相对于并列安装而大大降低了面积需求。

优选地把一种多层印制电路板来用作三维衬底，其中在其制造过程中至少部分地依次层压了预冲孔、预钻孔或预铣孔的印制电路板层（Core-Layers,芯层）。在此该衬底除了布线和穿通接触部（过孔）之外还合乎目的地提供有用于芯片安装的孔穴。这在AVT过程（构造和连接技术）中省略了耗费的工艺序列，诸如间隔物的安装、壳体框架的安装等。该AVT过程从而简化为芯片安装和可透声的覆盖的层压、以及由印制电路板复合体组成的扬声器封装的分离。

由此产生了以下的重要优点。

因为该ASIC电路芯片在该三维衬底中被安装在该MEMS扬声器结构下面，所以覆盖区域相对于传统的并列构造而大大缩小。另外由此不用额外的耗费就实现了芯片的堆叠，其中这些芯片典型地具有非常不同的大小（MEMS扬声器结构 10×10mm2，ASIC电路芯片4×4mm2），也即，不必顺序地安装间隔物或间距保持物。

通过把ASIC电路芯片居中地布置在该MEMS扬声器结构之下，印制导线可以对称地并以最短的长度来设计。这对寄生特性有尤其有利的影响。通过把ASIC电路芯片和MEMS功能结构分开到不同侧，需要更少的薄膜来密封MEMS功能结构孔穴。此外还不会形成声不对称。因为MEMS功能结构和ASIC电路芯片被安装在彼此相背的衬底侧上，所以可以毫不犹豫地采用一种混合AVT，也即，ASIC电路芯片可以作为倒装芯片来焊接，而不会污染用于MEMS安装的焊线，或者不会在事先进行的MEMS功能结构安装时污染其薄膜。

另外，覆盖区域相对于具有单独的、也即顺序安装覆盖的封装而缩小，因为在该衬底中必须保持比采用覆盖的情况更小的芯片间距以用于封装边缘。另外线距可以设计得更窄，因为模块通过锯切来分离，并且不必设置覆盖的预留量。

在采用印制电路板的情况下，在批处理方法中通过可透声的薄膜的层压实现了壳体的覆盖，也即不必实施顺序的覆盖过程（放置单个框架并层压薄膜）。这明显降低了制造成本。

通过在扬声器结构情况下把后容积集成在衬底中，可以把一部分功能从MEMS扬声器结构转移到造价合理的印制电路板中。通过在壳体中提供大部分的后容积，可以降低MEMS扬声器结构的芯片厚度。这降低了MEMS扬声器结构的制造成本，因为比如400μm芯片厚度的制沟槽过程比比如200μm芯片厚度的要贵。对此代替地，可以在MEMS扬声器结构的芯片厚度不变的情况下造价合理地增大后容积。从而在降低壳体构造大小（构造高度、覆盖区域）的情况下获得了最大的后容积。本发明从而针对在终端客户时的可靠性和安装过程而提供了稳固的封装。

附图说明