本發(fā)明涉及換能器模塊、包括該換能器模塊的裝置以及制造換能器模塊的方法。

背景技術(shù)：

已知mems(微機(jī)電系統(tǒng))類型的聲換能器(具體為麥克風(fēng))包括被設(shè)計(jì)為將聲壓波轉(zhuǎn)換為電量(例如，電容變化)的薄膜敏感結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)為在所述電量上承載適當(dāng)處理操作(放大和過濾操作)用于提供表示接收到的聲壓波的電輸出信號(hào)(例如，電壓)的讀取電子器件。

在使用電容感測原理的情況下，mems敏感結(jié)構(gòu)通常包括移動(dòng)電極，其設(shè)置為隔膜或薄膜、布置為面對固定電極以提供具有可變電容的感測電容器的板。移動(dòng)電極通過其第一部分(通常是周邊部分)錨固至結(jié)構(gòu)層，而其第二部分(通常為中心)響應(yīng)于由進(jìn)入的聲壓波施加的壓力而自由移動(dòng)或彎曲。因此，移動(dòng)電極和固定電極提供電容器，并且彎曲組成移動(dòng)電極的薄膜根據(jù)被檢測的聲信號(hào)而引起電容的變化。

多個(gè)mems麥克風(fēng)通常安裝在多媒體電子設(shè)備(諸如智能手機(jī))中。這是由于麥克風(fēng)不僅用于轉(zhuǎn)換語音信號(hào)而且還用于附加功能(諸如噪聲消除和聲音的記錄)的事實(shí)，并且每個(gè)麥克風(fēng)可以專用于特定功能。在電子設(shè)備中集成許多麥克風(fēng)(例如，兩個(gè)至七個(gè)麥克風(fēng))要求使用專用的集成電路板并由此對空間的占用具有顯著影響。

此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，每個(gè)mems麥克風(fēng)都容納在封裝件中，封裝件包含換能器(例如，mems換能器)以及用于獲取和預(yù)處理由換能器生成的電信號(hào)的電子器件，通常為asic(專用集成電路)。明顯地，從成本和空間占用的觀點(diǎn)來看該方法不是最優(yōu)的。

上面闡述的缺陷可以擴(kuò)展到除麥克風(fēng)之外的mems設(shè)備，例如壓力傳感器或uv傳感器或者通常存在于消費(fèi)者電子產(chǎn)品中的其他換能器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供針對先前示出的問題的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明，如在以下權(quán)利要求中限定的，提供了換能器模塊、包括換能器模塊的裝置和制造換能器模塊的方法。

本發(fā)明所提供的換能器模塊(10；10’；60；100；190；200)可以包括：支持襯底(23；102)，具有第一側(cè)(23a；102a)和第二側(cè)(23b；102b)；蓋(27；103)，在所述支持襯底的所述第一側(cè)之上延伸并且與所述支持襯底一起限定彼此內(nèi)部隔離的第一室(108)和第二室(109)；第一傳感器芯片(21)，在所述第一室(8；108)中耦合至所述支持襯底的所述第一側(cè)，并且集成第一mems換能器(1；105)，所述第一mems換能器(1；105)被配置為檢測第一環(huán)境量并根據(jù)檢測的所述第一環(huán)境量生成第一換能信號(hào)；第二傳感器芯片(41)，在所述第二室(18；109)中耦合至所述支持襯底的所述第一側(cè)，并且集成第二mems換能器(42；107)，所述第二mems換能器(42；107)被配置為檢測第二環(huán)境量并根據(jù)檢測的所述第二環(huán)境量生成第二換能信號(hào)；以及控制芯片(22；106)，至少部分地在所述第一室和/或所述第二室中延伸，并且功能性地耦合至所述第一mems換能器和所述第二mems換能器，用于在使用中分別接收所述第一換能信號(hào)和所述第二換能信號(hào)。

本發(fā)明所提供的一種電子裝置(300)，可以包括上述的換能器模塊，在包括以下項(xiàng)的組中選擇的所述電子裝置：手機(jī)、pda、筆記本、聲音記錄器、具有聲音記錄功能的音頻讀取器、用于視頻游戲的控制臺(tái)、水聽器。

此外，本發(fā)明所提供的一種制造換能器模塊(10；10’；60；100；190；200)的方法，包括以下步驟：提供具有第一側(cè)(23a；102a)和第二側(cè)(23b；102b)的支持襯底(23；102)；在所述支持襯底的所述第一側(cè)上耦合蓋(27；103)，所述蓋被配置為與所述支持襯底一起限定彼此內(nèi)部隔離的第一室(108)和第二室(109)；在所述第一室(8；108)處將第一傳感器芯片(1；105)耦合至所述支持襯底的所述第一側(cè)，其中所述第一傳感器芯片集成第一mems換能器，所述第一mems換能器被配置為檢測第一環(huán)境量并根據(jù)檢測的所述第一環(huán)境量生成第一換能信號(hào)；在所述第二室(18；109)處將第二傳感器芯片(42；107)耦合至所述支持襯底的所述第一側(cè)，其中所述第二傳感器芯片集成第二mems換能器，所述第二mems換能器被配置為檢測第二環(huán)境量并根據(jù)檢測的所述第二環(huán)境量生成第二換能信號(hào)；以及將控制芯片(22；106)機(jī)械地耦合至所述支持襯底，使得所述控制芯片至少部分地在所述第一室和/或所述第二室中延伸；以及將所述控制芯片耦合至所述第一mems換能器和所述第二mems換能器，用于在使用中分別接收所述第一換能信號(hào)和所述第二換能信號(hào)。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在僅通過非限制性示例并參照附圖來描述其優(yōu)選實(shí)施例，其中：

圖1至圖6是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的對應(yīng)多室和多設(shè)備換能器模塊的橫向截面的示圖；以及

圖7是包括根據(jù)圖1至圖5中的任一實(shí)施例的換能器模塊的電子裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

在空間坐標(biāo)x、y和z的系統(tǒng)中，參照圖1示出了具有被設(shè)計(jì)為容納相應(yīng)設(shè)備的多個(gè)室的類型的換能器模塊10。換能器模塊10包括襯底23，其上布置有蓋27，限定了彼此內(nèi)部隔離的第一腔(或室)8和第二腔(或室)18。第一和第二腔8、18均限定在襯底23的頂面23a與蓋27的內(nèi)表面27a之間，并且通過隔離壁11彼此分離，其中隔離壁11在蓋27的內(nèi)表面27a與襯底23的頂面23a之間連續(xù)延伸，完全將第一和第二腔8、18彼此分離。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底23是lga(平面網(wǎng)格陣列)型的襯底。在可選實(shí)施例中，襯底23由半導(dǎo)體材料(例如，硅)制成，其通過已知的微加工工藝得到。蓋27可以由預(yù)模制塑料或金屬材料制成，并且例如可以具有涂覆有金屬層的內(nèi)表面27a以提供電磁屏蔽。

蓋27通過耦合區(qū)域24(焊料區(qū)域或者膠合區(qū)域等)耦合至襯底23。襯底23和蓋27形成封裝件20。

第一傳感器芯片21容納在第一腔8中并且集成mems結(jié)構(gòu)，該mems結(jié)構(gòu)提供第一換能器1，具體地根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例為聲換能器。第一聲換能器1可以根據(jù)任何可用技術(shù)來制造，并且可以根據(jù)任何已知的操作原理來進(jìn)行操作。通過示例，第一聲換能器1設(shè)置有薄膜2，該薄膜是移動(dòng)的且由導(dǎo)電材料制成，面向剛性板3，通過該術(shù)語可以理解為與薄膜2(其為柔性的)相比是相對剛性的元件。剛性板3包括面向薄膜2的至少一個(gè)導(dǎo)電層，使得薄膜2和剛性板3形成電容器的面對板。薄膜2(其根據(jù)進(jìn)入的聲壓波而經(jīng)歷變形)至少部分地懸掛在結(jié)構(gòu)層5之上并且直接面對腔6，其通過在對應(yīng)于結(jié)構(gòu)層5的后表面5b(后部5b與結(jié)構(gòu)層5本身的被布置為接近薄膜2的前表面5a相對)的區(qū)域中形成溝槽來來獲取。

類似地，第一內(nèi)腔8容納集成有處理電路或asic22’的第二芯片(控制芯片)22。已知asic22’包括信號(hào)處理電路(例如，用于電容電聲傳感器的電荷放大器電路)和/或進(jìn)行聲換能器1的適當(dāng)操作所要求的部件，具體關(guān)于聲信號(hào)的換能的電子/電功能。asic22’通過電導(dǎo)體25’電耦合至第一聲換能器1(利用接合線技術(shù))，其將第一和第二芯片21、22的相應(yīng)焊盤26a和26b連接到一起。此外，例如利用接合線技術(shù)得到的電連接25”被設(shè)置用于將控制芯片22的一個(gè)或多個(gè)焊盤26c耦合至襯底23的相應(yīng)焊盤26d。

第一和第二芯片21、22并排耦合在封裝件20的襯底23上。傳感器芯片21例如通過粘合層或膠層7耦合至結(jié)構(gòu)層5的后表面5b上的襯底23。類似地，控制芯片22也例如通過焊料掩模(未示出)耦合至其后表面22b上的襯底23。根據(jù)需要，可以設(shè)想用于將第一和第二芯片21、22耦合至襯底23的其他修改。

asic22’設(shè)置在控制芯片22與后表面22b相對的前表面22a上。在襯底23中設(shè)置適當(dāng)?shù)慕饘倩瘜雍?或?qū)щ娡?圖1中示出的電路徑30)，用于將電信號(hào)從第一腔8的內(nèi)部布線到封裝件20的外部。

電連接元件29a(例如為導(dǎo)電臺(tái)的形式)設(shè)置在襯底23的底側(cè)23b(向外暴露的側(cè)面)上，用于接合和電連接至印刷電路板(pcb)和/或用于測試操作。又一焊料掩模19可以施加于襯底23的底側(cè)23b。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，貫通基礎(chǔ)襯底23的厚度制造穿孔或孔28，其被設(shè)計(jì)為布置為使第一芯片21的腔6與封裝件20外的環(huán)境進(jìn)行聲通信。以下，穿孔28還將被稱為“聲端口”，并且第一芯片21的腔6還將被稱為“聲室”。

聲室6的延伸(在水平面xy中)大于聲端口8的對應(yīng)延伸(也在水平面xy中)，使得聲端口28整體與聲室6通信，而其不具有朝向封裝件20的內(nèi)部空間8的直接出口。

第二腔18容納集成在第三芯片(傳感器芯片)41中的mems結(jié)構(gòu)，形成第二聲換能器42，但是不同于第一腔8，不存在集成處理電路(asic)的又一芯片(控制芯片)。

由傳感器芯片41容納的mems結(jié)構(gòu)設(shè)置有薄膜43，薄膜43是移動(dòng)的并且由導(dǎo)電材料制成，面向剛性板44，通過該術(shù)語可以理解，該元件與薄膜43(其是柔性的)相比是相對剛性的。剛性板44包括面對薄膜43的至少一個(gè)導(dǎo)電層，使得薄膜43和剛性板44形成電容器的面對板。

薄膜43(其根據(jù)進(jìn)入的聲壓波而經(jīng)歷變形)至少部分地懸掛在結(jié)構(gòu)層45之上并且直接面對腔46，其中通過在對應(yīng)于結(jié)構(gòu)層45的后表面45b(后部45b與結(jié)構(gòu)層45本身的被布置為接近薄43的前表面45a相對)的區(qū)域中進(jìn)行挖掘來形成腔46。

例如通過粘合層(未示出)，傳感器芯片41經(jīng)由結(jié)構(gòu)層45的后表面45b耦合至襯底23的頂面23a。

在襯底23中設(shè)置適當(dāng)?shù)慕饘倩瘜雍?或通孔(通過示例示出一個(gè)電路徑51)，用于將電信號(hào)從第二腔18內(nèi)部朝向封裝件20的外部布線。利用接合線技術(shù)得到的一個(gè)或多個(gè)電連接55被設(shè)置用于將傳感器芯片41的一個(gè)或多個(gè)焊盤56a耦合至襯底23的相應(yīng)焊盤56b。

在襯底23的底側(cè)23b上設(shè)置又一些電連接元件29b，用于接合和電連接至印刷電路和/或用于測試操作。電連接元件29b通過穿過襯底23的相應(yīng)電路徑51電耦合至焊盤56b。

穿過蓋27的厚度，僅在對應(yīng)于第二腔18的位置中設(shè)置穿孔或孔59，其被設(shè)計(jì)為布置為使第二腔18與封裝件20外的環(huán)境進(jìn)行聲通信。穿孔59形成第二聲換能器42的聲端口。

因此，根據(jù)圖1的實(shí)施例，第一聲換能器1的聲端口28和第二聲換能器42的聲端口59在封裝件20的相對側(cè)上延伸。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，電連接元件29a和電連接元件29b形成導(dǎo)電路徑29的一部分或者耦合至導(dǎo)電路徑29，其中導(dǎo)電路徑29在襯底23的底面23b上延伸并將導(dǎo)電通孔30與導(dǎo)電通孔51電連接。因此，電連接線25”、通孔30、導(dǎo)電路徑29、通孔51和電連接線55形成導(dǎo)電路徑61，其功能性地將控制芯片22(具體為asic22’)耦合至傳感器芯片41(具體為第二聲換能器42)。

以這種方式，通過導(dǎo)電路徑61，由第二聲換能器42在輸出處生成的電信號(hào)(換能聲信號(hào))被發(fā)送給asic22’用于信號(hào)處理步驟。該實(shí)施例能夠形成共享相同asic的換能器的結(jié)構(gòu)，這顯著地節(jié)省了成本和占用空間。相應(yīng)聲端口28、59的布置使得一個(gè)聲端口(例如，聲端口28)可用于獲取聲信號(hào)(例如，聲音信號(hào))，而另一聲端口(這里為聲端口59)可用于獲取環(huán)境噪聲。由相應(yīng)的聲換能器1、42轉(zhuǎn)換的信號(hào)被發(fā)送給asic22’，asic22’對這些信號(hào)進(jìn)行處理并且在該示例中對經(jīng)由聲端口28獲取的信號(hào)中存在的背景噪聲進(jìn)行擦除。

根據(jù)不同實(shí)施例(如圖2所示)，換能器模塊10’包括導(dǎo)電路徑61’，其電連接第一和第二腔8、18并且是隱埋到襯底102中的類型，即形成在核117內(nèi)。在這種情況下，通孔30’、51’終止于核117內(nèi)，并且將通孔30’、51’彼此連接的導(dǎo)電路徑29’是隱埋在核117中的導(dǎo)電路徑。

根據(jù)圖中未示出的不同實(shí)施例，電連接第一和第二腔的導(dǎo)電路徑在襯底的頂面之上延伸，面向室8、18的內(nèi)部。在這種情況下，在襯底之上延伸的所述電路徑被絕緣材料的焊料掩模覆蓋，由此與蓋電絕緣。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，圖3示出了多室類型的換能器模塊60來代替圖1所示的模塊，其中不存在穿過蓋27的聲端口59。通過相同的參考標(biāo)號(hào)來表示與圖2的換能器模塊60和圖1的換能器模塊10相同的元件，并且不再進(jìn)一步描述。

根據(jù)圖3的實(shí)施例，如第一聲換能器1所設(shè)想的，通過襯底23得到第二聲換能器42的聲端口69。為此，穿過襯底23設(shè)置穿孔或孔，其被設(shè)計(jì)為布置為將傳感器芯片41的腔46與封裝件20外的環(huán)境進(jìn)行聲通信。穿孔形成集成到傳感器芯片41中的聲換能器的聲端口69。聲室46的延伸(在水平面xy中)大于聲端口68的對應(yīng)延伸(也在水平面xy中)，使得聲端口68整體與聲室46通信，而不具有朝向封裝件20的第二腔18(明顯地，也不朝向第一腔8)的直接出口。

在圖3中，用虛線表示布置為使asic22’與第二聲換能器42電通信的導(dǎo)電路徑61，其在襯底23不存在聲端口69的穿孔的區(qū)域中延伸并且在圖3的截面中不可見。明顯地，參照圖2描述的變形例也可以應(yīng)用于圖3的實(shí)施例。

類似地，其他變形例也是可以的。例如，可以在蓋27處設(shè)置第一和第二聲換能器的聲端口。在這種情況下，第一聲換能器1的聲端口在封裝件20外的環(huán)境與第一腔8之間形成聲連接，而第二聲換能器42的聲端口在封裝件20外的環(huán)境與第二腔18之間形成聲連接。

通過覆蓋元件27設(shè)置這兩個(gè)聲端口能夠通過襯底23將多設(shè)備換能器模塊安裝在pcb上。

根據(jù)本公開的又一變形，可以通過不同類型的換能器來替換圖1至圖3的第一和第二聲換能器1、42之間的至少一個(gè)，例如從包括以下種類的組中進(jìn)行選擇：壓力傳感器(換能器)、uv傳感器、ir傳感器、通用光信號(hào)傳感器(例如，光電二極管)、加速計(jì)或陀螺儀。此外，在這種情況下，第一和第二腔8、18中的僅有一個(gè)容納控制芯片22，經(jīng)由電路徑61得到換能信號(hào)從容納在另一腔8、18中的換能器傳輸至asic22’。

明顯地，在使用非聲換能器(例如，uv或ir換能器)的情況下，穿孔59不具有聲端口的功能，并且被配置為在相應(yīng)換能器的感測區(qū)域上形成用于入射光輻射的入口。

在空間坐標(biāo)x、y和z的系統(tǒng)中，圖4示出了根據(jù)本公開又一實(shí)施例的多室類型的換能器模塊100。

換能器模塊100包括支持襯底102，其上布置有蓋103，蓋103與襯底102一起限定彼此內(nèi)部隔離的第一腔(或室)108和第二腔(或室)109。第一和第二腔108、109均在襯底102的頂面102a與蓋103的內(nèi)表面102a之間延伸，并且通過分離壁111完全彼此隔離。

第一腔108容納第一傳感器芯片105，其集成第一換能器101(這里具體為聲類型)，而第二腔109容納第二傳感器芯片107，其集成第二換能器142(這里具體為聲類型)。

控制芯片106在襯底102中延伸，如以下更完整描述的，控制芯片105分別通過接合線112和113操作性地耦合至第一和第二傳感器芯片105、107(接合線技術(shù))。更具體地，第一和第二傳感器芯片105、107中的至少一個(gè)直接連接至控制芯片106。

第一和第二聲換能器101、142為已知類型，具體為已經(jīng)參照圖1描述的類型。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，它們中的每一個(gè)都包括位于相應(yīng)傳感器芯片105、107的主體中形成的腔之上的半導(dǎo)體材料的薄膜，并且剛性金屬背板電容性地耦合至薄膜。背板例如設(shè)置有孔并且被配置為面向薄膜。

襯底102和蓋103結(jié)合到一起并且形成封裝結(jié)構(gòu)120，其容納和保護(hù)第一和第二傳感器芯片105、107和控制芯片106。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，除了具有保護(hù)功能之外，蓋103還限定第一和第二聲換能器101、142的聲室。

在一個(gè)實(shí)施例中，襯底102可以是lga類型的襯底并且包括核107。一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的外金屬層118和內(nèi)金屬層110(例如為銅)在核110的相對面之上延伸?？梢灶愃频卮嬖诤噶涎谀?，以已知方式在第一傳感器芯片105與襯底102之間以及在第二傳感器芯片107和襯底102之間形成耦合區(qū)域。

通過剛性介電材料(例如，fr4)的芯片限定核117。外金屬層118在核117在腔108、108外(即，與蓋103相對)的表面之上延伸。在外金屬層118中，為mems麥克風(fēng)1的電連接限定外部接觸件114。焊料掩模119可以部分地涂覆在外金屬層之上，使接觸件114自由設(shè)置。

內(nèi)金屬層110布置在核117的內(nèi)表面上，被蓋103包圍。在內(nèi)金屬層110中限定內(nèi)接觸件115。

穿過襯底102制造的穿孔限定第一聲換能器的聲端口128，并且能夠?qū)崿F(xiàn)容納第一傳感器芯片105的第一腔108的內(nèi)部與封裝件120外部的環(huán)境的聲耦合。

穿過蓋103制造的穿孔限定第二聲換能器的聲端口129，并且能夠?qū)崿F(xiàn)容納第二傳感器芯片107的第二腔109的內(nèi)部與封裝件200外的環(huán)境的聲耦合。

襯底102中的凹部限定其中至少部分地容納控制芯片106的殼體121。

粘合區(qū)域124沿著核117的周界延伸，并且例如通過粘合層(諸如膠或焊膏)或通過部分內(nèi)金屬層110來形成，并且形成用于將蓋103耦合至襯底102的區(qū)域。類似地，粘合區(qū)域124沿著控制芯片106的表面部分延伸并且形成用于在隔離壁111與控制芯片106的選擇部分之間耦合(機(jī)械耦合)的又一區(qū)域124。

因此，蓋103經(jīng)由粘合區(qū)域124固定至襯底102。

內(nèi)接觸件115通過延伸穿過核117的通孔130電耦合至相應(yīng)的外接觸件114。

即使圖3在第一腔108處示出了僅一個(gè)內(nèi)接觸件115和僅一個(gè)通孔130，但明顯地，內(nèi)接觸件和穿過核117的通孔可以是根據(jù)用于第一腔108和用于第二腔108的需要進(jìn)行選擇的任何數(shù)量。

控制芯片106容納未詳細(xì)示出的集成控制電路或asic，其包括信號(hào)處理級(例如，用于電容電聲傳感器的電荷放大器電路)和能夠?qū)崿F(xiàn)麥克風(fēng)的適當(dāng)操作(具體關(guān)于聲信號(hào)的換能)所需的部件。

如此，控制芯片106位于殼體121內(nèi)。此外，控制芯片106具有的厚度小于襯底102的厚度并且包括在由襯底102的內(nèi)表面102a和外表面102b限定的區(qū)域中。此外，控制芯片106具有與襯底102的內(nèi)表面102a對齊(共面)的內(nèi)表面106a?？刂菩酒呐c面106a相對的面106b不達(dá)到襯底102的外表面102b。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例(未示出)，控制芯片106具有分別與襯底102(或核117)的內(nèi)表面102a和外表面102b對準(zhǔn)的內(nèi)表面106a和外表面106b。

可能地，控制芯片106可以經(jīng)受機(jī)械或化學(xué)-機(jī)械表面處理，以使厚度適應(yīng)殼體121的深度和/或?yàn)榱说玫娇刂菩酒?06的表面106a與襯底102的表面102b之間的良好對準(zhǔn)。

參照圖4，控制芯片106連接至襯底102并且通過固定框125保持在殼體121內(nèi)，其中固定框125占用控制芯片106與限定殼體121的壁之間的空間。固定結(jié)構(gòu)125是杯狀的，并且覆蓋控制芯片106的橫向和底部區(qū)域，使得僅頂面106a自由設(shè)置，面對蓋103并且可從腔108、109內(nèi)訪問。固定結(jié)構(gòu)125的底部與襯底102的外表面102b對準(zhǔn)。

固定結(jié)構(gòu)125例如可以通過模制聚合材料來得到，例如根據(jù)膜輔助模制技術(shù)或針狀澆口模制技術(shù)?？刂菩酒?06通過拾放操作布置在殼體121中并且例如通過粘合介質(zhì)或膠(預(yù)先置于控制芯片上或固定結(jié)構(gòu)125上)或通過任何其他接合系統(tǒng)保持在其中。

為了利于通過模制技術(shù)制造固定結(jié)構(gòu)125，內(nèi)金屬層110的一部分可以沿著殼體121的限定其周界的側(cè)面延伸。

在內(nèi)表面106a上，控制芯片106具有接觸焊盤128a-128c。接觸焊盤128a用于設(shè)置與接觸焊盤115的電連接，并由此可通過接觸焊盤114和通孔130從封裝件120外訪問；接觸焊盤128b用于通過接合線112設(shè)置與第一傳感器芯片105的電連接；最后，焊盤128c用于通過接合線113設(shè)置與第二傳感器芯片107的電連接。

作為通過接合線112、113進(jìn)行連接的可選，第一和第二傳感器芯片105、107中的一個(gè)或兩個(gè)部分地布置在控制芯片106的頂部上。通過粘合層(例如，膠或焊膏)來得到固定。

假設(shè)相同的尺寸，傳感器芯片105、107布置在控制芯片106上的事實(shí)能夠減小所占用的總體區(qū)域而不增加封裝件120的總厚度。反之亦然，對于性能的優(yōu)勢，假設(shè)相同的占用區(qū)域，傳感器芯片105、107和/或控制芯片106可以具有較大的尺寸。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，圖5示出了類似于換能器模塊100的換能器模塊200，但是不具有穿過蓋103的聲端口159來代替圖4所示。圖5的換能器200和圖4的換能器100共有的元件由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示并且不再進(jìn)一步描述。

根據(jù)圖5的實(shí)施例，第二聲換能器的聲端口169設(shè)置為穿過襯底102，如第一聲換能器所設(shè)想且如圖3的實(shí)施例所述。

明顯地，其他變形例也是可以的。例如，以圖中未示出的方式，圖4的第一和第二聲換能器的聲端口可設(shè)置在蓋103中。在這種情況下，第一聲換能器101的聲端口在封裝件120外的環(huán)境與第一腔108之間形成聲連接，而第二聲換能器142的聲端口在封裝件120外的環(huán)境與第二腔109之間形成聲連接。

提供穿過蓋103的兩個(gè)聲端口能夠?qū)⒂纱说玫降亩嘣O(shè)備換能器模塊安裝在pcb上，其中襯底102的底側(cè)102b與pcb接觸。

根據(jù)所描述的，圖4和圖5的換能器模塊100和200設(shè)想使用由集成在傳感器芯片105、107中的聲換能器共享且可由腔108、109電訪問的控制芯片106。

由第一和第二換能器101、142轉(zhuǎn)換的信號(hào)被發(fā)送給控制芯片106，控制芯片106以已知方式處理這些信號(hào)，這些處理方式不是本公開涉及的主題。以這種方式，不需要在兩個(gè)腔108、109中提供專用asic，集成在控制芯片106中的asic由集成在傳感器芯片105、107中的聲換能器101、142共享，這大大節(jié)省了成本和所要求的物理空間。

類似地，根據(jù)本公開的又一些變形例，參照圖4和圖5描述的兩個(gè)聲換能器101、142中的一個(gè)可以由不同類型的換能器替代，例如在包括以下傳感器的組中進(jìn)行選擇：壓力傳感器(換能器)、uv傳感器、ir傳感器、通用光信號(hào)傳感器(例如，光電二極管)、加速計(jì)或陀螺儀。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，可以形成多室換能器模塊，其中封裝件限定任意數(shù)量的內(nèi)部腔(室)，類似于先前描述的腔108和109。每個(gè)腔都可以容納相應(yīng)的換能器(例如，聲換能器、壓力換能器、uv換能器、ir換能器等)，并且根據(jù)先前描述的實(shí)施例或它們的組合，所述換能器共享相同的控制芯片或asic并且功能性地耦合至控制芯片或asic。

通過示例，圖6示出了設(shè)置有三個(gè)內(nèi)腔(室)的換能器模塊190。具體地，換能器模塊190基于參照圖4描述的換能器模塊100，并且進(jìn)一步具有限定在襯底102和蓋103之間的又一第三腔195，其通過在蓋103和襯底102之間延伸的壁197(如先前描述的壁111)與第二腔109分離。第三腔195容納第三傳感器芯片241，其集成類似于參照圖1至圖3描述的聲換能器42的聲換能器242，因此這里不再進(jìn)一步描述。聲換能器42的聲端口191被設(shè)置為穿過蓋103。然而，明顯地，可以可選地設(shè)置為穿過襯底102。

導(dǎo)電路徑261能夠使聲換能器242與控制芯片106電連接，用于向控制芯片106提供在使用中被聲換能器242轉(zhuǎn)換的電信號(hào)。所述導(dǎo)電路徑261以類似于參照圖1至圖3的導(dǎo)電路徑61所述的方式進(jìn)行設(shè)置。例如，導(dǎo)電路徑261包括：通孔193，限定穿過襯底102的厚度的電連接，從表面102a深入到第三腔195直到外表面102b；通孔192，限定穿過襯底102的厚度的電連接，從表面102a深入到第二腔109到達(dá)外表面102b；導(dǎo)電路徑194，在襯底102的表面102b之上延伸，位于通孔192和通孔193之間并與二者電連接；接合線199a、199b(分別在第三腔195和第二腔109內(nèi))，它們分別將聲換能器242的電接觸焊盤連接至通孔193，將通孔192連接至控制芯片106的電接觸焊盤128d。以這種方式，控制芯片106可以接收由聲換能器242轉(zhuǎn)換的信號(hào)來用于后續(xù)的處理步驟。

圖7示出了使用根據(jù)前述任何一個(gè)實(shí)施例的換能器模塊的電子設(shè)備300。

除了根據(jù)所述對應(yīng)實(shí)施例的多設(shè)備模塊10、10’、60、100、190、200之外，電子設(shè)備300包括微處理器(cpu)301、連接至微處理器301的存儲(chǔ)塊302以及也連接至微處理器301的輸入/輸出接口303(例如，鍵盤和/或顯示器)。

多設(shè)備模塊10、10’、60、100、190、200與微處理器301通信，具體為傳輸由共享asic處理的電信號(hào)。

電子設(shè)備300例如為移動(dòng)通信設(shè)備，諸如手機(jī)、pda、筆記本，但是還可以為聲音記錄器、具有聲音記錄能力的音頻文件讀取器、用于視頻游戲的控制臺(tái)、水聽器等。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，先前描述的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)從前面的描述中顯而易見。

具體地，本公開提供了多設(shè)備模塊，其可根據(jù)需要用于不同的結(jié)構(gòu)，同時(shí)降低成本和一些部件(例如，asic22’)被共享的空間要求。

最后，明顯地，在不背離本發(fā)明的由權(quán)利要求限定的范圍的情況下，可以對本文所述和所示進(jìn)行各種修改和改變。

具體地，可以設(shè)想mems聲換能器的不同結(jié)構(gòu)，具體關(guān)于組成元件的幾何形狀。在封裝件內(nèi)的空間允許的情況下，可以在同一封裝件內(nèi)容納更多的mems傳感器，每一個(gè)都被配置為檢測相應(yīng)的環(huán)境量。