本申請(qǐng)涉及微機(jī)電系統(tǒng)(mems)換能器封裝件，例如mems麥克風(fēng)封裝件(包括電容式mems換能器、壓電式mems換能器或光學(xué)式麥克風(fēng))，并且涉及在mems換能器封裝件中使用的半導(dǎo)體管芯(die)部分和帽(cap)部分。

背景技術(shù)：

消費(fèi)電子設(shè)備正逐漸變得越來(lái)越小，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，獲得了越來(lái)越多的性能和功能。這在消費(fèi)電子產(chǎn)品且尤其是但不排他地便攜式產(chǎn)品所使用的技術(shù)中是很明顯的，所述便攜式產(chǎn)品諸如是移動(dòng)電話(huà)、音頻播放器、視頻播放器、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、多種可穿戴設(shè)備、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，諸如膝上型計(jì)算機(jī)或者平板電腦和/或游戲設(shè)備。移動(dòng)電話(huà)行業(yè)的要求例如正驅(qū)動(dòng)部件變得更小、功能更高且成本更低。因此，期望將電子電路的功能集成在一起并且將它們與換能器設(shè)備(諸如，麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器)組合。

微機(jī)電系統(tǒng)(mems)換能器，諸如mems麥克風(fēng)，正在許多這些設(shè)備中得到應(yīng)用。因此，也存在用以減小mems設(shè)備的尺寸和成本的持續(xù)驅(qū)動(dòng)。

使用mems制造方法形成的麥克風(fēng)設(shè)備通常包括一個(gè)或多個(gè)膜，其中用于讀出/驅(qū)動(dòng)的電極被沉積在所述膜和/或基底(substrate)或背板(back-plate)上或內(nèi)。在mems壓力傳感器和麥克風(fēng)的情況下，通常通過(guò)測(cè)量與所述電極之間的電容相關(guān)的信號(hào)來(lái)獲得電輸出信號(hào)。然而，在一些情況下，可以通過(guò)監(jiān)控壓阻元件或壓電元件來(lái)導(dǎo)出該輸出信號(hào)。在電容式輸出換能器的情況下，通過(guò)靜電力來(lái)移動(dòng)所述膜，所述靜電力是通過(guò)使跨所述電極施加的電位差變化生成的，但是在其他輸出換能器中，壓電元件可以是使用mems技術(shù)制造的并且被刺激以導(dǎo)致柔性膜的運(yùn)動(dòng)。

為了提供保護(hù)，mems換能器可以被容納在封裝件中。封裝件有效地包封mems換能器，并且可以提供環(huán)境保護(hù)，同時(shí)允許物理輸入信號(hào)進(jìn)入換能器及為電輸出信號(hào)提供外部連接。

圖1a示出了一個(gè)常規(guī)mems麥克風(fēng)封裝件100a。mems換能器101被附接到封裝件基底102的第一表面。通?？梢酝ㄟ^(guò)已知的mems制造技術(shù)在半導(dǎo)體管芯上形成mems換能器101。封裝件基底102可以是硅或印刷電路板(pcb)或陶瓷層壓制件或任何其他合適的材料。蓋103被定位在換能器101之上，所述換能器101被附接到封裝件基底102的第一表面。蓋103可以是金屬罩。蓋103中的孔徑(即，孔104)提供聲音端口，并且允許聲學(xué)信號(hào)進(jìn)入封裝件。在此實(shí)施例中，換能器101從換能器上的接合焊盤(pán)105引線(xiàn)接合到封裝件基底102上的接合焊盤(pán)105a?；字谢蚧咨系碾娡吩诨椎膬?nèi)部面上的接合焊盤(pán)和基底的外部面上的引線(xiàn)(即，焊料焊盤(pán)108)之間進(jìn)行連接，以提供至換能器的外部電連接。

聲音端口或聲學(xué)端口104允許聲波傳輸?shù)椒庋b件內(nèi)的換能器/從封裝件內(nèi)的換能器傳輸。換能器可以被配置為使得柔性膜被定位在第一容積(volume)和第二容積(即，可以填充有空氣(或適合于聲波傳輸?shù)囊恍┢渌麣怏w)的空間/腔)之間，并且其被定尺寸為足以使得換能器提供期望的聲學(xué)響應(yīng)。聲音端口104聲學(xué)耦合到換能器膜的一側(cè)上的第一容積，該第一容積有時(shí)可以被稱(chēng)為前容積。通常需要一個(gè)或多個(gè)膜的另一側(cè)上的第二容積(有時(shí)被稱(chēng)為后容積)，以允許膜響應(yīng)于入射聲音或壓力波而自由移動(dòng)，并且此后容積可以被大體上密封(盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對(duì)于mems麥克風(fēng)等而言，第一容積和第二容積可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)路徑連接，所述流動(dòng)路徑諸如是排出孔(bleedhole)，即膜中的小孔，其被配置為在期望的聲學(xué)頻率下呈現(xiàn)相對(duì)高的聲學(xué)阻抗，但是其允許兩個(gè)容積之間的低頻壓力均衡，以解決由于溫度改變等引起的壓力差)。

圖1b例示另一個(gè)已知的mems換能器封裝件100b。再次，可以是mems麥克風(fēng)的換能器101被附接到封裝件基底102的第一表面。在此實(shí)施例中，封裝件100b還容納集成電路106，其盡管未被例示但是也可以被呈現(xiàn)在圖1a中。集成電路106可以被提供用于換能器的操作，并且可以例如是用于放大來(lái)自mems麥克風(fēng)的信號(hào)的低噪聲放大器。集成電路106被電連接到換能器101的電極，并且還被附接到封裝件基底102的第一表面。集成電路106經(jīng)由引線(xiàn)接合而被電連接到換能器101。蓋107被定位在封裝件基底上，以便包封換能器101和集成電路106。在此封裝件中，蓋107是兩件式的蓋，其包括上部部分或罩部分107a和間隔件或框架部分107b，以包圍換能器101和集成電路106所在的腔。封裝件基底102、蓋和框架部分都可以由pcb或陶瓷材料形成，所述pcb或陶瓷材料可以是多層層壓結(jié)構(gòu)。蓋107在上部部分107a中具有聲音輸入口104，其允許聲學(xué)信號(hào)進(jìn)入該封裝件。圖1a和圖1b中的每個(gè)基底都具有外部引線(xiàn)焊盤(pán)，即焊料焊盤(pán)108，用于例如經(jīng)由焊料回流工藝外部連接到最終用戶(hù)的pcb。

為了緩沖通常較弱的換能器輸出信號(hào)，集成電路放大器電路也可以用在與圖1a中示出的封裝件類(lèi)似的封裝件中，并且以與圖1b中示出的方式類(lèi)似的方式被內(nèi)部地連接。在一些實(shí)施例中，聲學(xué)端口可以通過(guò)基底102而不是通過(guò)蓋提供，或有時(shí)兩者均有，以提供差動(dòng)式麥克風(fēng)或方向性麥克風(fēng)。

用于mems麥克風(fēng)和其他mems換能器的多種其他類(lèi)型的封裝件是可用的，但是可能是復(fù)雜的多部分組件和/或在換能器周?chē)枰锢黹g隙以用于連接，從而影響材料和制造成本以及物理尺寸。

本文公開(kāi)的實(shí)施方案涉及改進(jìn)的mems換能器封裝件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；以及，一個(gè)換能器元件，被納入所述第二表面中。一個(gè)管芯后容積在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。一個(gè)聲學(xué)管芯通道在所述第一表面和所述第二表面之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述mems換能器封裝件還包括一個(gè)帽部分，所述帽部分鄰接所述半導(dǎo)體管芯部分。所述帽部分可以包括：由第一表面和相對(duì)的第二表面表面所界定的一厚度；以及，一個(gè)聲學(xué)帽通道，在所述第一表面和所述第二表面之間延伸穿過(guò)所述帽部分的厚度。

所述帽部分的第二表面可以鄰接所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)所述聲學(xué)管芯通道在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面中所形成的開(kāi)口與通過(guò)所述聲學(xué)帽通道在所述帽部分中所形成的開(kāi)口至少部分地重疊，以提供一個(gè)穿過(guò)所述換能器封裝件的聲學(xué)路徑。

通過(guò)所述聲學(xué)管芯通道所形成的開(kāi)口和通過(guò)所述聲學(xué)帽通道所形成的開(kāi)口可以對(duì)準(zhǔn)。

所述聲學(xué)管芯通道的橫截面面積和/或所述聲學(xué)帽通道的橫截面面積沿著相應(yīng)的聲學(xué)通道的長(zhǎng)度可以是恒定的。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一聲學(xué)通道的橫截面面積和/或所述第二聲學(xué)通道的橫截面面積沿著相應(yīng)的聲學(xué)通道的長(zhǎng)度變化。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在所述聲學(xué)管芯通道和所述聲學(xué)帽通道相遇的平面處：所述聲學(xué)管芯通道的橫截面面積與所述聲學(xué)帽通道的橫截面面積相同；或，所述聲學(xué)管芯通道的橫截面面積大于所述聲學(xué)帽通道的橫截面面積；或，所述聲學(xué)管芯通道的橫截面面積小于所述聲學(xué)帽通道的橫截面面積。

所述聲學(xué)管芯管通道和/或所述聲學(xué)帽通道可以包括至少10,000μm²的橫截面面積。

所述帽部分可以包括一個(gè)管芯附接膜。

所述聲學(xué)管芯通道可以包括：第一部分，延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度，以在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑；以及，第二部分，平行于所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面延伸。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一部分和所述第二部分協(xié)作，以在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口通過(guò)所述第一部分被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，且所述第二開(kāi)口通過(guò)所述第二部分被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面中。

所述聲學(xué)管芯通道的所述第二部分可以在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面中形成一個(gè)開(kāi)口。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述mems換能器封裝件包括一個(gè)帽部分，所述帽部分包括由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度，其中，所述帽部分的第二表面鄰接所述半導(dǎo)體管芯部的第一表面。所述帽部分可以包括一個(gè)聲學(xué)帽通道。在這樣的實(shí)施方案中，所述聲學(xué)帽通道可以平行于所述帽部分的第二表面延伸。所述聲學(xué)帽通道可以與所述聲學(xué)管芯通道交界，以在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第二開(kāi)口被形成在所述換能器封裝件的一個(gè)側(cè)表面中。

所述第二開(kāi)口可以被部分地形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面中且被部分地形成在所述帽部分的一個(gè)側(cè)表面中。所述半導(dǎo)體管芯部分和/或所述帽部分的側(cè)表面可以與所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面正交。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述mems換能器封裝件包括一個(gè)帽部分，所述帽部分包括：由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；以及，一個(gè)聲學(xué)帽通道，被配置為在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口在所述帽部分的第二表面中，所述第二開(kāi)口在所述帽部分的一個(gè)側(cè)表面中。

在這樣的實(shí)施方案中，所述聲學(xué)帽通道可以平行于所述帽部分的第二表面延伸。所述側(cè)表面可以與所述帽部分的第一表面正交。

所述聲學(xué)帽通道可以與所述聲學(xué)管芯管通道交界，以在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口通過(guò)所述聲學(xué)管芯管通道被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第二開(kāi)口通過(guò)所述聲學(xué)帽通道被形成在所述帽部分的一個(gè)側(cè)表面中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聲學(xué)管芯管通道包括：第一聲學(xué)通道，以及第二聲學(xué)通道。所述第一聲學(xué)通道可以被配置為在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第二開(kāi)口在所述換能器封裝件的一個(gè)側(cè)表面中，所述側(cè)表面與所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面正交；并且，其中所述第二聲學(xué)通道被配置為在第三開(kāi)口和第四開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第四開(kāi)口與所述管芯后容積聲學(xué)連接。

所述第一聲學(xué)通道可以包括至少第一部分，所述至少第一部分在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間延伸。

所述第一聲學(xué)通道還可以包括第二部分，所述第二部分與所述第一部分正交地延伸，并且其中所述第一部分和所述第二部分協(xié)作，以在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第二開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的側(cè)表面中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二聲學(xué)通道包括至少第一部分，所述至少第一部分在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間延伸。所述第二聲學(xué)通道還可以包括第二部分，所述第二部分與所述第一部分正交地延伸，并且其中所述第一部分和所述第二部分協(xié)作，以在第三開(kāi)口和第四開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第四開(kāi)口與所述管芯后容積聲學(xué)連接。

所述第二開(kāi)口可以被完全形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面中。

所述mems換能器封裝件還可以包括一個(gè)帽部分，所述帽部分包括由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度。所述帽部分可以包括一個(gè)聲學(xué)帽通道。

所述聲學(xué)帽通道可以包括第一聲學(xué)通道，所述第一聲學(xué)通道與所述帽部分的第二表面正交地延伸，并且其中所述聲學(xué)帽通道的第一聲學(xué)通道和所述聲學(xué)管芯通道的第一聲學(xué)通道協(xié)作，以在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述開(kāi)口在所述換能器封裝件的側(cè)表面中。

所述第二開(kāi)口可以被完全形成在所述帽部分的一個(gè)側(cè)表面中，或被部分地形成在所述帽部分的一個(gè)側(cè)表面中且被部分地形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面中。

所述帽部分還可以包括一個(gè)帽后容積，并且其中所述聲學(xué)帽通道包括：第二聲學(xué)通道，與所述帽部分的第二表面正交地延伸；并且其中，所述聲學(xué)帽通道的第二聲學(xué)通道和所述聲學(xué)管芯通道的第二聲學(xué)通道協(xié)作，以在第三開(kāi)口和第四開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)通路，所述第三開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第四開(kāi)口與所述帽后容積聲學(xué)連接。

所述第四開(kāi)口可以被形成為完全與所述帽部分的帽后容積直接聲學(xué)連接，或部分地與所述帽部分的帽后容積直接聲學(xué)連接且部分地與所述半導(dǎo)體管芯部分的管芯后容積直接聲學(xué)連接。

所述聲學(xué)管芯通道的第一聲學(xué)通道和/或第二聲學(xué)通道的第二部分穿破所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面。

所述換能器元件可以包括一個(gè)麥克風(fēng)或多個(gè)麥克風(fēng)，或其中所述換能器元件包括一個(gè)膜和背板，或多個(gè)膜和背板。

帽部分可以包括一個(gè)帽后容積，所述帽后容積從所述帽部分的第二表面部分地延伸到所述帽部分的厚度內(nèi)。

帽部分的占地面積可以與所述半導(dǎo)體管芯部分的占地面積的尺寸相同。

管芯后容積可以包括一個(gè)階梯式后容積。所述階梯式后容積可以沿著所述管芯后容積的一個(gè)側(cè)壁、在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。所述階梯式后容積可以包括第一子容積和第二子容積，所述第一子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面相鄰，所述第二子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面相鄰。

所述第一子容積的橫向尺度可以大于所述第二子容積的橫向尺度。在所述管芯后容積和所述帽后容積相遇的平面處，所述管芯后容積的橫向尺度和所述帽后容積的橫向尺度的尺寸可以相同。

所述帽后容積可以包括一個(gè)階梯式后容積。

所述半導(dǎo)體管芯部分還可以包括用于操作所述mems換能器元件的集成電子電路系統(tǒng)。所述集成電子電路系統(tǒng)的至少一部分可以被定位在所述半導(dǎo)體管芯部分的、由階梯式管芯后容積的第一子容積的至少一部分和所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面所界定的一厚度中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述mems換能器封裝件包括一個(gè)聲學(xué)密封件。所述聲學(xué)密封件可以被配置為：包圍所述聲學(xué)管芯通道的一個(gè)開(kāi)口和管芯后容積的一個(gè)開(kāi)口；或，包圍所述管芯后容積的一個(gè)開(kāi)口。

所述聲學(xué)密封件可以包括以下特征或?qū)傩灾械囊粋€(gè)或多個(gè)：焊料環(huán)，用于與基底上的對(duì)應(yīng)的焊料環(huán)耦合，其中在使用時(shí)所述mems換能器封裝件被安裝到所述基底；導(dǎo)電材料；非導(dǎo)電材料；彈性材料；柔性材料；或應(yīng)力釋放材料。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種在mems換能器封裝件中使用的半導(dǎo)體管芯部分。所述半導(dǎo)體管芯部分包括：由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度，其中所述第二表面納入一個(gè)換能器元件；一個(gè)管芯后容積，在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度；以及，一個(gè)聲學(xué)管芯通道，在所述第一表面和所述第二表面之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。

在這樣的實(shí)施方案中，所述聲學(xué)管芯通道可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述第一表面和所述第二表面之間延伸，所述第二部分平行于所述第一表面延伸，所述第一部分和第二部分被配置為在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口在所述第二表面中，所述第二開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的側(cè)表面中。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種在mems換能器封裝件中使用的半導(dǎo)體帽部分，所述半導(dǎo)體帽部分包括由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；以及一個(gè)聲學(xué)帽通道，至少部分地延伸至所述半導(dǎo)體帽部分的厚度內(nèi)。

所述聲學(xué)帽通道可以在所述第一表面和所述第二表面之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體帽部分的厚度。

所述聲學(xué)帽通道可以延伸至所述半導(dǎo)體帽部分的一側(cè)。

根據(jù)另一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：半導(dǎo)體管芯元件；以及，帽元件；其中所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件具有配合表面，其中所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件被配置為使得當(dāng)所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件結(jié)合時(shí)：第一容積被形成為穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯元件且進(jìn)入所述半導(dǎo)體帽元件內(nèi)；并且一個(gè)聲學(xué)通道被形成，以在所述半導(dǎo)體管芯元件的非配合表面與所述換能器封裝件的側(cè)表面或所述帽元件的非配合表面之間提供一個(gè)開(kāi)口。

根據(jù)另一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有一厚度，其中所述厚度跨越第一表面和第二表面，并且其中所述第二表面納入一個(gè)換能器元件；一個(gè)孔徑，延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度；以及一個(gè)聲學(xué)通道，與所述孔徑分離并且延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。

根據(jù)另一方面，提供了一種晶片級(jí)(waferlevel)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體基底，包括一個(gè)mems麥克風(fēng)；以及一個(gè)帽部分；其中，一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底。

根據(jù)另一方面，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，包括mems麥克風(fēng)換能器元件和后容積；以及一個(gè)帽部分，被附接到所述基底；其中，與所述后容積分離的一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底。

根據(jù)另一方面，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，包括mems換能器元件和后容積；以及一個(gè)帽部分，被附接到所述基底；其中，與所述后容積分離的一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底和所述帽部分。

根據(jù)另一方面，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，包括mems麥克風(fēng)換能器元件和后容積；以及一個(gè)帽部分，被附接到所述基底；其中，與所述后容積分離的一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底和所述帽部分。

根據(jù)另一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；一個(gè)換能器元件，被納入所述第二表面中；一個(gè)管芯后容積，在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度；以及一個(gè)聲學(xué)管芯通道，在所述半導(dǎo)體管芯通道的一個(gè)表面和所述半導(dǎo)體管芯通道的另一表面之間延伸。所述一個(gè)表面可以是所述半導(dǎo)體管芯部分的所述第二表面，并且所述另一表面可以是所述半導(dǎo)體管芯部分的所述第一表面。在另一實(shí)施方案中，所述一個(gè)表面可以是所述半導(dǎo)體管芯部分的所述第二表面，并且所述另一表面可以是所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面。所述mems換能器封裝件還可以包括一個(gè)帽部分。

下側(cè)端口

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；以及一個(gè)換能器元件，被納入所述第二表面中。一個(gè)管芯后容積在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。一個(gè)聲學(xué)管芯通道在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面和側(cè)表面之間延伸到所述半導(dǎo)體管芯部分內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聲學(xué)管芯管通道在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中形成一個(gè)通道，其中所述通道從一個(gè)開(kāi)口向內(nèi)延伸，所述開(kāi)口通過(guò)所述通道被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的側(cè)表面中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聲學(xué)管芯通道穿破所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面和側(cè)表面，以在其中形成開(kāi)口。

在所述第二表面中所形成的開(kāi)口和在所述側(cè)表面中所形成的開(kāi)口可以組合以形成一個(gè)跨越所述第二表面和所述側(cè)表面的交叉點(diǎn)的開(kāi)口。

在一個(gè)實(shí)施方案中，mems換能器封裝件還包括一個(gè)聲學(xué)密封件，所述聲學(xué)密封件被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面上。

所述聲學(xué)密封件可以被配置為，在使用期間，將聲學(xué)信號(hào)從所述mems換能器封裝件的側(cè)表面中的一個(gè)開(kāi)口引導(dǎo)到所述換能器元件。

所述聲學(xué)密封件可以被配置為包圍所述管芯后容積的一個(gè)開(kāi)口，且部分地包圍所述聲學(xué)管芯通道。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聲學(xué)密封件在其中包括一個(gè)中斷部，所述中斷部對(duì)應(yīng)于包括通過(guò)所述聲學(xué)管芯通道被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中的開(kāi)口的區(qū)域。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述聲學(xué)密封件在其中包括一個(gè)中斷部，所述中斷部鄰接通過(guò)所述聲學(xué)管芯通道被形成在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中的開(kāi)口。

所述聲學(xué)密封件可以包括以下特征或?qū)傩灾械囊粋€(gè)或多個(gè)：焊料環(huán)，用于與基底上的對(duì)應(yīng)的焊料環(huán)耦合，其中在使用期間，所述mems換能器封裝件將被安裝到所述基底；導(dǎo)電材料；非導(dǎo)電材料；彈性材料；柔性材料；或應(yīng)力釋放材料。

mems換能器封裝件還可以包括一個(gè)鄰接所述半導(dǎo)體管芯部分的帽部分。

所述帽部分可以包括一個(gè)薄膜或一個(gè)管芯膠粘劑膜。

在另一實(shí)施方案中，所述帽部分包括由第一表面和第二表面所界定的一厚度，并且其中所述帽部分包括一個(gè)帽后容積，所述帽后容積從所述帽部分的第二表面部分地延伸到所述帽部分的厚度內(nèi)。

帽部分的占地面積可以與所述半導(dǎo)體管芯部分的占地面積的尺寸相同。

所述帽部分可以包括一個(gè)半導(dǎo)體層、一個(gè)硅層、一個(gè)模制塑料層。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述管芯后容積包括一個(gè)階梯式后容積。所述階梯式后容積可以沿著所述管芯后容積的一個(gè)側(cè)壁、在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

所述階梯式后容積可以包括第一子容積和第二子容積，所述第一子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面相鄰，所述第二子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面相鄰。所述第一子容積的橫向尺度可以大于所述第二子容積的橫向尺度。在所述管芯后容積和所述帽后容積相遇的平面處，所述管芯后容積的橫向尺度和所述帽后容積的橫向尺度的尺寸可以相同。

帽后容積可以包括一個(gè)階梯式后容積。

根據(jù)另一方面，所述半導(dǎo)體管芯部分還可以包括用于操作所述mems換能器元件的集成電子電路系統(tǒng)。所述集成電子電路系統(tǒng)的至少一部分可以被定位在所述半導(dǎo)體管芯部分的、由階梯式管芯后容積的第一子容積的至少一部分和所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面所界定的厚度中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，可以提供第二聲學(xué)通道。所述第二聲學(xué)通道可以被配置為在第三開(kāi)口和第四開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口在半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第四開(kāi)口與所述管芯后容積聲學(xué)連接。所述第二聲學(xué)通道可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間延伸，所述第二部分與所述第一部分正交地延伸，并且其中所述第一部分和所述第二部分協(xié)作，以在第三開(kāi)口和第四開(kāi)口之間提供一個(gè)聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中，所述第四開(kāi)口聲學(xué)耦合至所述管芯后容積。

所述第四開(kāi)口可以被形成完全與所述帽部分的帽后容積直接聲學(xué)連接，或部分地與所述蓋帽部分的帽后容積直接聲學(xué)連接且部分地與所述半導(dǎo)體管芯部分的管芯后容積直接聲學(xué)連接，或完全與所述半導(dǎo)體管芯部分的管芯后容積直接聲學(xué)連接。

所述換能器元件可以包括一個(gè)麥克風(fēng)或多個(gè)麥克風(fēng)，或其中所述換能器元件包括一個(gè)膜和背板，或多個(gè)膜和背板。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯元件；以及一個(gè)帽元件；其中，所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件具有配合表面，其中，所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件被配置為使得當(dāng)所述半導(dǎo)體管芯元件和所述帽元件結(jié)合時(shí)：第一容積被形成為穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯元件且進(jìn)入所述半導(dǎo)體帽元件內(nèi)；并且一個(gè)聲學(xué)通道被形成，以在所述半導(dǎo)體管芯元件的非配合表面和所述半導(dǎo)體管芯元件的側(cè)表面之間提供一個(gè)開(kāi)口。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；一個(gè)換能器元件，被納入所述第二表面中；一個(gè)管芯后容積，在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度；其中在所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面中形成一個(gè)聲學(xué)管芯通道，其中，所述聲學(xué)管芯通道在所述第二表面中形成一個(gè)開(kāi)口，所述開(kāi)口從所述第二表面的邊界延伸到所述第二表面的邊界內(nèi)。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種制造mems換能器封裝件的方法，所述mems換能器封裝件包括一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，所述半導(dǎo)體管芯部分具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度。所述方法包括：在所述第二表面中形成一個(gè)換能器元件；從所述第一表面的一側(cè)蝕刻一個(gè)管芯后容積，所述管芯后容積在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度；從所述第二表面蝕刻一個(gè)聲學(xué)管芯通道，所述聲學(xué)管芯通道延伸到所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度內(nèi)，以形成一個(gè)通道，所述通道從所述半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)側(cè)表面延伸到所述半導(dǎo)體管芯部分的主體內(nèi)。

x2icp底端口

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種mems換能器封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯部分，具有由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度；一個(gè)換能器元件，被納入所述第二表面內(nèi)；以及一個(gè)管芯后容積，在所述第一表面和所述換能器元件之間延伸穿過(guò)所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度。所述mems換能器封裝件還包括一個(gè)帽部分，所述帽部分在所述第一表面處鄰接所述半導(dǎo)體管芯部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述帽部分可以包括由第一表面和相對(duì)的第二表面所界定的一厚度。

所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和所述帽部分的第二表面的尺寸可以相等。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述帽部分的第二表面包括一個(gè)帽后容積，所述帽后容積從所述帽部分的第二表面部分地延伸到所述帽部分的厚度內(nèi)。所述管芯后容積和所述帽后容積可以聲學(xué)連接。

在一個(gè)實(shí)施方案中，mems換能器封裝件包括一個(gè)電路系統(tǒng)部分，其中電路厚度被分配在所述半導(dǎo)體管芯部分中且靠近所述換能器元件。所述電路系統(tǒng)部分可以包括用于操作所述mems換能器元件的集成電子電路系統(tǒng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述管芯后容積包括：第一子容積，在橫向于所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度的平面中具有第一橫截面；以及第二子容積，在橫向于所述半導(dǎo)體管芯部分的厚度的平面中具有第二橫截面，其中，所述第一橫截面大于所述第二橫截面，并且其中所述第二子容積的厚度等于或大于所述電路的厚度。

所述第一子容積的第一橫截面可以在所述換能器元件和所述電路部分之上延伸。

根據(jù)另一方面，所述管芯后容積可以包括一個(gè)階梯式后容積。所述階梯式后容積可以沿著所述管芯后容積的一個(gè)側(cè)壁、在所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面和第二表面之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

所述階梯式后容積可以包括第一子容積和第二子容積，所述第一子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第一表面相鄰，所述第二子容積與所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面相鄰。所述第一子容積的橫向尺度可以大于所述第二子容積的橫向尺度。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述電路厚度可以由階梯式管芯后容積的第一子容積的至少一部分和所述半導(dǎo)體管芯部分的第二表面所界定。

在所述管芯后容積和所述帽后容積相遇的平面處，所述管芯后容積的橫向尺度的尺寸與所述帽后容積的橫向尺度的尺寸可以相同。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種mems換能器設(shè)備，包括：一個(gè)如上文所描述的mems換能器封裝件，并且包括一個(gè)基底，所述基底包括一個(gè)底端口，其中所述mems換能器封裝件被安裝在所述基底上且被聲學(xué)連接到所述底端口。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體基底，包括一個(gè)mems麥克風(fēng)和一個(gè)靠近所述換能器元件的電路系統(tǒng)部分；以及一個(gè)帽部分；其中，所述電路系統(tǒng)部分包括用于操作所述mems換能器元件的集成電子電路系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：一個(gè)半導(dǎo)體管芯基底，包括一個(gè)mems麥克風(fēng)換能器元件、一個(gè)后容積以及用于操作mems換能器元件的集成電子電路系統(tǒng)；以及一個(gè)帽部分，被附接到所述基底；其中，所述后容積具有第一子容積，所述第一子容積具有的橫截面在橫向尺度上覆蓋所述換能器元件且至少部分地覆蓋所述集成電子電路系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本發(fā)明，并且為了更清楚地示出如何可以實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)施例的方式參考附圖，在附圖中：

圖1a和圖1b例示了現(xiàn)有技術(shù)的mems換能器封裝件；

圖2例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖3a例示了以稱(chēng)為頂端口配置的一個(gè)配置實(shí)施例安裝的圖2的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖3b例示了圖3a的實(shí)施例的三維視圖；

圖3c例示了以稱(chēng)為底端口配置的另一配置實(shí)施例安裝的圖2的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖3d例示了圖3c的實(shí)施例的三維視圖；

圖3e是以底端口配置安裝的圖3d中示出的類(lèi)型的mems換能器封裝件的更詳細(xì)例示；

圖3f至3i例示了可以在本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案中使用的聲學(xué)通道的實(shí)施例；

圖4例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖5例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖6例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖7例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖8例示了在mems換能器封裝件中使用的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)實(shí)施例；

圖9例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖10a例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的圖9的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖10b例示了以另一配置實(shí)施例安裝的圖9的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖11例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖12例示了在mems換能器封裝件中使用的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體管芯部分的一個(gè)實(shí)施例；

圖13例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖14例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖15例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的圖14的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖16例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖17例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖18例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的圖17的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖19例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖20例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖21例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖22例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖23例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖24例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖25例示了以一個(gè)配置實(shí)施例安裝的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例；

圖26例示了根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的多種可用選項(xiàng)和配置的一些實(shí)施例；

圖27至圖31還涉及根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的其他可用選項(xiàng)和配置；

圖32a例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖32b例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的圖32a的實(shí)施例的mems換能器封裝件的橫截面平面視圖；

圖32c例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的圖32a和圖32b的實(shí)施例的mems換能器封裝件的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖33a例示了被安裝用于底端口配置的根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖33b例示了根據(jù)圖33a的實(shí)施例的mems換能器封裝件的橫截面平面視圖；

圖34例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖35例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖36例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖37例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；以及

圖38例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖39例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件；

圖40例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件；

圖41例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件；以及

圖42例示了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方案提供了改進(jìn)的mems換能器封裝件，其中一個(gè)管芯部分包括一個(gè)mems換能器，并且在一些實(shí)施方案中，一個(gè)帽部分包括一個(gè)或多個(gè)聲學(xué)通道，從而使得能夠更有效率地封裝mems換能器。在一些實(shí)施方案中，所述管芯部分可以包括用于mems換能器的操作的共集成電子電路系統(tǒng)。在一些實(shí)施方案中，與常規(guī)封裝件相比，mems換能器封裝件的尺寸可以相對(duì)小和/或減小，并且在一些實(shí)施方案中，該封裝件的占地面積可以與包括mems換能器的管芯部分的占地面積的尺寸大體上相同，而不會(huì)因某個(gè)包圍結(jié)構(gòu)而增加。

貫穿整個(gè)說(shuō)明書(shū)，與其他圖中的特征類(lèi)似的任何特征都被給予了相同的附圖標(biāo)記。

頂端口實(shí)施方案

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。具體地，圖2示出了可以與帽部分23共同使用以提供mems換能器封裝件1的半導(dǎo)體管芯部分3的一個(gè)實(shí)施例。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所限定的一厚度。半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在第一表面9和第二表面11之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑。

在一個(gè)實(shí)施方案中，mems換能器封裝件1包括如圖2中所示出的帽部分23，其中帽部分23鄰接半導(dǎo)體管芯部分3。帽部分23包括由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所限定的一厚度。帽部分23包括聲學(xué)帽通道25，該聲學(xué)帽通道25在第一表面29和第二表面21之間延伸穿過(guò)帽部分23的厚度。聲學(xué)帽通道25在帽部分23的第一表面29和第二表面21之間提供聲學(xué)路徑。

帽部分23的第二表面21與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9交界(interface)。盡管未示出，半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23可以被接合在一起，例如使用膠粘劑或如晶片-晶片接合領(lǐng)域中通常已知的其他技術(shù)。

聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)帽通道25具有如下優(yōu)點(diǎn)：使得來(lái)自mems換能器封裝件的頂側(cè)(即，對(duì)應(yīng)于表面29)的聲學(xué)信號(hào)能夠到達(dá)換能器元件13，例如當(dāng)以mems換能器封裝件的不同組裝配置或安裝配置使用該mems換能器封裝件1時(shí)，稍后將描述其實(shí)施例。

應(yīng)注意，在圖2的實(shí)施例以及本文所描述的其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3納入換能器元件13，所述換能器元件13可以使用硅加工技術(shù)形成，可能地，所述硅加工技術(shù)可以與諸如沉積壓電薄膜或壓阻薄膜的附加工藝共同使用。優(yōu)選地，在加工溫度等方面，任何這樣的換能器加工技術(shù)與在相同的硅管芯中設(shè)置有源電路系統(tǒng)兼容。

另外，應(yīng)注意，在圖2的實(shí)施例以及本文所描述的其他實(shí)施例中，帽部分23的占地面積可以與半導(dǎo)體管芯部分3的占地面積的尺寸相同，或與半導(dǎo)體管芯部分3的尺寸大體上相同(例如，在半導(dǎo)體管芯部分3的尺寸的10％內(nèi))。

在圖2的實(shí)施例中，帽部分23被示出為包括帽后容積27，帽后容積27與管芯后容積7協(xié)作以有利地增加總體后容積。這在期望較大后容積的某些實(shí)施方案中是有利的。然而，應(yīng)注意，在一些實(shí)施方案中，可以省去該帽后容積。

通過(guò)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9中所形成的開(kāi)口8與通過(guò)聲學(xué)帽通道25在帽部分23中所形成的開(kāi)口26至少部分地重疊，以提供穿過(guò)該換能器封裝件的聲學(xué)路徑。在圖2的實(shí)施例中，通過(guò)聲學(xué)管芯通道15所形成的開(kāi)口8和通過(guò)聲學(xué)帽通道25所形成的開(kāi)口26具有相同的寬度，并且大體上對(duì)準(zhǔn)，例如在制造公差內(nèi)。以此方式，與后容積7、27分離的聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)帽通道25使得聲學(xué)信號(hào)能夠從mems換能器封裝件的第一側(cè)傳遞到mems換能器封裝件的相對(duì)的第二側(cè)，并且從那里傳遞到定位在該封裝件的該第二側(cè)附近的mems換能器元件的表面。如上文所提及的，這具有能夠以有利的方式安裝mems換能器封裝件的優(yōu)點(diǎn)。

圖3a示出了安裝到主機(jī)基底30上的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖，該主機(jī)基底30例如是印刷電路板(pcb)(例如，移動(dòng)電話(huà)或其他設(shè)備內(nèi)的pcb)，在使用期間，mems換能器封裝件1被安裝到所述印刷電路板。半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23形成mems換能器封裝件1，其中帽部分23用于保護(hù)半導(dǎo)體管芯部分3(具體地，mems換能器元件13)。

圖3a的實(shí)施方案可以被稱(chēng)為頂端口安裝配置，由此從mems換能器封裝件的頂側(cè)接收聲音，其中mems換能器封裝件的底側(cè)是面向主機(jī)基底30的一側(cè)，并且其可以包括引線(xiàn)即(焊料)焊盤(pán)32a，用于例如經(jīng)由焊料32b與主機(jī)基底30上的電導(dǎo)體電連接。相應(yīng)的焊料焊盤(pán)32a可以經(jīng)由電通路(諸如，通孔和導(dǎo)電跡線(xiàn)(未例示))連接，以便為換能器提供電力(v+和接地電位)和從換能器輸出信號(hào)，例如，根據(jù)需要以及如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可能需要其他焊料焊盤(pán)和操作性連接。有利地，焊料焊盤(pán)32a可以由與形成mems背板和膜金屬電極相關(guān)聯(lián)的金屬層形成，或由不同于與加工集成電子電路系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的金屬層的某個(gè)其他mems金屬加工層形成。因此，焊料焊盤(pán)32b和相關(guān)聯(lián)的金屬，即，導(dǎo)電的、通向/來(lái)自換能器的跡線(xiàn)，包括任何電子電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà))，可以被認(rèn)為是再分布層。因此，如本文所描述的、具有在mems換能器金屬形成期間所形成的、用于焊料焊盤(pán)32a的金屬層的mems封裝件有利于將焊料焊盤(pán)重新分布到mems換能器的多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域可以在形成電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà))的區(qū)域之上。

在此實(shí)施例中，mems換能器封裝件1被示出為包括聲學(xué)密封件31。聲學(xué)密封件31中的一些或全部可以在半導(dǎo)體管芯部分3的制造期間形成，如稍后將在圖3e的應(yīng)用中所描述的。

聲學(xué)密封件31可以起一個(gè)或多個(gè)功能。例如，聲學(xué)密封件31可以起作用，以經(jīng)由它所密封的容積35來(lái)將行進(jìn)通過(guò)聲學(xué)帽通道25和聲學(xué)管芯通道15的聲學(xué)信號(hào)引導(dǎo)朝向換能器元件13的表面，以防止聲壓在封裝件1和主機(jī)基底30之間橫向泄漏，防止通過(guò)聲學(xué)通道入射的任何聲壓遠(yuǎn)離換能器元件的泄漏，或防止來(lái)自其他源的任何聲音的進(jìn)入。以此方式，聲學(xué)信號(hào)被引導(dǎo)至稱(chēng)為前容積的容積，所述前容積與換能器元件13和主機(jī)基底30之間的區(qū)域有關(guān)(其中，后容積是換能器的另一側(cè)上的容積，即通過(guò)管芯后容積7以及帽部分23的可選帽后容積27形成的容積)。

聲學(xué)密封件31也可以起作用，以將mems換能器封裝件1附接到主機(jī)基底30。如果由導(dǎo)電材料制成，則聲學(xué)密封件31也可以在封裝件上的金屬連接部和主機(jī)基底30上的金屬連接部之間提供接地連接。封裝件1可以提供金屬圖案，例如金屬環(huán)，以使得能夠?qū)⑦@樣的連接部制造到用戶(hù)基底上。聲學(xué)密封件31可以包括順從(即，柔性)導(dǎo)電或非導(dǎo)電材料和/或結(jié)構(gòu)，以減少主機(jī)基底30與封裝件1和換能器13之間的應(yīng)力的機(jī)械耦合。密封件31可以包括聚合物，例如硅樹(shù)脂或某種其他類(lèi)型的柔性(即，順從)材料，諸如膠粘橡膠等。

盡管未示出在所有附圖中，但是應(yīng)注意，半導(dǎo)體管芯部分3也可以包括集成電子電路系統(tǒng)14。

在圖3a的實(shí)施方案中，聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)帽通道25連同密封容積35協(xié)作，以提供這樣的聲學(xué)路徑：通過(guò)該聲學(xué)路徑，聲波或壓力波能夠從該mems換能器封裝件的頂表面行進(jìn)到換能器元件13(即，從帽部分23的頂表面29，穿過(guò)聲學(xué)帽通道25、聲學(xué)管芯通道15和容積35行進(jìn)到mems換能器元件13的表面(或前容積))，所述密封容積35在mems換能器封裝件1和主機(jī)基底30之間，該mems換能器封裝件被安裝至該主機(jī)基底30上。

圖3a的實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是：提供可以完全通過(guò)晶片級(jí)加工技術(shù)形成的緊湊型mems換能器封裝件，例如，其中第一半導(dǎo)體晶片被用來(lái)制造多個(gè)半導(dǎo)體管芯部分3，并且第二晶片被用來(lái)制造多個(gè)帽部分23，其中所述晶片被接合在一起以形成多個(gè)mems換能器封裝件，其之后可以被單切以形成多個(gè)mems換能器封裝件。該封裝件的占地面積或橫向外部尺度則將恰好是半導(dǎo)體管芯部分3的占地面積或橫向外部尺度，而不因任何包圍結(jié)構(gòu)增加。帽部分23自然可以與管芯部分3的占地面積相同，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)部分可以一起被單切。替代地，帽部分23的一些周界的至少一些高度可以包括來(lái)自下面的半導(dǎo)體管芯邊緣的側(cè)面嵌入物，所述側(cè)面嵌入物通過(guò)以與聲學(xué)管芯通道25類(lèi)似的方式納入蝕刻預(yù)單切的溝槽形成，以輔助單切工藝。與常規(guī)頂端口配置相比，“倒置頂端口”的配置(即，由此mems換能器被倒置當(dāng)作頂端口入口)可以使用較大的后容積，從而與傳統(tǒng)的頂端口相比，可以具有改進(jìn)的頻率和信噪比。

在圖3a的頂端口安裝配置的實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31包括包封或包圍換能器元件13和聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

在圖3b的實(shí)施例中例示了以頂端口配置安裝且具有如上文所描述的聲學(xué)密封件31的mems換能器封裝件1的另一些細(xì)節(jié)。在此實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31的外形是八邊形，但是在其他實(shí)施例中，取決于管芯上的其他結(jié)構(gòu)的布局，它可以是其他形狀，例如正方形、圓形或某個(gè)更不規(guī)則的多邊形。還示出的是，用于連接其下面例示的共集成放大器電路系統(tǒng)的預(yù)焊接的引線(xiàn)焊盤(pán)32a和32b。

圖3c示出mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例，該mems換能器封裝件1以可以被稱(chēng)為底端口安裝配置的方式安裝，由此從該mems換能器封裝件的底側(cè)接收聲音，該mems換能器封裝件的底側(cè)是面向主機(jī)基底30的一側(cè)，并且其可以包括用于電連接至主機(jī)基底30上的電導(dǎo)體的焊料焊盤(pán)32a和焊料32b。在底端口安裝配置中，mems換能器封裝件1用于與主機(jī)基底30一起使用，該主機(jī)基底30包括用于允許聲學(xué)信號(hào)到達(dá)換能器元件13的開(kāi)口36。

在圖3c的實(shí)施例中，mems換能器封裝件1包括聲學(xué)密封環(huán)31，該聲學(xué)密封環(huán)31被構(gòu)造成在聲學(xué)管芯通道15中的開(kāi)口和換能器元件13之間提供密封。如在圖3d的立體視圖中可以更清楚地看到的，在此實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31包封換能器元件13，使其與聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口分隔開(kāi)。這樣，換能器元件13被配置為經(jīng)由主機(jī)基底30中的孔徑36接收聲學(xué)信號(hào)，并且與聲學(xué)通道中的任何聲學(xué)信號(hào)聲學(xué)隔離。

在另一實(shí)施例中，圖3c和圖3d的聲學(xué)密封件31可以被構(gòu)造成使得在聲學(xué)通道和換能器元件13之間沒(méi)有密封件(即，使得聲學(xué)密封件31類(lèi)似于圖3a和圖3b的密封件)。在這樣的實(shí)施例中，換能器元件經(jīng)由主機(jī)基底30中的開(kāi)口36并且經(jīng)由聲學(xué)通道(即，經(jīng)由聲學(xué)帽通道25和聲學(xué)管芯通道15)接收聲學(xué)信號(hào)。這樣的實(shí)施方案提供了兩個(gè)聲學(xué)信號(hào)的聲學(xué)相加，并且可以被用于方向性麥克風(fēng)。

因此，從上文可以看到，相同的換能器封裝件1可以以多種不同的配置使用，包括諸如圖3a和圖3b中例示的頂端口配置或諸如圖3c和圖3d中例示的底端口配置。

圖3e提供了圖3c和圖3d中示出類(lèi)型的mems換能器封裝件的更詳細(xì)的視圖，用于以底端口配置安裝。該mems換能器封裝件包括半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23。半導(dǎo)體管芯部分3包括換能器元件13。管芯后容積包括第一子容積7a和第二子容積7b，帽部分包括帽后容積27。半導(dǎo)體管芯部分3包括聲學(xué)管芯通道15，帽部分23包括聲學(xué)帽通道25。圖3e還更詳細(xì)地示出聲學(xué)密封環(huán)31的一個(gè)實(shí)施例以及焊料焊盤(pán)32a。在此實(shí)施例中，聲學(xué)環(huán)31屬于圖3c和圖3d中示出的類(lèi)型，使得聲學(xué)密封件31包封換能器元件13，使換能器元件13與聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口分隔開(kāi)。因此，當(dāng)圖3e的mems換能器封裝件被安裝在主機(jī)基底(未示出)上時(shí)，聲學(xué)信號(hào)經(jīng)由主機(jī)基底中的孔徑到達(dá)換能器元件13。

應(yīng)注意，當(dāng)圖3e的mems換能器封裝件適用于頂端口安裝配置時(shí)，圖3e的mems換能器封裝件在聲學(xué)通道15和換能器元件13之間將不包括聲學(xué)密封元件。

如從圖3e的實(shí)施例可以看到，密封件31包括導(dǎo)電部分31b，例如由焊料制成的，該導(dǎo)電部分31b既可以起作用以將mems換能器封裝件連接到基底(例如，使用焊料回流工藝)，又可以起作用以在mems換能器封裝件1和基底之間提供電連接(例如，接地連接)。聲學(xué)密封件31還可以包括彈性材料31a(例如，由橡膠或硅材料制成的彈性材料)，或一些其他柔性或順從材料，這有助于在mems換能器封裝件1和基底之間提供機(jī)械應(yīng)力消除，該封裝件被安裝到該基底上。在圖3e的實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31還被示出為安裝在結(jié)構(gòu)63上，該結(jié)構(gòu)63包含柔性材料的掩埋層，用于提供進(jìn)一步的應(yīng)力釋放。

包括例如焊料焊盤(pán)32a和焊料32b的引線(xiàn)焊盤(pán)32的一個(gè)實(shí)施例也被示出在圖3e中。圖3e中的虛線(xiàn)62表示單切線(xiàn)或劃切線(xiàn)。管芯部分3在這些線(xiàn)62的區(qū)域中可以被部分地蝕刻，以便創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)力區(qū)域，該應(yīng)力區(qū)域?qū)⒂兄谠诠杈弦粋€(gè)換能器封裝件從其他換能器封裝件的單切。

在上文在圖2以及圖3a到圖3e中所描述的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積和/或聲學(xué)帽通道25的橫截面面積沿著相應(yīng)的聲學(xué)通道的長(zhǎng)度大體上恒定。應(yīng)注意，“大體上恒定”可以包括由于蝕刻工藝的非一致性所導(dǎo)致的略微變窄的橫截面面積。

然而，應(yīng)注意，聲學(xué)管芯通道15或帽通道25的形狀或輪廓可以被有意地改變或變化以適應(yīng)特定應(yīng)用，例如以提供期望的聲學(xué)屬性或特定的聲學(xué)阻抗或?yàn)V波特性。所述形狀可以是例如通過(guò)光刻和熱曝光對(duì)光阻層的邊緣壓型(profiling)來(lái)形成的。

圖3f到圖3i中示出了一些實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施方案中，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積和/或聲學(xué)帽通道25的橫截面面積沿著相應(yīng)的聲學(xué)通道的長(zhǎng)度變化。這些變化可以是例如使用各向異性蝕刻來(lái)形成的。在聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)帽通道25交界的邊界處，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積可以與聲學(xué)帽通道25的橫截面面積大體上相同，如圖3f或圖3g中示出的。在另一實(shí)施例中，在聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)帽通道25交界的邊界處，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積可以大于聲學(xué)帽通道25的橫截面面積，例如如圖3h中示出的。在又一實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積可以沿其長(zhǎng)度大體上恒定，而聲學(xué)帽通道25的橫截面面積沿其長(zhǎng)度變化，如圖3i中示出的，反之亦然。應(yīng)注意，可以使用任何形狀或形狀的組合。

如果聲學(xué)通道窄，則將呈現(xiàn)高的聲學(xué)抵抗或聲學(xué)感應(yīng)。因此，通道的橫向尺度可以是數(shù)十微米，并且在一個(gè)方向上可以是至少100μm(例如，250μm)，或與空氣流動(dòng)方向正交的橫截面面積可以大于10000平方微米。

應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3可以包括例如硅管芯部分。

還應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施例中，帽部分23可以包括例如半導(dǎo)體帽部分或硅帽部分、或非硅層壓晶片、或模制帽晶片、或塑料帽部分、或膜層或任何其他形式的材料。由半導(dǎo)體或硅制成的帽部分具有的優(yōu)點(diǎn)是：允許使用與用于制造半導(dǎo)體管芯部分的晶片級(jí)加工技術(shù)類(lèi)似的晶片級(jí)加工技術(shù)來(lái)形成帽部分，這意味著可以在相同的加工場(chǎng)地制造和組裝整個(gè)mems換能器封裝件，具有晶片級(jí)成批加工的成本優(yōu)點(diǎn)以及諸如匹配熱膨脹系數(shù)以避免熱致應(yīng)力的其他優(yōu)點(diǎn)。

參考圖4，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，帽部分23包括一個(gè)薄膜。此膜可以是管芯附著膜daf，其可以是彈性的，且可以在封裝件單切工藝期間被拉伸以輔助結(jié)構(gòu)的分離。替代地，它可以是某種其他合適的膜材料。膜23包括形成聲學(xué)帽通道的孔徑25。此實(shí)施方案雖然不具有帽后容積，但是具有提供低成本mems換能器封裝件的優(yōu)點(diǎn)。例如，在需要低成本麥克風(fēng)設(shè)備的情況下、或在后容積的尺寸對(duì)mems換能器的操作并非是一個(gè)重要因素的情況下、或?qū)τ跍p小的總體高度是很重要的空間敏感的應(yīng)用，可以使用這樣的實(shí)施方案。

參考圖5，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，管芯后容積7包括階梯式后容積。例如，該階梯式后容積可以沿著后容積的一個(gè)側(cè)壁、在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

在一個(gè)實(shí)施例中，該階梯式后容積包括與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9相鄰的第一子容積7a和與換能器13相鄰的第二子容積7b。第一子容積7a和第二子容積7b可以鄰接，如所示出的。第一子容積7a的橫向尺度可以大于第二子容積7b的對(duì)應(yīng)的橫向尺度。第二子容積的橫向尺度可以對(duì)應(yīng)于換能器13的橫向尺度，而第一子容積的橫向尺度不被如此約束。

盡管圖5的實(shí)施方案示出了在一個(gè)橫向方向上延伸的階梯式側(cè)壁，但是應(yīng)注意，該階梯式側(cè)壁也可以在另一橫向方向上延伸。

此外，盡管相應(yīng)的子容積被示出為包括與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9大體上正交的側(cè)壁，但是應(yīng)注意，任何子容積部分的側(cè)壁可以相對(duì)于半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9傾斜。

因此，使用階梯式后容積具有的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于給定尺寸的換能器，對(duì)于第一表面9和第二表面11之間的給定厚度，使得后容積的總體容積能夠增加。應(yīng)注意，可以提供一個(gè)或多個(gè)其他階梯式部分。

在一些實(shí)施方案中，半導(dǎo)體管芯部分3可以包括用于操作mems換能器元件13的集成電子電路系統(tǒng)14。在一個(gè)實(shí)施例中，集成電子電路系統(tǒng)14的至少一部分(由虛線(xiàn)矩形指示)可以被定位在半導(dǎo)體管芯部分3的、由階梯式管芯后容積的第一子容積7a的至少一部分和半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11所界定的厚度中。在包括集成電子電路系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體管芯部分3還可以包括一個(gè)或多個(gè)引線(xiàn)焊盤(pán)32a和焊料32b，用于提供集成電子電路系統(tǒng)和mems換能器封裝件外部的其他電子電路系統(tǒng)之間的電連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積和帽后容積27的橫截面面積大體上相同。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積小于帽后容積27的橫截面面積，例如如圖6中示出的。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積大于帽后容積27的橫截面面積，例如如圖7中示出的。

應(yīng)注意，帽部分23還可以包括階梯式帽后容積27。帽部分23的階梯式帽后容積27可以包括上述與階梯式管芯后容積7的子容積7a和7b相關(guān)的任何特性。在具有模制帽部分的一個(gè)實(shí)施方案中，與硅帽部分相比，這可以提供較大的設(shè)計(jì)自由度。

應(yīng)注意，階梯式管芯后容積和階梯式帽后容積可以用在任何實(shí)施方案中，以及本文所描述的、包括后容積的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的任何組合中。

圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的、在mems換能器封裝件1中使用的半導(dǎo)體管芯部分3的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。具體地，圖8示出了可以與帽部分23共同使用以提供mems換能器封裝件1的半導(dǎo)體管芯部分3的一個(gè)實(shí)施例。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度。第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在第一表面9和第二表面11之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑。

在上文所描述的實(shí)施例中，聲波或壓力波穿過(guò)mems換能器封裝件的頂表面(即，穿過(guò)帽部分23的第一表面29中的開(kāi)口)進(jìn)入，并且離開(kāi)mems換能器封裝件的底表面(即，穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中的開(kāi)口)。

在下文將描述的其他實(shí)施方案中，聲波或壓力波穿過(guò)mems換能器封裝件的側(cè)表面(例如，穿過(guò)與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和/或第一帽部分23的表面29大體上正交的側(cè)表面)進(jìn)入，并且離開(kāi)mems換能器封裝件的底表面(即，穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中的開(kāi)口)。應(yīng)注意，側(cè)表面也可以與第一表面9不正交。

如下文將描述的，側(cè)聲學(xué)通道可以被完全形成在半導(dǎo)體管芯部分3中、部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中并且部分地形成在帽部分23中、或完全形成在帽部分23中。

側(cè)端口實(shí)施方案

圖9示出了根據(jù)另一實(shí)施方案的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。具體地，圖9示出了可以與帽部分23共同使用以提供具有側(cè)端口的mems換能器封裝件的半導(dǎo)體管芯部分3的一個(gè)實(shí)施例。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度。半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在第一表面9和第二表面11之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑。

聲學(xué)管芯通道15包括第一部分15a和第二部分15b，所述第一部分15a延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度，以在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑，所述第二部分15b大體上平行于半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9延伸。

第一部分15a和第二部分15b協(xié)作，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，第一開(kāi)口6通過(guò)第一部分15a形成在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，并且第二開(kāi)口8通過(guò)第二部分15b形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。

在圖9的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15的第二部分15b穿破第一表面9，以在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9中形成一個(gè)開(kāi)口。第二部分15b可以是例如通過(guò)從第一表面9蝕刻到半導(dǎo)體管芯部分3的厚度內(nèi)形成的。

圖9的mems換能器封裝件還包括帽部分23，該帽部分23包括由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所界定的厚度，其中帽部分23的第二表面21與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9鄰接。盡管未示出，半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23可以被接合在一起，例如使用膠粘劑或晶片-晶片接合領(lǐng)域中通常已知的其他技術(shù)。

在圖9的實(shí)施例中，帽部分23中未提供聲學(xué)帽通道。替代的，此實(shí)施方案依賴(lài)于半導(dǎo)體管芯部分3來(lái)提供側(cè)端口入口。

圖9的實(shí)施例示出了包括帽后容積27的帽部分23，但是應(yīng)注意，如果需要，可以省略帽后容積27。如上文所提及的，如果特定應(yīng)用需要，圖9的實(shí)施例可以包括階梯式管芯后容積和/或階梯式帽后容積、和/或集成電子電路系統(tǒng)。

圖10a示出了安裝到主機(jī)基底30上的圖9中示出類(lèi)型的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例，所述主機(jī)基底30例如是印刷電路板(pcb)(例如，移動(dòng)電話(huà)或其他設(shè)備內(nèi)的pcb)，在使用期間mems換能器封裝件1被安裝到所述印刷電路板。此實(shí)施例類(lèi)似于圖3a的實(shí)施例，但是由此mems換能器封裝件1包括側(cè)端口而不是頂端口。mems換能器封裝件1被示出為包括聲學(xué)密封件31。

圖10a的實(shí)施方案被安裝到主機(jī)基底30，使得mems換能器封裝件的頂側(cè)(即，帽部分23的第一表面29)背離主機(jī)基底30，而mems換能器封裝件的底側(cè)(即，半導(dǎo)體管芯部分的第二表面11)面向主機(jī)基底30，并且mems換能器封裝件的底側(cè)可以包括焊料焊盤(pán)32a和焊料32b，用于與主機(jī)基底30上的電導(dǎo)體電連接。圖10a的配置可以被稱(chēng)為側(cè)端口實(shí)施方案，因?yàn)槁晫W(xué)信號(hào)穿過(guò)mems換能器封裝件的側(cè)表面10進(jìn)入mems換能器封裝件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，主機(jī)基底30可以具有與封裝件1相同或大體上相同的占地面積(即，區(qū)域)，并且自身可以通過(guò)合適的連接部安裝在第二主機(jī)基底(未示出)上。此第二主機(jī)基底可以包括例如pcb，無(wú)論是剛性的還是柔性的。

在圖10a的實(shí)施方案中，聲學(xué)管芯通道15連同容積35一起協(xié)作，以提供這樣的聲學(xué)路徑，其中所述容積35位于mems換能器封裝件1和主機(jī)基底30之間，該mems換能器封裝件被安裝到該主機(jī)基底30上：穿過(guò)該聲學(xué)路徑，聲波或壓力波能夠從該mems換能器封裝件的側(cè)表面行進(jìn)到換能器元件13(即，從半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10，穿過(guò)聲學(xué)管芯通道15和容積35行進(jìn)到mems換能器元件13的表面)。

在圖10a的側(cè)端口配置的實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31被構(gòu)造成使得該密封件包封聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口和換能器元件13(類(lèi)似于圖3b的立體視圖中所示出的包封件)。聲學(xué)信號(hào)穿過(guò)半導(dǎo)體管芯通道15、經(jīng)由容積35行進(jìn)朝向換能器元件13的表面，以防止穿過(guò)聲學(xué)通道入射的任何聲壓遠(yuǎn)離換能器元件的泄漏，或以防止來(lái)自其他源的任何聲音的進(jìn)入，聲學(xué)密封件31密封所述容積35以防止聲壓在封裝件1和主機(jī)基底30之間的橫向泄漏。聲學(xué)密封件31可以具有如上所述的其他屬性。

圖10a的實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是：提供可以完全由晶片級(jí)單片加工技術(shù)所形成的緊湊型mems換能器封裝件，例如其中第一半導(dǎo)體晶片被用來(lái)制造多個(gè)半導(dǎo)體管芯部分3，并且第二晶片被用來(lái)制造多個(gè)帽部分23，其中所述晶片被接合在一起以形成多個(gè)mems換能器封裝件，其之后可以被單切以形成多個(gè)mems換能器封裝件。

圖10b示出了與圖10a的mems換能器封裝件類(lèi)似的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例，但是由此以底端口安裝配置安裝該mems換能器封裝件，由此從mems換能器封裝件的底側(cè)接收聲音(mems換能器封裝件的底側(cè)是面向主機(jī)基底30的一側(cè)，且可以包括焊料焊盤(pán)32a和焊料32b，以用于與主機(jī)基底30上的電導(dǎo)體電連接)。在底端口安裝配置中，mems換能器封裝件1用于與主機(jī)基底30一起使用，該主機(jī)基底30包括開(kāi)口36，以用于允許聲波或壓力波到達(dá)換能器元件13。

在圖10b的實(shí)施例中，mems換能器封裝件1包括聲學(xué)密封件31，該聲學(xué)密封件31被構(gòu)造成在聲學(xué)管芯管通道15的開(kāi)口和換能器元件之間提供密封。如上文在圖3d的立體視圖中可以更清楚地看到的，在此實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31包封換能器元件13，以使其與聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口分隔開(kāi)。這樣，換能器元件13被配置為經(jīng)由主機(jī)基底30的孔徑36接收聲學(xué)信號(hào)，并且與聲學(xué)通道中的任何聲學(xué)信號(hào)聲學(xué)隔離。如果在不同的安裝配置中有利地使用共同的半導(dǎo)體管芯部分3，則可以使用此性質(zhì)的聲學(xué)密封件31。

作為另一替代方案，可以以底端口配置使用與圖10a的密封結(jié)構(gòu)類(lèi)似的密封結(jié)構(gòu)，但是其中聲學(xué)管芯通道中的開(kāi)口被密封，例如通過(guò)在將mems換能器封裝件安裝到主機(jī)基底30上之前密封第二表面11中的開(kāi)口、或在安裝mems換能器封裝件之前或在已經(jīng)安裝了mems換能器封裝件之后密封側(cè)端口開(kāi)口(即，因?yàn)橹蟠藗?cè)開(kāi)口仍然是可進(jìn)入的)。

在另一實(shí)施例中，可以省去聲學(xué)管芯通道15和換能器13之間的聲學(xué)密封件，并且也不向聲學(xué)管芯通道25提供任何其他形式的密封件，如上一段中所提及的，在此情況下，換能器元件經(jīng)由主機(jī)基底30、的開(kāi)口36并且經(jīng)由聲學(xué)通道(即，經(jīng)由通過(guò)聲學(xué)管芯通道15所形成的側(cè)端口)接收聲學(xué)信號(hào)。這樣的實(shí)施方案提供了兩個(gè)聲學(xué)信號(hào)的聲學(xué)相加，并且可以被用于方向性麥克風(fēng)。

因此，可以以諸如圖10a中例示的頂端口配置或如圖10b中例示的底端口配置使用相同的換能器封裝件1。

在圖10a和圖10b的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積沿著聲學(xué)通道的長(zhǎng)度大體上恒定。應(yīng)注意，“大體上恒定”可能包括由于不一致蝕刻工藝所導(dǎo)致的橫截面面積略微變窄。然而，應(yīng)注意，聲學(xué)管芯通道15的形狀或輪廓可以被改變或變化，以適應(yīng)特定應(yīng)用。

圖11示出了包括如上文在圖9、圖10a和圖10b中所描述的半導(dǎo)體管芯部分3的mems換能器封裝件的一個(gè)實(shí)施例，但由此帽部分23包括一個(gè)薄膜。此薄膜可以是管芯附著膜daf，其可以是彈性的且可以在封裝件單切過(guò)程期間被拉伸，以輔助結(jié)構(gòu)的分離。替代地，它可以是某種其他合適的膜材料。盡管此實(shí)施方案不具有帽后容積，但是具有提供低成本mems換能器封裝件的優(yōu)點(diǎn)。例如，在需要低成本麥克風(fēng)設(shè)備的情況下、或后容積的尺寸對(duì)于mems換能器的操作并非是一個(gè)重要因素的情況下、或?qū)τ跍p小的總體高度是重要的空間敏感的應(yīng)用中，可以使用這樣的實(shí)施方案。

圖12示出了根據(jù)本文公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案的、在mems換能器封裝件1中使用的半導(dǎo)體管芯部分3的一個(gè)實(shí)施例，該mems換能器封裝件1例如是如上文在圖9到圖11中示出的mems換能器封裝件。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度。半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15包括第一部分15a和第二部分15b，所述第一部分15a延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度，以在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑，所述第二部分15b大體上平行于半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9延伸。第一部分15a和第二部分15b協(xié)作，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，第一開(kāi)口6通過(guò)第一部分15a形成在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，并且第二開(kāi)口8通過(guò)第二部分15b形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。

參考圖13，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，側(cè)端口實(shí)施方案的管芯后容積7可以包括如在一些頂端口實(shí)施方案中所描述的階梯式后容積。例如，階梯式后容積可以沿著管芯后容積的一個(gè)側(cè)壁、在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

如之前，該階梯式后容積可以包括與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9相鄰的第一子容積7a和與換能器元件13相鄰的第二子容積7b。兩個(gè)子容積7a、7b可以鄰接，如所示出的。第一子容積7a的橫向尺度可以大于第二子容積7b的對(duì)應(yīng)橫向尺度。第二子容積的橫向尺度可以對(duì)應(yīng)于換能器13的橫向尺度，而第一子容積的橫向尺度不被如此約束。

在一些側(cè)端口實(shí)施方案中，半導(dǎo)體管芯部分3可以包括集成電子電路系統(tǒng)14以用于操作mems換能器元件13。在一個(gè)實(shí)施例中，集成電子電路系統(tǒng)14的至少一部分可以被定位在半導(dǎo)體管芯3的、通過(guò)管芯后容積的第一子容積7a的至少一部分和半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11所界定的一厚度中，如圖13中由虛線(xiàn)例示的。

在一個(gè)實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積和帽后容積27的橫截面面積大體上相同。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積小于帽后容積27的橫截面面積。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27交界的邊界處，管芯后容積7的橫截面面積大于帽后容積27的橫截面面積。

應(yīng)注意，側(cè)端口實(shí)施方案的帽部分23也可以包括階梯式帽后容積27。帽部分23的階梯式帽后容積27可以包括上述與階梯式管芯后容積7的子容積7a和7b相關(guān)的任何特性。

圖14示出了帽部分23包括聲學(xué)帽通道25的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施例。聲學(xué)帽通道25可以大體上平行于帽部分23的第二表面21延伸。在圖14中，聲學(xué)帽通道25與聲學(xué)管芯通道15的第二部分15b交界，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口6形成在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面中，所述第二開(kāi)口8形成在換能器封裝件的側(cè)表面10、12中。因此，在圖14的實(shí)施方案中，側(cè)端口被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中且被部分地在帽部分23中。因此，第二開(kāi)口8被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中，且被部分地形成在帽部分23的側(cè)表面12中。

應(yīng)注意，盡管圖14示出了側(cè)端口被均等地分布在半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23中，但是該側(cè)端口可以在半導(dǎo)體管芯部分3或帽部分23的任一個(gè)中被形成為具有更大的范圍。

圖15示出了被安裝到主機(jī)基底30上的圖14的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例，該主機(jī)基底30例如是印刷電路板(pcb)(例如，移動(dòng)電話(huà)或其他設(shè)備內(nèi)的pcb)，在使用期間mems換能器封裝件1被安裝到所述印刷電路板(pcb)。此實(shí)施例類(lèi)似于圖10a的實(shí)施例，但是其中mems換能器封裝件1包括部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中且部分地形成在帽部分23中的側(cè)端口。包括聲學(xué)帽通道25和聲學(xué)管芯通道15(所述聲學(xué)管芯通道15轉(zhuǎn)而包括第一部分15a和第二部分15b)的聲學(xué)通道與容積35一起協(xié)作以提供一個(gè)聲音路徑，通過(guò)該聲音路徑，聲波或壓力波可以經(jīng)由容積35從mems換能器封裝件的一側(cè)表面行進(jìn)到換能器元件13，其中所述容積35在mems換能器封裝件1和主機(jī)基底30之間，該mems換能器封裝件被安裝到該主機(jī)基底30。圖14的實(shí)施方案也可以底端口安裝配置使用，類(lèi)似于上文圖10b的底端口安裝配置。

根據(jù)如圖16中示出的另一實(shí)施方案，側(cè)端口方面被形成在帽部分23內(nèi)，該帽部分23與聲學(xué)管芯通道15協(xié)作以提供聲學(xué)路徑。圖16的mems換能器封裝件包括半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度。半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在第一表面9和第二表面11之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑。

在圖16的實(shí)施方案中，帽部分23包括由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所界定的一厚度，并且聲學(xué)帽通道25被配置為在第一開(kāi)口26和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口26在帽部分23的第二表面21中，且所述第二開(kāi)口8在帽部分23的側(cè)表面12中。聲學(xué)帽通道25可以大體上平行于帽部分23的第二表面21延伸。側(cè)表面12可以與帽部分3的第一表面29大體上正交。

在圖16的實(shí)施例中，聲學(xué)帽通道25與聲學(xué)管芯通道15交界，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口6在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中通過(guò)聲學(xué)管芯通道15形成，且所述第二開(kāi)口8在帽部分23的側(cè)表面12中通過(guò)聲學(xué)帽通道25形成。

參考圖17，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，側(cè)端口實(shí)施方案的管芯后容積7可以包括如在一些頂端口實(shí)施方案中所描述的階梯式后容積。例如，該階梯式后容積可以沿著管芯后容積的側(cè)壁、在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。該帽后容積也可以包括一個(gè)階梯式后容積。該階梯式管芯后容積和/或帽后容積可以包括如前所述的任何特征。一個(gè)側(cè)端口實(shí)施方案也可以包括如前所述的集成電子電路系統(tǒng)14。

圖18示出了安裝到主機(jī)基底30上的圖17的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例。此實(shí)施例包括一個(gè)聲學(xué)通道，所述聲學(xué)通道被部分地形成在蓋部分23中且被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中。包括聲學(xué)帽通道25和聲學(xué)管芯通道15的聲學(xué)通道連同區(qū)域容積35一起協(xié)作，以提供這樣的聲學(xué)路徑，所述區(qū)域容積35在mems換能器封裝件1和主機(jī)基底30之間，該mems換能器封裝件被安裝到該主機(jī)基底30上：穿過(guò)該聲學(xué)路徑，聲學(xué)信號(hào)或聲波或壓力波可以經(jīng)由容積35從mems換能器封裝件的側(cè)表面行進(jìn)到換能器元件13。

根據(jù)另一方面，在mems換能器封裝件中提供聲學(xué)通道可以被用來(lái)提供一種具有方向性的mems換能器，如將在下文的實(shí)施方案中進(jìn)一步描述。

迷宮(labyrinth)實(shí)施方案

圖19示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方案的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例。圖19的實(shí)施例與圖9的實(shí)施例類(lèi)似，半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度，第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道在第一表面9和第二表面11之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯管通道在半導(dǎo)體管芯3的第一表面9和第二表面11之間提供聲學(xué)路徑。

在圖19的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道包括第一聲學(xué)通道15和第二聲學(xué)通道5。

第一聲學(xué)通道15被配置為第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口6在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第二開(kāi)口8在換能器封裝件的側(cè)表面10中，側(cè)表面10與半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11大體上正交。

第二聲學(xué)通道5被配置為在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，且所述第四開(kāi)口18與管芯后容積7聲學(xué)連接。

mems換能器封裝件1可以被安裝在主機(jī)基底30上，該主機(jī)基底30包括孔徑36，該孔徑36起底端口的作用，以允許聲波或壓力波被換能器元件13接收。該換能器封裝件還可以包括聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)31，用于將mems換能器封裝件1聯(lián)接到主機(jī)基底30。在圖19的實(shí)施例中，聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)31以與上文圖3d和圖10b的聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)類(lèi)似的方式配置，使得第一開(kāi)口6和第三開(kāi)口16位于第一密封邊界和換能器元件13第二密封邊界之間。因此，在使用時(shí)，換能器元件13將經(jīng)由主機(jī)基底30的底端口36在其前側(cè)上接收第一聲學(xué)信號(hào)，并且經(jīng)由第四開(kāi)口18(即，經(jīng)由從第二開(kāi)口8經(jīng)由第一聲學(xué)通道15和第二聲學(xué)通道5以及密封容積37知第四開(kāi)口18所形成的側(cè)端口)接收第二聲學(xué)信號(hào)。第一聲學(xué)通道15和第二聲學(xué)通道5用于使第二聲學(xué)信號(hào)相比于第一聲學(xué)信號(hào)延遲，從而使得mems換能器封裝件1能夠提供為接收到的聲學(xué)信號(hào)提供方向性。迷宮聲學(xué)通道(即，經(jīng)由第一聲學(xué)通道15和第二聲學(xué)通道5所提供的聲學(xué)路徑)也可以被用來(lái)調(diào)節(jié)通道聲學(xué)阻抗與后容積的聲學(xué)容量的諧振。另一可能的用途是，迷宮聲學(xué)通道的低頻截止功能可能被直接耦合至后容積36，用于防止低頻(例如，風(fēng)噪聲)進(jìn)入后容積，從而提供一些被動(dòng)風(fēng)噪聲抑制。

在圖19的實(shí)施例中，第一聲學(xué)通道15包括至少第一部分15a，該第一部分15a在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間延伸。在圖19的實(shí)施例中，第一聲學(xué)通道15還包括第二部分15b，該第二部分15b與第一部分15a大體上正交地延伸，使得第一部分15a和第二部分15b協(xié)作，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口6在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第二開(kāi)口8在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。

在此實(shí)施例中，第二聲學(xué)通道5包括至少第一部分5a，該第一部分5a在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間延伸。第二聲學(xué)通道5還包括第二部分5b，該第二部分5b與第一部分5a大體上正交地延伸，使得第一部分5a和第二部分5b協(xié)作，以在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第四開(kāi)口18與管芯后容積7聲學(xué)連接。

作為在圖19的實(shí)施方案中所示出的迷宮聲學(xué)通道的一個(gè)替代方案，應(yīng)注意，迷宮聲學(xué)通道可以被形成在第一表面9的平面中，或被形成在與此表面平行的平面中。例如，第一聲學(xué)通道的第一部分15a和第二聲學(xué)通道的第一部分5a可以延伸到圖19中的頁(yè)面外(或在那個(gè)平面中的另一方向上延伸)，其中相應(yīng)的第一部分15a、5a的第一端被耦合到相應(yīng)的第二部分15b、5b，并且第一部分15a、5a的第二端通過(guò)一個(gè)聲學(xué)通道耦合。

mems換能器封裝件還包括帽部分23，該帽部分23包括由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所界定的一厚度。

在圖19的實(shí)施例中，可以看到，聲學(xué)通道被完全提供在半導(dǎo)體管芯部分3內(nèi)。具體地，第二開(kāi)口8被完全形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。第四開(kāi)口18被形成為使得第二聲學(xué)通道5被直接聲學(xué)耦合至管芯后容積7。

應(yīng)注意，用于提供第二聲學(xué)信號(hào)的聲學(xué)通道可以以其他方式形成。例如，圖20示出類(lèi)似于圖19的一個(gè)實(shí)施例，但是其中半導(dǎo)體管芯部分3包括一個(gè)聲學(xué)管芯通道，該聲學(xué)管芯通道包括第一通道15和第二通道5，但是其中帽部分23包括聲學(xué)帽通道25，該聲學(xué)帽通道25包括第一聲學(xué)通道25a和第二聲學(xué)通道25b。

聲學(xué)帽通道25的第一聲學(xué)通道25a與帽部分23的第二表面21大體上正交地延伸。聲學(xué)帽通道25的第一聲學(xué)通道25a和聲學(xué)管芯通道15的第一聲學(xué)通道15協(xié)作，以在第一開(kāi)口6和第二開(kāi)口8之間提供聲學(xué)路徑，所述第一開(kāi)口6在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第二開(kāi)口8在換能器封裝件的側(cè)表面中。在此實(shí)施例中，第二開(kāi)口8被完全提供在蓋部分23的側(cè)表面12中。

聲學(xué)帽通道25的第二聲學(xué)通道25b與帽部分23的第二表面21大體上正交地延伸。聲學(xué)帽通道25的第二聲學(xué)通道25b和聲學(xué)管芯通道15的第二聲學(xué)通道5協(xié)作，以在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，且所述第四開(kāi)口18與帽后容積27聲學(xué)連接。

因此，在使用時(shí)，如圖19的實(shí)施方案，換能器元件13將經(jīng)由主機(jī)基底30的底端口36在其前側(cè)上接收第一聲學(xué)信號(hào)，并且經(jīng)由第四開(kāi)口18(即，經(jīng)由從第二開(kāi)口8經(jīng)由第一聲學(xué)通道15和第二聲學(xué)通道5至第四開(kāi)口18所形成的側(cè)端口)接收第二聲學(xué)信號(hào)。第一聲學(xué)通道和第二聲學(xué)通道用于使第二聲學(xué)通道相比于第一聲學(xué)通道延遲，從而使得mems換能器封裝件能夠?yàn)榻邮盏降穆晫W(xué)信號(hào)提供方向性，或用于其他功能，諸如頻率過(guò)濾或聲學(xué)阻抗/電容調(diào)節(jié)。

如上文所提及的，在圖20的實(shí)施例中，第二開(kāi)口8被完全形成在帽部分23的側(cè)表面12中，其中第四開(kāi)口18被形成為使得它直接聲學(xué)耦合至帽后容積27(從而，間接地耦合至管芯后容積7)。

作為圖20的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道可以被形成在帽部分23內(nèi)，由此該迷宮聲學(xué)通道可以被形成在第二表面21的平面中，或被形成在與此第二表面21平行的平面中。例如，第一聲學(xué)通道的第一部分15a和第二聲學(xué)通道的第一部分5a可以被形成在帽部分23中而非形成在半導(dǎo)體管芯部分3中，使得它們從帽部分23延伸到圖20中的頁(yè)面外，其中相應(yīng)的第一部分15a、5a的第一端被耦合到第二部分25b、5b，并且相應(yīng)的第一部分15a、5a的另一端通過(guò)一個(gè)孔徑耦合。

圖21示出另一實(shí)施方案的實(shí)施例，其中第二開(kāi)口8被部分地形成在帽部分23的側(cè)表面12中，且被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。在圖21的實(shí)施例中，第四開(kāi)口18直接聲學(xué)耦合至帽后容積27的一部分和管芯后容積27的一部分。在此實(shí)施例中，第二開(kāi)口8和第四開(kāi)口18大體上均等地形成在相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23之間。作為圖21的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道可以被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分內(nèi)且被部分地形成在帽部分23內(nèi)，但是其中迷宮聲學(xué)通道的第一部分15a、5a被部分地形成在第一表面9的平面中且被部分地在第二表面21的平面中，或被部分地形成在平行于這些表面的平面中。

圖22示出了另一實(shí)施例，其中第二開(kāi)口8被完全形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中，其中第四開(kāi)口18直接聲學(xué)耦合至帽后容積27。作為圖22的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道的第一部分15a、5a可以被部分地形成在第一表面9的平面中且被部分地形成在第二表面21的平面中，或被部分地形成在平行于這些表面的平面中。

圖23示出了又一實(shí)施例，其中第二開(kāi)口8被完全形成在帽部分23的側(cè)表面12中，其中第四開(kāi)口18直接聲學(xué)耦合至管芯后容積7。作為圖23的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道的第一部分15a、5a可以被部分地形成在第一表面9的平面中且被部分地形成在第二表面21的平面中，或被部分地形成在平行于這些表面的平面中。

圖24示出了與圖21的實(shí)施例類(lèi)似的一個(gè)實(shí)施例，其中第二開(kāi)口8被部分地形成在帽部分23的側(cè)表面12中且被部分形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中，其中第四開(kāi)口18直接聲學(xué)耦合至帽后容積27的一部分且直接聲學(xué)耦合至管芯后容積27的一部分。然而，在圖24中，第二開(kāi)口8和第四開(kāi)口18未被大體上均等地形成在相應(yīng)的半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23之間。替代地，在圖24中，一個(gè)聲學(xué)通道主要被形成在帽部分23中，而另一聲學(xué)通道主要被形成在半導(dǎo)體管芯部分3中。再次，作為圖24的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道的第一部分15a、5a可以被部分地形成在第一表面9的平面中且被部分地形成在第二表面21的平面中，或被部分地形成在平行于這些表面的平面中。

圖25示出了類(lèi)似于圖24的一個(gè)實(shí)施方案，但是在哪些部分主要被形成在哪個(gè)區(qū)段中相反。再次，作為圖25的一個(gè)替代方案，迷宮聲學(xué)通道的第一部分15a、5a可以被部分地形成在第一表面9的平面中且被部分地形成在第二表面21的平面中，或被部分地形成在平行于這些表面的平面中。

上文所描述的實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是，使得完全集成mems換能器封裝件能夠被安裝到基底，從而集成mems換能器元件被保護(hù)，但仍然允許聲學(xué)信號(hào)到達(dá)換能器元件。包括集成電子電路系統(tǒng)的實(shí)施方案還具有的優(yōu)點(diǎn)是，不需要在管芯的一側(cè)和另一側(cè)之間提供貫穿通孔，例如如果mems換能器元件被安裝為使其后容積面向基底則會(huì)需要該貫穿通孔。

應(yīng)注意，來(lái)自上文的任一實(shí)施方案中的特征可以與來(lái)自其他實(shí)施方案中的任一個(gè)或多個(gè)特征組合。

此外，應(yīng)注意，在一個(gè)實(shí)施方案中提及單個(gè)聲學(xué)通道的情況下，可以提供多個(gè)聲學(xué)通道，以執(zhí)行類(lèi)似的功能。舉例而言，在圖2的實(shí)施方案中，可以在表面11和29之間提供第二聲學(xué)通道15/25(或附加聲學(xué)通道)。另外，可以在管芯的、容納電子電路系統(tǒng)的一側(cè)上提供一個(gè)聲學(xué)通道，或作為穿過(guò)管芯的主要的或唯一的聲學(xué)通道，或作為至另一聲學(xué)通道的附加的聲學(xué)通道，例如在后容積的另一側(cè)上提供的聲學(xué)通道。通過(guò)這樣的不同實(shí)施方案，密封結(jié)構(gòu)可以適于根據(jù)所提供的是頂端口安裝配置還是底端口安裝配置來(lái)密封相應(yīng)的聲學(xué)通道。

在本文所描述的一些實(shí)施方案中，聲學(xué)通道被提供作為至換能器元件的主要的或基本的(或唯一的)聲學(xué)路徑。在本文所描述的一些實(shí)施方案中，與朝向換能器元件的后側(cè)密封的后容積組合地提供該聲學(xué)路徑。

圖26例示了聲音根據(jù)聲學(xué)通道和后容積以及下面的基底的選定結(jié)構(gòu)和尺度來(lái)進(jìn)入麥克風(fēng)換能器的多種選項(xiàng)。管芯晶片聲學(xué)通道可以具有橫向延伸部lb，以允許來(lái)自一側(cè)(隨意地被認(rèn)為左側(cè))的聲音sl2沿著管芯晶片聲學(xué)通道傳遞到換能器元件。替代地或附加地，晶片帽聲學(xué)通道可以具有一個(gè)橫向延伸部，以允許聲音sl1從相同側(cè)進(jìn)入。替代地或附加地，晶片帽聲學(xué)通道可以具有一個(gè)至封裝件的頂部的開(kāi)口，以允許來(lái)自上方的聲音st沿著聲學(xué)通道傳遞至換能器元件?？梢源嬖诿芊饨Y(jié)構(gòu)的一部分xs，除非該部分xs不存在，否則該部分xs將阻塞穿過(guò)聲學(xué)通道耦合的這些聲音源中的任一個(gè)。

類(lèi)似地，蓋后容積和/或管芯后容積可以具有橫向延伸部ra和rb，以允許聲音sr1、sr2從相同側(cè)進(jìn)入。這些將從另一上側(cè)進(jìn)入換能器元件，給出反向信號(hào)。因此，如果任何其他源被耦合至換能器元件的下部側(cè)，則凈信號(hào)將表示聲音的聲學(xué)相減。主機(jī)基底30可以具有一個(gè)允許來(lái)自下面的聲音(sb)進(jìn)入換能器元件的孔徑。再次，這可以與通過(guò)該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的任何其他信號(hào)端口聲學(xué)組合。

因此，可以以多種多樣的配置使用相同的或非常類(lèi)似的mems換能器封裝件結(jié)構(gòu)。

借助于圖27到圖31中示出的實(shí)施例，通過(guò)從每個(gè)圖中選擇管芯部分和帽部分(晶片管芯和晶片帽)的不同組合來(lái)例示多種其他配置。

下側(cè)端口實(shí)施方案

圖32a示出根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。mems換能器封裝件1被示出為安裝在主機(jī)基底30上，該主機(jī)基底30例如是設(shè)備(例如，移動(dòng)電話(huà)設(shè)備)內(nèi)的印刷電路板(pcb)。在圖32a的實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3與帽部分23共同使用，以形成mems換能器封裝件1。半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度。半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11和側(cè)表面10之間延伸到半導(dǎo)體管芯部分3內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中形成一個(gè)通道，其中該通道從半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中的開(kāi)口8向內(nèi)延伸。

在一個(gè)實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15穿破半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11和側(cè)表面10，以在其中形成一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。

在第二表面11中所形成的第一開(kāi)口6和在側(cè)表面10中所形成的第二開(kāi)口8組合，以形成一個(gè)跨越第二表面11和側(cè)表面10的交叉點(diǎn)的開(kāi)口。

聲學(xué)管芯通道15可以被形成為半導(dǎo)體管芯部分的第二表面11上的蝕刻臺(tái)階，例如當(dāng)在形成換能器元件13時(shí)加工半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11(也稱(chēng)為前側(cè))時(shí)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，mems換能器封裝件1包括如圖32a中示出的帽部分23，其中帽部分23鄰接半導(dǎo)體管芯部分3。帽部分23包括由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所界定的一厚度。帽部分23的第二表面21鄰接半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9。盡管未示出，半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23可以被接合在一起，例如使用膠粘劑或晶片-晶片接合領(lǐng)域中通常已知的其他技術(shù)。半導(dǎo)體管芯部分3和帽部分23形成mems換能器封裝件1，其中帽部分23用于保護(hù)半導(dǎo)體管芯部分3。稍后將描述帽部分3的另一些細(xì)節(jié)。

圖32a的實(shí)施方案可以被稱(chēng)為下側(cè)端口配置，當(dāng)如所例示安裝時(shí)，從mems換能器封裝件1的下側(cè)接收聲音。在一個(gè)實(shí)施例中，換能器封裝件的一側(cè)10(即，管芯部分3的一側(cè))與換能器封裝件1的底側(cè)大體上正交(即，與面向基底30的、包括半導(dǎo)體管芯部分的第二表面11的底側(cè)大體上正交)。然而，應(yīng)注意，所述側(cè)部也可以是傾斜的。

在此實(shí)施例中，mems換能器封裝件1被示出為包括聲學(xué)密封件31。聲學(xué)密封件31中的一些或全部可以是在半導(dǎo)體管芯部分3的制造期間形成的。

聲學(xué)密封件31可以起一個(gè)或多個(gè)功能。例如，聲學(xué)密封件31可以起作用，以經(jīng)由容積35來(lái)將行進(jìn)通過(guò)聲學(xué)管芯通道15的聲學(xué)信號(hào)引導(dǎo)朝向換能器元件13的表面，以防止通過(guò)聲學(xué)通道入射的任何聲壓遠(yuǎn)離換能器元件的泄漏，或以防止來(lái)自其他源的任何聲音的進(jìn)入，所述容積被所述聲學(xué)密封件31密封以防止聲壓在封裝件1和基底30之間橫向泄漏。

聲學(xué)密封件31還可以起作用，以將mems換能器封裝件1附接至基底30。如果聲學(xué)密封件31由導(dǎo)電材料制成，則它也可以在該封裝件上的金屬連接部和基底30上的金屬連接部之間提供接地連接。封裝件1可以提供金屬圖案(例如，金屬環(huán))，以使得這樣的連接部能夠被制作在用戶(hù)基底30上。聲學(xué)密封件31可以包括順從(即，柔性)導(dǎo)電或非導(dǎo)電材料和/或結(jié)構(gòu)，以減少基底30與封裝件1和換能器13之間的應(yīng)力的機(jī)械耦合。密封件31可以包括聚合物，諸如硅樹(shù)脂或某種其他類(lèi)型的柔性(即，順從)材料，例如膠粘劑橡膠等。

半導(dǎo)體管芯部分的第二表面11可以包括引線(xiàn)(即，焊料)焊盤(pán)32a，用于例如經(jīng)由焊料32b與基底30上的電導(dǎo)體電連接。相應(yīng)的焊料焊盤(pán)32a可以經(jīng)由電通路(諸如，通孔和導(dǎo)電跡線(xiàn)(未例示))連接，以便向換能器提供電力(v+和接地電位)和從換能器輸出信號(hào)，例如：根據(jù)需要以及如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可能需要其他焊料焊盤(pán)和操作性連接。有利地，焊料焊盤(pán)32a可以由與形成mems背板和膜金屬電極相關(guān)聯(lián)的金屬層形成，或由不同于與加工集成電子電路系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的金屬層的某個(gè)其他mems金屬加工層形成。因此，焊料焊盤(pán)32b和相關(guān)聯(lián)的金屬(即，導(dǎo)電的、通向/來(lái)自換能器的跡線(xiàn)，包括任何電子電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà)))可以被認(rèn)為是再分布層。因此，如本文所描述的、具有在mems換能器金屬形成期間所形成的用于焊料焊盤(pán)32a的金屬層的mems封裝件有利于將焊料焊盤(pán)重新分布到mems換能器的多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域可以在形成電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà))的區(qū)域之上。

圖32b是圖32a的實(shí)施例的mems換能器封裝件的橫截面平面視圖，該橫截面是穿過(guò)圖32a的平面a-a取得的(為了清楚起見(jiàn)，已經(jīng)移除了焊料焊盤(pán)32)。在此實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31的外形是大致八邊形，但是在其他實(shí)施例中，取決于管芯上的其他結(jié)構(gòu)的布局，它可以是其他形狀，例如正方形、圓形或某種其他不規(guī)則的多邊形。在圖32b的下側(cè)端口配置的實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31包括環(huán)形結(jié)構(gòu)，該環(huán)形結(jié)構(gòu)包封管芯后容積的開(kāi)口(和換能器元件13，并且部分地包圍由聲學(xué)管芯管通道15在第二表面11中所形成的開(kāi)口)。

聲學(xué)密封件31可以被形成在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11上，例如當(dāng)形成換能器元件13時(shí)。

在一個(gè)實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31被配置為在使用期間將聲學(xué)信號(hào)從mems換能器封裝件1的側(cè)表面10中的開(kāi)口引導(dǎo)到換能器元件13。聲學(xué)密封件31可以被配置為包圍管芯后容積7的開(kāi)口，并且部分地包圍聲學(xué)管芯通道15。聲學(xué)密封件31可以在其中包括中斷部31z，該中斷部31z對(duì)應(yīng)于包括開(kāi)口的區(qū)域，所述開(kāi)口通過(guò)聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中形成。在另一實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31在其中包括中斷部31z，該中斷部31z鄰接一開(kāi)口，所述開(kāi)口通過(guò)聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中形成。

以此方式，聲學(xué)密封件31用于將行進(jìn)到開(kāi)口內(nèi)的聲學(xué)信號(hào)經(jīng)由容積35(如圖32a中示出的)引導(dǎo)朝向換能器元件13的表面，所述開(kāi)口由聲學(xué)管芯通道15和聲學(xué)密封件31中的中斷部的組合形成。聲學(xué)密封件31將容積35密封，以使得其防止聲壓在封裝件1和主機(jī)基底30之間橫向滲漏，以防止穿過(guò)聲學(xué)通道15入射的任何聲壓遠(yuǎn)離換能器元件13的泄漏，以及以防止來(lái)自其他源的任何聲音的進(jìn)入。

圖32c是圖32a的實(shí)施例的mems換能器封裝件的橫截面?zhèn)纫晥D，該橫截面是穿過(guò)圖32a的平面b-b取得的。

圖32c示出通過(guò)聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的一側(cè)中所形成的開(kāi)口8，以及示出通過(guò)聲學(xué)密封件31中的中斷部所形成的、聲學(xué)管芯通道15區(qū)域附近的開(kāi)口31z。在圖32a到圖32c的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15穿破半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11和側(cè)表面10，以形成一個(gè)跨越第二表面11和側(cè)表面10的交叉點(diǎn)的開(kāi)口。管芯聲學(xué)通道15可以例如是通過(guò)將半導(dǎo)體管芯部分3從第二表面11蝕刻到半導(dǎo)體管芯部分3的厚度內(nèi)形成的。這樣的蝕刻臺(tái)階可以是例如在將換能器元件13形成至半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11(有時(shí)稱(chēng)為前側(cè))上時(shí)形成的。

當(dāng)以不同的組裝配置或安裝配置使用mems轉(zhuǎn)換器封裝件1時(shí)，聲學(xué)管芯通道15具有使得來(lái)自mems換能器封裝件的一側(cè)(10)的聲學(xué)信號(hào)到達(dá)換能器元件13的優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)注意，在圖32a到圖32c的實(shí)施例以及本文所描述的其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3納入可以使用硅加工技術(shù)所形成的換能器元件13，可能地，可以使用硅加工技術(shù)結(jié)合附加工藝(諸如，壓電薄膜或壓阻薄膜沉積)所形成的換能器元件13。優(yōu)選地，在加工溫度等方面，任何這樣的換能器加工技術(shù)與在相同的硅管芯中提供有源電路系統(tǒng)兼容。

另外，應(yīng)注意，在圖32a到圖32c的實(shí)施例以及本文所描述的其他實(shí)施例中，帽部分23的占地面積可以與半導(dǎo)體管芯部分3的占地面積尺寸相同，或與半導(dǎo)體管芯部分3的尺寸大體上相同(例如，在半導(dǎo)體管芯部分3的尺寸的10％內(nèi))。

在圖32到圖32c的實(shí)施例中，帽部分23被示出為包括帽后容積27，帽后容積27與管芯后容積7協(xié)作以有利地增加總體后容積。這在期望較大后容積的某些實(shí)施方案中或?yàn)榱藥椭鷾p小mems設(shè)備的總體高度時(shí)會(huì)是有利的。然而，應(yīng)注意，在一些實(shí)施方案中可以省去該帽后容積。

在圖32a到圖32c的實(shí)施方案中，聲學(xué)管芯通道15連同密封容積35一起協(xié)作，以提供這樣的聲學(xué)路徑：穿過(guò)該聲學(xué)路徑，聲波或壓力波可以從mems換能器封裝件的側(cè)表面(以及從主機(jī)基底30的頂側(cè))行進(jìn)到換能器元件13(即，從側(cè)表面10穿過(guò)聲學(xué)管芯通道15和容積35行進(jìn)到mems換能器元件13的表面)，所述密封容積35在mems換能器封裝件1和基底30之間，該mems換能器封裝件被安裝到該基底30。

圖32a到圖32c的實(shí)施方案具有的優(yōu)點(diǎn)是提供可以完全通過(guò)晶片級(jí)加工技術(shù)形成的緊湊型mems換能器封裝件，例如其中第一半導(dǎo)體晶片被用來(lái)制造多個(gè)半導(dǎo)體管芯部分3，并且第二晶片被用來(lái)制造多個(gè)帽部分23，其中所述晶片可以被接合在一起以形成多個(gè)mems換能器封裝件，其之后可以被單切以形成多個(gè)個(gè)體mems換能器封裝件。該封裝件的占地面積或橫向外部尺度之后將恰好是半導(dǎo)體管芯部分3的占地面積或橫向外部尺度，而不因任何包圍結(jié)構(gòu)增加。帽部分23自然可以與管芯部分3占地面積相同，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)部分可以一起被單切。替代地，帽部分23的一些周界的至少一些高度可以包括來(lái)自下面的半導(dǎo)體管芯邊緣的側(cè)面嵌入物，所述側(cè)面嵌入物通過(guò)以與蝕刻聲學(xué)管芯通道25類(lèi)似的方式在單切之前納入蝕刻的溝槽形成，以輔助單切工藝。

盡管未示出在所有附圖中，但是應(yīng)注意，半導(dǎo)體管芯部分3也可以包括集成電子電路系統(tǒng)14。

圖33a示出了mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例，該mems換能器封裝件1以可被稱(chēng)為底端口安裝配置的方式安裝，由此從該mems換能器封裝件的底側(cè)接收聲音，該mems換能器封裝件的底側(cè)是面向基底30的一側(cè)，并且該mems換能器封裝件的底側(cè)可以包括用于與主機(jī)基底30上的電導(dǎo)體電連接的焊料焊盤(pán)32a和焊料32b。

在底端口安裝配置中，mems換能器封裝件1用于與主機(jī)基底30一起使用，該主機(jī)基底30包括開(kāi)口36以允許聲學(xué)信號(hào)從主機(jī)基底30的底側(cè)到達(dá)換能器元件13。

在圖33a的實(shí)施例中，mems換能器封裝件1包括聲學(xué)密封環(huán)31，該聲學(xué)密封環(huán)31被構(gòu)造成在聲學(xué)管芯通道15中的開(kāi)口和換能器元件13之間提供密封。如在圖33b的立體視圖中可以更清楚地看到的，在此實(shí)施例中，聲學(xué)密封件31包封換能器元件13以使換能器元件13與聲學(xué)管芯通道15的開(kāi)口分離。這樣，換能器元件13被配置為經(jīng)由主機(jī)基底30中的孔徑36接收聲學(xué)信號(hào)，并且與聲學(xué)通道中的任何聲學(xué)信號(hào)聲學(xué)隔離。

在另一實(shí)施例中，圖33a的聲學(xué)密封件31可以被構(gòu)造成使得在聲學(xué)管芯通道15和換能器元件13之間沒(méi)有密封(即，使得聲學(xué)密封件31類(lèi)似于圖32a、圖2b和圖2c的密封件)。在這樣的實(shí)施例中，換能器元件13經(jīng)由主機(jī)基底30中的開(kāi)口36并且經(jīng)由聲學(xué)管芯通道15接收聲學(xué)信號(hào)。這樣的實(shí)施方案提供了兩個(gè)聲學(xué)信號(hào)的聲學(xué)相加，并且可以被用于方向性麥克風(fēng)。

因此，從上文可以看到，可以以多種不同的配置使用相同的換能器封裝件1，包括諸如圖32a到圖32c中例示的側(cè)端口配置或諸如圖33a和圖33b中例示的底端口配置。

如上文所提及的，本文所描述的任一實(shí)施方案的聲學(xué)密封件31可以包括導(dǎo)電部分，例如由焊料制成的，其既可以起作用以將mems換能器封裝件連接到基底(例如，使用焊料回流工藝)，又可以起作用以在mems換能器封裝件1和基底之間提供電連接(例如，接地連接)。聲學(xué)密封件31還可以包括彈性材料(例如，由橡膠或硅材料制成的彈性材料)，或一些其他柔性或順從材料，這有助于在mems換能器封裝件1和基底之間提供機(jī)械應(yīng)力消除，該封裝件被安裝到該基底。該聲學(xué)密封件也被安裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)包含柔性材料的掩埋層，用于提供進(jìn)一步的應(yīng)力釋放。

在上文所描述的實(shí)施例中，聲學(xué)管芯通道15的橫截面面積沿著聲學(xué)通道的長(zhǎng)度大體上恒定。應(yīng)注意，“大體上恒定”可以包括由于蝕刻工藝的非一致性所導(dǎo)致的略微變窄的橫截面面積。

然而，應(yīng)注意，聲學(xué)管芯通道15的形狀或輪廓可以被有意地改變或變化以適應(yīng)特定應(yīng)用，例如以提供期望的聲學(xué)屬性或特定的聲學(xué)阻抗或?yàn)V波特性。所述形狀可以是例如通過(guò)光刻和熱曝光對(duì)光阻層的邊緣壓型來(lái)形成的。

聲學(xué)管芯通道15也可以被形成以在其側(cè)開(kāi)口和其內(nèi)部開(kāi)口之間提供漏斗類(lèi)型的形狀。聲學(xué)管芯通道15可以被配置為包括其他形狀，諸如曲折通道，用于引導(dǎo)聲學(xué)信號(hào)朝向換能器元件13。

如果聲學(xué)通道太窄，則將呈現(xiàn)高的聲學(xué)抵抗或聲學(xué)感應(yīng)。因此，通道的橫向尺度可以是數(shù)十微米，并且在一個(gè)方向上可以是至少100μm(例如，250μm)，或與空氣流動(dòng)方向正交的橫截面面積可以大于10000平方微米。

應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3可以包括例如硅管芯部分。

還應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施例中，帽部分23可以包括例如半導(dǎo)體帽部分或硅帽部分、或非硅層壓晶片、或模制帽晶片、或塑料帽部分、或膜層或帶層、或任何其他形式的材料。由半導(dǎo)體或硅制成的帽部分具有的優(yōu)點(diǎn)是允許使用與制造半導(dǎo)體管芯部分的晶片級(jí)加工技術(shù)類(lèi)似的晶片級(jí)加工技術(shù)來(lái)形成帽部分，這意味著可以在相同的加工場(chǎng)地制造和組裝整個(gè)mems換能器封裝件，具有晶片級(jí)成批加工的成本優(yōu)點(diǎn)以及諸如匹配熱膨脹系數(shù)以避免熱致應(yīng)力的其他優(yōu)點(diǎn)。

迷宮實(shí)施方案

圖34示出根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方案的mems換能器封裝件1的一個(gè)實(shí)施例。圖34的實(shí)施例與圖33a的實(shí)施例類(lèi)似，半導(dǎo)體管芯部分3包括由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度，第二表面11納入換能器元件13(例如，包括膜和背板的麥克風(fēng))。管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。聲學(xué)管芯通道15在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11和側(cè)表面10之間延伸到半導(dǎo)體管芯部分3內(nèi)。

在圖34的實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯部分3包括第二聲學(xué)通道5。第二聲學(xué)通道5被配置為在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第四開(kāi)口18與管芯后容積7聲學(xué)連接。

在圖34的實(shí)施例中，第二聲學(xué)通道5包括第一部分5a和第二部分5b，所述第一部分5a在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間延伸，所述第二部分5b與第一部分5a大體上正交地延伸。第一部分5a和第二部分5b協(xié)作，以在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第四開(kāi)口18聲學(xué)耦合到管芯后容積7。

mems換能器封裝件1可以被安裝在主機(jī)基底30上，該主機(jī)基底30包括孔徑36，該孔徑36起底端口的作用，以允許聲波或壓力波被換能器元件13接收。該換能器封裝件還可以包括聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)31，用于將mems換能器封裝件1耦合到主機(jī)基底30。在圖34的實(shí)施例中，聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)31以與上文圖33b的聲學(xué)密封結(jié)構(gòu)類(lèi)似的方式配置，使得通過(guò)聲學(xué)管芯通道15所形成的第一開(kāi)口6和通過(guò)第二聲學(xué)通道5所形成第三開(kāi)口16位于第一密封邊界和換能器元件13第二密封邊界之間。

因此，在使用時(shí)，圖34的實(shí)施例的換能器元件13將經(jīng)由基底30的底端口36在其前側(cè)上接收第一聲學(xué)信號(hào)，并且經(jīng)由第四開(kāi)口18(即，經(jīng)由從第二開(kāi)口8通過(guò)聲學(xué)管芯通道15、密封容積37以及第二聲學(xué)通道5至第四開(kāi)口18所形成的側(cè)端口)接收第二聲學(xué)信號(hào)。聲學(xué)通道15、5用作一個(gè)扭曲路徑，以便相比于第一聲學(xué)信號(hào)，使第二聲學(xué)信號(hào)延遲，從而使得mems換能器封裝件1能夠?yàn)榻邮盏降穆晫W(xué)信號(hào)提供方向性。迷宮(即，扭曲的)聲學(xué)通道(即，經(jīng)由聲學(xué)通道15、5提供的聲學(xué)路徑)也可以被用來(lái)調(diào)節(jié)通道聲學(xué)阻抗與后容積的聲學(xué)容量的諧振。另一可能的用途是，迷宮聲學(xué)通道的低通功能可能地被直接耦合到后容積7，用于防止低頻(例如，風(fēng)噪聲)進(jìn)入后容積，從而提供一些被動(dòng)風(fēng)噪聲抑制。

在圖34的實(shí)施例中，可以看到，聲學(xué)通道被完全設(shè)置在半導(dǎo)體管芯部分3內(nèi)。具體地，第二開(kāi)口8被完全形成在半導(dǎo)體管芯部分3的側(cè)表面10中。第四開(kāi)口18被形成為使得第二聲學(xué)通道5直接聲學(xué)耦合至管芯后容積7。在圖34的實(shí)施方案中，第四開(kāi)口18被完全形成在半導(dǎo)體管芯部分的、通向管芯后容積7內(nèi)的側(cè)表面中。

應(yīng)注意，用于提供第二聲學(xué)信號(hào)的聲學(xué)通道可以以其他方式形成。例如，圖35示出了類(lèi)似于圖34的一個(gè)實(shí)施例，但是其中半導(dǎo)體管芯部分3包括聲學(xué)管芯通道15，但是其中第二聲學(xué)通道被形成在帽部分23中。在此實(shí)施方案中，第二聲學(xué)通道包括第一部分5a和第二部分25，所述第一部分5a在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間延伸，所述第二部分25形成在帽部分23中，第二部分25與第一部分5a大體上正交地延伸。第二部分25可以被蝕刻在帽部分23的第二表面中，例如在蝕刻帽后容積27時(shí)。第二聲學(xué)通道的第一部分5a和第二部分25協(xié)作，以在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，所述第四開(kāi)口18聲學(xué)耦合至管芯后容積7(在此實(shí)施方案中經(jīng)由帽后容積27)。在圖35的實(shí)施方案中，第四開(kāi)口18部分地全部地在帽部分的、通向帽后容積27內(nèi)的側(cè)表面中。

圖36示出了類(lèi)似于圖34的另一實(shí)施例，但是其中半導(dǎo)體管芯部分3包括聲學(xué)管芯通道15，但是其中第二聲學(xué)通道被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中且被部分地形成在帽部分23中。在此實(shí)施方案中，第二聲學(xué)通道包括第一部分5a和第二部分5b/25，所述第一部分5a在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間延伸。該第二部分被部分地形成在帽部分23中且被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分3中。第二部分5b/25與第一部分5a大體上正交地延伸。第二聲學(xué)通道的第一部分5a和第二部分5b/25協(xié)作，以在第三開(kāi)口16和第四開(kāi)口18之間提供聲學(xué)路徑，所述第三開(kāi)口16在半導(dǎo)體管芯部分3的第二表面11中，且所述第四開(kāi)口18聲學(xué)耦合到管芯后容積7(在此實(shí)施方案中部分地經(jīng)由帽后容積27)。在圖36的實(shí)施方案中，第四開(kāi)口18被部分地形成在帽部分23的、通向帽后容積27內(nèi)的側(cè)表面中，且被部分地形成在半導(dǎo)體管芯部分的、通向管芯后容積7內(nèi)的側(cè)表面中。

薄膜帽

參考圖37，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，帽部分23包括薄膜或帶。此膜可以是管芯附接膜(daf)，其可以是彈性的并且可以在封裝件單切過(guò)程期間被拉伸，以輔助結(jié)構(gòu)的分離。替代地，它可以是某種其他合適的膜或帶材料。此實(shí)施方案盡管不具有帽后容積，但是其具有提供低成本mems換能器封裝件的優(yōu)點(diǎn)。例如，在需要低成本麥克風(fēng)設(shè)備的情況下、或在后容積的尺寸對(duì)于mems換能器的操作并非是一個(gè)重要因素的情況下、或?qū)τ跍p小的總體高度是重要的空間敏感應(yīng)用中，可以使用這樣的實(shí)施方案。此帶/膜類(lèi)型的帽部分可以與本文所描述的其他實(shí)施方案中的任一個(gè)一起使用。

階梯式后容積

參考圖38，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，管芯后容積7包括階梯式后容積7a/7b。例如，該階梯式后容積可以沿著階梯式后容積的一個(gè)側(cè)壁、在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

在一個(gè)實(shí)施例中，該階梯式后容積包括第一子容積7a和第二子容積7b，所述第一子容積7a與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9相鄰，所述第二子容積7b與換能器13相鄰。第一子容積7a和第二子容積7b可以鄰接，如所示出的(即，形成單個(gè)后容積)。第一子容積7a的橫向尺度可以大于第二子容積7b的對(duì)應(yīng)的橫向尺度。第二子容積的橫向尺度可以對(duì)應(yīng)于換能器13的橫向尺度，而第一子容積的橫向尺度不被如此約束。

在一個(gè)實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積和帽后容積27的橫截面面積大體上相同。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積小于帽后容積27的橫截面面積。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積大于帽后容積27的橫截面面積。

盡管圖38的實(shí)施方案示出了階梯式側(cè)壁在一個(gè)橫向方向上延伸，但是應(yīng)注意，階梯式側(cè)壁也可以在另一橫向方向上延伸。

此外，盡管相應(yīng)的子容積被示出為包括與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9大體上正交的側(cè)壁，但是應(yīng)注意，任何子容積部分的側(cè)壁可以相對(duì)于半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9傾斜。

因此，使用階梯式后容積具有的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于給定尺寸的換能器，對(duì)于第一表面9和第二表面11之間的給定厚度，能夠使后容積的總?cè)莘e增加。應(yīng)注意，可以提供一個(gè)或多個(gè)其他階梯式部分。

應(yīng)注意，當(dāng)帽部分23包括帽后容積27時(shí)，帽部分23也可以包括階梯式帽后容積27。帽部分23的階梯式帽后容積27可以包括上述與階梯式管芯后容積7的子容積7a和7b相關(guān)的任何特性。在具有模制帽部分的一個(gè)實(shí)施方案中，與硅帽部分相比，這可以提供更大的設(shè)計(jì)自由度。

應(yīng)注意，在本文所描述的包括后容積的實(shí)施方案中的任一個(gè)中，可以使用階梯式管芯后容積和階梯式帽后容積。

x2icp實(shí)施方案

圖39示出了包括半導(dǎo)體管芯部分3的mems換能器封裝件1，該半導(dǎo)體管芯部分3具有由第一表面9和相對(duì)的第二表面11所界定的一厚度，具有納入半導(dǎo)體管芯部分3中的換能器元件13。該mems換能器封裝件還包括管芯后容積7和帽部分23，該管芯后容積7在第一表面9和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度，且該帽部分23在第一表面(9)處鄰接半導(dǎo)體管芯部分(3)。帽部分23具有由第一表面29和相對(duì)的第二表面21所界定的一厚度。圖40示出了另一mems換能器封裝件1，其中帽部分23的第二表面21具有帽后容積27，所述帽后容積27從帽部分23的第二表面21部分地延伸到帽部分23的厚度內(nèi)。此外，管芯后容積(7)和帽后容積(27)聲學(xué)連接。

如在圖39和圖40中看到的，半導(dǎo)體管芯部分的第一表面(9)和帽部分(23)的第二表面(21)的尺寸相等。除了圖39的換能器封裝件之外，圖40的換能器封裝件具有電路系統(tǒng)部分30，其中電路厚度被分配在半導(dǎo)體管芯部分3中且靠近換能器元件13。電路系統(tǒng)部分30包括用于操作mems換能器元件13的集成電子電路系統(tǒng)14。

此外，在圖40中，管芯后容積7包括第一子容積7a和第二子容積7b，該第一子容積7a在橫向于半導(dǎo)體管芯部分3的厚度的平面中具有第一橫截面，該第二子容積7b在橫向于半導(dǎo)體管芯部分3的厚度的平面中具有第二橫截面。該第一橫截面大于該第二橫截面，并且第二子容積7b的厚度等于或大于電路厚度。第一子容積7a的第一橫截面在換能器元件13和電路部分30之上延伸。

半導(dǎo)體管芯部分的第二表面11可以包括引線(xiàn)(即焊料)焊盤(pán)32a，用于例如經(jīng)由焊料32b與基底30上的電導(dǎo)體電連接。相應(yīng)的焊料焊盤(pán)32a可以經(jīng)由電通路(諸如，通孔和導(dǎo)電跡線(xiàn)(未例示))連接，以便為換能器提供電力(v+和接地電位)和輸出來(lái)自換能器的信號(hào)，例如：根據(jù)需要以及如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可能需要其他焊料焊盤(pán)和操作性連接。有利地，焊料焊盤(pán)32a可以由與形成mems背板和膜金屬電極相關(guān)聯(lián)的金屬層形成，或由不同于與加工集成電子電路系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的金屬層的某個(gè)其他mems金屬加工層形成。因此，焊料焊盤(pán)32b和相關(guān)聯(lián)的金屬(即，導(dǎo)電的、通向/來(lái)自換能器的跡線(xiàn)，包括任何電子電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà)))可以被認(rèn)為是再分布層。因此，如本文所描述的、具有在mems換能器金屬形成期間所形成的用于焊料焊盤(pán)32a的金屬層的mems封裝件有利于將焊料焊盤(pán)重新分布到mems換能器的多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域可以在形成電路系統(tǒng)(如果存在的話(huà))的區(qū)域之上。

在圖41中，示出了與圖39和圖40的半導(dǎo)體管芯部分類(lèi)似的半導(dǎo)體管芯部分3的兩個(gè)不同的實(shí)施方案。它還示出了可以分別與每個(gè)半導(dǎo)體部分3接合的帽部分23的三個(gè)不同的實(shí)施方案。

還應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施例中，帽部分23可以包括例如半導(dǎo)體帽部分或硅帽部分、或非硅層壓晶片、或模制帽晶片、或塑料帽部分、或膜層或帶層、或任何其他形式的材料。由半導(dǎo)體或硅制成的帽部分具有的優(yōu)點(diǎn)是允許使用與制造半導(dǎo)體管芯部分的晶片級(jí)加工技術(shù)類(lèi)似的晶片級(jí)加工技術(shù)來(lái)形成帽部分，這意味著可以在相同的加工場(chǎng)地制造和組裝整個(gè)mems換能器封裝件，具有晶片級(jí)成批加工的成本優(yōu)點(diǎn)以及諸如匹配熱膨脹系數(shù)以避免熱致應(yīng)力的其他優(yōu)點(diǎn)。

階梯式后容積

參考圖39和圖40，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，管芯后容積7包括階梯式后容積7a/7b。例如，該階梯式后容積可以沿著階梯式后容積的一個(gè)側(cè)壁、在半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9和第二表面11之間包括至少一個(gè)不連續(xù)部。

在一個(gè)實(shí)施例中，階梯式后容積包括第一子容積7a和第二子容積7b，所述第一子容積7a與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9相鄰，所述第二子容積7b與換能器13相鄰。第一子容積7a和第二子容積7b可以鄰接，如示出的(即，形成單個(gè)后容積)。第一子容積7a的橫向尺度可以大于第二子容積7b的對(duì)應(yīng)的橫向尺度。第二子容積的橫向尺度可以對(duì)應(yīng)于換能器13的橫向尺度，而第一子容積的橫向尺度不被如此約束。

在一個(gè)實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積和帽后容積27的橫截面面積大體上相同。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積小于帽后容積27的橫截面面積。在其他實(shí)施例中，在管芯后容積7和帽后容積27相遇的平面處，管芯后容積7的橫截面面積大于帽后容積27的橫截面面積。

盡管圖40的實(shí)施方案示出了階梯式側(cè)壁在一個(gè)橫向方向上延伸，但是應(yīng)注意，該階梯式側(cè)壁也可以在另一橫向方向上延伸。

此外，盡管相應(yīng)的子容積被示出為包括與半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9大體上正交的側(cè)壁，但是應(yīng)注意，任何子容積部分的側(cè)壁可以相對(duì)于半導(dǎo)體管芯部分3的第一表面9傾斜。

因此，使用階梯式后容積具有的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于給定尺寸的換能器，對(duì)于第一表面9和第二表面11之間的給定的厚度，能夠使后容積的總體容積增加。應(yīng)注意，可以提供一個(gè)或多個(gè)其他階梯式部分。

應(yīng)注意，當(dāng)帽部分23包括帽后容積27時(shí)，帽部分23也可以包括階梯式帽后容積27。帽部分23的階梯式帽后容積27可以包括上述與階梯式管芯后容積7的子容積7a和7b相關(guān)的任何特性。在具有模制帽部分的實(shí)施方案中，與硅帽部分相比，這可以提供較大的設(shè)計(jì)自由度。

應(yīng)注意，在本文所描述的、包括后容積的實(shí)施方案中的任一個(gè)中，可以使用階梯式管芯后容積和階梯式帽后容積。

圖42示出了包括如上文所描述的mems換能器封裝件1和基底31的mems換能器設(shè)備，所述基底31設(shè)置有底端口32。在此實(shí)施方案中，mems換能器封裝件1被安裝在基底31上且聲學(xué)連接至底端口32。底端口32提供一聲音路徑33，該聲音路徑33允許聲音行進(jìn)至換能器元件13且撞擊在換能器元件13上。

在單個(gè)管芯晶片上一次制造數(shù)千個(gè)mems換能器封裝件。這樣的晶片可以由帽部分直接蓋住。從而獲得晶片級(jí)封裝件，該晶片級(jí)封裝件包括半導(dǎo)體基底3和帽部分23，該半導(dǎo)體基底3包括mems麥克風(fēng)和靠近換能器元件13的電路系統(tǒng)部分，所述帽部分23附接到所述基底。該電路系統(tǒng)部分包括操作mems換能器元件13的集成電子電路系統(tǒng)14。

在另一實(shí)施方案中，半導(dǎo)體管芯基底3可以包括mems麥克風(fēng)換能器元件13、后容積7、操作mems換能器元件13的集成電子電路系統(tǒng)14，以及附接到所述基底(3)的帽部分(23)。在此實(shí)施方案中，后容積7具有第一子容積7a，該第一子容積7a具有的橫截面在橫向尺度上覆蓋換能器元件13且至少部分地覆蓋集成電子電路系統(tǒng)14。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種mems換能器封裝件，包括半導(dǎo)體管芯元件3和帽元件23，其中該半導(dǎo)體管芯元件3和該帽元件23具有配合表面9、21。該半導(dǎo)體管芯元件3和該帽元件23被配置為使得當(dāng)該半導(dǎo)體管芯元件3和該帽元件4結(jié)合時(shí)：第一容積被形成為穿過(guò)半導(dǎo)體管芯元件3并且進(jìn)入半導(dǎo)體帽元件23內(nèi)；且聲學(xué)通道被形成以提供一開(kāi)口，所述開(kāi)口在半導(dǎo)體管芯元件3的非配合表面11和換能器封裝件的側(cè)表面10、12或帽元件23的非配合表面29之間。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種mems換能器封裝件，包括：半導(dǎo)體管芯部分3，具有一厚度，其中該厚度跨越第一表面9和第二表面11，第二表面納入換能器元件13；孔徑7，在第一表面和換能器元件13之間延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度；及，聲學(xué)通道15，與孔徑7分離且延伸穿過(guò)半導(dǎo)體管芯部分3的厚度。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：半導(dǎo)體基底3，該半導(dǎo)體基底3包括mems麥克風(fēng)；以及，帽部分23，其中一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底3。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種晶片級(jí)封裝件，包括：半導(dǎo)體基底3，該半導(dǎo)體基底3包括mems麥克風(fēng)；以及，帽部分23，其中一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)所述基底3和所述帽部分23。

根據(jù)另一實(shí)施方案，提供了一種芯片級(jí)封裝件，包括：半導(dǎo)體基底3，該半導(dǎo)體基底3包括mems麥克風(fēng)；以及，帽部分23，其中一個(gè)聲學(xué)通道延伸穿過(guò)至少所述基底3。

在上文所描述的實(shí)施方案中，應(yīng)注意，對(duì)換能器元件的引用可以包括多種形式的換能器元件。例如，換能器元件可以包括單個(gè)膜和背板組合。在另一實(shí)施例中，換能器元件包括多個(gè)個(gè)體換能器，例如多個(gè)膜/背板組合。換能器元件的個(gè)體換能器可以是類(lèi)似的，或被有區(qū)別地配置為使得它們有區(qū)別地響應(yīng)于聲學(xué)信號(hào)，例如，所述元件可以具有不同的靈敏度。換能器元件還可以包括被定位成從不同的聲學(xué)通道接收聲學(xué)信號(hào)的不同的個(gè)體換能器。

應(yīng)注意，在本文所描述的實(shí)施方案中，換能器元件可以包括例如麥克風(fēng)設(shè)備，所述麥克風(fēng)設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)膜，其中用于讀出/驅(qū)動(dòng)的電極被沉積在所述膜和/或基底或背板上。在mems壓力傳感器和麥克風(fēng)的情況下，可以通過(guò)測(cè)量與所述電極之間的電容相關(guān)的信號(hào)來(lái)獲得電輸出信號(hào)。然而，應(yīng)注意，所述實(shí)施方案還意在包含通過(guò)監(jiān)控壓阻元件或壓電元件或?qū)嶋H上是光源來(lái)導(dǎo)出輸出信號(hào)。所述實(shí)施方案還意在包括換能器元件是電容式輸出換能器，其中通過(guò)靜電力來(lái)移動(dòng)所述膜，所述靜電力是通過(guò)使跨電極所施加的電位差變化生成的，包括輸出換能器的實(shí)施例，在所述輸出換能器中，壓電元件是使用mems技術(shù)制造的并且被激勵(lì)以導(dǎo)致柔性構(gòu)件動(dòng)作。

還應(yīng)注意，一個(gè)或多個(gè)其他部分可以被添加到上文描述的實(shí)施方案，即，除了管芯部分3和帽部分23以外。這樣的部分(如果存在的話(huà))可以包括與管芯部分和/或帽部分中的聲學(xué)通道協(xié)作的聲學(xué)通道，以提供期望的聲音端口。例如，在提供管芯部分以納入換能器元件、提供集成電路部分以納入集成電路以及提供帽部分以形成帽的實(shí)施例中，這些部分中的一個(gè)或多個(gè)可以包括聲學(xué)通道，從而提供如本文所描述的聲學(xué)端口。

應(yīng)注意，上文提及的實(shí)施方案例示而非限制本發(fā)明，在不偏離隨附權(quán)利要求的范圍的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多替代實(shí)施方案。詞語(yǔ)“包括”不排除除了權(quán)利要求中所列出的元件或步驟以外的元件或步驟的存在，“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)，“或”不排除“和”，以及單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所引用的多個(gè)單元的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制它們的范圍。