[發明專利]微機械聲變換器裝置和相應的制造方法

有效

• 申請號: 201310067550.0
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103313172B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: R.埃倫普福特;M.布呂恩德爾;A.格拉赫;C.萊嫩巴赫;S.克尼斯;A.法伊;U.肖爾茨
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00;H04R1/00;B81C1/00;B81B3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;王忠忠

本發明實現了微機械聲變換器裝置和相應的制造方法。微機械聲變換器裝置包括電印制電路板（1），所述印制電路板具有前側（VS）和背側（RS）；其中在前側（VS）上以倒裝芯片方法施加有微機械聲變換器結構（3）；并且其中印制電路板（1）在微機械聲變換器結構（3）的區域中具有用于放射出聲波（S）的開口（5）。

技術領域

本發明涉及微機械聲變換器裝置和相應的制造方法。

背景技術

雖然原則上可以應用任意微機械聲變換器裝置例如揚聲器和麥克風，然而本發明和其所基于的問題借助在硅基礎上的微機械揚聲器裝置來闡述。

也稱為MEMS揚聲器裝置的微機械（mikromechanisch）揚聲器裝置當前需要耗費的并且費用多的封裝技術。易損壞的、未封裝的MEMS結構和其帶有透聲窗的封裝（通常為薄膜）的耗費的分離引起每個芯片1歐元數量級的封裝成本，并且由此這些封裝成本是其他微機械傳感器例如慣性傳感器的封裝成本的20至30倍。

例如在微機械基礎上的慣性傳感器情況下借助模壓封裝（Mold Package）的封裝對于微機械揚聲器裝置是不可實現的，其中所述慣性傳感器包含MEMS揚聲器元件和ASIC。

從DE 10 2005 056 759 A1已知用于接收和/或用于產生聲信號的微機械結構，其具有帶有第一開口并且基本上構成該結構的第一側的第一對應元件（Gegenelement），其中該結構還具有帶有第二開口并且基本上構成該結構的第二側的第二對應元件。該結構基本上是封閉的并且具有在第一對應元件和第二對應元件之間布置的膜片。

DE 10 2005 055 478 A1同樣公開了用于接收和/或用于產生聲信號的微機械結構。

發明內容

本發明實現了一種微機械聲變換器裝置和一種相應的制造方法。該微機械聲變換器裝置具有電印制電路板，所述電印制電路板具有前側和背側；其中在所述前側上以倒裝芯片方法施加微機械聲變換器結構；并且其中所述電印制電路板在所述微機械聲變換器結構的區域中具有用于放射出聲波的開口，并且其中將ASIC芯片以倒裝芯片方法施加到所述電印制電路板的前側上，其中所述微機械聲變換器結構具有第一結構高度并且其中在所述微機械聲變換器結構的外圍設置有小焊球，所述小焊球具有第二結構高度，該第二結構高度高于第一結構高度。用于制造微機械聲變換器裝置的方法具有步驟：提供具有前側和背側和具有開口的電印制電路板；以倒裝芯片方法將微機械聲變換器結構施加到所述電印制電路板的前側上，使得所述開口處于所述微機械聲變換器結構的區域中，其中將ASIC芯片以倒裝芯片方法施加在所述電印制電路板的前側上，其中所述微機械聲變換器結構具有第一結構高度并且其中在所述微機械聲變換器結構的外圍設置有小焊球，所述小焊球具有第二結構高度，該第二結構高度高于第一結構高度。

優選的改進方案在下面描述。

本發明的優點

本發明能夠實現用于MEMS聲變換器裝置的有效的封裝技術。

本發明所基于的思想在借助倒裝芯片（Flip-Chip）技術的構造中基于印制電路板，其中印制電路板具有聲學端口或者聲學窗。因此在印制電路板中、在微機械聲變換器裝置中或者在ASIC中不需要穿通接觸部（Durchkontakte）。

本發明因此能夠實現更高的集成密度、更低的結構高度和顯著的成本節省。結構高度是MEMS聲變換器裝置相對于傳統聲變換器的中心優點。不需單獨的包裝，并且印制電路板按照本發明同時用作封裝元件。

微機械聲變換器裝置連同ASIC在印制電路板上、但是或者也分立地在模塊化方案中是可實現的。