麦克风和压力传感器封装件以及制造麦克风和压力传感器封装件的方法技术

麦克风和压力传感器封装件包括具有开口(16)的载体(1)、包括布置在开口(16)上方的隔膜(21)和穿孔背板(22)的麦克风器件(20)、ASIC器件(6)以及形成载体(1)和罩(9)之间的空腔(17)的罩(9)。ASIC器件(6)和麦克风器件(20)布置在空腔(17)中。提供用于压力传感器的传感器元件(7)集成在ASIC器件(6)中。空腔(17)外部的压力通过开口(16)、隔膜(21)和背板(22)传输至传感器元件(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】麦克风和压力传感器封装件以及制造麦克风和压力传感器封装件的方法本专利技术涉及一种紧凑型封装件，其适于集成用于检测外界平均压力的压力传感器与被用作检测如声波的快速压力变化的麦克风的微机电系统。该封装件允许压力传感器与作用在该封装件上的外力所导致的压力的机械去耦。WO2002/048668A2公开了一种集成CMOS电容压力传感器。US2016/0142829A1公开了一种包括封装衬底的MEMS麦克风，所述封装衬底具有穿过该封装衬底布置的端口，其中该端口被配置为接收声波；安装至封装衬底并且形成封装件的盖。该MEMS麦克风还包括布置在封装件中并且耦合至封装衬底的声音传感器，其中MEMS声音传感器被定位成使得能够可在端口处接收的声波入射在该MEMS声音传感器上。该MESM声音传感器包括：定位在该封装件内的第一位置处的在端口上方的背板；和定位在该封装件内的第二位置处的隔膜，其中该第一位置和第二位置之间的距离形成限定感测间隙，并且其中该MEMS麦克风被设计成承受隔膜和背板之间大于或等于约15伏的偏置电压。本专利技术的目的是公开一种紧凑型麦克风和压力传感器封装件以及制造这种麦克风和压力传感器封装件的方法。该目的通过根据权利要求1的麦克风和压力传感器封装件以及通过根据权利要求15的制造麦克风和压力传感器封装件的方法来实现。实施例和变体源自从属权利要求。麦克风和压力传感器封装件包括具有开口的载体、布置在该开口上方的具有隔膜和穿孔背板的麦克风器件、ASIC器件以及罩，该罩形成位于载体与罩之间的空腔。ASIC器件和麦克风器件布置在该空腔中。被设置用作压力传感器的传感器元件集成在ASIC器件中，特别是单片集成在ASIC器件中。存在于空腔外部的压力通过开口、隔膜和背板传输至传感器元件。该封装件因此可以仅包括两个半导体管芯或芯片以包括ASIC、传感器元件和麦克风。在麦克风和压力传感器封装件的实施例中，ASIC器件通过粘合剂层安装在载体上。麦克风和压力传感器封装件的另一实施例包括底部器件，该底部器件尤其可以包括绝缘体或玻璃，或者半导体材料。底部器件固定在载体和ASIC器件之间。底部器件尤其可以包括电惰性半导体衬底。在另外的实施例中，底部器件包括与麦克风器件电连接的另外的ASIC器件。另外的实施例包括底部器件和ASIC器件之间的粘合剂层，该粘合剂层包括硅树脂。在另外的实施例中，ASIC器件横向悬伸出底部器件至少100μm。在另外的实施例中，ASIC器件与麦克风器件电连接。特别地，ASIC器件可以被设置用于传感器元件和麦克风器件的读出。另外的实施例包括布置在载体中的电导体，并且ASIC器件与该电导体电连接。在另外的实施例中，麦克风器件与电导体电连接。在另外的实施例中，AISC器件以倒装芯片技术安装到载体。另外的实施例包括穿透隔膜的一个孔或多个孔。制造麦克风和压力传感器封装件的方法包括：提供具有开口的载体；在该开口的上方布置包括隔膜和穿孔背板的麦克风器件；为ASIC器件提供被设置用作压力传感器的集成传感器元件；将ASIC器件固定在载体上；并且将罩施加到载体，使得罩形成位于载体和罩之间的空腔，并且ASIC器件和麦克风器件布置在该空腔中。在该方法的变体中，将底部器件固定在载体和ASIC器件之间。在该方法另外的变体中，将包括硅树脂的粘合剂层布置在底部器件和ASIC器件之间。在该方法另外的变体中，为载体提供电导体，并且麦克风、底部器件和ASIC器件中的至少一个与该电导体电连接。在该方法另外的变体中，形成包括键合线的电连接件，该电连接件对麦克风、底部器件和ASIC器件中的至少一个进行电连接。在该方法另外的变体中，隔膜设置有穿透该隔膜的一个孔或多个孔，特别地以实现低通滤波功能。以下是结合附图对麦克风和压力传感器封装件以及制造方法的示例的详细描述。图1是在底部器件上具有ASIC器件的麦克风和压力传感器封装件的横截面图。图2是根据图1的麦克风和压力传感器封装件的内部部分的俯视图。图3是根据图1的针对具有不同连接的另外的麦克风和压力传感器封装件的横截面图。图4是根据图3的麦克风和压力传感器封装件的内部部分的俯视图。图5是根据图1的针对包括ASIC器件的悬伸部分的另外的麦克风和压力传感器封装件的横截面图。图6是根据图1的针对没有底部器件的另外的麦克风和压力传感器封装件的横截面图。图7是根据图1的针对在底部器件的上表面上具有电接触点的另外的麦克风和压力传感器封装件的横截面图。图8是根据图7的麦克风和压力传感器封装件的内部部分的俯视图。图9是根据图7的另外的麦克风和压力传感器封装件的内部部分的俯视图。图1是麦克风和压力传感器封装件的横截面图，其包括具有开口16的载体1以及可选的集成电导体13。可选堆叠包括载体1的顶表面10上的底垫2、底垫2上的键合层3、以及键合层3上的底部器件4。粘合剂层5被施加于底部器件4上。粘合剂层5可以替代地被直接施加于载体1的顶表面10上。具有集成的、尤其是单片集成的传感器元件7或传感器元件7的阵列的ASIC器件6布置在粘合剂层5上。包括隔膜21和背板22的麦克风器件20布置在开口16的上方。在ASIC器件6和载体1的顶表面10上的接触垫14之间以及在ASIC器件6和麦克风器件20之间设置电连接件。罩9施加于顶面10上，使得在载体1和罩9之间形成空腔17。ASIC器件6和麦克风器件20容纳在空腔17中。只要在该封装件中存在ASIC器件6和麦克风器件20作为包括有源部件的半导体管芯或芯片，就足够了。用于外部电连接的端子接触件12可以形成在载体1的与顶表面10相对的后表面11上。端子接触件12连接至集成电导体13。例如，载体1可以是印刷电路板，尤其是层压板。例如，载体1的后表面11上的端子接触12可以以触点阵列封装的形状来形成。集成电导体13可以提供布线或再分布。底部器件4可以包括半导体材料，其尤其可以是硅。底部器件4尤其可以被用于ASIC器件6与载体1的机械去耦。在这种情况下，底部器件4例如可以是绝缘体或玻璃材料或者半导体材料。底部器件4的热膨胀系数可以与ASIC器件6的热膨胀系数相匹配。底部器件4尤其可以包括电惰性半导体衬底、虚设管芯或内插器。因此可以防止可能由作用于该麦克风和压力传感器封装件上的外力所导致的形变对集成在ASIC器件6中的传感器元件7或传感器元件7的阵列造成不利影响。底部器件4可以替代地为另外的ASIC器件。用于电气和/或防护的目的可以设置可选的底垫2。也可以在载体1中集成防护物，尤其是在载体1是多层载体的情况下。如果使用倒装芯片技术来固定底部器件4，则底垫2可以是特别有利的。在这种情况下，键合层3可以替代地是常规的键合或焊接层。例如，键合层3可以替代地为管芯附着箔。粘合剂层5尤其可以包括硅树脂，即通过聚合硅氧烷所获得的聚合物。可以像胶那样施加硅树脂，以将ASIC器件6固定至底部器件4或者直接固定至载体1的顶表面10。可以通过选择粘合剂层5的适当的厚度来增强ASIC器件与底部器件4的机械去耦。例如，ASIC器件6可以是CMOS器件。传感器元件7可以是任何传统的压力传感器或者压力传感器的阵列，其例如可以实现为微机电系统。压力传感器尤其可以被设置用于电容或压阻式读出。ASIC器件6尤其可以被设置用于传感器元件7的读出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风和压力传感器封装件，包括：‑具有开口(16)的载体(1)，‑布置在开口(16)上方的麦克风器件(20)，其包括隔膜(21)和穿孔的背板(22)，‑ASIC器件(6)，和‑罩(9)，其形成位于载体(1)和该罩(9)之间的空腔(17)，所述ASIC器件(6)和麦克风器件(20)布置在该空腔(17)中，其特征在于‑被设置用作压力传感器的传感器元件(7)集成在ASIC器件(6)中，并且‑空腔(17)外部的压力通过开口(16)、隔膜(21)和背板(22)传输至传感器元件(7)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 EP 16175477.51.一种麦克风和压力传感器封装件，包括：-具有开口(16)的载体(1)，-布置在开口(16)上方的麦克风器件(20)，其包括隔膜(21)和穿孔的背板(22)，-ASIC器件(6)，和-罩(9)，其形成位于载体(1)和该罩(9)之间的空腔(17)，所述ASIC器件(6)和麦克风器件(20)布置在该空腔(17)中，其特征在于-被设置用作压力传感器的传感器元件(7)集成在ASIC器件(6)中，并且-空腔(17)外部的压力通过开口(16)、隔膜(21)和背板(22)传输至传感器元件(7)。2.根据权利要求1所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，ASIC器件(6)通过粘合剂层(5)安装在载体(1)上。3.根据权利要求1所述的麦克风和压力传感器封装件，所述麦克风和压力传感器封装件还包括：底部器件(4)，该底部器件(4)被固定在载体(1)和ASIC器件(6)之间。4.根据权利要求3所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，底部器件(4)包括绝缘体或玻璃。5.根据权利要求3所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，底部器件(4)包括电惰性半导体衬底。6.根据权利要求3所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，底部器件(4)包括与麦克风器件(20)电连接的另外的ASIC器件。7.根据权利要求3至6中任一项所述的麦克风和压力传感器封装件，所述麦克风和压力传感器封装件还包括位于底部器件(4)和所述ASIC器件(6)之间的粘合剂层(5)，该粘合剂层(5)包括硅树脂。8.根据权利要求3至7中任一项所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，所述ASIC器件(6)横向悬伸出底部器件(4)至少100μm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，所述ASIC器件(6)与麦克风器件(20)电连接。10.根据权利要求9所述的麦克风和压力传感器封装件，其中，所述ASIC器件(6)设置用于传感器元件(7)和麦克风器件(20)的读出。11.根据权利要求1至10中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·弗雷德里克·阿德里亚努斯·贝斯林，
申请(专利权)人：AMS国际有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH