MEMS换能器封装件制造技术

技术编号:22393026 阅读:36 留言:0更新日期:2019-10-29 08:09
一种MEMS换能器封装件,包括:一个衬底;一个滤波器电路,用于对RF信号滤波,所述滤波器电路包括一个电阻器和一个电容器;以及一个IPD芯片;其中所述滤波器电路的至少一部分被设置在所述IPD芯片内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】MEMS换能器封装件本申请涉及用于换能器封装件的衬底,并且涉及用于封装MEMS换能器的方法和装置。本申请还涉及用于或包括MEMS换能器(诸如,MEMS麦克风)的封装件。消费电子设备正逐渐变得越来越小,并且随着技术的进步,正获得不断增加的性能和功能。这在消费电子产品并且尤其是但不排他地便携式产品中所使用的技术中是很明显的,所述便携式产品是诸如移动电话、音频播放器、视频播放器、个人数字助理(PDA)、多种可穿戴设备、移动计算平台(诸如,膝上型计算机或平板计算机)和/或游戏设备。特别地,在具有通信能力的便携式设备(例如,移动电话等)中正越来越多地使用MEMS换能器。这样的设备将包括用于发射和接收RF信号的至少一个天线。由这样的设备发射的功率的量可以是相对高的,并且被设定成随着通信标准的改变而增加。这可能导致具有CMOS电路系统的MEMS换能器(诸如,麦克风)出现问题。发射的RF信号可以被耦合到CMOS电路系统,并且由于CMOS电路系统是内在非线性的,因此这样的信号可以被解调到音频带。因此,这可以导致可听噪声,诸如,所谓的“大黄蜂(bumblebee)噪声”。当使用具有集成CMOS电路系统的MEMS麦克风时,可能使此问题恶化,因为在许多设备中,天线的位置恰巧靠近要求麦克风的位置。结果,换能器和电路系统通常被设置在一个封装件中,该封装件被至少部分地屏蔽,以防止辐射的RF直接耦合到CMOS电路系统,例如,辐射的RF噪声。然而,已经理解,在使用中,RF噪声到换能器封装件内和到换能器管芯(die)的电路系统的传导可能经由换能器封装件的将换能器的输出端子连接到一个或多个外部部件的电接触发生。因此,滤波器电路常常也被纳入换能器封装件内用于对此传导的RF噪声滤波。通常,用来对RF信号滤波的滤波器电路是低通RC(电阻器-电容器)滤波器电路。例如,这样的滤波器电路可以例如被设置在换能器电路系统的输出/输入端子和换能器封装件的外部接触之间。因此,MEMS麦克风常常在其引脚处(例如,在换能器电路系统的输出/输入端子和换能器封装件的外部接触之间)要求无源无线电频率(“RF”)滤波器。这些滤波器的传统实施方式是低通电阻器-电容器(“RC”)滤波器,其中电阻器R与引脚串联,并且电容器C被分流(shunt)到接地。此传统电路在直流(“DC”)和低频率下存在问题。例如,该电阻器潜在地限制可以提供到影响例如微调(trimming)的部分的最大电流,因此该电阻器的值可能必须被选择为对于无线电频率(“RF”)滤波或制造而言是次优的。此外,该电阻器添加到模拟麦克风的输出阻抗,限制了专用集成电路(“ASIC”)的设计选择,并且增加了输出阻抗的容差,这可能使符合客户的规格更具挑战性。在一些布置中,由滤波器电路——例如由滤波器电路的电阻器——生成的热量可能影响换能器封装件的特定要求,诸如,功率供应抑制(“PSR”)。本文所描述的布置旨在减轻与已知的滤波器电路设计和实施方式相关联的问题中的一些。根据本专利技术的一个示例实施方案,提供了一种MEMS换能器封装件,包括:一个衬底;一个滤波器电路,用于对RF信号滤波,所述滤波器电路包括一个电阻器和一个电容器;以及一个IPD芯片;其中所述滤波器电路的至少一部分被设置在所述IPD芯片内。所述MEMS换能器封装件还可以包括电子电路系统,其中所述集成无源设备芯片可以被设置在所述换能器封装件的一个外部电连接和所述电子电路系统的一个输入/输出之间。所述电阻器可以被设置在所述换能器封装件的所述外部电连接和所述电子电路系统的所述输入/输出之间。所述滤波器电路还可以包括一个电感器。所述IPD芯片可以包括所述滤波器电路的所述电感器。所述电感器可以与所述电阻器并联设置。所述IPD芯片可以包括所述滤波器电路的所述电阻器。所述IPD芯片可以包括所述滤波器电路的所述电容器。所述电容器可以被设置在一个共用节点和一个低阻抗节点之间,所述共用节点被连接到所述电感器和所述电阻器。所述电容器可以在RF信号的输入侧上连接到一个共用节点,所述共用节点被连接到所述电感器和所述电阻器。根据又一个示例实施方案,提供了一种MEMS换能器封装件,包括一个用于对RF信号滤波的滤波器电路,所述滤波器电路包括:一个电阻器,所述电阻器被设置在所述封装件的一个外部电连接和电子电路系统之间;一个电感器,所述电感器与所述电阻器并联设置;以及一个电容器,所述电容器被设置在一个共用节点和一个低阻抗节点之间,所述共用节点被连接到所述电感器和所述电阻器。所述滤波器电路的至少一部分可以被设置在集成无源设备芯片内。所述滤波器电路的所述电阻器和/或所述电容器可以被设置在所述换能器封装件的衬底内。所述电感器和所述电阻器的特性可以被选择为使得电阻器-电感器电路的过渡频率(transitionfrequency)位于可听频率范围(audiblefrequency)以上并且位于感兴趣的无线电频率以下。所述电感器的值可以被选择为具有这样的阻抗,该阻抗在可听频率范围内大体上可忽略并且在感兴趣的无线电频率以上在所述电阻器的阻抗以上。所述电阻器在可听频率范围内可以被大体上电短路,并且所述电感器在感兴趣的无线电频率以上可以呈现大体上开路。所述感兴趣的无线电频率可以是700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz或1900MHz。所述可听频率范围可以在20Hz和20kHz之间。所述电阻器的值可以是25Ω,所述电容器的值可以是50pF,并且所述电感器的电感值可以在30nH到300nH内。在又一个示例实施方案中,提供了一种无源滤波器,包括:一个电阻器,所述电阻器与一个电路的一个输入/输出(“I/O”)引脚串联放置;一个电感器,所述电感器与所述电阻器并联放置;一个电容器,所述电容器被放置作为到一个共同的低阻抗节点的分流器;其中所述无源滤波器在微机电系统(“MEMS”)设备封装件内的集成无源设备(IPD)芯片中实施。所述电阻器和所述电容器的值可以被选择为在感兴趣的RF范围内呈现大体上低通滤波器特性。所述电感器的值可以被选择为具有在音频频率(audiofrequencies)下大体上可忽略并且在感兴趣的RF范围内在所述电阻器的阻抗以上的阻抗。所述电阻器在音频频率下可以被大体上电短路,并且所述电感器在感兴趣的RF范围内可以呈现大体上开路。所述电阻器的值可以是25Ω,所述电容器的值可以是50pF,所述感兴趣的RF范围可以在700MHz以上,并且所述电感器的电感值可以在30nH至300nH内。所述用于MEMS设备的封装件还可以包括一个MEMS换能器。所述MEMS换能器可以包括麦克风。所述MEMS换能器可以包括一个柔性膜,所述柔性膜被配置为响应于横跨所述膜的压力差而偏转。所述MEMS换能器还可以包括一个背板。所述背板包括一个背板电极。所述膜可包括一个膜电极。所述柔性膜可以相对于所述背板被支撑。为了更好地理解本专利技术,并且为了示出如何有效实施本专利技术,现在将通过实施例的方式参考附图,在附图中:图1a-图1d例示了用于MEMS设备的换能器封装件的多种配置;图2例示了与用于MEMS设备的换能器封装件相关的天线的示例布置;图3例示了RF滤波器的电路图;图4a例示了在封装件衬底中实施的RF滤波器的立体视图;图4b例示了图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS换能器封装件,包括:一个衬底;一个滤波器电路,用于对RF信号滤波,所述滤波器电路包括一个电阻器和一个电容器;以及一个IPD芯片;其中所述滤波器电路的至少一部分被设置在所述IPD芯片内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.21 US 62/474,373;2017.12.22 US 15/852,0981.一种MEMS换能器封装件,包括:一个衬底;一个滤波器电路,用于对RF信号滤波,所述滤波器电路包括一个电阻器和一个电容器;以及一个IPD芯片;其中所述滤波器电路的至少一部分被设置在所述IPD芯片内。2.根据权利要求1所述的MEMS换能器封装件,还包括电子电路系统,其中所述集成无源设备芯片被设置在所述换能器封装件的一个外部电连接和所述电子电路系统的一个输入/输出之间。3.根据权利要求2所述的MEMS换能器封装件,其中所述电阻器被设置在所述换能器封装件的所述外部电连接和所述电子电路系统的所述输入/输出之间。4.根据任一项前述权利要求所述的MEMS换能器封装件,其中所述滤波器电路还包括一个电感器。5.根据权利要求4所述的MEMS设备,其中所述IPD芯片包括从所述滤波器电路的所述电感器、所述电阻器和所述电容器之中选择的至少一个。6.根据权利要求4或5中任一项所述的MEMS换能器封装件,其中所述电感器与所述电阻器并联设置,并且所述电容器被设置在一个共用节点和一个低阻抗节点之间,所述共用节点被连接到所述电感器和所述电阻器。7.一种MEMS换能器封装件,包括一个用于对RF信号滤波的滤波器电路,所述滤波器电路包括:一个电阻器,所述电阻器被设置在所述封装件的一个外部电连接和电子电路系统之间;一个电感器,所述电感器与所述电阻器并联设置;以及一个电容器,所述电容器被设置在一个共用节点和一个低阻抗节点之间,所述共用节点被连接到所述电感器和所述电阻器。8.根据权利要求7所述的MEMS换能器封装件,其中所述滤波器电路的至少一部分被设置在集成无源设备芯片内。9.根据权利要求7或8中任一项所述的MEMS换能器封装件,其中所述滤波器电路的所述电阻器和/或所述电容器被设置在所述换能器封装件的衬底内。10.根据权利要求4至9中任一项所述的用于MEMS设备的封装件,其中所述电感器和所述电阻器的特性被选择为使得电阻器-电感器电路的过渡频率位于可听频率范围以上并且位于感兴趣的无线电频率以下。11.根据权利要求4至10中任一项所述的MEMS换能器封装件,其中所述电感器的值被选择为具有这样的阻抗,该阻抗在可听频率范围内大体上可忽略并且在感兴趣的...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·S·亨金D·帕特恩D·德罗古迪斯
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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