微机电系统振动传感器管芯技术方案

本公开涉及微机电系统振动传感器管芯。微机电系统振动传感器管芯可以包括基板，该基板具有顶部部分、安装表面和至少部分地延伸穿过该基板的孔。管芯可以包括第一电极，该第一电极联接至基板的顶部部分并且置放在孔上方。管芯可以包括第二电极，该第二电极布置在基板与第一电极之间。第二电极可以与第一电极间隔开。该管芯可以包括检验质量块，该检验质量块可以具有联接至第一电极或第二电极的第一部分。检验质量块可以具有与第一部分相反的第二端。第二端可以相对于基板的安装表面凹入孔内。检验质量块可以不受障碍地悬吊在孔内。检测质量块可以响应于振动而使第一电极或第二电极移动，该检测质量块被从该第一电极或第二电极悬吊下来。电极悬吊下来。电极悬吊下来。

【技术实现步骤摘要】
微机电系统振动传感器管芯


[0001]本公开总体涉及包括振动传感器的微机电系统(MEMS：Microelectromechanical Systems)换能器组件。

技术介绍

[0002]当前，MEMS麦克风被用在电子设备中以检测设备的移动。微纳米加工技术的进步导致了越来越小的MEMS麦克风的发展。MEMS麦克风传感器可以被集成到紧凑型设备中，诸如手机、笔记本电脑、智能手表、耳机、其它紧凑型设备以及一般的其它设备。这是因为MEMS麦克风相对较小，当各种设备上的空间非常宝贵时，这很有用。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一方面，涉及一种微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯包括：基板，所述基板具有顶部部分、安装表面和至少部分地延伸穿过所述基板的孔；第一电极，所述第一电极联接至所述基板的所述顶部部分并且置放在所述孔上方；第二电极，所述第二电极布置在所述基板与所述第一电极之间，其中，所述第二电极与所述第一电极间隔开；检验质量块，所述检验质量块具有：第一部分，所述第一部分联接至所述第一电极或所述第二电极；以及第二端，所述第二端与所述第一部分相反，所述第二端相对于所述基板的所述安装表面凹入所述孔内，其中，所述检验质量块不受障碍地悬吊在所述孔内，并且其中，所述检验质量块响应于振动使所述第一电极或所述第二电极移动，所述检验质量块被从所述第一电极或所述第二电极悬吊下来。
[0004]根据本公开的另一方面，涉及一种微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯包括：基板，所述基板具有顶部部分和安装表面；孔，所述孔至少部分地延伸穿过所述基板；电容性电极，所述电容性电极被以间隔开的关系布置并且布置在所述基板的所述顶部部分上，所述电容性电极中的至少一个电容性电极联接至所述基板；以及检验质量块，所述检验质量块联接至所述电容性电极中的一个电容性电极并不受障碍地悬吊在所述孔内，所述检验质量块被所述基板包围并且相对于所述基板的所述凹入；其中，所述检验质量块响应于振动使所述电容性电极移动，所述检验质量块被从所述电容性电极悬吊下来。
附图说明
[0005]为了描述可以获得本公开的优点和特征的方式，通过参考在附图中例示的本公开的特定实施方式来对本公开进行描述。这些附图仅示出了本公开的示例实施方式，因此不被认为限制本公开的范围。为清楚起见，附图可能已经简化，并且不一定按比例绘制。
[0006]图1是根据可能的实施方式的振动传感器管芯的侧视剖面图；
[0007]图2是根据可能的实施方式的振动传感器管芯的俯视剖面图；
[0008]图3是根据可能的实施方式的振动传感器管芯的侧视剖面图；
[0009]图4是根据可能的实施方式的振动传感器管芯的俯视剖面图；
[0010]图5是根据可能的实施方式的振动传感器管芯的侧视剖面图；
[0011]图6是根据可能的实施方式的包括图1的振动传感器管芯的振动传感器组件的侧视剖面图；以及
[0012]图7是根据可能的实施方式的包括图1的振动传感器管芯的麦克风组件的示意图示。
具体实施方式
[0013]至少一些实施方式可以提供一种MEMS振动传感器管芯(die)。该管芯可以包括基板，该基板具有顶部部分、安装表面和至少部分地延伸穿过该基板的孔。该管芯可以包括第一电极，该第一电极联接至基板的顶部部分并且置放在孔上方。该管芯可以包括第二电极，该第二电极布置在基板与第一电极之间。第二电极可以与第一电极间隔开。管芯可以包括检验质量块(proof mass)。检验质量块可以具有联接至第一电极或第二电极的第一部分。检验质量块可以具有与第一部分相反的第二端。第二端可以相对于基板的安装表面凹入孔内。检验质量块可以不受障碍地悬吊在孔内。检测质量块可以响应于振动而使第一电极或第二电极移动，该检测质量块被从该第一电极或第二电极悬吊下来。在一些实现方式中，管芯包括半导体材料，并且使用本领域普通技术人员已知的光刻工艺来制造。
[0014]至少一些实施方式可以提供振动传感器的稳健性。例如，在传感器受到冲击而震荡的情况下，可以限定振动传感器中的检测质量块以防止诸如多晶硅振膜之类的电极破裂。例如，振动传感器可能包括联接至振膜的相对较大的检验质量块，并且某些力会损坏振膜或检验质量块。同样，较大的挠曲可能导致振膜与背板发生碰撞和/或破坏振膜、背板、或将振膜连接至基板的连接件(runner)。因此，在至少一些实现方式中，管芯可以被配置成减少或消除损坏的可能性。
[0015]例如，至少一些实施方式可以提供添加到检验质量块和/或基板的结构，以物理地将检验质量块的竖直或横向行进限制在不会引起损坏的范围内。这可以提供振动传感器的冲击稳健性，该振动传感器也可以用作加速度计。在至少一些实施方式中，检验质量块可以相对于管芯的安装表面凹入，以防止在来自晶片的管芯的制造和分离期间以及在将管芯组装到传感器封装件的基底或基板上期间的损坏。
[0016]参照图1至图7所示的不同的可能的实施方式，MEMS振动传感器管芯100可以包括基板110和检验质量块130。管芯100可以包括和/或可以由以下材料形成：多个基板、一个或更多个介电层、一个或更多个金属层、一个或更多个半导体、一个或更多个形成基板的材料层和/或其它材料。
[0017]参照图1、图3、图5和图7中所示的不同的可能的实施方式，管芯100可以包括第一电极121和第二电极122，该第一电极121和第二电极122中的至少一者在工作期间相对于另一者移动。移动电极可以是第一电极或第二电极，并且可以是自由板类型或约束板类型。根据一种可能的实现方式，第一电极121可以是背板，并且第二电极122可以是振膜。基板110还可以包括至少部分地延伸穿过基板的孔116。
[0018]参照图1、图3和图5所示的不同的可能的实施方式，基板110可以具有顶部部分112、安装表面114和至少部分地延伸穿过基板110的孔116。第一电极121可以联接至基板
110的顶部部分112并且置放在孔116上方。第二电极122可以布置在基板110与第一电极121之间。第二电极122可以与第一电极121间隔开。
[0019]检验质量块130可以具有联接至第一电极121或第二电极122的第一部分131。在所示的实施方式中，第一部分131被示出为联接至第二电极122。检验质量块130可以具有与第一部分131相反的第二端132。检验质量块130可以不受障碍地悬吊在孔116内。检验质量块130可以响应于振动而使第一电极121或第二电极122移动，该检验质量块被从该第一电极121或第二电极122悬吊下来。
[0020]参照图1的可能的实施方式，第二端132可以相对于基板110的安装表面114凹入孔116内。根据一种可能的实现方式，可以向后蚀刻检验质量块130的高度，以使得检验质量块相对于基板110凹入。在一种实现方式中，可以将检验质量块130的高度减小134介于10um至至少50um之间的量。在其它实现方式中，检验质量块凹入的程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯包括：基板，所述基板具有顶部部分、安装表面和至少部分地延伸穿过所述基板的孔；第一电极，所述第一电极联接至所述基板的所述顶部部分并且置放在所述孔上方；第二电极，所述第二电极布置在所述基板与所述第一电极之间，其中，所述第二电极与所述第一电极间隔开；检验质量块，所述检验质量块具有：第一部分，所述第一部分联接至所述第一电极或所述第二电极；以及第二端，所述第二端与所述第一部分相反，所述第二端相对于所述基板的所述安装表面凹入所述孔内，其中，所述检验质量块不受障碍地悬吊在所述孔内，并且其中，所述检验质量块响应于振动使所述第一电极或所述第二电极移动，所述检验质量块被从所述第一电极或所述第二电极悬吊下来。2.根据权利要求1所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯还包括邻近所述检验质量块的横向支承构件，其中，所述横向支承构件对所述检验质量块在与所述检验质量块联接到的所述第一电极或所述第二电极的移动方向不平行的方向上的移动进行限制。3.根据权利要求2所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯还包括多个突出部，所述多个突出部从所述基板朝着所述检验质量块延伸，或者从所述检验质量块朝着所述基板延伸，其中，所述横向支承构件是所述基板的延伸出所述突出部的一部分，或者是所述基板的、所述突出部从所述验证质量块朝着其延伸的一部分。4.根据权利要求3所述的微机电系统振动传感器管芯，其中，所述检验质量块具有中空部分，并且所述基板包围所述检验质量块。5.根据权利要求1所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯还包括从所述基板的所述安装表面突出的柱，所述柱与所述基板一体地形成。6.根据权利要求1所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯还包括联接至所述基板的位移限制支承构件，所述位移限制支承构件位于所述检验质量块下方并与所述检验质量块间隔开，其中，所述位移限制支承构件对所述检验质量块在所述检验质量块联接到的所述第一电极或所述第二电极的移动方向上的位移进行限制。7.根据权利要求1所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯包括半导体。8.根据权利要求3所述的微机电系统振动传感器管芯，所述微机电系统振动传感器管芯与以下部件进行组合以形成组合件：微机电系统传感器壳体的基底部分，所述基板的所述安装表面安装在所述基底部分上并且所述孔完全延伸穿过所述基板，并且所述检验质量块布置在所述基底部分与所述第一电极之间；以及位移限制支承构件，所述位移限制支承构件联接至所述基底部分，所述位移限制支承构件位于所述检验质量块下方并与所述检验质量块间隔开，其中，所述位移限制支承构件对所述检验质量块在所述检验质量块联接到的所述第一电极或所述第二电极的移动方向上的位移进行限制。
9.根据权利要求8所述的微机电系统振动传感器管芯，其中，所述组合件还包括：粘合剂，所述粘合剂将所述基板的所述安装表面联接至所述基底部分；以及至少一个刚性柱，所述至少一个刚性柱嵌入在所述粘合剂中，并布置在所述基板与所述基底部分之间。10.根据权利要求9所述的微机电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：楼氏电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：