專利名稱：Mems傳聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳聲器以及用于制造傳聲器的方法。
背景技術(shù)：
在已知的MEMS傳聲器中，傳感元件用倒裝法安裝在基板上并且被覆蓋層覆蓋。這些傳聲器具有極好的電聲特性并且能夠有效地被最小化。然而，這些傳聲器就它們的搬運(yùn)(handling)而言(B卩，就在印刷電路板上的組裝而言)表現(xiàn)出明顯的劣勢。在典型的組裝過程中，借助真空吸嘴來搬運(yùn)MEMS器件。然而，該元件的表面非常小，而且是梯形的。因此，借助真空吸嘴的搬運(yùn)是困難的。US 2011/0039372 Al提出一種傳聲器封裝，其中傳感元件被包括孔的蓋子覆蓋并且一種材料被沉積在該蓋子的周圍。該材料部分地覆蓋蓋子的側(cè)壁并且由此將蓋子固定到基板上。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種就其搬運(yùn)而言具有改善的特性的傳聲器。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供一種制造傳聲器的方法。一種傳聲器和用于制造傳聲器的方法為該目的提供了解決方案。進(jìn)一步地，提供了一種制作多個傳聲器的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的傳聲器包括基板、安裝在基板的頂面上的傳感元件、覆蓋傳感元件且與基板的頂面形成密封的覆蓋層、覆蓋基板、傳感元件和覆蓋層的成形的覆蓋材料、以及延伸穿過覆蓋材料和覆蓋層的聲音開口。覆蓋基板、傳感元件和覆蓋層的成形的覆蓋材料可以被施加且被成形使得傳聲器被成形為矩形立方體(rectangular cuboid)。該形狀有利地提供平坦表面,其可以容易地被真空吸嘴搬運(yùn)。因此，在一個實(shí)施例中，成形的覆蓋材料在背對基板的面上包括平坦表面。在一個實(shí)施例中，成形的覆蓋材料被進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化以在聲音開口周圍的平坦表面上形成密封環(huán)。如果傳聲器被集成到裝置(例如移動電話)中，則密封環(huán)可以在傳聲器的聲音開口和移動電話的蓋子中的聲音開口之間形成密封連接。在一個實(shí)施例中，成形的覆蓋材料包括聚合物。特別地，成形的覆蓋材料可以包括熱固性樹脂或熱塑性樹脂。在一個實(shí)施例中，覆蓋層包括層壓薄片和/或金屬化層。層壓薄片朝向基板形成密封。金屬化層保護(hù)傳感元件不受電磁干擾(EMI)影響。在一個實(shí)施例中，傳聲器進(jìn)一步包括也安裝在基板的頂面上的第二元件。覆蓋層覆蓋傳感元件和第二元件，并且與基板的頂面形成密封。進(jìn)一步地，成形的覆蓋材料也覆蓋傳感元件和第二元件兩者。第二元件可以是例如專用集成電路(ASIC)。本實(shí)用新型還提供一種制作傳聲器的方法。該方法包括以下步驟:在基板上安裝傳感元件；利用覆蓋層覆蓋傳感元件，該覆蓋層與基板的頂面形成密封；在基板、傳感元件和覆蓋層上沉積覆蓋材料；將覆蓋材料成形；以及通過覆蓋材料和覆蓋層鉆出聲音開口。在一個實(shí)施例中，通過在覆蓋層上施加熱固性樹脂或熱塑性樹脂或彈性樹脂來沉積覆蓋材料。優(yōu)選地，在下一步驟中施加液態(tài)樹脂并且將液態(tài)樹脂硬化，由此將覆蓋材料成形。在一個實(shí)施例中，通過將樹脂澆鑄在覆蓋層上來沉積覆蓋材料和使覆蓋材料成形。優(yōu)選地，在澆鑄過程中使用鑄模，該鑄模適于形成在背對基板的面上具有平坦表面的蓋子?？商鎿Q地，該鑄?？梢员唤Y(jié)構(gòu)化以在該平坦表面上形成密封環(huán)。在下一步驟中，通過成形的覆蓋材料和覆蓋層鉆出聲音開口，使得密封環(huán)圍繞該聲音開口?？梢酝ㄟ^噴射模塑來沉積覆蓋材料和使覆蓋材料成形。在替換實(shí)施例中，在基板上提供鑄件模樣，該鑄件模樣包括圍繞傳感元件的壩。進(jìn)一步地，通過將液態(tài)樹脂鑄造在被壩圍繞的區(qū)域中并且硬化該樹脂來沉積覆蓋材料并且使覆蓋材料成形。在一個實(shí)施例中，通過激光器在成形的覆蓋材料和覆蓋層中鉆出聲音開口。激光鉆孔允許聲音開口的非常準(zhǔn)確的定位。在一個實(shí)施例中，傳感元件用倒裝法安裝在基板上。在一個實(shí)施例中，形成覆蓋層的步驟包括下述步驟中的至少一個:在傳感元件和外圍基板上層疊薄片，并且在其上形成金屬化層，以及通電增強(qiáng)該金屬化層。還可以在金屬化層的所選區(qū)域上沉積樹脂，使得這些區(qū)域不被通電增強(qiáng)。在通電增強(qiáng)步驟之后，該樹脂可以被除去。優(yōu)選地，該樹脂被施加在于后來的步驟中鉆出聲音開口的位置處，使得金屬化層在這里較薄。在一個實(shí)施例中，第二元件被安裝在基板上。第二元件可以是用倒裝法安裝的ASIC。進(jìn)一步地，該方法包括形成覆蓋層的步驟，該覆蓋層覆蓋傳感元件和第二元件并且與基板的頂面形成密封。本實(shí)用新型還提供一種制造多個傳聲器的方法，該方法包括以下步驟:在基板上安裝多個傳感元件，其中該多個傳感元件被定位以產(chǎn)生由兩個或更多傳感元件所界定的一個或多個通道；利用在所述通道的底部與基板的頂面形成密封的覆蓋層覆蓋每個傳感元件；在基板、傳感元件和覆蓋層上沉積覆蓋材料；使覆蓋材料成形；通過成形的覆蓋材料和覆蓋層鉆出聲音開口，其中一個或多個聲音開口對應(yīng)于一個傳感元件；以及沿傳感元件之間的通道分離單個傳聲器。覆蓋材料和傳感元件被與覆蓋材料直接接觸的覆蓋層分離。覆蓋材料可以與基板直接接觸。鉆出聲音開口以及分離傳感元件的步驟可互換?？梢允紫确蛛x傳聲器元件并且然后鉆出聲音開口，或者首先鉆出聲音開口并且然后分離傳聲器。傳聲器的分離可以通過機(jī)械鋸割、激光切割、或者劃線及折斷來進(jìn)行。

本實(shí)用新型將從本文在下面給出的詳細(xì)描述以及示意性附圖而得到充分理解。在圖中:圖1示出在制造過程的第一步驟之后的根據(jù)本實(shí)用新型的傳聲器的截面圖。[0026]圖2示出在制造過程的第二步驟之后的傳聲器的截面圖。圖3a示出在制造過程的第三步驟之后的傳聲器的截面圖。圖3b示出在替換的制造過程的第三步驟之后的傳聲器的截面圖。圖4a示出在完成制造過程之后的傳聲器的截面圖。圖4b示出在完成替換的制造過程之后的傳聲器的截面圖。圖5示出在制造過程的第二步驟期間包括多個傳聲器的面板的透視圖。圖6示出在已經(jīng)沉積覆蓋材料以及已經(jīng)鉆出聲音開口之后的圖5的面板。圖7示出在已經(jīng)完成制造過程以及已經(jīng)將公共基板切割成單個部件之后的根據(jù)本實(shí)用新型的傳聲器的透視圖。
具體實(shí)施方式
圖l、2、3a和4a示出傳聲器MIC的制造過程的各個步驟。在第一制造步驟中，如圖1所示，傳感元件TE用倒裝法安裝在基板SUB上。進(jìn)一步地，專用集成電路ASIC也用倒裝法安裝在基板SUB上?；錝UB是包括多個金屬化層的多層基板，所述金屬化層通過直通接觸(所謂的通路)相連。傳感元件和ASIC被結(jié)合在基板頂部上的接觸焊盤上或者被直接結(jié)合在暴露的通路上。圖2示出在第二制造步驟之后的傳聲器MIC。這里，覆蓋層CL已經(jīng)被施加到傳感元件TE和ASIC上。覆蓋層CL可以包括多個層LF、ML。在該實(shí)施例中，覆蓋層CL包括被層疊在傳感元件TE和ASIC上的層疊薄片LF。該薄片與基板SUB的頂面形成密封。進(jìn)一步地，覆蓋層CL包括一個或多個金屬化層ML。金屬化層ML被通電增強(qiáng)。進(jìn)一步地，可以將樹脂放置在用于聲音開口的位置處。由此，金屬化層ML在該位置沒有被增強(qiáng)。相應(yīng)地，較薄的金屬化層ML形成在將在后來的工藝步驟中布置聲音開口的位置處。這簡化了稍后聲音開口的鉆孔。金屬化層ML保護(hù)傳感元件和ASIC不受電磁干擾的影響。圖3a不出在第二制造步驟之后的傳感MIC。在第二制造步驟中，覆蓋材料被沉積并且在基板SUB和覆蓋層CL上形成成形的覆蓋物SC。成形的覆蓋物SC完全覆蓋背對基板SUB的覆蓋層CL的頂面。成形的覆蓋物SC包括聚合物。通過模塑工藝，優(yōu)選地通過噴射模塑、傳遞模塑或壓縮模塑，覆蓋材料被施加并形成在成形的覆蓋物中。由此，液態(tài)樹脂被施加在封閉的鑄模中。該鑄模被成形以形成立方體形傳聲器MIC。立方體形狀在傳聲器MIC的頂面上提供平坦表面，允許在傳聲器MIC的制造過程期間在印刷電路板上的更容易的搬運(yùn)，例如用在移動電話中，并且還提供聲音開口朝著該器件中的開口的改善的聲學(xué)密封。在下一步驟中，通過成形的覆蓋物SC和覆蓋層CL鉆出聲音開口 S0。圖4a示出在該制造步驟完成之后的傳聲器MIC。如果聲學(xué)信號在傳聲器MIC處提供壓力變化，則該聲學(xué)信號可以通過聲音開口 SO傳播并且壓力被施加在傳感元件TE上。圖3b示出在替換的第三制造步驟之后的傳聲器MIC。這里，用于對成形的覆蓋物SC進(jìn)行模塑的封閉的鑄模被結(jié)構(gòu)化以在成形的覆蓋物SC的另外的平坦表面上形成密封環(huán)SR。密封環(huán)可以包括中央開口?？商鎿Q地，該開口可以在鉆出聲音開口的步驟形成。[0044]圖4b示出在完成替換的制造過程之后的傳聲器。聲音開口 SO被鉆孔并且被引導(dǎo)通過成形的覆蓋物SC和覆蓋層CL。聲音開口 SO被定位使得密封環(huán)SR圍繞聲音開口 S0。當(dāng)傳聲器MIC被集成到移動電話中時，密封環(huán)SR提供與移動電話的聲音開口的接口。因此，密封環(huán)允許傳聲器MIC的聲音開口與移動電話的聲音開口的密封。而且，一種材料被用作成形的覆蓋物SC，其是彈性的，且彈性系數(shù)小于lOOMPa。在該情況下，將聲音開口 SO連接到電話蓋中的聲音開口的密封環(huán)SR的密封功能被進(jìn)一步改
盡
口 ο圖5不出為多個傳聲器形成公共基板的面板PA。多個傳感兀件TE和ASIC被安裝在面板PA上。每個ASIC被布置成鄰近傳感元件TE,由此形成包括一個傳感元件TE和一個ASIC的對。每一對被覆蓋層CL覆蓋。覆蓋層CL可以包括層疊薄片和金屬化層。各對傳感元件TE和ASIC按照規(guī)則的行和列來定位以便形成在傳感元件TE之間的通道CH。在該實(shí)施例中，覆蓋層CL在下一步驟中被結(jié)構(gòu)化。在傳感元件TE之間的通道CH中的層疊薄片被除去。由此，金屬化層與基板SUB直接接觸，形成密封?？商鎿Q地，在通道CH中的覆蓋層和金屬化層也可以被除去，以便形成成形的覆蓋物SC的覆蓋材料可以在后來的步驟中直接沉積在基板SUB上。在下一工藝步驟中，覆蓋材料被施加在各對傳感元件TE和ASIC上以及面板PA上。覆蓋材料可以被施加且形成在成形的覆蓋物SC中以完全覆蓋傳感元件TE、ASIC、覆蓋層CL和面板PA。使用被定形為矩形立方體的封閉模型形式來施加和形成成形的覆蓋物SC。相應(yīng)地，包括面板PA、傳感元件TE、ASIC、覆蓋層CL和成形的覆蓋物SC的組件現(xiàn)在被定形為矩形立方體。在下一工藝步驟中，例如借助激光器通過成形的覆蓋物SC鉆出聲音開口 S0。聲音開口 SO對應(yīng)于傳感元件TE。圖6示出在該工藝步驟之后的組件。 在下一工藝步驟中，面板PA和成形的覆蓋物SC被切割成單個芯片，每個都形成傳聲器。每個芯片包括被覆蓋層CL和成形的覆蓋物SC覆蓋的一對傳感元件TE和ASIC。每個芯片被定形為矩形立方體。沿已經(jīng)分別被限定在包括傳感元件TE和ASIC的各對之間的通道CH進(jìn)行切割。在各工藝步驟的順序中，分離傳聲器MIC和鉆出聲音開口 SO的步驟是可互換的。在替換的制造方法中，代替用于噴射模塑的封閉的鑄模，只有壁形成在面板PA的周圍。通過將樹脂鑄造在該壁內(nèi)部的區(qū)域上，樹脂被施加為液態(tài)，以便該樹脂完全覆蓋覆蓋層CL。在下一步驟中，樹脂被硬化。然而，噴射模塑是優(yōu)選的制造方法，因?yàn)樵摲椒ㄔ试S成形的覆蓋物SC的更精確的制造。參考數(shù)字:MIC- 傳聲器TE- 傳感元件SUB- 基板ASIC - 專用集成電路CL- 覆蓋層
`[0060]LF- 層疊薄片[0061]ML-金屬化層SC-成形的覆蓋物SO-聲音開口SR-密封環(huán)PA-面板CH- 通道
權(quán)利要求1.種傳聲器,包括: 基板， 安裝在基板的頂面上的傳感元件， 覆蓋傳感元件且與基板的頂面形成密封的覆蓋層， 覆蓋基板、傳感元件和覆蓋層的成形的覆蓋物，以及 延伸穿過該成形的覆蓋物和覆蓋層的聲音開口。
2.據(jù)權(quán)利要求1的傳聲器， 其中該成形的覆蓋物在背對基板的面上包括平坦表面。
3.據(jù)權(quán)利要求2的傳聲器， 其中該成形的覆蓋物被結(jié)構(gòu)化以在聲音開口周圍在該平坦表面上形成密封環(huán)。
4.據(jù)權(quán)利要求1一 3中的任一項(xiàng)的傳聲器， 其中該成形的覆蓋物包括聚合物。
5.據(jù)權(quán)利要求1一 3中的任一項(xiàng)的傳聲器， 其中該成形的覆蓋物包括熱固性樹脂或熱塑性樹脂或彈性樹脂。
6.據(jù)權(quán)利要求1一 3中的任一項(xiàng)的傳聲器， 其中覆蓋層包括層疊薄片和/或金屬化層。
7.據(jù)權(quán)利要求1一 3中的任一項(xiàng)的傳聲器， 其包括安裝在基板的頂面上的第二元件，其中覆蓋層覆蓋該傳感元件和該第二元件并與基板的頂面形成密封。
專利摘要本實(shí)用新型涉及MEMS傳聲器，該傳聲器包括基板、安裝在基板的頂面上的傳感元件、覆蓋傳感元件且與基板的頂面形成密封的覆蓋層、覆蓋基板、傳感元件和覆蓋層的成形的覆蓋材料、以及延伸穿過覆蓋材料和覆蓋層的聲音開口。而且，本實(shí)用新型公開了一種用于制造根據(jù)本實(shí)用新型的傳聲器的方法和一種用于制造多個傳聲器的方法。
文檔編號H04R31/00GK202931555SQ20122018214
公開日2013年5月8日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者W.帕爾, A.萊德爾 申請人:埃普科斯股份有限公司