CN109417665A - 具有用于控制mems定向性的嵌入式装置的mems传感器装置封装壳体 - Google Patents

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Abstract

一种微机电系统（MEMS）传感器装置，包括封装壳体，所述封装壳体具有顶部构件、底部构件、以及将顶部构件联接到底部构件的间隔件，从而限定空腔。至少一个传感器电路和MEMS传感器设置在封装壳体的空腔内。第一开口形成于封装壳体上，嵌入封装壳体内的控制装置电联接到传感器电路并且被控制以将MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。

Description

具有用于控制MEMS定向性的嵌入式装置的MEMS传感器装置封 装壳体
技术领域
本公开涉及微机电系统（MEMS）传感器装置封装，具体地涉及嵌入到封装壳体中的控制装置，所述封装壳体用于封装MEMS传感器装置和传感器电路中的至少一者。
发明内容
下文阐述了本文中所公开的某些实施方案的概述。应理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些具体实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可包含下文可能未阐述的多种方面。
本公开的实施例涉及用于将控制装置嵌入到封装壳体中的系统和方法。例如，封装壳体包括顶部构件、底部构件和间隔件，所述间隔件通过任何合适的附接方法使第一表面联接到顶部构件并使第二表面联接到底部构件。控制装置嵌入封装壳体内。在封装上形成可选的开口。
在一个实施例中，控制装置嵌入顶部构件、底部构件、间隔件和开口中的至少一者内。开口可以是声音进入端口。在封装壳体内包括至少一个传感器电路和一个MEMS传感器装置。
根据另一个实施例，MEMS传感器装置包括封装壳体，所述封装壳体具有顶部构件、底部构件和将顶部构件联接到底部构件的间隔件，从而限定空腔。一个MEMS传感器设置在封装壳体的空腔内，并且开口形成于封装壳体上。MEMS传感器装置进一步包括嵌入开口内的第一和第二控制装置，其中，第一和第二控制装置中的一者被构造成将MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。在一个实施例中，第一控制装置位于MEMS传感器的正下方，并且在第一控制装置近侧的第二控制装置位于MEMS传感器外部并且未被其覆盖。第一和第二控制装置选自由以下各者组成的组：压电移动装置、旋转装置、翼板（flap）、以及可移动膜。或者设置在空腔内或者封装壳体外部的电路被设置成使第一和第二控制装置与电路通信联接，以将MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。取决于应用，电路可以是处理器、用户输入接口和计算机实施的装置。
附图说明
当参考附图阅读某些示例性实施例的以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得被更好地理解，其中，相似的附图标记贯穿附图表示相似的技术特征，在附图中：
图1是根据本公开的实施例的MEMS装置封装的透视图；
图2是根据本公开的所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图；
图3是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图；
图4是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图；
图5是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图；
图6是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图；
图7是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装的横截面视图。
具体实施方式
呈现以下描述以使得本领域技术人员能够制造和使用所描述的实施例，并且该描述在特定应用及其要求的背景下提供。对所描述的实施例的各种修改将容易为本领域技术人员所显而易见，并且在不偏离所描述的实施例的精神和范围的情况下，可将本文中所限定的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，所描述的实施例并不限于所示的实施例，而是要符合与本文中所公开的原理和特征一致的最宽范围。
客户端机器（client machine）可提供有电子组件，诸如传感器装置、扬声器、图形处理器单元、计算机处理器单元和任何合适的计算机实施的装置。客户端机器可以是个人计算机或台式计算机、膝上型计算机、移动或智能电话、平板电脑、个人数字助理（PDA）、游戏控制台、音频装置、视频装置、娱乐装置（诸如，电视、车辆信息娱乐系统）、可穿戴装置、瘦客户端系统（thin client system）、胖客户端系统（thick client system）等等。
可提供传感器装置，其包括用于收容一个或多个传感器、内部部件或其组合的封装或外壳。传感器可以是诸如MEMS换能器、扬声器、接收器、麦克风、压力传感器、热传感器、光学传感器、成像传感器、化学传感器、陀螺仪、湿度传感器、加速度计、气体传感器、环境传感器、运动传感器、导航传感器或接近传感器或测辐射热计。麦克风可以是驻极体麦克风、电容式麦克风、压电麦克风、硅麦克风、光学麦克风或任何合适的声学麦克风。
图1是根据本公开的示例性实施例的MEMS装置封装100的透视图。封装100可驻留在任何客户端机器中，其包括封装壳体112，所述封装壳体具有盖子102、间隔件104和通过任何合适的附接方法附接到间隔件104的基板106。一个或多个传感器和/或内部部件可收容在封装100内。传感器可以是诸如MEMS换能器、扬声器、接收器、麦克风、压力传感器、热传感器、光学传感器、成像传感器、化学传感器、陀螺仪、湿度传感器、加速度计、气体传感器、环境传感器、运动传感器、导航传感器或接近传感器或测辐射热计。内部部件可以是集成电路、ASIC、处理器、控制器、能量存储装置、传感器电路系统和任何合适的部件。取决于应用，可以通过蚀刻、钻孔、冲孔或形成端口的任何合适的方法在封装100上形成可选的端口，以用于接收来自封装100所暴露的环境的属性。这些属性可以是声学信号、压力信号、光信号、气体信号和任何合适的信号。如所图示的，MEMS装置封装100是MEMS麦克风封装。尽管如所描绘的MEMS装置封装100包括三件式结构的封装壳体112，但是单件式结构的封装壳体、两件式结构的封装壳体或多于三件式结构的封装壳体中的任一者中的各种方面和构型可被用于封装一个或多个内部部件。作为示例，盖子102和间隔件104可形成为单将式结构，其被限定为盖或帽112。可通过任何合适的方法在基板106或盖112中的至少一者上形成一个或多个结合垫110，以用于将封装100安装到客户端机器的外部印刷电路板或另一支撑构件。
图2是根据本公开的所描述的实施例的示例性MEMS装置封装200的横截面视图，所述MEMS装置封装200利用至少一个传感器电路260和MEMS传感器装置270。MEMS装置封装200类似于图1中所描绘的MEMS装置封装100。MEMS装置封装200包括封装壳体212，所述封装壳体212具有顶部构件202、底部构件206、以及间隔件204，所述间隔件204具有通过任何合适的附接方法联接到顶部构件的第一表面214和联接到底部构件的第二表面216。传感器电路260和MEMS传感器装置270通过任何合适的附接方法安装到MEMS装置封装200的封装壳体212。取决于应用，可将多于一个的MEMS传感器装置和传感器电路封装在封装壳体212中。传感器电路260和MEMS传感器装置270通过引线结合MW而电互连，以经由形成于封装壳体212内的嵌入式迹线ET来传输信号，所述嵌入式迹线ET进而经由安装在底部构件206的背面上的至少一个结合垫210向外部输出所传输的信号。然后。将封装200安装到外部组件，诸如印刷电路板。如所图示的，传感器电路260和MEMS传感器270安装到封装壳体212的顶部构件202。在一些实施例中，传感器电路260和MEMS传感器270可安装到封装壳体212的或者底部构件206或者间隔件204。在另一些实施例中，传感器电路260和MEMS传感器270可安装到封装壳体212内的任何位置。作为示例，传感器电路260安装到顶部构件202，而MEMS传感器270安装到或者底部构件206或者间隔件204。作为另一个示例，传感器电路260安装到间隔件204，而MEMS传感器270安装到或者顶部构件202或者底部构件206。顶部构件202和底部构件206可以是盖子、帽、基板或组合。如所图示的，顶部构件202是盖子，并且底部构件206是基板。
MEMS装置封装200进一步包括嵌入封装壳体212内的控制装置250。作为示例，控制装置250嵌入顶部构件202、底部构件206、间隔件204和开口或端口208中的至少一者内。开口208可以是声音进入端口。嵌入封装壳体212内的控制装置250可由与封装壳体212相同的材料形成。控制装置250和封装壳体212是在单个或样本加工过程（sample process）中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置250和封装壳体212。作为示例，在第二端口294内插入控制装置250并使其齐平于第二端口294内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置250或端口中的一者，以将控制装置250固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，以用于接收控制装置250。然后，通过任何合适的附接方法将控制装置250固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置250部分地齐平于端口内，从而使控制装置250的一部分或者在端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置250是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一个实施例中，控制装置250是翼板（flap），以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置250是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在再一实施例中，控制装置250是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器装置270的定向性功能。另外，可使用合适的移动控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器装置270的定向性功能。如所描绘的，控制装置250嵌入底部构件206内并位于MEMS传感器270后面，这用于改变安装在由封装壳体212限定的空腔280内的MEMS传感器270的定向性质。控制装置250可由传感器电路260、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制，以将MEMS传感器装置270的定向性从在控制装置250打开时的定向模式改变为在控制装置250闭合时的非定向模式（诸如，全方向模式）。为了与控制装置250建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置250连接到传感器电路260、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置250。控制装置250集成到封装壳体212中也改变了封装200的特性。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装200中或位于封装200外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口、或任何合适的接口。空腔280包括：前体积282，其经由开口208与MEMS传感器270流体联接；以及后体积284，其经由控制装置250与MEMS传感器270流体联接。后体积284为MEMS传感器270提供压力参考。当控制装置250闭合时，后体积被密封，并且MEMS传感器270被调整到非定向或全方向MEMS传感器270。当控制装置250打开时，后体积打开，并且MEMS传感器270被调整到定向MEMS传感器装置270。
图3是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装300的横截面视图，所述MEMS装置封装利用至少一个传感器电路360和MEMS传感器370。与MEMS装置封装200不同，MEMS装置封装300包括嵌入封装壳体312的间隔件304内的控制装置350。嵌入封装壳体312内的控制装置350可由与封装壳体312相同的材料形成。控制装置350和封装壳体312是在单个或样品加工过程中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置350和封装壳体312。作为示例，在第二端口394内插入控制装置350并使其齐平于第二端口394内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置350或端口中的一者，以将控制装置350固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，以用于接收控制装置350。通过任何合适的附接方法将控制装置350固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置350部分地齐平于该端口内，从而使控制装置350的一部分或者在端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置350是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一个实施例中，控制装置350是翼板，以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置350是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置350是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器370的定向性功能。另外，可使用合适的移动控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器370的定向性功能。如所描绘的，控制装置350嵌入间隔件304内并位于MEMS传感器370后面、前面或与其相邻，这用于改变安装在由封装壳体312限定的空腔380内的MEMS传感器370的定向性质。控制装置350可由传感器电路360、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制，以将MEMS传感器370的定向性从在MEMS装置350打开时的定向模式改变为在MEMS装置350闭合时的非定向模式（诸如，全方向模式）。为了与控制装置350建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置350连接到传感器电路360、处理器、用户输入接口或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置350。控制装置350集成到封装壳体312中也改变了封装300的特性。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装300中或位于封装300外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）、或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口、或任何合适的接口。空腔380包括：前体积382，其经由开口308与MEMS传感器370流体联接；以及后体积384，其经由控制装置350与MEMS传感器370流体联接。后体积384为MEMS传感器370提供压力参考。当控制装置350闭合时，后体积被密封，并且MEMS传感器370被调整到全方向或非定向MEMS传感器370。当控制装置350打开时，后体积打开，并且MEMS传感器370被调整到定向MEMS传感器370。
图4是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装400的横截面视图，所述MEMS装置封装利用至少一个传感器电路460和MEMS传感器470。与MEMS装置封装300不同，MEMS装置封装400包括嵌入开口408内的控制装置450，所述开口408形成于封装壳体412的顶部构件402上。嵌入封装壳体412内的控制装置450可由与封装壳体412相同的材料形成。控制装置450和封装壳体412是在单个或样品加工过程中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置450和封装壳体412。作为示例，在端口内插入控制装置450并使其齐平于该端口内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置450或端口中的一者，以将控制装置450固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，并且通过任何合适的附接方法将控制装置450固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置450部分地齐平于端口内，从而使控制装置450的一部分或者在端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置450是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一个实施例中，控制装置450是翼板，以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在一些实施例中，翼板450可以以受刺激（诸如，磁场、电场、热等等）诱导的向上运动或向下运动来移动。在又一实施例中，控制装置450是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置450是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器470的定向性功能。另外，可使用合适的控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器470的定向性功能。如所描绘的，控制装置450嵌入开口408内并位于MEMS传感器470后面、前面或与其相邻，这用于保护传感器电路460和MEMS传感器470免受环境碎片和内容物的影响。控制装置450也用于改变声学性质，诸如阻尼或阻抗。控制装置450可由传感器电路460、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装400中或位于封装400外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）、或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口、或任何合适的接口。为了与控制装置450建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置450连接到传感器电路460、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置450。
图5是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装500的横截面视图，所述MEMS装置封装500利用至少一个传感器电路560和MEMS传感器570。与MEMS装置封装400不同，MEMS装置封装500包括嵌入开口508内的控制装置550，所述开口508形成于封装壳体512的底部构件506上。嵌入封装壳体512内的控制装置550可由与封装壳体512相同的材料形成。控制装置550和封装壳体512是在单个或样品加工过程中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置550和封装壳体512。作为示例，在端口内插入控制装置550并使其齐平于该端口内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置550或端口中的一者，以将控制装置550固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，并且通过任何合适的附接方法将控制装置550固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置550部分地齐平于端口内，从而使控制装置550的一部分或者端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置550是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一个实施例中，控制装置550是翼板，以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在一些实施例中，翼板550可以以受刺激（诸如，磁场、电场、热等等）诱导的向上运动或向下运动来移动。在又一实施例中，控制装置550是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置550是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器570的定向性功能。另外，可使用合适的控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器570的定向性功能。如所描绘的，控制装置550嵌入开口508内并位于MEMS传感器570后面、前面或与其相邻，这用于保护传感器电路560和MEMS传感器装置570免受环境碎片和内容物的影响。控制装置550也用于改变声学性质，诸如阻尼或阻抗。控制装置550可由传感器电路560、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装500中或位于封装500外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口或任何合适的接口。为了与控制装置550建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置550连接到传感器电路560、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置550。
图6是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装600的横截面视图，所述MEMS装置封装600利用至少一个传感器电路660和MEMS传感器670。与MEMS装置封装500不同，MEMS装置封装600包括嵌入封装壳体612内的第一控制装置650和第二控制装置690。第一控制装置650嵌入封装壳体612的底部构件606内，并且第二控制装置690嵌入形成于封装壳体612的顶部构件602上的开口608内。嵌入封装壳体612内的控制装置650、690可由与封装壳体612相同的材料形成。控制装置650、690和封装壳体612是在单个或样品加工过程中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置650、690和封装壳体612。作为示例，在端口内插入控制装置650、690并使其齐平于该端口内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置650、690或端口中的一者，以将控制装置650、690固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，并且通过任何合适的附接方法将控制装置650、690固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置650、690部分地齐平于端口内，从而使控制装置650、690的一部分或者在端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置650、690是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一实施例中，控制装置650、690是翼板，以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在一些实施例中，翼板650、690可以以受刺激（诸如，磁场、电场、热等等）诱导的向上运动或向下运动来移动。在又一实施例中，控制装置650、690是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在又一实施例中，控制装置650、690是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器670的定向性功能。另外，可使用合适的控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器670的定向性功能。如所描绘的，控制装置690嵌入开口608内用于保护传感器电路660和MEMS传感器670免受环境碎片和内容物的影响。控制装置650也用于改变声学性质，诸如阻尼或阻抗。控制装置650、690可由传感器电路660、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制。如所描绘的，控制装置650嵌入底部构件606内并位于MEMS传感器670后面，这用于改变安装在由封装壳体612限定的空腔680内的MEMS传感器670的定向性质。控制装置650可由传感器电路660、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制，以将MEMS传感器670的定向性从在控制装置650打开时的定向模式改变为在控制装置650闭合时的非定向模式（诸如，全方向模式）。MEMS装置650集成到封装壳体612中也改变了封装600的特性。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装600中或位于封装600外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）、或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口或任何合适的接口。为了与控制装置650、690建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置650、690连接到传感器电路660、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置650、690。空腔680包括：前体积682，其经由开口608与MEMS传感器装置670流体联接；以及后体积684，其经由控制装置650与MEMS传感器670流体联接。后体积684为MEMS传感器670提供压力参考。当控制装置650闭合时，后体积被密封，并且MEMS传感器670被调整到全方向或非定向MEMS传感器670。当控制装置650打开时，后体积打开，并且MEMS传感器670被调整到定向MEMS传感器670。
图7是根据本公开的另一个所描述的实施例的示例性MEMS装置封装700的横截面视图，所述MEMS装置封装700利用至少一个传感器电路760和MEMS传感器770。与MEMS装置封装600不同，MEMS装置封装700包括嵌入封装壳体712内的彼此相邻的第一控制装置750和第二控制装置790。如所图示的，第一控制装置750嵌入形成于封装壳体712的顶部构件702上的开口708内，并且第二控制装置790在第一控制装置750近侧。在一个示例中，第一控制装置750和第二控制装置750形成有开口708。在另一个示例中，可形成第二开口以接收第二控制装置790。嵌入封装壳体712内的控制装置750、790可由与封装壳体712相同的材料形成。控制装置750、790和封装壳体712是在单个或样品加工过程中制造的。在一些实施例中，可在多重加工过程中制造控制装置750、790和封装壳体712。作为示例，在端口内插入控制装置750、790并使其齐平于该端口内。将合适的附接件（诸如，粘合剂）施加到控制装置750、790或端口中的一者，以将控制装置750、790固定到端口的内壁。在另一个示例中，端口包括向内弯曲的凸缘，并且通过任何合适的附接方法将控制装置750、790固定到凸缘。在其他示例中，可使控制装置750、790部分地齐平于端口内，从而使控制装置750、790的一部分或者在端口上方或者在端口下方延伸。在一个实施例中，控制装置750、790是旋转组件，其具有内部构件和可旋转地联接到内部构件的外部构件。当外部构件相对于内部构件转动时（或者顺时针或者逆时针），旋转组件闭合或打开端口。在另一个实施例中，控制装置750、790是翼板，以或者在翼板充分延伸时闭合端口或者在翼板缩回时打开端口。在一些实施例中，翼板750、790可以以受刺激（诸如，磁场、电场、热等等）诱导的向上运动或向下运动来移动。在又一实施例中，控制装置750、790是可移动构件（诸如，膜、隔膜等等），以或者在移动构件充分延伸时闭合端口或者在移动构件缩回时打开端口。在又另外的实施例中，控制装置750、790是压电移动构件，其打开和闭合端口以改变MEMS传感器770的定向性功能。另外，可使用合适的控制装置来打开和闭合端口以改变MEMS传感器670的定向性功能。如所描绘的，控制装置750嵌入开口708内并在MEMS传感器770正下方，这用于保护传感器电路760和MEMS传感器770免受环境碎片和内容物的影响。控制装置790也用于改变声学性质，诸如阻尼或阻抗。控制装置750、790可由传感器电路760、处理器、用户输入接口或任何合适的计算机实施的装置控制。如所描绘的，在控制装置750近侧的控制装置790位于MEMS传感器770外部并且未被其覆盖，这用于改变安装在由封装壳体712限定的空腔780内的MEMS传感器770的定向性质。控制装置790可由传感器电路760、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置控制，以将MEMS传感器770的定向性从在控制装置790打开时的定向模式改变为在控制装置790闭合时的非定向模式（诸如，全方向模式）。MEMS装置750集成到封装壳体712中也改变了封装700的特性。处理器或任何合适的计算机实施的装置可设置在封装700中或位于封装700外部。处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、模拟信号处理器、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。取决于所期望的构型，处理器可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）、或其任何组合。处理器可包括一个或多个级别的高速缓存（诸如，某个级别的高速缓存存储器）、一个或多个处理器核心、以及寄存器。示例处理器核心可（各自）包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）、或其任何组合。示例存储器控制器也可与处理器一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器可以是处理器的内部部分。用户输入接口可以是开关、按钮、接口、或任何合适的接口。为了与控制装置750、790建立接口，可使用任何合适的连接件（诸如，倒装式连接件、结合线、挠性板、导电层等等）以将控制装置750、790连接到传感器电路760、处理器、用户输入接口、或任何合适的计算机实施的装置，其然后被控制以打开和闭合控制装置750、790。空腔780包括：前体积782，其经由开口708与MEMS传感器装置670流体联接；以及后体积784，其经由控制装置790与MEMS传感器770流体联接。后体积784为MEMS传感器770提供压力参考。当控制装置790闭合时，后体积被密封，并且MEMS传感器770被调整到全方向或非定向MEMS传感器770。当控制装置790打开时，后体积打开，并且MEMS传感器770被调整到定向MEMS传感器770。
已经通过示例示出了上文所描述的实施例，并且应理解，这些实施例可容易有各种修改和替代形式。应进一步理解，权利要求并不旨在限于所公开的特定形式，而是涵盖落入本公开的精神和范围的所有修改、等同物和替代物。
虽然已参考各种实施例描述了本专利，但是应理解，这些实施例是说明性的，并且本公开的范围并不限于它们。有可能进行许多变化、修改、添加和改进。更一般地，已在上下文或特定实施例中描述了根据本专利的实施例。功能可在本公开的各种实施例中以不同的方式分离或组合，或者用不同的术语加以描述。这些和其他变化、修改、添加和改进可落入如以下权利要求中所限定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种微机电系统（MEMS）传感器装置，包括：
封装壳体，所述封装壳体具有顶部构件、底部构件、以及将所述顶部构件联接到所述底部构件的间隔件，从而限定空腔；
至少一个传感器电路和MEMS传感器，所述至少一个传感器电路和所述MEMS传感器设置在所述封装壳体的所述空腔内；
第一开口，所述第一开口形成于所述封装壳体上；以及
第一控制装置，所述第一控制装置嵌入所述封装壳体内；
其中，所述第一控制装置被构造成将所述MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。
2.根据权利要求1所述的MEMS传感器装置，进一步包括嵌入所述顶部构件、所述底部构件、或所述间隔件中的至少一者内的第一控制装置。
3.根据权利要求2所述的MEMS传感器装置，进一步包括形成于所述封装壳体上的第二开口。
4.根据权利要求3所述的MEMS传感器装置，其中，第二控制装置设置在所述第二开口内以用于阻抑以流体的方式联接到所述MEMS传感器的声学信号。
5.根据权利要求4所述的MEMS传感器装置，其中，所述第一和第二控制装置电联接到所述传感器电路。
6.根据权利要求5所述的MEMS传感器装置，其中，所述第一和第二控制装置选自由以下各者组成的组：压电移动装置、旋转装置、翼板、以及可移动膜。
7.根据权利要求4所述的MEMS传感器装置，进一步包括处理器、用户输入接口、以及计算机实施的装置，其中，所述处理器、所述用户输入接口、以及所述计算机实施的装置中的至少一者电联接到所述第一和第二控制装置中的至少一者。
8.一种制造用于MEMS传感器装置的封装壳体的方法，包括：
提供顶部构件、底部构件以及间隔件；
将传感器电路和MEMS传感器安装到所述顶部构件、所述底部构件或所述间隔件中的至少一者；
将所述间隔件固定到所述顶部和底部构件；
将第一控制装置提供在所述顶部构件、所述底部构件或所述间隔件中的至少一者内。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：将开口提供在所述顶部构件、所述底部构件或所述间隔件中的至少一者内。
10.根据权利要求9所述的方法，包括：在所述开口内提供第二控制装置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一和第二控制装置电联接到所述传感器电路。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括处理器、用户输入接口、以及计算机实施的装置，其中，所述处理器、所述用户输入接口、以及所述计算机实施的装置中的至少一者电联接到所述第一和第二控制装置中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一和第二控制装置选自由以下各者组成的组：压电移动装置、旋转装置、翼板、以及可移动膜。
14.一种微机电系统（MEMS）传感器装置，包括：
封装壳体，所述封装壳体具有顶部构件、底部构件、以及将所述顶部构件联接到所述底部构件的间隔件，从而限定空腔；
至少一个MEMS传感器，所述至少一个MEMS传感器设置在所述封装壳体的空腔内；
开口，所述开口形成于所述封装壳体上；以及
第一和第二控制装置，所述第一和第二控制装置嵌入所述开口内；
其中，所述第一和第二控制装置中的一者被构造成将所述MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。
15.根据权利要求14所述的MEMS传感器装置，其中，所述第一控制装置位于所述MEMS传感器的正下方，并且在所述第一控制装置近侧的第二控制装置位于所述MEMS传感器外部并且未被其覆盖。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一和第二控制装置选自由以下各者组成的组：压电移动装置、旋转装置、翼板、以及可移动膜。
17.根据权利要求16所述的MEMS传感器装置，进一步包括电路，并且其与所述第一和第二控制装置通信联接，以将所述MEMS传感器从定向模式调整到全方向模式。
18.根据权利要求17所述的MEMS传感器装置，其中，所述电路选自由以下各者组成的组：处理器、用户输入接口、以及计算机实施的装置。
19.根据权利要求18所述的MEMS传感器装置，其中，所述电路设置在所述封装壳体内的所述空腔中。
20.根据权利要求18所述的MEMS传感器装置，其中，所述电路位于所述封装壳体外部。
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