CN114302294A - 微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法 - Google Patents

微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法 Download PDF

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CN114302294A CN202111143034.2A CN202111143034A CN114302294A CN 114302294 A CN114302294 A CN 114302294A CN 202111143034 A CN202111143034 A CN 202111143034A CN 114302294 A CN114302294 A CN 114302294A
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Abstract

本申请提供一种微机电系统声学传感器包括基板、背板、振膜、介电层及连接部。振膜配置于基板与背板之间且包括振动部。介电层形成于基板与振膜之间且具有对应振动部的腔体。连接部位于腔体内且连接振动部与基板。

Description

微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法
技术领域
本申请是有关于一种微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法。
背景技术
语音通信系统及话语辨识系统通常使用声学麦克风以经由用户说话所产生的声波而拾声使用者的话语。目前技术尚在耳道内同时使用骨及组织振动感测传感器(以响应于骨传导的较低话语频率的语音声音)及有限带宽声学麦克风(以侦测较弱空气传播的较高话语频率的声音)两者的耳内式麦克风系统。振动感测传感器可为加速度计，其可藉由适当的黏合剂或胶固定安装于耳机之外壳的内壁。
发明内容
因此，本申请提出一种微机电系统声学传感器、微机电系统封装结构及其制造方法，可改善已知问题。
本申请一实施例提出一种微机电系统声学传感器。微机电系统声学传感器包括一基板、一背板、一振膜、一介电层及一连接部。振膜配置于基板与背板之间且包括一振动部。介电层形成于基板与振膜之间且具有一对应振动部的一第一腔体。连接部位于第一腔体内且连接振动部与基板。
本申请另一实施例提出一种微机电系统封装结构。微机电系统封装结构包括一载板及一微机电系统声学传感器。微机电系统声学传感器配置在载板上。微机电系统声学传感器包括一基板、一背板、一振膜、一介电层及一连接部。振膜配置于基板与背板之间且包括一振动部。介电层形成于基板与振膜之间且具有一对应振动部的一第一腔体。连接部位于第一腔体内且连接振动部与基板。
本申请另一实施例提出一种微机电系统声学传感器的制造方法。制造方法包括以下步骤：形成一介电材料层于一基板层上；形成一振膜于介电材料层上；形成一背板于振膜，其中振膜位于基板层与背板之间且包括一振动部；形成一第二腔体于基板层，以形成一基板，其中腔体露出介电材料层；以及，透过基板之腔体，移除介电材料层的部分材料，以形成一介电层及一连接部，其中介电层位于基板与振膜之间且具有一对应振动部的一第一腔体，且连接部位于第一腔体内且连接振动部与基板。
为了对本申请的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
图1A绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器沿方向1A-1A’(方向1A-1A’绘示于图1C)的局部剖面图。
图1B绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器沿方向1B-1B’(方向1B-1B’绘示于图1C)的局部剖面图。
图1C绘示图1A之微机电系统声学传感器之基板的俯视图(振膜及介电层以虚线绘示于图1C)。
图2A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器沿方向2A-2A’的局部剖面图。
图2B绘示2A之微机电系统声学传感器之基板的俯视图。
图3A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器沿方向3A-3A’的局部剖面图。
图3B绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器沿方向3B-3B’的局部剖面图。
图3C绘示图3A之微机电系统声学传感器之基板的俯视图。
图4绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器的示意图。
图5绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器的示意图。
图6绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器的基板的俯视图。
图7A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器沿方向7A-7A’的局部剖面图。
图7B绘示第7A之微机电系统声学传感器之基板的俯视图。
图8绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器的局部剖面图。
图9绘示依照本申请一实施例之微机电系统封装结构的剖面图。
图10绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构的剖面图。
图11绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构的剖面图。
图12绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构的剖面图。
图13绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构的剖面图。
图14A至图14P绘示根据一实施例之微机电系统声学传感器的制造方法。
图15A～15B绘示图8之微机电系统声学传感器的制造过程图。
【附图标记列表】
10,20,30,40,50:微机电系统封装结构
11,31,41:载板
12:壳体
13:接垫
14:集成电路晶粒
15:第一接点
16:第二接点
41a,51a:开孔
45,55:连接组件
21A,31A:承载组
25:连接线
31a:贯孔
100,100’,200,300,400,500:微机电系统声学传感器
110,110A,110’,210,310,310’,410,510:基板
110’,510’:基板层
110r,210r,310r:第二腔体
110w:内侧壁
111,211,311:承载部
112,212,312:突出部
120:背板
120’:背板材料
125’:组件层
130,330:振膜
130’:振膜层
131:振动部
1311:波纹层
1312:肋条
1313:贯孔
132A,132B,132C,331:包覆部
140,150:介电层
140a,120a,145a,150a3,150a4:凹部
140’,140”,140”’,145,150”,150’:介电材料层
140r:第一腔体
141,142:支撑部
146:光阻
160A,160A’,160B1,160B2,260,460:连接部
160C1:限位部
170:电极层
210w,310w:侧壁
330a:通道
330b:开孔
331A:突起
510a,145a’,:开孔
SP1:间隔
R1:容置空间
V1:外部讯号源
具体实施方式
请参照图1A～1C，图1A绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器100沿方向1A-1A’(方向1A-1A’绘示于图1C)的局部剖面图，图1B绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器 100沿方向1B-1B’(方向1B-1B’绘示于图1C)的局部剖面图，而图 1C绘示图1A之微机电系统声学传感器100之基板110的俯视图(振膜130及介电层140以虚线绘示于图1C)。
微机电系统声学传感器100例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器100或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电、工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器100包括基板110、背板120、振膜130、介电层140及150、至少一连接部(例如是连接部160A、160B1及 160B2、限位部160C1及电极层170。振膜130配置于基板110与背板120之间且包括一振动部131。介电层140形成于基板110与振膜130之间且具有一对应振动部131的第一腔体140r。连接部 160A、160B1及160B2以及限位部160C1位于第一腔体140r内且连接振动部131与基板110。如此，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜130，使振膜130上下振动。外部讯号源V1例如是振动波。外部讯号源V1可透过固体或空气传播至振膜130。在本实施例中，外部讯号源V1可透过基板110传递至振膜130(称固态传导)。
基板110例如是硅基板、硅晶圆或其它合适的半导体材料，但本申请实施例不限于此。背板120及振膜130可包含多晶硅材料，但本申请实施例不限于此。介电层140及150例如是氧化物层。介电层150形成于背板120与振膜130之间，以于背板120与振膜 130之间形成间隔SP1。当外部讯号源V1传递至微机电系统声学传感器100时，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜130，使振膜130于间隔SP1内相对背板120振动。间隔SP1可充满空气，因此间隔SP1可称为空气层(air gap)。电极层170可电性连接于振膜130与背板120。当外部讯号源V1传递至微机电系统声学传感器100时，振膜130与背板120之间的间距随振动而改变(电容值改变)，对应的电压讯号透过电极层170传输至一处理器(未绘示)，处理器分析/处理此电压讯号，并据以执行对应的动作。
如图1A所示，外部讯号源V1依序经过基板110、连接部与介电层140传递至振膜130。连接部连接基板110与振膜130，做为外部讯号源V1传递至振膜130的中介站，对于微机电系统声学传感器100侦测或感应外部讯号源V1的灵敏度发挥关键作用。
如图1A及1C所示，基板110具有一第二腔体110r，且包含承载部111及至少一突出部112，突出部112从第二腔体110r的内侧壁110w往承载部111的方向突出且连接于承载部111。突出部 112可增加基板110的整体强度，提高后续封装制程的良率。详言之，在后续封装制程中，微机电系统声学传感器100配置于一载板上时会承受一定外力。因此，具有足够强度之微机电系统声学传感器100可安全地配置于载板上。在另一实施例中，若无强度考虑，基板110也可省略突出部112。
此外，振动部131的几何结构可调整/改变振膜130的劲度 (Stiffness)，以获得预期的振动侦测特性，例如是对于不同振动频率的灵敏度及/或增加侦测带宽。具体来说，如图1A所示，振动部131包括至少一劲度调整结构，其例如是突出结构(如，肋条(强化劲度，避免振膜翘曲)、突点(强化劲度，避免振膜翘曲)、波纹层(弱化劲度，如同弹簧等)或镂空结构(如，盲孔或贯孔等，弱化劲度，且可释放应力，让振动容易传达至振膜130)。本申请实施例不限定突出结构及/或镂空结构的形状、数量及/或尺寸。镂空结构可以是封闭环形(如图1C之贯孔1313)或开放环形。
在本实施例中，如图1A所示，振动部131包括波纹层1311、肋条1312及贯孔1313等，其中贯孔1313例如是呈封闭环形(从图 1C之视角看去)。透过劲度调整结构可调整/改变振膜130的劲度，可获得微机电系统声学传感器100的预期特性，例如是对于不同振动频率的灵敏度及/或增加侦测带宽。此外，突出结构的数量愈多及/或分布区域愈大，则基板110的劲度愈大；反之则愈小。镂空结构的数量愈多及/或分布区域愈大，则基板110的劲度愈小；反之则愈大。在另一实施例中，振膜130或振动部131也可以是一平整的膜，即，振膜130或振动部131可不包含任何凹槽、贯孔及/ 或突出结构等。
此外，连接部的设计可调整/改变振膜130的劲度(Stiffness)，使微机电系统声学传感器100符合预期特性，例如是对于不同振动频率的灵敏度及/或增加侦测带宽。另，本申请实施例所有连接部的至少一部分可视为锚(anchor)，其提供支撑/固定振膜130的功能。此外，连接部数量愈多及/或分布区域愈大，则振膜130或振动部 131的劲度愈大；反之则愈小。
以几何形状来说，如图1A及1C所示，连接部160A及连接部 160B2例如是柱状体，如圆柱体。连接部160B1例如是环形柱体，其可环绕连接部160A。限位部160C1例如是环形柱体，如封闭环形柱体或开放环形柱体。
以位置来说，如图1A及1C所示，连接部的位置可对应于振动部131的任一区域。例如，连接部160A位于振动部131的中间区域，而连接部160B1及160B2可位于振动部131的边缘区域。
以结构来说，如图1A及1C所示，限位部160C1例如是实心部，其例如是采用单一材质所形成，如振膜130之材料所形成。连接部160B1例如是多层结构，其包括第一包覆部132A、第二包覆部132B及支撑部141，其中第一包覆部132A及第二包覆部132B 分别包覆支撑部141的相对二面。连接部160A及160B2例如是多层结构，其包含包覆部132C及支撑部142，其中包覆部132C包覆支撑部142。限位部160C1的位置可决定介电层140的侧壁位置。
以材质来说，连接部可包含介电层140的材料及/或振膜130 的材料。例如，以连接部160A来说，连接部160A之支撑部142 为介电层140的一部分(材料相同)，而包覆部132C为振膜130的一部分(材料相同)，其中支撑部142与介电层140为同层结构(或，一体成形结构)，而包覆部132C与振膜130为同层结构(或，一体成形结构)。以连接部160B1来说，连接部160B1由介电层140的一部分与振膜130的一部分所组成，例如第一包覆部132A及第二包覆部132B为振膜130的一部分(材料相同)，第一包覆部132A、第二包覆部132B与振膜130可以是同层结构(或，一体成形结构)，而支撑部141为介电层140的一部分(材料相同)，支撑部141为介电层140可以是同层结构(或，一体成形结构)。连接部160B2具有类似连接部160A的材质设计，容此不再赘述。此外，限位部160C1 例如是振膜130的一部分(材料相同)，限位部160C1与振膜130可以是同层结构(或，一体成形结构)。
本申请实施例并不限定连接部的形状、位置、材质、层数(单层或多层)及/或尺寸等设计，只要微机电系统声学传感器100符合预期特性即可。微机电系统声学传感器100可包含至少一连接部，数个连接部中至少二者可具有完全相同、部分相同或相异设计。
请参照图2A～2B，图2A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器100’沿方向2A-2A’(方向2A-2A’绘示于图2B)的局部剖面图，而图2B绘示图2A之微机电系统声学传感器100’之基板210的俯视图。
微机电系统声学传感器100’例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器100’或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电或工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器100’包括基板110A、背板120、振膜 130、介电层140及150、至少一连接部(例如，连接部160A’)及电极层170。振膜130配置于基板110A与背板120之间且包括一振动部131。介电层140形成于基板110A与振膜130之间且具有一对应振动部131的第一腔体140r。连接部160A’位于第一腔体140r 内且连接振动部131与基板110A之承载部111。如此，外部讯号源V1可透过连接部160A’传递至振膜130，使振膜130上下振动。在本实施例中，当承载部111下方腾空时，外部讯号源V1会振动承载部111(产生加速度)，此振动透过连接部160A’传递至振膜130。
微机电系统声学传感器100’具有类似或同于前述微机电系统声学传感器100的技术特征，不同处在于，微机电系统声学传感器 100’可省略连接部160A、160B1与160B2之一者或一些，例如，省略连接部160B1及160B2，且连接部160A’的结构与微机电系统声学传感器100之连接部160A的结构相异，且基板110A可省略突出部112。
如图2A所示，相较于连接部160A，本实施例之连接部160A’可省略包覆部132C，包覆部132C为振膜130的一部分(材料相同)，包覆部132C与振膜130为同层结构(或，一体成形结构)。
请参照图3A～3C，图3A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器200沿方向3A-3A’(方向3A-3A’绘示于图3C)的局部剖面图，图3B绘示依照本申请一实施例之微机电系统声学传感器200沿方向3B-3B’(方向3B-3B’绘示于图3C)的局部剖面图，而图3C绘示图3A之微机电系统声学传感器200之基板210的俯视图(介电层140以虚线绘示于图3C)。
微机电系统声学传感器200例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器200或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电、工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器200包括基板210、背板120、振膜130、介电层140及150、至少一连接部260及电极层170。微机电系统声学传感器200具有类似或同于前述微机电系统声学传感器100的技术特征，不同处在于，微机电系统声学传感器200之基板210的结构与基板110的结构相异。
振膜130配置于基板210与背板120之间且包括一振动部131。介电层140形成于基板210与振膜130之间且具有一对应振动部 131的第一腔体140r。连接部260位于第一腔体140r内且连接振动部131与基板210。如此，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜130，使振膜130上下振动。
如图3A所示，基板210具有第二腔体210r且包括至少一承载部211及至少一突出部212。第二腔体210r与第一腔体140r的位置相对应，承载部211相对第二腔体210r之侧壁210w往第二腔体 210r的中心延伸。如图3B所示，连接部260位于振动部131与基板210之承载部211之间，且连接振动部131与承载部211。在本实施例中，连接部260为实心柱，其位于振膜130之振动部131的边缘区域。此外，连接部260例如是介电层140的一部分，且连接部260与介电层140可以是同层结构(或，一体成形结构)。
各突出部212连接对应之承载部211与侧壁210w。在本实施例中，突出部212的宽度W1小于承载部211的宽度W2。此外，相连接之突出部212与承载部211构成一承载组21A，本申请实施例系以四个承载组21A为例说明，然亦可少于四组或多于四组。此外，数个承载组21A可相对第二腔体210r的中心平均分布，例如，相邻二承载组21A相对第二腔体210r的中心的夹角大致上相等。
请参照图4，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器300的示意图，其中图4上方绘示微机电系统声学传感器 300沿方向4A-4A’(方向4A-4A’绘示于图4下方)的局部剖面图，而图4下方绘示微机电系统声学传感器300之基板310的俯视图(振膜330之通道330a及介电层140以虚线绘示)。
微机电系统声学传感器300例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器300或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电、工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器300包括基板310、背板120、振膜330、介电层140及150以及至少一连接部260。振膜330配置于基板310 与背板120之间且包括一振动部131。介电层140形成于基板310 与振膜330之间且具有一对应振动部131的第一腔体140r。连接部 260位于第一腔体140r内且连接振动部131与基板310。如此，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜130，使振膜130上下振动。
微机电系统声学传感器300具有类似或同于前述微机电系统声学传感器200的技术特征，不同处在于，微机电系统声学传感器 300之基板310的结构与基板210的结构相异。
如图4所示，基板310具有第二腔体310r且包括至少一承载部311及至少一突出部312。第二腔体310r与第一腔体140r的位置相对应，承载部311相对第二腔体310r之一侧壁310w往第二腔体310r的中心延伸。连接部260位于振动部131与基板310之承载部311之间。在本实施例中，如图4所示，连接部260为实心柱，其位于振膜330之振动部131的边缘区域。
如图4所示，突出部312相对侧壁310w突出且连接承载部311 与侧壁310w。突出部312具有一宽度W3，其大于承载部311的宽度W4。此外，振膜330具有至少一信道330a，信道330a与突出部312在位置上相对应且与第一腔体140r相通，如此，在蚀刻介电层140的制程中，蚀刻液可透过通道330a移除介电层140的材料。在本实施例中，通道330a的俯视形状例如是圆形，然亦可为椭圆形或多边形。在本实施例中，各通道330a例如是单点设计，或也可以延伸成线形，如曲线、直线或其组合。只要能获得预期的介电层140的结构/图案即可，本申请实施例不限制通道330a的数量、尺寸及/或几何形状。此外，信道330a可做为劲度调整结构(如，镂空结构)，其可弱化劲度，释放应力，让振动容易传达至振膜130。
此外，相连接之突出部312与承载部311构成一承载组31A，本申请实施例系以四个承载组31A为例说明，然亦可少于四组或多于四组。此外，数个承载组31A可相对第二腔体310r的中心平均分布，例如，相邻二承载组31A相对第二腔体210r的中心的夹角大致上相等。
请参照图5，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器400的示意图，其中图5上方绘示微机电系统声学传感器 400沿方向5A-5A’(方向5A-5A’绘示于图5下方)的局部剖面图，而图5下方绘示微机电系统声学传感器400之基板310的俯视图(振膜330之通道330a及介电层140以虚线绘示)。
微机电系统声学传感器400例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器400或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电、工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器400包括基板310、背板120、振膜330、介电层140及150以及至少一连接部460。振膜330配置于基板310 与背板120之间且包括振动部131。介电层140形成于基板310与振膜330之间且具有一对应振动部131的第一腔体140r。连接部 460位于第一腔体140r内且连接振动部131与基板310。如此，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜330，使振膜330上下振动。
微机电系统声学传感器400具有类似或同于前述微机电系统声学传感器300的技术特征，不同处在于，微机电系统声学传感器 400之连接部460的结构与连接部260的结构相异。
如图5所示，基板310具有第二腔体310r且包括至少一承载部311及至少一突出部312。第二腔体310r与第一腔体140r的位置相对应，承载部311相对第二腔体310r之侧壁310w往第二腔体 310r的中心延伸。如图5所示，连接部460位于振动部131与基板 310之承载部311之间且连接振动部131与基板310。在本实施例中，连接部460为多层实心柱，其位于振膜330之振动部131的边缘区域。连接部460包括包覆部331及支撑部141，其中包覆部331包覆支撑部141的周缘面。以材质来说，连接部460由介电层140 的一部分与振膜330的一部分所组成，例如，包覆部331为振膜 330的一部分，包覆部331与振膜330可以是同层结构(或，一体成形结构)，而支撑部141为介电层140的一部分，支撑部141为介电层140可以是同层结构(或，一体成形结构)。包覆部331可确定支撑部141的位置，以获得更精确/精准的振膜330的劲度。
此外，如图5所示，相连接之突出部312与承载部311构成一承载组31A，本申请实施例系以四个承载组31A为例说明，然亦可少于四组或多于四组。此外，数个承载组31A可相对第二腔体310r 的中心平均分布，例如，相邻二承载组31A相对第二腔体210r的中心的夹角大致上相等。
请参照图6，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器400的基板310’的俯视图。基板310’具有类似或同于前述基板310的特征，不同处在于，本实施例之基板310’包含多个承载组 31A，其中并非所有的承载组都与连接部260连接。例如，本实施例的承载组31A的数量例如是六个，其中三个承载组31A分别与三个连接部260连接，而另三个承载组31A未与连接部260连接。
请参照图7A～7B，图7A绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器400’沿方向7A-7A’(方向7A-7A’绘示于图7B)的局部剖面图，而图7B绘示图7A之微机电系统声学传感器400’之基板410的俯视图(振膜130之振动部131以虚线绘示于图7B)。
微机电系统声学传感器400’例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器400’或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电或工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器400’包括基板410、背板120、振膜330、介电层140及150、至少一连接部(如，460)及电极层170。振膜330 配置于基板410与背板120之间且包括一振动部131。介电层140 形成于基板410与振膜330之间且具有一对应振动部131的第一腔体140r。连接部460位于第一腔体140r内且连接振动部131与基板410。如此，外部讯号源V1可透过连接部传递至振膜330，使振膜330上下振动。
本实施例之基板410具有类似或同于前述基板310的特征，不同处在于，基板410仅包含一个承载组31A，其中一个连接部460 连接承载组31A与振动部131。相较于前述微机电系统声学传感器 400，本实施例之连接部460的数量只有一个，因此连接部460对于振动部131的拘束较低，使振膜330对于外部讯号源的感应或侦测更为敏感。
在另一实施例中，基板410可具有至少一开孔(类似后述之开孔510a)，其可从基板410的下表面410b往基板410的上表面410u 的方向延伸，例如可延伸至上表面410u(开孔为贯孔)或不延伸至上表面410u(开孔为盲孔)。透过此至少一开孔可调整/改变基板410 的劲度，以获得微机电系统声学传感器400’的预期特性，例如是对于不同振动频率的灵敏度及/或增加侦测带宽。
如图7A所示，通道330a、波纹层1311与振膜330之至少一开孔330b中至少一者如同弹簧结构，其与连接部相连，使外部讯号源容易传达至振膜330，使振膜330容易感应到振动变化。开孔 330b例如是贯孔或盲孔。此外，振膜330更包含至少一突起 (dimple)331A，其可防止振膜330/振动部131与基板410接触而沾黏。
请参照图8，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统声学传感器500的局部剖面图。
微机电系统声学传感器500例如是可应用于振动侦测器、麦克风、收音装置等。微机电系统声学传感器500或应用其之微机电系统封装结构可配置在耳机、汽车、车轮、家电、工业仪器设备等依据所接收之振动(如，音频、振动所产生)以进行振动分析的物品。
微机电系统声学传感器500包括基板510、背板120、振膜130、介电层140及150以及至少一连接部。振膜130配置于基板510与背板120之间且包括一振动部131。本申请实施例之微机电系统声学传感器500具有与微机电系统声学传感器100相同或相似特征，不同处在于，微机电系统声学传感器500之基板510的结构不同。
如图8所示，基板510具有至少一开孔510a，开孔510a从基板510的下表面510b往基板510的上表面510u的方向延伸，但不贯穿基板510。在另一实施例中，开孔510a可贯穿基板510。开孔 510a可调整/改变基板510的劲度，以获得微机电系统声学传感器 500的预期特性，例如是对于不同振动频率的灵敏度及/或增加侦测带宽。此外，开孔510a愈长及/或开孔510a愈多，则基板510的劲度愈小；反之则愈大。本申请实施例不限定开孔510a的数量，其例如是四个，然亦可更少或更多。
在本实施例中，至少一开孔510a可形成于图1B之基板110的突出部112或其它适合部位；或者，至少一开孔510a可形成于图 3B之基板210的突出部212或其它适合部位；或者，至少一开孔 510a可形成于图4之基板310的突出部312或其它适合部位；或者，至少一开孔510a可形成于图5之基板310的突出部312或其它适合部位。
请参照图9，其绘示依照本申请一实施例之微机电系统封装结构10的剖面图。微机电系统封装结构10可包括微机电系统声学传感器100、载板11、壳体12、接垫13、集成电路晶粒14、至少一第一接点15及至少一第二接点16。载板11与壳体12可定义出容置空间R1。微机电系统声学传感器100可配置在载板11之接垫13 上。接垫13例如是具有绝缘性及/或导热性。集成电路晶粒14可配置在载板11上。可藉由打线方式电性连接微机电系统声学传感器100与集成电路晶粒14以及电性连接集成电路晶粒14与载板 11。在一实施例中，载板11可包括印刷电路板或本身为印刷电路板。在一实施例中，集成电路晶粒14例如是特定应用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片。在一实施例中，壳体12连接于载板11，且覆盖微机电系统声学传感器100、载板11、接垫13及集成电路晶粒14。载板11包括导电材料，如金属。在一实施例中，壳体12可包括印刷电路板。一实施例中，载板11是设置靠近讯号源(讯号源V1方向以载板11下方的箭头表示，但本揭露不限于此)，包括固态传导路径，例如耳骨等。一实施例中，微机电系统封装结构内无材料的空部分可填充气体，例如空气，制造简单且成本较低。另一实施例中，微机电系统封装结构内无材料的空部分可抽真空，以降低阻尼作用，造成较低的能量损失或机械耗散。在另一实施例中，微机电系统封装结构10之微机电系统声学传感器100可改由微机电系统声学传感器100’、200、 300、400、400’与500的任一者取代。
第一接点15与第二接点16电性连接。由第二接点16连接第一接点15来提供集成电路晶粒14的驱动输入讯号，且及将微机电系统声学传感器100所感测之感测讯号经集成电路晶粒14处理后输出到第一接点15，然后由第二接点16输出感测讯号。
请参照图10，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构20的剖面图。微机电系统封装结构20可包括微机电系统声学传感器100、载板11、壳体12、接垫13、集成电路晶粒14、、至少一第一接点15、至少一第二接点16及连接线25。微机电系统封装结构20具有与微机电系统封装结构10相同或相似结构，不同处在于，微机电系统声学传感器100配置在壳体12上，例如是配置在壳体12中与载板11相对之上部，然亦可配置在壳体12的侧部。此外，微机电系统封装结构20更包括电性连接集成电路晶粒14与载板11的连接线25。连接线25可形成于载板11及壳体12上、内或外，且连接至少一第一接点15与至少一第二接点16。连接线25 例如是导电线，如铜线等，其可采用例如是印刷方式形成于载板11 及壳体12。在另一实施例中，微机电系统封装结构20之微机电系统声学传感器100可改由微机电系统声学传感器100’、200、300、 400、400’与500的任一者取代。
请参照图11，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构30的剖面图。微机电系统封装结构30可包括微机电系统声学传感器100、载板31、壳体12、接垫13、集成电路晶粒14、至少一第一接点15及至少一第二接点16。微机电系统封装结构30具有与微机电系统封装结构10相同或相似结构，不同处在于，载板31具有贯孔31a。贯孔31a位于基板110的第二腔体110r下方。贯孔31a可对外部空气中的声音讯号提供进入微机电系统封装结构30的路径，然本申请实施例不限于此。在其它实施例中，贯孔31a 可设置在壳体12，例如至少一贯孔31a形成于壳体12的上部及/ 或侧部。在另一实施例中，微机电系统封装结构30之微机电系统声学传感器100可改由微机电系统声学传感器100’、200、300、400、 400’与500的任一者取代。
请参照图12，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构40的剖面图。微机电系统封装结构40可包括微机电系统声学传感器500、载板41、壳体12、接垫13、集成电路晶粒14、至少一连接组件45、至少一第一接点15及至少一第二接点16。微机电系统封装结构40具有与微机电系统封装结构10相同或相似结构，不同处在于，微机电系统声学传感器以组件500取代，且载板 41的结构不同。
载板41具有一开孔41a，在本实施例中，开孔41a例如是盲孔，如凹部或凹槽。微机电系统声学传感器500配置在载板41上，且基板510的一部分在位置上对应开孔41a。连接组件45配置在开孔 41a，并连接或接触微机电系统声学传感器500的基板510。外部讯号源V1可透过连接组件45传递给微机电系统声学传感器500。在另一实施例中，微机电系统封装结构40之微机电系统声学传感器 500可改由微机电系统声学传感器100’、100、200、300、400与 400’的任一者取代。
请参照图13，其绘示依照本申请另一实施例之微机电系统封装结构50的剖面图。微机电系统封装结构50可包括微机电系统声学传感器500、载板51、壳体12、接垫13、集成电路晶粒14、连接组件55、至少一第一接点15及至少一第二接点16。微机电系统封装结构50具有与微机电系统封装结构40相同或相似结构，不同处在于，载板51之结构与载板41之结构不同且连接组件55之结构与连接组件45之结构不同。
载板51具有一开孔51a，在本实施例中，开孔51a例如是贯孔。微机电系统声学传感器500配置在载板51上，且基板510的一部分在位置上对应凹部51a。连接组件55配置在凹部51a，并连接或接触微机电系统声学传感器500的基板510。外部讯号源V1可透过连接组件55传递给微机电系统声学传感器500。在本实施例中，连接组件55例如是孔塞，其插入载板51之开孔51a，以紧密微机电系统声学传感器500之基板510。
在另一实施例中，微机电系统封装结构50之微机电系统声学传感器500可改由微机电系统声学传感器100’、100、200、300、 400与400’的任一者取代。
图14A至图14P绘示根据一实施例之微机电系统声学传感器 100的制造方法。
如图14A所示，提供基板层110’。在一实施例中，基板层110’例如是硅基底。但本申请实施例不限于此，基板层110’可包括其它合适的半导体材料。
如图14B所示，可采用例如是沉积制程或热氧化制程，在基板层110’的上表面(或前表面)及下表面(或背表面)上分别形成介电材料层140’与介电材料层145’。沉积制程例如电浆加强型氧化物 (PEOX)，然此非用以限制本申请实施例。在一实施例中，介电材料层140’与介电材料层145’例如是同时形成。以材质来说，介电材料层140’及/或介电材料层145’例如是包含氧化物，如氧化硅。介电材料层140’与介电材料层145’的材料可相同，然亦可相异。
如14C图所示，可采用例如是微影制程(photolithography)，图案化介电材料层140’，以形成凹部图案，其包含至少一凹部140a。本文的「凹部」例如是包含凹槽及/或贯孔。本文的「微影制程」
例如是包含涂布(coating)(光阻)、曝光、显影及/或蚀刻等。「凹部」的数量及/或几何形状(图案)可视实际状况而定，本申请实施例不加以限定。
如图14D所示，可采用例如是沉积制程，形成介电材料层140”于介电材料层140’上，其中介电材料层140”与介电材料层140’合称介电材料层140”’。介电材料层140”’具有凹部图案，其包含至少一凹部140a’，凹部140a’顺应凹部140a的形状形成。此外，介电材料层140”’的材料例如是氧化物，如氧化硅(silicon oxide)、二氧化硅(silicon dioxide)、氧化物(oxide)或TEOS氧化物，然此非用以限制本申请实施例。在一实施例中，凹部140a’可定义后续形成之振膜130的结构，但本申请实施例不限于此。介电材料层140”与介电材料层140’的材料可相同，然亦可相异。
如图14E所示，可采用例如是蚀刻制程，形成介至少一凹部 140a”。凹部140a”例如是贯穿介电材料层140”’之贯孔。
如图14F所示，可采用例如是沉积制程，形成振膜层130’于介电材料层140”’且形成组件层135’在介电材料层145’上。振膜层 130’具有凹部图案，其包含至少一凹部130a1。凹部130a1对应凹部140a’的位置形成。组件层135’与振膜层130’可同时形成。此外，振膜层130’及组件层135’的材料可相同，例如是多晶硅(polysilicon)、碳化硅(siliconcarbide,SiC)、单晶硅(single crystal) 等半导体材料，其可经过离子布植(ionimplantation)或掺杂(doping) 等制程使材料产生导电特性，但本申请实施例不限于此。
如图14G所示，可采用例如是微影制程，形成至少一凹部130a2 在图14E图之振膜层130’中，以形成振膜130。凹部130a2例如是贯穿振膜层130’，而露出介电材料层140”’。在本步骤中，可同时移除组件层135’，以露出介电材料层145’。
如图14H所示，可采用例如是沉积制程，形成介电材料层150’在振膜130上且形成介电材料层145”在介电材料层145’上，其中介电材料层150’填充凹部130a2。介电材料层150’可具有凹部图案，其包含至少一凹部150a1。凹部150a1对应振膜130的凹部130a1 形成。介电材料层145”与介电材料层145’合称为介电材料层145。在一实施例中，介电材料层150’与介电材料层145”例如是同时形成。此外，介电材料层150’及介电材料层145”的材料可相同，例如是氧化物，如氧化硅，但本申请实施例不限于此。
如图14I所示，可采用例如是微影制程，形成至少一凹部150a2 在介电材料层150’中，从而形成突起(dimple)来减少表面黏滞力。
如图14J所示，可采用例如是沉积制程，形成介电材料层150”在图14I之介电材料层150’上，并填充凹部150a2。介电材料层150”具有至少一凹部150a3及至少一凹部150a4，其中凹部150a4露出振膜130。在一实施例中，介电材料层150”的材料例如是氧化物，如氧化硅，但本申请实施例不限于此。凹部150a3及凹部150a4可采用利用是微影制程及蚀刻制程形成。
如图14K所示，可采用例如是沉积制程，形成背板材料120’于介电材料层150”上且形成组件层125’于介电材料层145上，其中背板材料120’填满凹部150a4以电性连接于振膜130。背板材料 120’包含至少一突起120A，其对应凹部150a3形成。此外，背板材料120’与组件层125’可同时形成。此外，背板材料120’与组件层125’的材料可相同，例如是半导体材料，如多晶硅(polysilicon)、碳化硅(silicon carbide；SiC)等半导体材料，其可经过离子布植(ion implantation)或掺杂(doping)等制程使材料产生导电特性，但本申请实施例不限于此。
如图14L所示，可采用例如是金属沉积制程、黄光微影制程，及蚀刻制程或剥离(lift-off)制程等，形成电极层170于背板材料120’上，电极层170可包含二电极，其中之一为振膜电位正极，另一为背板电位负极。
如图14M所示，可采用例如是微影制程，图案化背板材料120’，以形成背板120。背板120具有至少一声孔(acoustic hole)120B。
如图14N所示，可采用例如是蚀刻制程，移除组件层125’，以露出介电材料层145。
如图14O所示，可采用例如是微影制程，图案化介电材料层 145，以形成至少一凹部145a，其中凹部145a露出基板层110’。
如图14P所示，可采用例如是蚀刻制程，移除基板层110’的部分材料，以形成基板110。基板110具有至少一第二腔体110r。
然后，可采用例如是湿蚀刻制程，蚀刻液透过图14P之凹部 145a及第二腔体110r，移除介电材料，以形成如图1A所示之介电层140及介电层150。
其余微机电系统声学传感器100’、200、300、400’及400的制造方法类似或同于微机电系统声学传感器100的制造方法，不同处在于采用不同图案的光罩，形成不同结构的背板、振膜、介电层及 /或基板。
请参照图15A～15B，其绘示图8之微机电系统声学传感器500 的制造过程图。微机电系统声学传感器500的制造过程类似或同于微机电系统声学传感器100，不同处在于基板510的制程。
如图15A所示，可采用例如是微影蚀刻制程，形成至少一光阻 146于介电材料层145的至少一开孔145a’，其中开孔145a’露出基板层510’，且光阻146填满开孔145a’。
如图15B所示，可采用蚀刻制程，移除光阻146及对应光阻 146的基板材料，以于基板层510’形成至少一开孔510a，而形成基板510。
微机电系统声学传感器500的其余制造步骤同于或相似于微机电系统声学传感器100的对应制造步骤，于此不再赘述。
以微机电系统封装结构10的制造方法来说，配置集成电路晶粒14及微机电系统声学传感器(如100、100’、200、300、400、400’与500之一者)于载板11上，然后再采用打线制程，以焊线电性连接载板11、集成电路晶粒14及微机电系统声学传感器，然后再以壳体12配置在载板11，并覆盖集成电路晶粒14及微机电系统声学传感器。其余微机电系统封装结构20、30、40及50的制造过程类似微机电系统封装结构10，容此不再赘述。
综上所述，虽然本申请已以实施例公开如上，然其并非用以限定本申请。本申请所属技术领域中的技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作各种之更动与润饰。因此，本申请的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种微机电系统声学传感器，包括：
一基板；
一背板，
一振膜，配置于该基板与该背板之间且包括一振动部；
一介电层，形成于该基板与该振膜之间且具有一对应该振动部的一第一腔体；以及
一连接部，位于该第一腔体内且连接该振动部与该基板。
2.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该连接部为柱状体。
3.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该连接部位于该振动部的中间区域。
4.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该连接部位于该振动部的边缘区域。
5.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该振动部具有一弹簧结构，该连接部连接该弹簧结构。
6.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该基板具有一第二腔体且包括一承载部，该第二腔体与该第一腔体的位置相对应，该承载部相对该第二腔体310r之一侧壁突出，该连接部位于该振动部与该基板之间。
7.如权利要求6所述的微机电系统声学传感器，其中该基板更包括一突出部，该突出部从该侧壁往该承载部的方向延伸且连接于该承载部；该突出部的宽度小于该承载部的宽度。
8.如权利要求6所述的微机电系统声学传感器，其中该基板更包括一突出部，该突出部从该侧壁往该承载部的方向延伸且连接于该承载部；该突出部的宽度大于该承载部的宽度。
9.如权利要求8所述的微机电系统声学传感器，其中该基板具有一开孔，该开孔形成于该突出部。
10.如权利要求8所述的微机电系统声学传感器，其中该振膜具有一信道，该信道与该突出部在位置上相对应。
11.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该振膜具有一信道，该信道与该第一腔体相通。
12.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该连接部包括：
一支撑部；
一包覆部，包覆该支撑部。
13.如权利要求12所述的微机电系统声学传感器，该包覆部与该振膜的材料相同。
14.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该连接部与该介电层的材料相同。
15.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该基板具有一下表面及一开孔，该开孔从该基板的下表面往上延伸。
16.如权利要求1所述的微机电系统声学传感器，其中该振动部具有突出结构和/或镂空结构。
17.一种微机电系统封装结构，包括：
一载板；以及
如权利要求1～16的任一项所述的微机电系统声学传感器，配置在该载板上。
18.如权利要求17所述的微机电系统封装结构，其中该载板具有一开孔，该微机电系统封装结构更包括：
一连接组件，配置在该开孔，且连接该微机电系统声学传感器的该基板。
19.如权利要求18所述的微机电系统封装结构，其中该开孔为盲孔或贯孔。
20.一种微机电系统声学传感器的制造方法，包括：
形成一介电材料层于一基板层上；
形成一振膜于该介电材料层上；
形成一背板于该振膜，其中该振膜位于该基板层与该背板之间且包括一振动部；
形成一第二腔体于该基板层，以形成一基板，其中该第二腔腔体露出该介电材料层；以及
透过该基板的该第二腔体，移除该介电材料层的部分材料，以形成一介电层及一连接部，其中该介电层位于该基板与该振膜之间且具有一对应该振动部的一第一腔体，且该连接部位于该第一腔体内且连接该振动部与该基板。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN215453267U (zh) * 2021-06-22 2022-01-07 瑞声声学科技(深圳)有限公司 骨传导传感器组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103347808A (zh) * 2011-12-29 2013-10-09 歌尔声学股份有限公司 硅基mems麦克风、包含该麦克风的系统和封装
CN103402163A (zh) * 2013-07-26 2013-11-20 歌尔声学股份有限公司 抗冲击硅基mems麦克风及其制造方法
TW201509199A (zh) * 2013-08-30 2015-03-01 Merry Electronics Co Ltd 高感度聲波傳感器
CN104581585A (zh) * 2013-10-16 2015-04-29 美律电子(深圳)有限公司 具振膜支撑结构的声波传感器

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004356707A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Hosiden Corp 音響検出機構
TW200738028A (en) * 2006-02-24 2007-10-01 Yamaha Corp Condenser microphone
IT1392742B1 (it) * 2008-12-23 2012-03-16 St Microelectronics Rousset Trasduttore acustico integrato in tecnologia mems e relativo processo di fabbricazione
TWI404428B (zh) * 2009-11-25 2013-08-01 Ind Tech Res Inst 聲學感測器
JP5083369B2 (ja) * 2010-04-28 2012-11-28 オムロン株式会社 音響センサ及びその製造方法
US8461655B2 (en) * 2011-03-31 2013-06-11 Infineon Technologies Ag Micromechanical sound transducer having a membrane support with tapered surface
KR101320573B1 (ko) * 2011-11-30 2013-10-28 주식회사 비에스이 멤스 마이크로폰
JP2013135436A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Funai Electric Co Ltd マイクロホン装置および電子機器
JP5987572B2 (ja) * 2012-09-11 2016-09-07 オムロン株式会社 音響トランスデューサ
DE102013201795A1 (de) * 2013-02-05 2014-08-07 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement mit einer Membranstruktur
US8946831B2 (en) * 2013-03-12 2015-02-03 Invensense, Inc. Low frequency response microphone diaphragm structures and methods for producing the same
US9516428B2 (en) * 2013-03-14 2016-12-06 Infineon Technologies Ag MEMS acoustic transducer, MEMS microphone, MEMS microspeaker, array of speakers and method for manufacturing an acoustic transducer
JP6149628B2 (ja) * 2013-09-13 2017-06-21 オムロン株式会社 音響トランスデューサ及びマイクロフォン
US10322481B2 (en) * 2014-03-06 2019-06-18 Infineon Technologies Ag Support structure and method of forming a support structure
KR101619253B1 (ko) * 2014-11-26 2016-05-10 현대자동차 주식회사 마이크로폰 및 그 제조방법
US9661411B1 (en) * 2015-12-01 2017-05-23 Apple Inc. Integrated MEMS microphone and vibration sensor
KR102486586B1 (ko) * 2016-06-13 2023-01-10 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰의 제조 방법
CN108622842A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体装置及其制造方法
JP7067891B2 (ja) * 2017-10-18 2022-05-16 Ｍｍｉセミコンダクター株式会社 トランスデューサ
KR102486583B1 (ko) * 2018-07-12 2023-01-10 주식회사 디비하이텍 멤스 마이크로폰, 이를 포함하는 멤스 마이크로폰 패키지 및 이의 제조 방법
WO2020062144A1 (zh) 2018-09-29 2020-04-02 共达电声股份有限公司 Mems声音传感器、mems麦克风及电子设备
DE112019004970T5 (de) * 2018-10-05 2021-06-24 Knowles Electronics, Llc Mikrofonvorrichtung mit Eindringschutz
WO2020123725A2 (en) * 2018-12-12 2020-06-18 Knowles Electronics, Llc Microphone assemblies including integrated vibration transducer and wearable devices including the same
US11265641B2 (en) * 2018-12-12 2022-03-01 Knowles Electronics, Llc Microelectromechanical systems vibration sensor
WO2021000163A1 (zh) 2019-06-30 2021-01-07 瑞声声学科技(深圳)有限公司 骨传导mems麦克风和移动终端
CN110650420B (zh) * 2019-08-16 2021-01-08 瑞声声学科技(深圳)有限公司 压电式mems麦克风
DE102019128767B4 (de) * 2019-10-24 2021-06-10 Tdk Corporation MEMS-Mikrofon und Herstellungsverfahren
US11267696B2 (en) * 2019-11-06 2022-03-08 Vanguard Iniernational Semiconductor Singapore Pte. Ltd. MEMS devices and methods of forming thereof
KR20220017770A (ko) * 2020-08-05 2022-02-14 현대자동차주식회사 고감도 mems 마이크로폰 및 그 제조방법
US11609091B2 (en) * 2020-11-16 2023-03-21 Knowles Electronics, Llc Microelectromechanical systems device including a proof mass and movable plate
US11716578B2 (en) * 2021-02-11 2023-08-01 Knowles Electronics, Llc MEMS die with a diaphragm having a stepped or tapered passage for ingress protection
US20220289556A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Mems microphone and mems accelerometer on a single substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103347808A (zh) * 2011-12-29 2013-10-09 歌尔声学股份有限公司 硅基mems麦克风、包含该麦克风的系统和封装
CN103402163A (zh) * 2013-07-26 2013-11-20 歌尔声学股份有限公司 抗冲击硅基mems麦克风及其制造方法
TW201509199A (zh) * 2013-08-30 2015-03-01 Merry Electronics Co Ltd 高感度聲波傳感器
CN104581585A (zh) * 2013-10-16 2015-04-29 美律电子(深圳)有限公司 具振膜支撑结构的声波传感器

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