DE102011012295A1 - Microelectromechanical system microphone for mobile radio unit, has transducer element enclosed between cover and carrier, and sound inlet openings formed in carrier and cover, respectively - Google Patents

Microelectromechanical system microphone for mobile radio unit, has transducer element enclosed between cover and carrier, and sound inlet openings formed in carrier and cover, respectively Download PDF

Info

Publication number
DE102011012295A1
DE102011012295A1 DE102011012295A DE102011012295A DE102011012295A1 DE 102011012295 A1 DE102011012295 A1 DE 102011012295A1 DE 102011012295 A DE102011012295 A DE 102011012295A DE 102011012295 A DE102011012295 A DE 102011012295A DE 102011012295 A1 DE102011012295 A1 DE 102011012295A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducer element
cover
carrier
microphone
sound inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011012295A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011012295B4 (en
Inventor
Gregor Feiertag
Hans Krüger
Wolfgang Pahl
Alois Stelzl
Anton Leidl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Priority to DE102011012295.8A priority Critical patent/DE102011012295B4/en
Priority to PCT/EP2011/061494 priority patent/WO2012004339A1/en
Priority to CN201180033807.XA priority patent/CN102958826B/en
Priority to US13/805,630 priority patent/US8865499B2/en
Publication of DE102011012295A1 publication Critical patent/DE102011012295A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011012295B4 publication Critical patent/DE102011012295B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0061—Packages or encapsulation suitable for fluid transfer from the MEMS out of the package or vice versa, e.g. transfer of liquid, gas, sound
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/01—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS
    • B81B2207/012—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS the micromechanical device and the control or processing electronics being separate parts in the same package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1515—Shape
    • H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1517—Multilayer substrate
    • H01L2924/15172—Fan-out arrangement of the internal vias
    • H01L2924/15174—Fan-out arrangement of the internal vias in different layers of the multilayer substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1517—Multilayer substrate
    • H01L2924/15192—Resurf arrangement of the internal vias
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16151—Cap comprising an aperture, e.g. for pressure control, encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/004—Monitoring arrangements; Testing arrangements for microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

The microphone has a transducer element (WE) i.e. microphone chip, mounted on a carrier (TR). A cover (AD) i.e. rigid cap, is arranged over the transducer element and the carrier such that the transducer element is enclosed between the cover and the carrier. Sound inlet openings (SO1, SO2) are formed in the carrier and the cover, respectively. The former sound inlet opening is provided with plastic-containing mass and sealed with solder. A sealing structure is arranged at the cover around the latter opening, where the former opening is closed during a functional test of a microphone unit. The rigid cap is made of metal, ceramic or plastic. An independent claim is also included for a method for manufacturing a microphone.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrofon, bei dem ein Wandlerelement zwischen einem Träger und einer Abdeckung eingeschlossen ist. Das Wandlerelement kann akustische Signale, die durch eine Schalleintrittsöffnung eintreten, in elektrische Signale umwandeln.The present invention relates to a microphone in which a transducer element is enclosed between a support and a cover. The transducer element can convert acoustic signals entering through a sound inlet into electrical signals.

Aus der US 2009/0001553 A1 sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, MEMS-Bauelemente (= micro-electro-mechanische Systeme) auf einem Träger aufzubringen und mit einer Kappe oder einer anderen Abdeckung abzudecken. Als Sensoren ausgebildete MEMS-Bauelemente, die für die Funktion des Bauelements eine fluidische Verbindung (z. B. für Gase oder Flüssigkeiten) des abgedeckten Innenraums nach außen benötigen, wie beispielsweise Mikrofone oder Drucksensoren, benötigen im Träger oder in der Abdeckung eine Öffnung.From the US 2009/0001553 A1 various ways are known to apply MEMS components (= micro-electro-mechanical systems) on a support and cover with a cap or other cover. MEMS components designed as sensors, which require a fluidic connection (eg for gases or liquids) of the covered interior to the outside for the function of the component, such as microphones or pressure sensors, require an opening in the carrier or in the cover.

Weit verbreitet sind Mikrofone mit unten liegender, also im Träger vorgesehener Schallöffnung. Der MEMS-Chip kann dabei die Schallöffnung von innen verschließen und somit das gesamte Gehäusevolumen als akustisches Referenz- oder Rückvolumen nutzen.Widely used are microphones with bottom, so provided in the carrier sound opening. The MEMS chip can close the sound opening from the inside and thus use the entire housing volume as an acoustic reference or back volume.

Die elektrische Kontaktierung eines MEMS-Chips auf einem Trägersubstrat kann an der Unterseite des Mikrofons erfolgen, d. h. an der Seite des MEMS-Chips, die dem Trägersubstrat zugewandt ist. Externe Lötanschlüsse sind dann in der Regel mittels Durchkontaktierungen im Trägersubstrat an dessen Unterseite geführt. Ist auch die Schalleintrittsöffnung an der Unterseite des Mikrofons angeordnet, so lassen sich Funktionstests des Mikrofons einfach und effektiv durchführen, da ein elektrischer und ein akustischer Kontakt zu einer Testeinrichtung von der gleichen Seite her erstellt werden können.The electrical contacting of a MEMS chip on a carrier substrate can be done on the underside of the microphone, d. H. on the side of the MEMS chip facing the carrier substrate. External solder connections are then usually performed by means of plated-through holes in the carrier substrate at its bottom. If the sound inlet opening is also arranged on the underside of the microphone, functional tests of the microphone can be carried out simply and effectively, since an electrical and an acoustic contact to a test device can be created from the same side.

Oftmals werden jedoch an die Akustik eines MEMS-Mikrofons Anforderungen gestellt, die eine Schalleintrittsöffnung an einer anderen Stelle verlangen. Insbesondere bei MEMS-Mikrofonen mit Schalleintrittsöffnungen an ungewöhnlicher Stelle besteht das Problem, dass die Funktionstests nunmehr deutlich aufwändiger sind. Ein elektrischer und ein akustischer Kontakt zu einer Testvorrichtung müssen hier von zwei verschiedenen Seiten aufgebaut werden. Alternativ kann auch eine Einzelhandhabung des Mikrofons in Funktionstests notwendig sein.Often, however, the acoustics of a MEMS microphone demands are made that require a sound inlet at another location. Particularly in the case of MEMS microphones with sound inlet openings in unusual places there is the problem that the functional tests are now much more complex. An electrical and an acoustic contact to a test device must be built here from two different sides. Alternatively, a single handling of the microphone in functional tests may be necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein MEMS-Mikrofon anzugeben, welches eine Schalleintrittsöffnung an einer beliebigen Stelle aufweisen kann und welches dabei einfach zu testen ist.Object of the present invention is therefore to provide a MEMS microphone, which may have a sound inlet opening at any point and which is easy to test.

Diese Aufgabe wird durch ein Mikrofon mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Verfahren zur Herstellung des Mikrofons sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by a microphone having the features of claim 1. Advantageous embodiments and a method for producing the microphone can be found in further claims.

Es wird ein Mikrofon vorgeschlagen, das einen Träger, eine Abdeckung, ein auf dem Träger montiertes Wandlerelement, das zwischen dem Träger und der Abdeckung eingeschlossen ist, eine erste Schalleintrittsöffnung, die im Träger vorbereitet, aber verschlossen ist, und eine zweite Schalleintrittsöffnung in der Abdeckung aufweist.There is proposed a microphone comprising a support, a cover, a transducer-mounted transducer element enclosed between the support and the cover, a first sound entrance opening prepared in the support but sealed, and a second sound entry opening in the cover having.

Die erste Schalleintrittsöffnung, die im Träger ausgebildet ist, wird während der Herstellung zum Testen des Mikrofons verwendet. Dadurch wird ein einfaches und automatisiertes Testverfahren ermöglicht, bei dem vorzugsweise elektrische und akustische Kontaktierung von der Unterseite des Mikrofons her vorgenommen werden kann. Danach wird die erste Schalleintrittsöffnung verschlossen und es wird eine zweite Schalleintrittsöffnung an einer beliebigen Stelle ausgebildet. Dementsprechend ermöglicht das erfindungsgemäße Mikrofon ein einfaches und automatisiertes Testen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die zweite Schalleintrittsöffnung an einer beliebigen Stelle anzuordnen, sodass eine größere Designfreiheit erreicht wird.The first sound entry port formed in the carrier is used to test the microphone during manufacture. Thereby, a simple and automated test method is made possible, in which preferably electrical and acoustic contact can be made from the underside of the microphone forth. Thereafter, the first sound inlet opening is closed and it is formed a second sound inlet opening at any point. Accordingly, the microphone according to the invention enables a simple and automated testing and at the same time offers the possibility of arranging the second sound entry opening at any desired location, so that a greater freedom of design is achieved.

In einer Ausführung ist die erste Schalleintrittsöffnung mit einer kunststoffhaltigen Masse verschlossen. Bei dieser Masse kann es sich um einen Polymer handeln, der vorzugsweise durch ein Jetdruckverfahren aufgetragen wird. Bei einem Jetdruckverfahren wird ein flüssiges oder zähflüssiges Material über eine Düse ortsgenau und kontaktlos aufgebracht. Das Verfahren ermöglicht es, kleine Tröpfchen des kunststoffhaltigen Materials gezielt auf die erste Schalleintrittsöffnung „aufzuschießen”.In one embodiment, the first sound inlet opening is closed with a plastic-containing compound. This composition may be a polymer which is preferably applied by a jet printing process. In a jet printing process, a liquid or viscous material is applied in a location-accurate and contactless manner via a nozzle. The method makes it possible to "shoot up" small droplets of the plastic-containing material specifically to the first sound inlet opening.

Alternativ kann die erste Schalleintrittsöffnung auch durch selektives Aufbringen (Dispensen) verschlossen werden. Hierbei sind Thermoplaste und Reaktionsharzmassen, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Materialien wie Füllstoffen, geeignet.Alternatively, the first sound inlet opening can also be closed by selective application (dispensing). Here are thermoplastics and reactive resin compositions, optionally in admixture with other materials such as fillers suitable.

Wird im Bereich der ersten Schalleintrittsöffnung eine geeignete lötbare Metallisierung, z. B. eine Lochwandauskleidung oder ein Ring um die Schalleintrittsöffnung, vorgesehen, so ist ein Verschluss auch durch Aufbringen und Umschmelzen von Lotpaste oder durch einen Jetdruck des geschmolzenen Lots möglich. Die erste Schalleintrittsöffnung kann somit auch durch lötbares Material, wie etwa Lotpaste oder geschmolzenes Lot, verschlossen werden.If, in the region of the first sound inlet opening, a suitable solderable metallization, eg. B. a perforated wall lining or a ring around the sound inlet opening, provided, a closure is also possible by applying and remelting solder paste or by a jet pressure of the molten solder. The first sound inlet opening can thus also be closed by solderable material, such as solder paste or molten solder.

Es ist ferner auch möglich, die erste Schalleintrittsöffnung mit einem Formteil in der Art eines Stöpsels oder Aufklebers zu verschließen.It is also possible to close the first sound inlet opening with a molded part in the manner of a plug or sticker.

In einer Ausführung sind Mittel zur elektrischen Kontaktierung des Wandlerelements auf der Seite des Wandlerelements vorgesehen, die dem Träger zugewandt ist. Dazu kann der Träger auf seiner dem Wandlerelement zugewandten Seite Anschlussflächen aufweisen und auf seiner dem Wandlerelement abgewandten Seite Kontaktpads. Ferner können die Anschlussflächen und Kontaktpads elektrisch über Durchkontaktierungen verbunden sein. Das Wandlerelement kann in Flip-Chip-Technik auf dem Träger montiert sein und über Bumps mit den Anschlussflächen des Trägers kontaktiert sein. In one embodiment, means for electrically contacting the transducer element are provided on the side of the transducer element, which faces the carrier. For this purpose, the carrier may have connecting surfaces on its side facing the transducer element and contact pads on its side facing away from the transducer element. Furthermore, the pads and contact pads may be electrically connected via vias. The transducer element can be mounted on the carrier in flip-chip technology and be contacted via bumps with the connection surfaces of the carrier.

Es ist aber auch möglich, das Wandlerelement konventionell mit Chipkleber zu befestigen und die elektrischen Verbindungen mit Bonddrähten herzustellen. Die Abdeckung kann dann beispielsweise aus einer Kappe oder einem Deckel bestehen.But it is also possible to fasten the transducer element conventionally with chip adhesive and to produce the electrical connections with bonding wires. The cover may then consist, for example, of a cap or a lid.

In einer Ausführung weist das Mikrofon zumindest ein weiteres Bauelement auf, wobei das weitere Bauelement ebenfalls von der Abdeckung bedeckt ist. Bei dem weiteren Bauelement kann es sich um einen ASIC-Chip handeln. Alternativ können das Wandlerelement und der ASIC-Chip zu einem gemeinsamen Bauelement auf einem einzigen Chip kombiniert sein.In one embodiment, the microphone has at least one further component, wherein the further component is likewise covered by the cover. The further component may be an ASIC chip. Alternatively, the transducer element and the ASIC chip may be combined into a common device on a single chip.

In einer Ausführung sind in dem Wandlerelement und in dem weiteren Bauelement jeweils ein Hohlraum ausgebildet. Die beiden Hohlräume können über einen Kanal oder anderweitig miteinander verbunden sein. Bei dem Hohlraum in dem Wandlerelement handelt es sich vorzugsweise um das Rückvolumen des Wandlerelements. Durch die Verbindung dieses Rückvolumens mit einem weiteren Hohlraum, der in dem ASIC-Chip ausgebildet ist, wird das Rückvolumen des Wandlerelements vergrößert und somit die Empfindlichkeit des Mikrofons verbessert.In one embodiment, in each case a cavity is formed in the transducer element and in the further component. The two cavities may be connected by a channel or otherwise. The cavity in the transducer element is preferably the back volume of the transducer element. By connecting this back volume with another cavity formed in the ASIC chip, the back volume of the transducer element is increased, thus improving the sensitivity of the microphone.

In einer Ausführung werden das Wandlerelement und das weitere Bauelement aus zwei Wafern gebildet, die jeweils auf einer ihrer Flachseiten Ausnehmungen aufweisen und deren Flachseiten derart zusammengesetzt werden, dass die Ausnehmungen bei zusammengesetzten Wafern zusammen einen Hohlraum ausbilden. Einer der beiden Wafer kann dabei als Pressglas- oder Spritzgusswafer in einem Heißpräge- bzw. Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Ausnehmungen der beiden Wafer können genau aufeinander angepasst werden. Das Zusammensetzen von zwei Wafern erlaubt es, die Prozesszeiten für das Einbringen der Kavitäten zu reduzieren und ferner die Wanddicken zu minimieren.In one embodiment, the transducer element and the further component of two wafers are formed, each having recesses on one of its flat sides and the flat sides are assembled such that the recesses together form a cavity in composite wafers. One of the two wafers can be produced as a pressed glass or injection-molded wafer in a hot embossing or injection molding process. The recesses of the two wafers can be matched exactly. The assembly of two wafers makes it possible to reduce the process times for the introduction of the cavities and also to minimize the wall thicknesses.

In einer Ausführung umfasst die Abdeckung des Mikrofons eine Abdeckfolie und zumindest eine Metallisierungsschicht.In one embodiment, the cover of the microphone comprises a cover film and at least one metallization layer.

In einem Verfahren zur Herstellung des Mikrofons wird ein Wandlerelement auf einem Träger montiert. Anschließend wird eine Abdeckung so über das Wandlerelement und den Träger angeordnet, dass das Wandlerelement zwischen Abdeckung und Träger eingeschlossen wird. Eine erste Schalleintrittsöffnung wird vorab in dem Träger vorgesehen oder wird nachträglich nach dem Anbringen der Abdeckung erzeugt. Nun wird ein Funktionstest des Mikrofons durchgeführt. Anschließend wird die erste Schalleintrittsöffnung verschlossen und eine zweite Schalleintrittsöffnung wird in der Abdeckung erzeugt. Hierbei können das Verschließen der ersten Schalleintrittsöffnung und das Erzeugen der zweiten Schalleintrittsöffnung in beliebiger Reihenfolge erfolgen.In a method of manufacturing the microphone, a transducer element is mounted on a carrier. Subsequently, a cover is placed over the transducer element and the carrier so as to enclose the transducer element between the cover and the carrier. A first sound entry opening is provided in advance in the carrier or is subsequently generated after the attachment of the cover. Now a function test of the microphone is performed. Subsequently, the first sound inlet opening is closed and a second sound inlet opening is produced in the cover. In this case, the closing of the first sound inlet opening and the generation of the second sound inlet opening can take place in any order.

Die erste Schalleintrittsöffnung wird durch eine kunststoffhaltige Masse verschlossen. Dabei kann es sich insbesondere um ein Polymer bzw. ein polymer-haltiges Material handeln, das durch ein Jetdruckverfahren auf die erste Schalleintrittsöffnung aufgebracht wird und das ferner bei Bedarf durch Belichtung und/oder thermisch ausgehärtet werden kann. Es kann auch ein geschmolzener Thermoplast in die erste Schalleintrittsöffnung eingespritzt werden, der beim Abkühlen erstarrt bzw. aushärtet.The first sound inlet opening is closed by a plastic-containing compound. This may in particular be a polymer or a polymer-containing material which is applied by a jet printing process to the first sound inlet opening and which can also be cured by exposure and / or thermally if necessary. It is also possible to inject a molten thermoplastic into the first sound inlet opening, which solidifies or hardens on cooling.

Ein Jetdruckverfahren ist ein Verfahren zum gezielten kontaktlosen Aufbringen eines flüssigen oder zähflüssigen Materials. Es ermöglicht es, kleine Tröpfchen des kunststoffhaltigen Materials gezielt auf die erste Schalleintrittsöffnung „aufzuschießen”.A jet printing process is a process for the targeted contactless application of a liquid or viscous material. It makes it possible to "shoot up" small droplets of the plastic-containing material specifically to the first sound inlet opening.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur schematisch und nicht maßstabsgetreu ausgeführt, sodass den Figuren weder absolute noch relative Maßangaben entnehmbar sind.In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and the associated figures. The figures are executed only schematically and not to scale, so that the figures neither absolute nor relative dimensions are removed.

1A bis 1E zeigen verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung eines MEMS-Mikrofons mit zwei Schalleintrittsöffnungen, 1A to 1E show different process stages in the manufacture of a MEMS microphone with two sound entry openings,

2 zeigt einen Funktionstest der MEMS-Mikrofone, 2 shows a functional test of the MEMS microphones,

3A und 3B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines MEMS-Mikrofons, 3A and 3B show a second embodiment of a MEMS microphone,

4A und 4B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel eines MEMS-Mikrofons. 4A and 4B show a third embodiment of a MEMS microphone.

Die 1A bis 1E zeigen verschiedene Verfahrensstufen der Herstellung eines MEMS-Mikrofons. 1A zeigt ein MEMS-Mikrofon nach der Montage eines Wandlerelements WE und eines weiteren Bauelements BE auf einem Träger TR. Das Wandlerelement WE weist eine Membran MEM auf und ein Rückvolumen RV. Das Rückvolumen RV wird von einer ersten Abdeckung AD begrenzt, die auf Waferlevel aufgebracht wird. Bei der ersten Abdeckung AD handelt es sich um eine Folie. In dem Träger TR ist eine Schalleintrittsöffnung SO1 angeordnet.The 1A to 1E show different process steps of manufacturing a MEMS microphone. 1A shows a MEMS microphone after mounting a transducer element WE and another component BE on a support TR. The transducer element WE has a membrane MEM and a back volume RV. The back volume RV will limited by a first cover AD, which is applied at wafer level. The first cover AD is a foil. In the carrier TR a sound inlet opening SO1 is arranged.

Eine Abdeckfolie AF ist über den beiden Chips WE, BE derart aufgebracht, dass die Abdeckfolie AF mit dem Träger TR seitlich rundum abschließend abdichtet.A covering film AF is applied over the two chips WE, BE in such a way that the covering film AF seals off laterally completely around the carrier TR.

Das Wandlerelement WE ist über Bumps BU elektrisch mit dem Träger TR kontaktiert. Der Träger TR weist auf seiner dem Wandlerelement WE zugewandten Seite Anschlussflächen ANF auf. Auf der dem Wandlerelement WE abgewandten Seite weist der Träger TR Kontaktpads KP auf. Die Kontaktpads KP und die Anschlussfläche ANF sind über Durchkontaktierungen DK miteinander verbunden.The transducer element WE is electrically contacted to the carrier TR via bumps BU. The carrier TR has on its the transducer element WE side facing pads ANF. On the side facing away from the transducer element WE, the carrier TR has contact pads KP. The contact pads KP and the pad ANF are connected to each other via through holes DK.

Dementsprechend befinden sich nun die elektrischen Kontaktierungen und der akustische Zugang des Mikrofons auf der Unterseite des Trägers TR. Funktionstests können nunmehr einfach und automatisiert durchgeführt werden.Accordingly, the electrical contacts and the acoustic access of the microphone are now located on the underside of the carrier TR. Functional tests can now be carried out simply and automatically.

Auch das weitere Bauelement (BE) ist in Flip-Chip-Technik mittels Bumps (BU) auf dem Träger montiert.The further component (BE) is mounted in flip-chip technology by means of bumps (BU) on the carrier.

Nach den Funktionstests wird ein weiterer Verfahrensschritt durchgeführt, der in 1B dargestellt ist.After the functional tests, a further process step is carried out, which in 1B is shown.

Dabei wird die erste Schalleintrittsöffnung SO1 in dem Träger TR verschlossen. Dazu wird durch ein Jetdruckverfahren ein Polymer in der ersten Schalleintrittsöffnung SO1 aufgebracht. Anschließend wird das Polymer ausgehärtet, z. B. durch Belichtung und/oder thermisch.In this case, the first sound inlet opening SO1 is closed in the carrier TR. For this purpose, a polymer is applied in the first sound inlet opening SO1 by a jet printing process. Subsequently, the polymer is cured, z. B. by exposure and / or thermally.

Anschließend wird auf der Abdeckfolie AF eine Grundmetallisierung GM ganzflächig aufgebracht, beispielsweise durch eine Plasmaabscheidung oder durch Sputtern. Dazu wird ein Metall wie z. B. Ti oder eine Mischung oder eine Schichtenfolge von Metallen verwendet, die zum Einen gute Haftung, auf der Abdeckfolie AF gewährleisten und zum Anderen gut als Wachstumsschicht zum späteren galvanischen Verstärken der Grundmetallisierung GM geeignet sind.Subsequently, a base metallization GM is applied over the entire surface of the cover film AF, for example by plasma deposition or by sputtering. This is a metal such. B. Ti or a mixture or a layer sequence of metals used, on the one hand ensure good adhesion to the cover film AF and on the other hand are well suited as a growth layer for later galvanic reinforcing the base metallization GM.

Alternativ kann die Grundmetallisierung GM auf der Abdeckfolie AF ganzflächig aufgebracht werden bevor die erste Schalleintrittsöffnung SO1 in dem Träger TR, wie oben beschrieben, verschlossen wird.Alternatively, the base metallization GM can be applied over the entire surface of the cover film AF before the first sound inlet opening SO1 in the support TR is closed, as described above.

1C zeigt das MEMS-Mikrofon nach dem nächsten Schritt. Die Grundmetallisierung GM wird galvanisch verstärkt. Vorzugsweise wird die Verstärkung so vorgenommen, dass eine zweite Schalleintrittsöffnung SO2 vorgebildet wird bzw. eine für eine zweite Schalleintrittsöffnung SO2 vorgesehene Fläche von der galvanischen Verstärkung ausgenommen wird. Dazu kann eine Resist-Struktur RS im Bereich der späteren zweiten Schalleintrittsöffnung SO2 auf der Grundmetallisierung GM erzeugt werden, beispielsweise durch Strukturierung einer Fotolackschicht. 1C shows the MEMS microphone after the next step. The basic metallization GM is galvanically reinforced. Preferably, the amplification is performed such that a second sound inlet opening SO2 is preformed or a surface provided for a second sound inlet opening SO2 is excluded from the galvanic reinforcement. For this purpose, a resist structure RS in the region of the later second sound entrance opening SO2 on the base metallization GM can be produced, for example by structuring a photoresist layer.

Die galvanische Verstärkung der Grundmetallisierung GM kann beispielsweise durch galvanische Abscheidung von Kupfer als Leitschicht und einer weiteren Schicht als Korrosionsschutzschicht erfolgen, wobei die Leitschicht und die weitere Schicht zusammen eine Verstärkerschicht VS ausbilden. Beispielsweise werden ca. 50 μm Cu und einige μm Nickel nacheinander galvanisch über der Grundmetallisierung GM erzeugt. 1D zeigt die Anordnung nach dem galvanischen Abscheiden der Verstärkerschicht VS und nach dem Entfernen der Resist-Struktur RS. Eine Öffnung in der Verstärkerschicht VS befindet sich nach dem Entfernen der Resist-Struktur RS da, wo die Resist-Struktur RS eine galvanische Verstärkung der Grundmetallisierung GM verhindert hat.The galvanic amplification of the base metallization GM can be effected for example by electrodeposition of copper as a conductive layer and a further layer as a corrosion protection layer, wherein the conductive layer and the further layer together form an amplifier layer VS. For example, about 50 microns of Cu and a few microns of nickel are generated successively galvanic over the base metallization GM. 1D shows the arrangement after the electrodeposition of the amplifier layer VS and after the removal of the resist structure RS. An opening in the amplifier layer VS is present after the removal of the resist structure RS, where the resist structure RS has prevented a galvanic amplification of the base metallization GM.

1E zeigt das MEMS-Mikrofon nach seiner Herstellung. Eine vollständige Durchbrechung der Abdeckung zur Erzeugung der zweiten Schalleintrittsöffnung SO2 gelingt nun beispielsweise durch Laserbohren. Da nur eine relativ dünne Metallschicht, die Grundmetallisierung GM, sowie eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Abdeckfolie AF zu durchbrechen ist, gelingt dies mit relativ geringen Intensitäten und in kontrollierter Weise, sodass eine Beschädigung unterhalb der zweiten Schalleintrittsöffnung SO2 gelegener Komponenten des MEMS-Mikrofons erfolgreich verhindert werden kann. Zum Öffnen der Grundmetallisierung GM im Bereich der zweiten Schalleintrittsöffnung SO2 sind beispielsweise CO2-, YAG- oder UV-Laser geeignet. 1E shows the MEMS microphone after its manufacture. A complete opening of the cover for generating the second sound inlet opening SO2 is now possible, for example, by laser drilling. Since only a relatively thin metal layer, the base metallization GM, as well as a cover sheet AF preferably made of plastic is to be broken, this is achieved with relatively low intensities and in a controlled manner, so that damage below the second sound inlet opening SO2 located components of the MEMS microphone successfully prevented can be. To open the base metallization GM in the region of the second sound inlet opening SO2, CO 2 , YAG or UV lasers are suitable, for example.

In einer Variante des Verfahrens kann die Resist-Struktur RS auch aufgedruckt werden. Vorzugsweise wird die Resist-Struktur RS in einer lateralen Ausdehnung erzeugt, die mindestens der doppelten Dicke der späteren Verstärkungsschicht VS entspricht. Auf diese Weise wird ein Überwachsen der Resist-Struktur RS bei der galvanischen Abscheidung vermieden. Nach dem Durchbrechen der Grundmetallisierung GM kann die Abdeckfolie AF mit niedrigeren Laserintensitäten bearbeitet werden, um die zweite Schalleintrittsöffnung SO2 vollständig zu öffnen bzw. durch alle Schichten der Abdeckung hindurch zu führen.In a variant of the method, the resist structure RS can also be printed. Preferably, the resist pattern RS is generated in a lateral extent that corresponds to at least twice the thickness of the subsequent reinforcing layer VS. In this way, overgrowth of the resist structure RS in the electrodeposition is avoided. After breaking through the base metallization GM, the cover film AF can be processed with lower laser intensities in order to completely open the second sound inlet opening SO2 or to pass it through all the layers of the cover.

Ferner kann in einem weiteren Schritt eine Dichtstruktur rund um die zweite Schalleintrittsöffnung SO2 erzeugt werden, was durch Strukturieren einer Polymerschicht, beispielsweise einer Fotolackschicht, durch Aufdrucken oder alternativ durch Aufkleben oder sonstiges Befestigen einer vorgefertigten Dichtstruktur erfolgen kann.Furthermore, in a further step, a sealing structure can be produced around the second sound inlet opening SO2, which can be achieved by patterning a polymer layer, for example a film Photoresist layer, can be done by printing or alternatively by sticking or otherwise attaching a prefabricated sealing structure.

Alternativ kann auf die Resiststruktur RS verzichtet werden. Setzt man etwa bei einem Laserbohrprozessen eine Endpunktdetektion – z. B. durch Plasma-Spektralanalyse – ein, so kann die zweite Schalleintrittsöffnung durch die volle Metallisierungsdichte gebohrt werden, ohne dass unzulässige Beschädigungen darunter liegender Teile in Kauf genommen werden müssen.Alternatively, it is possible to dispense with the resist structure RS. For example, in a laser drilling process, an endpoint detection is used - eg. B. by plasma spectral analysis - a, so the second sound inlet opening can be drilled through the full metallization density, without undue damage to underlying parts must be taken into account.

Ferner kann der Häusungsprozess auch grundsätzlich anders erfolgen, etwa durch Befestigung einer vorgeformten Kappe oder eines Deckels über dem Chip. Entscheidend ist die Ausgestaltung der ersten Schalleintrittsöffnung SO1 auf der Bauteilkontaktseite, der Wiederverschluss der ersten Schalleintrittsöffnung SO1 und das Erstellen der zweiten Schalleintrittsöffnung SO2 nach dem Funktionstest.Furthermore, the Häusungsprozess can also be done fundamentally different, such as by attaching a preformed cap or a lid over the chip. Decisive is the design of the first sound inlet opening SO1 on the component contact side, the reclosure of the first sound inlet opening SO1 and the creation of the second sound inlet opening SO2 after the functional test.

2 zeigt das Testverfahren, mit dem die gefertigten MEMS-Mikrofone auf ihre Funktionsfähigkeit getestet werden. Die Mikrofone MIK werden parallel aus einem Wafer gefertigt und anschließend in einzelne Mikrofone vereinzelt. Für den Funktionstest wird eine Testapparatur TA verwendet, die einen Lautsprecher LS, eine Schallaustrittsöffnung SAO und ein Referenzmikrofon RM aufweist. Die Testapparatur TA wird über der Schalleintrittsöffnung SO2 des zu testenden Mikrofons MIK derart justiert, dass Schallaustrittsöffnung SAO der Testapparatur TA und Schalleintrittsöffnung SO2 des Mikrofons MIK übereinander liegen. Für die Feinjustierung kann eine Kamera CAM eingesetzt werden. Durch die Schallaustrittsöffnung SAO und die Schalleintrittsöffnungen SO2 sind Testapparatur TA und Mikrofon MIK akustisch miteinander gekoppelt. 2 shows the test procedure used to test the manufactured MEMS microphones for their functionality. The MIK microphones are produced in parallel from a wafer and then separated into individual microphones. For the functional test, a test apparatus TA is used which has a loudspeaker LS, a sound exit opening SAO and a reference microphone RM. The test apparatus TA is adjusted above the sound inlet opening SO2 of the microphone MIK to be tested such that the sound outlet opening SAO of the test apparatus TA and sound inlet opening SO2 of the microphone MIK lie one above the other. For the fine adjustment, a camera CAM can be used. Through the sound outlet opening SAO and the sound inlet openings SO2 test apparatus TA and microphone MIK are acoustically coupled to each other.

Ferner weist die Testapparatur TA eine elektrische Kontaktvorrichtung EKV auf, die eine elektrische Kontaktierung des Mikrofons MIK ermöglicht. Durch eine Relativbewegung der Testapparatur TA und der auf einem Band BA angeordneten Mikrofone MIK zueinander können mehrere Mikrofone MIK nacheinander getestet werden.Furthermore, the test apparatus TA has an electrical contact device EKV, which enables electrical contacting of the microphone MIK. By a relative movement of the test apparatus TA and arranged on a band BA microphones MIK to each other several microphones MIK can be tested sequentially.

3A und 3B zeigen schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons. 3A zeigt ein erfindungsgemäßes Mikrofon in einer Seitenansicht. 3B zeigt einen Querschnitt durch das in 3A dargestellte Mikrofons entlang der Linie B-B'. 3A and 3B show schematically a second embodiment of the microphone according to the invention. 3A shows a microphone according to the invention in a side view. 3B shows a cross section through the in 3A shown microphone along the line B-B '.

Bei dem in den 3A und 3B gezeigten Mikrofon sind das Wandlerelement WE und das weitere Bauelement BE zu einem einzigen Chip CH zusammengefasst. Der Chip CH weist eine Öffnung auf, die in die zweite Schalleintrittsöffnung SO2 mündet. In dem Wandlerelement WE ist ein Rückvolumen RV ausgebildet.In the in the 3A and 3B shown microphone, the transducer element WE and the other component BE are combined to form a single chip CH. The chip CH has an opening which opens into the second sound inlet opening SO2. In the transducer element WE, a back volume RV is formed.

Der in den 3A und 3B dargestellte Chip CH wird aus einem Wafer aus Halbleitermaterial, beispielsweise aus einem Siliziumwafer, gefertigt. Auf der dem Träger TR zugewandten Unterseite des Chips werden Bauelementstrukturen BES sowie eine Membran MEM strukturiert. Bei den Bauelementstrukturen kann es sich beispielsweise um integrierte Schaltungen, insbesondere ASIC-Strukturen handeln.The in the 3A and 3B shown chip CH is made of a wafer of semiconductor material, for example, a silicon wafer. On the underside of the chip facing the carrier TR, component structures BES and a membrane MEM are patterned. The component structures may be, for example, integrated circuits, in particular ASIC structures.

Auf der vom Träger TR abgewandten Oberseite des Chips CH sind in Trocken- oder Nassätzverfahren Ausnehmungen RV, HO und ein oder mehrere Kanäle KA geätzt. Die Ausnehmungen und die Kanäle sind mit einer ersten Abdeckung AD verschlossen und können auf dem Träger mit einer weiteren Abdeckung versehen werden, deren Struktur und Aufbringung in den 1A bis 1E beschrieben ist. Alle Fertigungsschritte des Chips inklusive erster Abdeckung können auf Waferlevel erfolgen. Nach dem Vereinzeln der Chips erfolgt deren Montage auf dem Träger und die weitere Abdeckung mit der Abdeckfolie AF.On the upper side of the chip CH remote from the carrier TR, recesses RV, HO and one or more channels KA are etched in dry or wet etching processes. The recesses and the channels are closed with a first cover AD and can be provided on the support with a further cover whose structure and application in the 1A to 1E is described. All production steps of the chip, including the first cover, can be done at wafer level. After separating the chips, their mounting on the carrier and the further coverage with the cover AF.

Die erste Abdeckung AD, die auf Waferebene aufgebrachte wird, kann eine Folie sein. Diese verhindert, dass die Abdeckfolie AF in das Rückvolumen RV eindringen kann. Auf diese Weise kann die Reproduzierbarkeit eines exakten Rückvolumens RV gewährleistet werden.The first cover AD applied at the wafer level may be a foil. This prevents the cover sheet AF can penetrate into the back volume RV. In this way, the reproducibility of an exact return volume RV can be ensured.

3B zeigt einen Querschnitt durch das in 3A dargestellte Mikrofons entlang der Linie B-B'. Das Rückvolumen RV des Wandlerelements WE ist über die Kanäle KA mit einem Hohlraum HO, der in dem weiteren Bauelement BE ausgebildet ist, verbunden ist. Die Kanäle KA umschließen dabei die zweite Schalleintrittsöffnung SO2. 3B shows a cross section through the in 3A shown microphone along the line B-B '. The back volume RV of the transducer element WE is connected via the channels KA with a cavity HO, which is formed in the further component BE. The channels KA enclose the second sound inlet opening SO2.

4A und 4B zeigen schematisch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons. 4A zeigt ein erfindungsgemäßes Mikrofon in einer Seitenansicht. 4B zeigt einen Querschnitt durch das in 4A dargestellte Mikrofons entlang der Linie B-B'. 4A and 4B show schematically a third embodiment of the microphone according to the invention. 4A shows a microphone according to the invention in a side view. 4B shows a cross section through the in 4A shown microphone along the line B-B '.

Hier sind das weitere Bauelement BE und das Wandlerelement WE ebenfalls zu einem einzigen Chip CH zusammengefasst. Der Chip CH wird durch Verbinden zweier Wafer WF1, WF2 gebildet, wobei jeder Wafer WF1, WF2 auf der dem gegenüberliegenden Wafer WF1, WF2 zugewandten Seite Ausnehmungen aufweist. Nun werden die beiden Wafer WF1, WF2 so zusammengesetzt, dass ihre Ausnehmungen sich paarweise zu Hohlräumen HO ergänzen. Wiederum ist das Rückvolumen RV des Wandlerelements WE über Kanäle KA mit einem Hohlraum HO im weiteren Bauelement BE verbunden.Here, the further component BE and the transducer element WE are likewise combined to form a single chip CH. The chip CH is formed by connecting two wafers WF1, WF2, wherein each wafer WF1, WF2 has recesses on the side facing the opposite wafer WF1, WF2. Now, the two wafers WF1, WF2 are assembled so that their recesses in pairs complement each other to cavities HO. Again, the back volume is RV of Transducer element WE via channels KA connected to a cavity HO in another component BE.

Der erste Wafer WF1 ist zwischen dem Träger TR und dem zweiten Wafer WF2 angeordnet. Der erste Wafer WF1 besteht im Wesentlichen aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise aus Silizium. Auf der Unterseite des ersten Wafers WF1, die dem Träger TR zugewandt ist, sind Bauelementstrukturen BES und eine Membran MEM strukturiert. Auf der Oberseite des ersten Wafers WF1 sind Ausnehmungen eingeätzt. Nach dem Zusammensetzten der beiden Wafer WF1, WF2 bilden diese Ausnehmungen einen Teil des Rückvolumens RV, HO des Wandlerelements WE.The first wafer WF1 is disposed between the carrier TR and the second wafer WF2. The first wafer WF1 consists essentially of a semiconductor material, for example of silicon. On the underside of the first wafer WF1, which faces the carrier TR, component structures BES and a membrane MEM are structured. Recesses are etched on top of the first wafer WF1. After assembling the two wafers WF1, WF2, these recesses form part of the back volume RV, HO of the transducer element WE.

Der zweite Wafer WF2 ist auf der Oberseite des ersten Wafers WF1 angeordnet, d. h. auf der Seite des ersten Wafers WF1, die dem Träger TR abgewandt ist. Der zweite Wafer WF2 kann im Wesentlichen aus einem Kunststoff oder aus Glas bestehen. Er kann in einem Druckguss-, Spritzguss- oder Heißprägeverfahren geformt werden. Dabei werden auf der Unterseite des zweiten Wafers, d. h. auf der Seite, die dem ersten Wafer WF1 zugewandt ist, Ausnehmungen strukturiert. Werden der erste und der zweite Wafer WF1, WF2 an ihren Flachseiten zusammengesetzt, so bilden die Ausnehmungen im ersten und im zweiten Wafer Hohlräume HO, RV aus, die als Rückvolumen des Wandlerelements WE dienen.The second wafer WF2 is disposed on top of the first wafer WF1, i. H. on the side of the first wafer WF1 facing away from the carrier TR. The second wafer WF2 may consist essentially of a plastic or of glass. It can be molded in a die casting, injection molding or hot stamping process. In this case, on the underside of the second wafer, i. H. on the side facing the first wafer WF1, structured recesses. If the first and second wafers WF1, WF2 are assembled on their flat sides, the recesses in the first and in the second wafer form cavities HO, RV, which serve as the back volume of the transducer element WE.

Ferner werden in der Fügefläche mindestens eines der Wafer WF1, WF2 Kanäle KA strukturiert, die bei zusammengesetzten Wafern WF1, WF2 die Hohlräume miteinander verbinden.Furthermore, at least one of the wafers WF1, WF2 channels KA are patterned in the joining area, which interconnect the cavities with composite wafers WF1, WF2.

Neben der Fertigung des Mikrofons auf Waferlevel ist es natürlich auch möglich, zuerst die beiden Wafer zu verbinden, die Mikrofone zu vereinzeln und dann auf den Träger zu montieren. Ebenfalls möglich ist es, aus dem ersten Wafer vereinzelte Chips zu montieren und erst danach mit einem zweiten Chip zu verbinden und abzudecken. Die Abdeckung von erstem und zweiten Chip z. B. mittels einer über dem Chip (erster und zweiter Chip) aufgebrachten Abdeckfolie erfolgt in allen Fällen auf dem Träger.In addition to the production of the microphone at wafer level, it is of course also possible to first connect the two wafers, to singulate the microphones and then mount on the carrier. It is also possible to assemble individual chips from the first wafer and only then to connect and cover them with a second chip. The cover of the first and second chip z. B. by means of an over the chip (first and second chip) applied cover takes place in all cases on the carrier.

Es zeigt sich, dass mit der beschriebenen Anordnung von Wandlerelement WE, weiterem Bauelement BE und zweiter Schallöffnung SO2 eine akustische Performance des Mikrofons erreichen kann, die derjenigen eines identischen Mikrofons mit Schallöffnung nach unten entspricht.It turns out that with the described arrangement of transducer element WE, further component BE and second sound opening SO2, it is possible to achieve an acoustic performance of the microphone which corresponds to that of an identical microphone with sound opening downwards.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

WEWE
– Wandlerelement- Transducer element
BEBE
– weiteres Bauelement- another component
TRTR
– Träger- Carrier
MEMMEM
– Membran- membrane
RVRV
– Rückvolumen- back volume
SO1SO1
– erste Schalleintrittsöffnung- First sound inlet opening
AFAF
– Abdeckfolie- Covering foil
BUBU
– Bump- Bump
ANFANF
– Anschlussfläche- connection area
KPKP
– Kontaktpad- Contact pad
DKDK
– Durchkontaktierung- Through connection
GMGM
– Grundmetallisierung- base metallization
SO2SO2
– zweite Schalleintrittsöffnung- Second sound inlet opening
RSRS
– Resist-Struktur- Resist structure
VSVS
– Verstärker-Schicht- Amplifier layer
MIKMIK
– Mikrofon- Microphone
TATA
– Testapperatur- Testapperatur
LSLS
– Lautsprecher- Speaker
SAOSAO
– Schallaustrittsöffnung- Sound outlet
RMRM
– Referenzmikrofon- Reference microphone
CAMCAM
– Kamera- Camera
EKVEKV
– elektrische Kontaktvorrichtung- electrical contact device
BABA
– Band- Tape
CMCM
– Chip- Chip
KAKA
– Kanal- Channel
HOHO
– Hohlraum- Cavity
WF1, WF2WF1, WF2
– erster bzw. zweiter Wafer- First or second wafer
BESBES
– Bauelementstrukturen- Device structures
ADAD
– erste Abdeckung- first cover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2009/0001553 A1 [0002] US 2009/0001553 A1 [0002]

Claims (17)

Mikrofon – mit einem Träger (TR), – mit einem auf dem Träger (TR) montierten Wandlerelement (WE), – mit einer Abdeckung, wobei das Wandlerelement (WE) zwischen dem Träger (TR) und der Abdeckung eingeschlossen ist, – mit einer ersten Schalleintrittsöffnung (SO1), die im Träger (TR) vorbereitet aber verschlossen ist, und – mit einer zweiten Schalleintrittsöffnung (SO2) in der Abdeckung.microphone With a carrier (TR), With a transducer element (WE) mounted on the support (TR), With a cover, the transducer element (WE) being enclosed between the support (TR) and the cover, - With a first sound inlet opening (SO1), which is prepared in the carrier (TR) but closed, and - With a second sound inlet opening (SO2) in the cover. Mikrofon gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) mit einer kunststoffhaltigen Masse verschlossen ist.Microphone according to claim 1, wherein the first sound inlet opening (SO1) is closed with a plastic-containing compound. Mikrofon gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) mit Lot verschlossen ist.Microphone according to claim 1, wherein the first sound inlet opening (SO1) is closed with solder. Mikrofon gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Wandlerelement (WA) auf der Seite, die dem Träger (TR) zugewandt ist, Mittel zur elektrischen Kontaktierung aufweist.Microphone according to one of Claims 1 to 3, in which the transducer element (WA) has means for making electrical contact on the side facing the carrier (TR). Mikrofon gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Träger (TR) auf seiner dem Wandlerelement (WE) zugewandten Seite Anschlussflächen (ANF) aufweist, bei dem der Träger (TR) auf seiner dem Wandlerelement (WE) abgewandten Seite Kontaktpads (KP) aufweist, bei dem der Träger (TR) Durchkontaktierungen (DK) aufweist, die die Anschlussflächen (ANF) elektrisch mit den Kontaktpads (KP) kontaktieren, bei dem das Wandlerelement (WE) in Flip-Chip Technik auf dem Träger (TR) montiert ist, und bei dem das Wandlerelement (WE) über Bumps (BU) mit den Anschlussflächen (ANF) kontaktiert ist.Microphone according to one of claims 1 to 4, in which the support (TR) has contact surfaces (ANF) on its side facing the transducer element (WE), in which the carrier (TR) has contact pads (KP) on its side facing away from the transducer element (WE), in which the carrier (TR) has plated-through holes (DK) which contact the terminal pads (ANF) electrically with the contact pads (KP), in which the transducer element (WE) in flip-chip technology on the support (TR) is mounted, and in which the transducer element (WE) via bumps (BU) with the pads (ANF) is contacted. Mikrofon gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Wandlerelement (WA) über Bonddrähte mit dem Träger (TR) elektrisch kontaktiert ist.Microphone according to one of claims 1 to 4, wherein the transducer element (WA) via bonding wires with the support (TR) is electrically contacted. Mikrofon gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das zumindest ein Halbleiter-Bauelement (BE) aufweist, wobei das Halbleiter-Bauelement (BE) von der Abdeckung bedeckt wird.Microphone according to one of claims 1 to 5, comprising at least one semiconductor device (BE), wherein the semiconductor device (BE) is covered by the cover. Mikrofon gemäß Anspruch 7, bei dem in dem Wandlerelement (WE) und in dem Halbleiter-Bauelement (BE) je ein Hohlraum (RV, HO) ausgebildet ist, und bei dem die beiden Hohlräume (RV, HO) über einen Kanal (KA) miteinander verbunden sind.Microphone according to claim 7, in which in the transducer element (WE) and in the semiconductor device (BE) each have a cavity (RV, HO) is formed, and in which the two cavities (RV, HO) are interconnected via a channel (KA). Mikrofon gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem das Wandlerelement (WE) und das Halbleiter-Bauelement (BE) in zwei Wafern (WF1, WF2) ausgebildet werden, die jeweils auf einer ihrer Flachseiten eine Ausnehmung aufweisen, und bei dem die Flachseiten im Mikrofon derart zusammengesetzt sind, dass die Ausnehmungen zusammen einen verbundenen Hohlraum (HO) ausbilden.Microphone according to claim 7 or 8, wherein the transducer element (WE) and the semiconductor device (BE) are formed in two wafers (WF1, WF2), each having a recess on one of its flat sides, and wherein the flat sides in the microphone are composed such that the recesses together form a connected cavity (HO). Mikrofon gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Abdeckung eine Abdeckfolie und eine Metallisierungsschicht umfasst.A microphone according to any one of claims 1 to 9, wherein the cover comprises a cover film and a metallization layer. Verfahren zur Herstellung eines Mikrofons nach einem der Ansprüche 1–10, bei dem ein Wandlerelement (WE) auf einem Träger (TR) montiert wird, bei dem eine Abdeckung so über dem Wandlerelement (WE) und den Träger (TR) angeordnet wird, dass das Wandlerelement (WE) zwischen der Abdeckung und dem Träger (TR) eingeschlossen wird, bei dem eine erste Schalleintrittsöffnung (SO1) in dem Träger (TR) erzeugt wird, bei dem ein Funktionstest des Mikrofons durchgeführt wird, bei dem die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) verschlossen wird, bei dem eine zweite Schalleintrittsöffnung (SO2) in der Abdeckung erzeugt wird.Method for producing a microphone according to one of Claims 1-10, in which a transducer element (WE) is mounted on a carrier (TR), wherein a cover is placed over the transducer element (WE) and the support (TR) such that the transducer element (WE) is trapped between the cover and the support (TR), in which a first sound entry opening (SO1) is generated in the support (TR), in which a function test of the microphone is performed, in which the first sound inlet opening (SO1) is closed, in which a second sound inlet opening (SO2) is produced in the cover. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) durch eine kunststoffhaltige Masse oder durch Lot verschlossen wird.A method according to claim 11, wherein the first sound inlet opening (SO1) is closed by a plastic-containing mass or by solder. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) dadurch verschlossen wird, dass ein Polymer-haltiges Material in einem Jetdruckverfahren auf die erste Schalleintrittsöffnung (SO1) aufgebracht und durch Belichtung und/oder thermisch ausgehärtet wird.A method according to claim 12, wherein the first sound inlet opening (SO1) is closed by applying a polymer-containing material in a jet printing process to the first sound inlet opening (SO1) and cured by exposure and / or thermally. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11–13, bei dem vor dem Aufbringen der Abdeckung ein Halbleiter-Bauelement (BE) auf dem Träger (TR) montiert wird.Method according to one of Claims 11-13, in which a semiconductor component (BE) is mounted on the carrier (TR) before the cover is applied. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11–14, bei dem das Wandlerelement (WE) in Flip-Chip Technik auf dem Träger (TR) montiert wird.Method according to one of Claims 11-14, in which the transducer element (WE) is mounted on the carrier (TR) in flip-chip technology. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11–14, bei dem eine Folie (AF) auf das Wandlerelement (WE) und den Träger (TR) auflaminiert wird.Method according to one of claims 11-14, wherein a foil (AF) is laminated onto the transducer element (WE) and the carrier (TR). Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem eine Metallisierungsschicht (GM, VS) über der Folie (AF) aufgebracht wird.A method according to claim 16, wherein a metallization layer (GM, VS) is applied over the foil (AF).
DE102011012295.8A 2010-07-08 2011-02-24 MEMS microphone and method for manufacturing the MEMS microphone Active DE102011012295B4 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011012295.8A DE102011012295B4 (en) 2011-02-24 2011-02-24 MEMS microphone and method for manufacturing the MEMS microphone
PCT/EP2011/061494 WO2012004339A1 (en) 2010-07-08 2011-07-07 Mems microphone and method for producing the mems microphone
CN201180033807.XA CN102958826B (en) 2010-07-08 2011-07-07 MEMS microphone and the method for the manufacture of MEMS microphone
US13/805,630 US8865499B2 (en) 2010-07-08 2011-07-07 MEMS microphone and method for producing the MEMS microphone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011012295.8A DE102011012295B4 (en) 2011-02-24 2011-02-24 MEMS microphone and method for manufacturing the MEMS microphone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011012295A1 true DE102011012295A1 (en) 2012-08-30
DE102011012295B4 DE102011012295B4 (en) 2020-06-04

Family

ID=46635106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011012295.8A Active DE102011012295B4 (en) 2010-07-08 2011-02-24 MEMS microphone and method for manufacturing the MEMS microphone

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011012295B4 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014043358A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Device testing using acoustic port obstruction
DE102014105849B3 (en) * 2014-04-25 2015-09-17 Epcos Ag Microphone with increased back volume and method of manufacture
WO2017059898A1 (en) 2015-10-07 2017-04-13 Tdk Corporation Top port microphone with enlarged back volume
WO2022133045A1 (en) * 2020-12-16 2022-06-23 Invensense, Inc. Reduced light reflection package
US11800297B2 (en) 2020-12-16 2023-10-24 Invensense, Inc. Reduced light reflection package

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303263A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-05 Infineon Technologies Ag Sensor module contains sealing arrangement that acoustically isolates microphone so that detection is only possible in direction perpendicular to active surface over opening in circuit board
WO2005102910A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-03 Epcos Ag Encapsulated electrical component and production method
US20090001553A1 (en) 2005-11-10 2009-01-01 Epcos Ag Mems Package and Method for the Production Thereof
US20090169035A1 (en) * 2006-03-30 2009-07-02 Pulse Mems Aps Single Die MEMS Acoustic Transducer and Manufacturing Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303263A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-05 Infineon Technologies Ag Sensor module contains sealing arrangement that acoustically isolates microphone so that detection is only possible in direction perpendicular to active surface over opening in circuit board
WO2005102910A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-03 Epcos Ag Encapsulated electrical component and production method
US20090001553A1 (en) 2005-11-10 2009-01-01 Epcos Ag Mems Package and Method for the Production Thereof
US20090169035A1 (en) * 2006-03-30 2009-07-02 Pulse Mems Aps Single Die MEMS Acoustic Transducer and Manufacturing Method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014043358A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Device testing using acoustic port obstruction
US9326080B2 (en) 2012-09-14 2016-04-26 Robert Bosch Gmbh Device testing using acoustic port obstruction
DE102014105849B3 (en) * 2014-04-25 2015-09-17 Epcos Ag Microphone with increased back volume and method of manufacture
WO2015161940A1 (en) 2014-04-25 2015-10-29 Epcos Ag Microphone having increased rear volume, and method for production thereof
US9854350B2 (en) 2014-04-25 2017-12-26 Tdk Corporation Microphone having increased rear volume, and method for production thereof
WO2017059898A1 (en) 2015-10-07 2017-04-13 Tdk Corporation Top port microphone with enlarged back volume
US10194251B2 (en) 2015-10-07 2019-01-29 Tdk Corporation Top port microphone with enlarged back volume
WO2022133045A1 (en) * 2020-12-16 2022-06-23 Invensense, Inc. Reduced light reflection package
US11800297B2 (en) 2020-12-16 2023-10-24 Invensense, Inc. Reduced light reflection package

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011012295B4 (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012004339A1 (en) Mems microphone and method for producing the mems microphone
DE102006058010B9 (en) Semiconductor device with cavity structure and manufacturing method
DE102006046292B4 (en) Component with MEMS microphone and method of manufacture
DE102005053767B4 (en) MEMS microphone, method of manufacture and method of installation
DE102005053765B4 (en) MEMS package and method of manufacture
DE102007058951B4 (en) MEMS package
DE102013106353B4 (en) Method for applying a structured coating to a component
DE10253163B4 (en) Hermetic encapsulation device and wafer scale manufacturing method
DE102010026519B4 (en) Case with MEMS microphone, electrical device with housing with MEMS microphone and method of manufacture
WO2010028884A2 (en) Encapsulation, mems and encapsulation method
DE102011012295B4 (en) MEMS microphone and method for manufacturing the MEMS microphone
DE102010064120A1 (en) Component and method for its production
DE10136743A1 (en) Production of a hermetic encapsulation comprises fixing and electrically contacting a component formed on chip on a support, covering the rear side of the chip with a plastic film, connecting with the support, structuring, etc.
WO2005102910A1 (en) Encapsulated electrical component and production method
DE102008039706A1 (en) Semiconductor device
DE102008040775A1 (en) Encapsulation, MEMS and selective encapsulation
DE102006022379A1 (en) Micromechanical pressure transducer for capacitive microelectromechanical system microphone, has substrate-sided cavity forming back volume for movable membrane, and resting at application-specific integrated circuit chip
DE102010043189A1 (en) Integrated acoustic horn and lead frame
DE102011004570A1 (en) Component carrier for e.g. microelectromechanical system component, has carrier film formed with coating, where mounting surface is formed on inner wall of film for mounting microelectromechanical system components
DE102017212748B4 (en) Sensor devices and methods of making them
DE102006005419A1 (en) Semiconductor component for electronic device, includes walls with photolithographically patterned polymer, and cavity covering having polymer layer, where molecular chains of the polymers are crosslinked to form stable cavity housing
EP3231010B1 (en) Simple to produce electric component and method for producing an electric component
DE102007001290A1 (en) Module comprises semiconductor chip with mobile element, where substrate is made of glass or semiconductor material and covers main surface of semiconductor chip, and another substrate is made of glass or semiconductor material
WO2005086233A2 (en) Component with encapsulation suitable for wlp and production method
DE102005063640B3 (en) MEMS package and method of manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TDK CORPORATION, JP

Free format text: FORMER OWNER: EPCOS AG, 81669 MUENCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER, PATENTANWALTSGESELLSCH, DE

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHA, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final