IT201800002367A1

IT201800002367A1 - Sensore di pressione mems a sensibilita' multipla e dimensioni ridotte

Info

Publication number: IT201800002367A1
Application number: IT201800002367A
Authority: IT
Inventors: Enri Duqi; Lorenzo Baldo; Paolo Aranzulla; Sarto Marco Del
Original assignee: St Microelectronics Srl
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-08-02
Also published as: US11079298B2; US20190242772A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“SENSORE DI PRESSIONE MEMS A SENSIBILITA' MULTIPLA E DIMENSIONI RIDOTTE”

La presente invenzione è relativa ad un sensore di pressione MEMS (“Micro-Electro-Mechanical Systems”, sistemi micro-elettro-meccanici) a sensibilità multipla e dimensioni ridotte.

Come noto, sensori includenti strutture micromeccaniche realizzate, almeno in parte, con materiali semiconduttori e con la tecnologia MEMS sono sempre più utilizzati, grazie alle vantaggiose caratteristiche di ridotte dimensioni, bassi costi di fabbricazione e flessibilità.

Un sensore MEMS comprende una struttura di rilevamento micro-elettro-meccanica, che trasduce una grandezza fisica di tipo meccanico da rilevare in una grandezza fisica di tipo elettrico (ad esempio, correlata ad una variazione capacitiva) e genera un corrispondente segnale elettrico; ed un circuito elettronico di lettura, ad esempio un ASIC (“Application Specific Integrated Circuit”, circuito integrato per applicazioni specifiche), che elabora il segnale elettrico e fornisce un segnale di uscita, di tipo analogico (ad esempio, una tensione elettrica) o digitale (ad esempio un segnale PDM, “Pulse Density Modulation”, con modulazione a densità di impulsi). Il segnale di uscita, eventualmente elaborato da un circuito elettronico di interfaccia, viene quindi reso disponibile ad un sistema elettronico esterno, ad esempio un circuito di controllo a microprocessore di un apparecchio elettronico incorporante il sensore MEMS.

Sensori MEMS comprendono, ad esempio, sensori di grandezze fisiche, quali sensori inerziali, che rilevano dati di accelerazione, velocità angolare; sensori di segnali derivati, quali quaternioni (dati rappresentativi di rotazioni e direzioni nello spazio tridimensionale) e segnali di gravità; rilevatori di moto, quali contatori di passi, di corsa e di salita; e segnali ambientali, che rilevano grandezze quali pressione, temperatura e umidità.

Per il rilevamento della grandezza fisica, i sensori MEMS di tipo considerato comprendono almeno una membrana o uno strato, formato in o su una piastrina semiconduttrice e sospeso sopra una o più cavità. La membrana può essere affacciata all'ambiente esterno o in comunicazione con questo tramite un percorso fluidico; inoltre, la grandezza fisica è rilevata mediante uno o più elementi di rilevamento, come, ad esempio, elementi di rilevamento piezoresistivi, disposti in corrispondenza della membrana o dello strato del sensore.

In seguito, si farà riferimento principalmente a sensori di pressione MEMS; tuttavia, senza alcuna perdita di generalità, analoghe considerazioni possono essere estese anche a sensori di diversa natura.

Nei sensori di pressione MEMS, in uso, la pressione da rilevare provoca una deflessione della membrana proporzionale all’entità della pressione stessa; tale deformazione causa una variazione della resistività elettrica del materiale costituente gli elementi piezoresistivi, generando, quindi, un segnale elettrico. Il segnale elettrico viene poi letto ed elaborato dai circuiti elettronici di lettura, accoppiati al sensore di pressione MEMS; in seguito, il segnale elaborato può essere trasmesso a sistemi o circuiti elettronici esterni, accoppiati al sensore di pressione MEMS.

In alcune applicazioni si desidera che il sensore di pressione sia in grado di operare in diversi intervalli di pressione, anche molto diversi. Ad esempio, dispositivi quali smartwatch, dispositivi di gestione di attività sportive e simili, spesso comprendono applicazioni che richiedono la misura della pressione esterna in intervalli differenti, ad esempio per applicazioni quotidiane, la gestione della navigazione per biciclette da interno, il monitoraggio della quota durante l'arrampicata, la misura della profondità di immersione, quindi in grado sia di misurare le variazioni di pressione atmosferica durante la giornata e di misurare la pressione dell'acqua durante l'immersione.

Soluzioni note implementano, ad esempio, sensori di pressione MEMS aventi strutture a singola membrana o a membrane affiancate, progettati e realizzati in modo da operare negli intervalli di pressione desiderati.

In maniera analoga, nel caso di sensori di pressione MEMS a membrane affiancate, queste sono conformate in modo da essere particolarmente sensibili in intervalli di pressione diversi.

Tuttavia, le presenti soluzioni hanno degli svantaggi. In particolare, l’area occupata dalla membrana o membrane secondo tali soluzioni note è generalmente piuttosto elevata. Tale requisito rende complessa la loro integrazione in dispositivi o sistemi di ridotte dimensioni.

Inoltre, tali sensori possono avere prestazioni ridotte su uno o più degli intervalli di sensibilità, riducendo l’affidabilità e l’efficienza del sensore stesso sul suo intero intervallo di operatività. In particolare, tale problematica si presenta particolarmente in sensori di pressione MEMS a singola membrana.

Scopo della presente invenzione è realizzare un sensore di pressione MEMS a sensibilità multipla e dimensioni ridotte che superi gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sensore di pressione MEMS, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte alcune forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 mostra schematicamente una sezione trasversale presa lungo una linea di sezione I-I di figura 2 del presente sensore di pressione MEMS secondo una forma di realizzazione;

- la figura 2 mostra schematicamente una vista dall’alto del sensore di pressione MEMS di figura 1 con parti asportate e parti in trasparenza;

- la figura 3 mostra lo spostamento provocato su una porzione del presente sensore di pressione MEMS quando viene applicata una prima pressione esterna;

- la figura 4 mostra lo spostamento provocato su una prima parte della porzione di sensore di figura 3 quando viene applicata una seconda pressione esterna;

- la figura 5 mostra lo spostamento provocato su una seconda parte della porzione di sensore delle figure 3 e 4 quando viene applicata la seconda pressione esterna;

- la figura 6 mostra schematicamente una sezione trasversale presa lungo la linea di sezione VI-VI di figura 7 del presente sensore di pressione MEMS secondo un’altra forma di realizzazione;

- la figura 7 mostra schematicamente una vista dall’alto del sensore di pressione MEMS di figura 6 con parti asportate e parti in trasparenza;

- la figura 8 mostra schematicamente una sezione trasversale del presente sensore di pressione MEMS secondo un’ulteriore forma di realizzazione;

- la figura 9 mostra schematicamente una sezione trasversale del presente sensore di pressione MEMS secondo un’altra forma di realizzazione;

- la figura 10 mostra schematicamente una sezione trasversale del presente sensore di pressione MEMS secondo un’ulteriore forma di realizzazione;

- la figura 11 mostra schematicamente una sezione trasversale presa lungo una linea di sezione XI-XI di figura 12 del presente sensore di pressione MEMS secondo un’altra forma di realizzazione;

- la figura 12 mostra schematicamente una vista dall’alto del sensore di pressione MEMS di figura 11 con parti asportate e parti in trasparenza;

- la figura 13 mostra una sezione trasversale del presente sensore di pressione MEMS secondo un’ulteriore forma di realizzazione;

- la figura 14 mostra schematicamente una sezione trasversale del sensore di pressione MEMS secondo un’altra forma di realizzazione del sensore di pressione MEMS di figura 13;

- la figura 15 mostra una sezione trasversale presa lungo una linea di sezione XV-XV di figura 16 del presente sensore di pressione MEMS secondo un’altra forma di realizzazione;

- la figura 16 mostra schematicamente una vista dall’alto del sensore di pressione MEMS di figura 15 con parti asportate e parti in trasparenza; e

- la figura 17 mostra un apparecchio utilizzante il presente sensore di pressione MEMS.

Le figure 1 e 2 mostrano una forma di realizzazione di un sensore di pressione MEMS 1.

Nella descrizione che segue, il termine “profondità” verrà usato per indicare l’estensione di ciascun elemento costitutivo del presente sensore di pressione MEMS 1 lungo un primo asse Z di un sistema di riferimento cartesiano XYZ mostrato ad esempio in figura 1; in maniera analoga, i termini “lunghezza” e “larghezza” indicano rispettivamente l’estensione di ciascun elemento costitutivo del presente sensore di pressione MEMS 1 lungo un secondo ed un terzo asse X, Y del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

Il sensore di pressione MEMS 1 comprende un corpo monolitico 2, di materiale semiconduttore (ad esempio, silicio), di forma qui generalmente parallelepipeda avente una prima e una seconda faccia 2A, 2B estendentisi in piani paralleli al piano XY del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

Il corpo monolitico 2 alloggia una prima cavità sepolta 4, figura 1, disposta al di sotto (parallelamente all'asse Z) della prima faccia 2A ed avente dimensioni principali in un piano parallelo al piano di estensione della prima faccia 2A. In dettaglio, la prima cavità sepolta 4 ha una prima lunghezza L1 ed una prima larghezza W1; inoltre, la prima cavità sepolta 4 ha forma, ad esempio, quadrangolare (ad esempio, quadrata) in vista dall’alto (mostrata tratteggiata in figura 2), avente un primo, un secondo, un terzo e un quarto lato 4A-4D.

La prima cavità sepolta 4 delimita inferiormente una prima regione sensibile (di seguito, definita prima membrana 6) nel corpo monolitico 2 di figura 1; in particolare, la prima membrana 6 si estende a partire dalla prima faccia 2A per una prima profondità T1.

Il corpo monolitico 2 alloggia inoltre una seconda cavità sepolta 8, disposta al di sotto della prima faccia 2A e della prima cavità sepolta 8 ed aventi dimensioni principali in un piano parallelo al piano di estensione della prima faccia 2A. In dettaglio, la seconda cavità sepolta 8 è disposta ad una seconda profondità T2 dalla prima faccia 2A; inoltre, la seconda cavità sepolta 8 ha una seconda lunghezza L2 ed una seconda larghezza W2. La seconda cavità sepolta 8 ha inoltre forma, ad esempio, quadrangolare (ad esempio, quadrata) in vista dall’alto (mostrata tratteggiata in figura 2), avente un quinto, un sesto, un settimo e un ottavo lato 8A-8D.

In particolare, la seconda profondità T2 della seconda cavità sepolta 8 è maggiore della prima profondità T1 della prima cavità sepolta 4 (figura 1) e la seconda cavità sepolta 8 è disposta al di sotto della prima cavità sepolta 4 nel corpo monolitico 2 ad una prima distanza d.

Inoltre, la seconda lunghezza L2 della seconda cavità sepolta 8 è maggiore rispetto alla prima lunghezza L1 della prima cavità sepolta 4. In altre parole, la seconda cavità sepolta 8 sporge lateralmente in direzione parallela al secondo asse X rispetto alla prima cavità sepolta 4 su almeno un lato. In particolare, nell'esempio di realizzazione delle figure 1 e 2, la seconda cavità sepolta 8 sporge simmetricamente rispetto alla prima cavità sepolta 4. In pratica, in piani paralleli al piano della prima faccia 2A, la seconda cavità sepolta 8 presenta area maggiore della prima cavità sepolta 4.

Le stesse considerazioni geometriche riportate sopra per le lunghezze L1 e L2 delle cavità sepolte 4, 8 valgono anche per le larghezze W1 e W2 (figura 2) delle cavità sepolte 4, 8. Inoltre, in vista dall’alto (figura 2), la prima e la seconda cavità sepolta 4, 8 sono concentriche.

La seconda cavità sepolta 8 delimita inferiormente una seconda regione sensibile (in seguito definita seconda membrana 10, la cui estensione laterale è indicata in figura 1 da linee di delimitazione A, B tratteggiate). La seconda membrana 10 comprende una prima porzione 11A, di forma anulare, e una seconda porzione 11B, di forma quadrangolare. La prima porzione 11A si estende fra la prima faccia 2A e la seconda cavità 8, esternamente alla prima cavità 4 in vista dall'alto (figura 2) ed ha profondità pari alla seconda profondità T2. La seconda porzione 11B si estende fra la prima cavità sepolta 4 e la seconda cavità sepolta 8, è circondata lateralmente dalla prima porzione 11A ed ha profondità pari alla prima distanza d.

Il corpo monolitico 2 alloggia inoltre primi e secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 12A-12D, 14A-14D, estendentisi a partire dalla prima faccia 2A, come mostrato in figura 1.

Come mostrato in figura 2, i primi elementi di rilevamento piezoresistivo 12A-12D sono disposti nella prima membrana 6, in prossimità di rispettivi lati 4A-4D; e i secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 14A-14D sono disposti nella prima porzione 11A della seconda membrana 10, in prossimità di rispettivi lati 8A-8D. Tale disposizione fa sì che i primi elementi di rilevamento piezoresistivo 12A-12D rilevino la pressione (o variazioni di essa) agente sulla prima membrana 6 e che i secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 14A-14D rilevino la pressione (o variazioni di essa) agente sulla seconda membrana 10. In modo non mostrato e di per sé noto, gli elementi di rilevamento piezoresistivo 12A-12D e 14A-14D formano rispettivi ponti di Wheatstone.

Con riferimento alla figura 1, il sensore di pressione MEMS 1 comprende inoltre uno strato isolante 16, ad esempio ossido di silicio (SiO2), estendentesi sulla prima faccia 2A; e una pluralità di piste conduttive 18, ad esempio di polisilicio o metallo (quale, ad esempio, alluminio), estendentisi sullo strato isolante 16 per il collegamento elettrico con un circuito elettronico di polarizzazione/lettura/elaborazione esterno (non mostrato).

Il presente sensore di pressione MEMS 1 è fabbricato secondo il metodo di fabbricazione descritto nel brevetto americano US 9688531 e nel brevetto europeo EP 1577656, realizzando dapprima la seconda cavità sepolta 8, effettuando una o più fasi di crescita epitassiale e ripetendo le fasi di processo descritte nei succitati brevetti per realizzare la prima cavità sepolta 4.

Successivamente, sulla prima faccia 2A sono realizzati i primi e i secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 12A-12D, 14A-14D tramite fasi di diffusione o impianto di specie ioniche droganti, in modo noto.

In seguito, lo strato di ossido 16 e uno strato conduttivo vengono depositati in sequenza secondo tecniche di deposizione note e lo strato conduttivo viene definito in modo noto per formare le piste conduttive 18.

In uso, quando una forza/pressione agisce sulla prima faccia 2A del sensore di pressione MEMS 1, essa può causare una deflessione della sola prima membrana 6 oppure di entrambe le membrane 6, 10, a seconda della sua ampiezza, come evidenziato nelle simulazioni delle figure 3-5.

In dettaglio, la figura 3 mostra l'entità dello spostamento delle membrane 6, 10 del sensore di pressione MEMS 1 nel caso di applicazione di una forza di 1 bar (0,1 MPa). In particolare, in figura 3 sono usati toni di grigio, dove toni più chiari sono relativi a spostamenti minori e toni più scuri sono relativi a spostamenti via via maggiori.

Come si nota, per tale valore di forza, solo la prima membrana 6 viene deflessa e subisce uno spostamento verso l’interno della prima cavità 4. Di conseguenza, i soli primi elementi di rilevamento piezoresistivo 12A-12D (dei quali, in figura 3, sono visibili solo gli elementi 12B e 12D) generano un segnale elettrico rilevabile che viene inviato a circuiti di lettura e/o elaborazione esterni.

Le figure 4 e 5 mostrano lo stesso sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, a cui è stata applicata una forza di 10 bar (1 MPa), quindi dieci volte superiore rispetto alla sollecitazione di figura 3.

In particolare, la figura 4 (nella quale per chiarezza la seconda membrana 10 è rappresentata in trasparenza, con linea sottile) mostra, in toni di grigio crescenti, lo spostamento della prima membrana 6 e la figura 5 (nella quale per chiarezza la prima membrana 6 è rappresentata in trasparenza, con linea sottile) mostra lo spostamento della seconda membrana 10. Come si nota, in questo caso, sia la prima membrana 6 sia la seconda membrana 10 vengono deflesse. Di conseguenza, sia i primi elementi di rilevamento piezoresistivo 12A-12D, sia i secondi elementi di rilevamento piezoresistivo 14A-14D generano corrispondenti segnali elettrici inviati ai circuiti di lettura e/o elaborazione esterni (non mostrati), per la determinazione dell'entità della forza esercitata.

Come si nota dai valori di spostamento mostrati nelle simulazioni, lo spostamento della prima membrana 6 ad alte pressioni (figura 4) aumenta di un fattore dieci rispetto allo spostamento della prima membrana 6 a basse pressioni (figura 3) e quindi in modo proporzionale alla forza applicata. Inoltre, ad alte pressioni, la distribuzione dello spostamento della seconda membrana 10 (figura 5) è sostanzialmente uguale alla distribuzione dello spostamento della prima cavità sepolta 6 in condizioni di bassa pressione (figura 3).

Inoltre, ulteriori simulazioni non mostrate effettuate dalla Richiedente hanno mostrato che, all’aumentare della forza agente sul sensore di pressione MEMS 1, anche lo sforzo sulla prima e/o sulla seconda membrana 6, 10 aumenta con la medesima legge, senza modificare la propria distribuzione, consentendo di aumentare corrispondentemente la sensibilità del sensore.

Infatti, la sensibilità del presente sensore di pressione MEMS 1 può essere calcolata mediante la nota equazione di Chung e Wise per un ponte di Wheatstone (si veda l’articolo “Temperature sensitivity in silicon piezoresistive pressure transducers”, IEEE Transactions on Electron Devices, 30, 7, luglio 1983),:

in cui S è la sensibilità del sensore di pressione MEMS 1; V è la tensione generata dai primi/secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 12A-12D, 14A-14D (collegati a ponte di Wheatstone, come indicato sopra); pi è il coefficiente piezoresistivo dei primi/secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 12A-12D, 14A-14D; e sono gli sforzi (“stress”) generati dalla forza lungo, rispettivamente, il secondo e il terzo asse X, Y del sistema di riferimento cartesiano XYZ, la cui differenza è direttamente proporzionale, secondo leggi note, allo spostamento della membrana dovuto all’applicazione di una forza esterna. La (1) in particolare mostra che la sensibilità del sensore di pressione MEMS 1 è direttamente proporzionale alla differenza tra gli sforzi lungo il secondo e il terzo asse X e Y e, attraverso la tensione V rilevata, alla deformazione della prima e/o della seconda membrana 6, 10.

Si noti che, anche in presenza di una forza uniformemente applicata sulla prima e/o sulla seconda membrana 6, 10, la differenza tra gli sforzi non è nulla; infatti, i primi e i secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 12A-12D, 14A-14D sono disposti in modo tale che gli elementi di rilevamento piezoresistivi 12A, 12C, 14A, 14C siano rispettivamente paralleli rispetto ai lati 4A, 4C, 8A, 8C e che gli elementi di rilevamento piezoresistivi 12B, 12D, 14B, 14D siano rispettivamente trasversali rispetto ai lati 4B, 4D, 8B, 8D (come mostrato in dettaglio in figura 2).

In questo modo, in presenza di una sollecitazione uniforme, gli sforzi sono uguali ma la risposta degli elementi di rilevamento piezoresistivi 12A, 12C, 14A, 14C è diversa rispetto alla risposta degli elementi di rilevamento piezoresistivi 12B, 12D, 14B, 14D; pertanto, la differenza tra gli sforzi non è nulla.

Conseguentemente, la sensibilità S del sensore di pressione MEMS 1 nelle condizioni di bassa (figura 3) o alta pressione (figure 4 e 5) aumenta linearmente con l’aumento della pressione agente sul sensore di pressione MEMS 1; in questo modo, indipendentemente dall’intervallo di pressione considerato, il sensore di pressione MEMS 1 è in grado di rilevare la pressione esterna senza ridurre le prestazioni.

Le figure 6 e 7 mostrano un’altra forma di realizzazione del presente sensore di pressione MEMS. In dettaglio, le figure 6 e 7 mostrano un sensore di pressione MEMS 31 di tipo differenziale avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2. Quindi parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate nelle figure 6 e 7 con numeri di riferimento aumentati di 30 e non verranno descritte ulteriormente.

In particolare, figura 6, il corpo monolitico 32 comprende un primo canale di accesso 50, estendentesi lungo la direzione del primo asse Z a partire dalla seconda faccia 32B fino alla seconda cavità sepolta 38 e collegante fluidicamente la seconda cavità sepolta 38 con l’ambiente esterno.

Il sensore di pressione MEMS 31 è fabbricato secondo il processo di fabbricazione descritto per il sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, a cui si aggiungono fasi di mascheratura e definizione note per la realizzazione del primo canale di accesso 50.

Il sensore di pressione MEMS 31 subisce le stesse deformazioni e ha la stessa sensibilità del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, come discusso in particolare con riferimento alle figure 3-5, ma opera sia in modo assoluto che in modo differenziale.

Infatti, in uso, la prima faccia 32A del sensore di pressione MEMS 32 è soggetta alla pressione da rilevare e la seconda faccia 32B è esposta all'ambiente esterno. Quindi, la seconda membrana 40 (disposta fra la prima faccia 32A e la seconda cavità sepolta 38) è soggetta sia alla pressione da rilevare sia alla pressione ambientale per effetto del collegamento fluidico fornito dal primo canale di accesso 50. Viceversa, la prima membrana 36 opera come rilevatore di pressione assoluta, essendo disposta fra la prima faccia 32A del sensore di pressione MEMS 32 e la prima cavità sepolta 34, che contiene un gas a pressione di riferimento.

La figura 8 mostra un sensore di pressione MEMS 61 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate nella figura 8 con numeri di riferimento aumentati di 60 e non verranno descritte ulteriormente.

In dettaglio, il corpo monolitico 62 comprende un secondo canale di accesso 84, estendentesi lungo la direzione del primo asse Z a partire dalla seconda faccia 62B e configurato per mettere in collegamento fluidico la prima cavità sepolta 64 con l’ambiente esterno.

Il sensore di pressione MEMS 61 è fabbricato in modo analogo a quanto descritto per il sensore di pressione MEMS 31 delle figure 6 e 7.

In uso, il sensore di pressione MEMS 61 opera in maniera analoga a quanto discusso in precedenza per il sensore di pressione MEMS 31 delle figure 6 e 7, con la differenza che, in questo caso, è la prima membrana 66 che opera in modo differenziale, poiché è interposta fra la prima faccia 62A del sensore di pressione MEMS 61 (soggetta alla pressione da rilevare) e la prima cavità sepolta 64, collegata all’ambiente esterno mediante il secondo canale di accesso 84. Conseguentemente, la prima membrana 66 ha un comportamento analogo a quello della seconda membrana 40 del sensore di pressione MEMS 31 delle figure 6 e 7, anche se opera su un intervallo di pressioni differente. Viceversa, la seconda membrana 70 opera in modo assoluto.

La figura 9 mostra un sensore di pressione MEMS 91 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate nella figura 9 con numeri di riferimento aumentati di 90 e non verranno descritte ulteriormente.

In dettaglio, il corpo monolitico 92 comprende un primo e un secondo canale di accesso 110, 114, estendentisi lungo il primo asse Z a partire dalla seconda faccia 92B e configurati per mettere in collegamento fluidico la seconda cavità sepolta 98 e, rispettivamente, la prima cavità sepolta 94 con l’ambiente esterno.

Il sensore di pressione MEMS 91 è fabbricato in modo analogo a quanto descritto per il sensore di pressione MEMS 31 delle figure 6 e 7, formando contemporaneamente, qui, il primo ed il secondo canale di accesso 110, 114.

In uso, sia la prima sia la seconda membrana 96, 100 operano in modo differenziale, poiché entrambe sono esposte, sulla prima faccia 92A, alla pressione da misurare e, sulla propria superficie rivolta verso la prima e la seconda cavità sepolta 94, 98, alla pressione ambiente attraverso il primo ed il secondo canale di accesso 110, 114, rispettivamente.

La figura 10 mostra un sensore di pressione MEMS 121 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate nella figura 10 con numeri di riferimento aumentati di 120 e non verranno descritte ulteriormente. In particolare, il corpo monolitico 122 alloggia una terza cavità sepolta 140, di forma, ad esempio, quadrangolare (in particolare, quadrata) in vista dall’alto (non mostrata). La terza cavità sepolta 140 è disposta al di sotto della seconda cavità sepolta 128, ad una terza profondità T3 dalla prima faccia 122A, ha una terza lunghezza L3 in direzione parallela al secondo asse X e uguale larghezza (non mostrata) in direzione parallela al terzo asse Y. In dettaglio, la terza profondità T3 è maggiore rispetto alla prima e alla seconda profondità T1, T2. Inoltre, la terza lunghezza L3 è maggiore della prima e della seconda lunghezza L1, L2. Inoltre, la terza cavità sepolta 140 sporge su tutti i lati (ad esempio, simmetricamente, come mostrato in figura 10 per la terza lunghezza L3) rispetto alla seconda cavità sepolta 128, risultando concentrica alla prima e alla seconda cavità sepolta 134, 138. La terza cavità sepolta 140 è disposta al di sotto della seconda cavità sepolta 138 ad una seconda distanza d’ nella direzione della profondità.

La terza cavità sepolta 140 delimita inferiormente una terza regione sensibile (in seguito definita anche come terza membrana 142). La terza membrana 142 comprende una prima porzione 143A, di forma anulare (analogamente alla prima porzione 11A della prima membrana mostrata in figura 2) ed una seconda porzione 143B, di forma quadrangolare. La prima porzione 143A della terza membrana 142 si estende fra la prima faccia 122A e la terza cavità sepolta 140, esternamente alla prima e alla seconda cavità sepolta 124, 128 in vista dall'alto (non rappresentata) ed ha profondità pari alla terza profondità T3. La seconda porzione 143B della terza membrana 142 si estende fra la seconda cavità sepolta 128 e la terza cavità sepolta 140, è circondata lateralmente dalla prima porzione 143A ed ha profondità pari alla seconda distanza d’.

In maniera analoga a quanto descritto in precedenza per i sensori di pressione MEMS 1, 31, 61, 91 delle figure 1-2, 6-9, il corpo monolitico 122 comprende terzi elementi di rilevamento piezoresistivi (di cui in figura 10 sono visibili solo gli elementi di rilevamento piezoresistivi 146B e 146D allineati reciprocamente in direzione parallela al secondo asse X, oltre ai primi e ai secondi elementi di rilevamento piezoresistivi 132B, 132D 134B, 134D). In dettaglio, i terzi elementi di rilevamento piezoresistivi 146A-146D sono disposti prima porzione 143A della terza membrana 142, in prossimità del suo perimetro esterno (corrispondente al perimetro esterno della terza cavità sepolta 140).

In uso, il sensore di pressione MEMS 121 opera in modo assoluto, in analogia a quanto discusso in precedenza per il sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2 e mostrato in maggior dettaglio nelle figure 3-5.

Con riferimento alla figura 11, è mostrato un sensore di pressione MEMS 151 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 1 delle figure 1 e 2, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 1 e 2 sono indicate nella figura 11 con numeri di riferimento aumentati di 150 e non verranno descritte ulteriormente.

In particolare, il corpo monolitico 152 alloggia una cavità di disaccoppiamento 170, di forma, ad esempio, quadrangolare (ad esempio, quadrata) in vista dall’alto (mostrata tratteggiata in figura 12); inoltre, figura 11, la cavità di disaccoppiamento 170 è disposta ad una quarta profondità Td a partire dalla prima faccia 152A e ha una quarta lunghezza Ld ed una quarta larghezza Wd. In dettaglio, la quarta profondità Td è maggiore rispetto alla prima e alla seconda profondità T1, T2 della prima e della seconda cavità sepolta 154, 158; inoltre, la quarta lunghezza Ld è maggiore della prima e della seconda lunghezza L1, L2 della prima e della seconda cavità sepolta 154, 158. Di conseguenza, la cavità di disaccoppiamento 170 sporge lateralmente (ad esempio, su entrambi i lati, come mostrato in figura 11) rispetto alla seconda cavità sepolta 158 ed è disposta al di sotto di quest’ultima ad una terza distanza d”.

Il corpo monolitico 152 presenta inoltre una trincea di disaccoppiamento 180, estendentesi in direzione parallela all'asse Z a partire dalla prima faccia 152A fino alla cavità di disaccoppiamento 170. La trincea di disaccoppiamento 180 ha forma, ad esempio, di spirale quadrata in vista dall’alto (figura 12) e delimita lateralmente una porzione sensibile 186, corrispondente alla porzione di corpo monolitico 152 alloggiante la prima e la seconda membrana 156, 160, e un braccio o molla 184 collegante la porzione sensibile 186 ad una porzione periferica 188 del corpo monolitico 152. In questo modo, è possibile disaccoppiare la porzione sensibile 186 del sensore di pressione MEMS 151 dalla porzione periferica 188 del corpo monolitico 152, da eventuali circuiti elettronici integrati o substrati accoppiabili al sensore di pressione MEMS 151 e dallo stress indotto da elementi esterni al sensore di pressione MEMS 151, quali, ad esempio, circuiti integrati accoppiati, resine di incollaggio ed elementi di assemblaggio del contenitore (“package”).

Il sensore di pressione MEMS 151 è fabbricato analogamente al sensore di pressione 121 di figura 10 ed effettuando un attacco profondo del silicio fino a raggiungere la cavità di disaccoppiamento 170, formando la trincea di disaccoppiamento 180.

La figura 13 mostra un sensore di pressione MEMS 211 di tipo impermeabile, configurato per essere vantaggiosamente utilizzato in applicazioni in ambienti ostili, quali, ad esempio, acquatico; in particolare, il sensore di pressione MEMS 211 ha una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 151 delle figure 11 e 12, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 11 e 12 sono indicate nella figura 13 con numeri di riferimento aumentati di 60 e non verranno descritte ulteriormente.

Il corpo monolitico 212 alloggia un circuito elettronico integrato 235, ad esempio un ASIC, formato in prossimità della prima faccia 212A.

Il corpo monolitico 212 alloggia inoltre una prima e una seconda via di collegamento 240A, 240B, estendentisi attraverso il corpo monolitico 212 stesso dalla seconda faccia 212B verso la prima faccia 212A. La prima e la seconda via di collegamento 240A, 240B sono formate usando tecniche di mascheratura e definizione note; ad esempio, le via di collegamento 240A, 240B sono formate aprendo trincee passanti, realizzando uno strato di isolamento, non mostrato, ad esempio di ossido di silicio, sulle pareti delle trincee passanti e riempiendo le trincee passanti con materiale conduttivo, quale, ad esempio, rame.

Il sensore di pressione MEMS 211 comprende inoltre uno strato di redistribuzione 250, disposto sulla seconda faccia 212B del sensore di pressione MEMS 211, e realizzato, ad esempio, di alluminio, oro o rame. Inoltre, il sensore di pressione MEMS 211 comprende una pluralità di elementi di connessione meccanica ed elettronica 255, disposti sullo strato di redistribuzione 250; in dettaglio, gli elementi di connessione meccanica ed elettronica 255 possono, ad esempio, essere costituiti da cosiddetti "solder ball" e collegano meccanicamente ed elettricamente il sensore di pressione MEMS 211 con circuiti di lettura e/o elaborazione esterni.

Lo strato di redistribuzione 250 è formato da una pluralità di regioni conduttive sagomate (non mostrate in dettaglio) che accoppiano elettricamente il sensore di pressione MEMS 211 agli elementi di connessione meccanica ed elettronica 255. In particolare, la prima via di collegamento 240A accoppia elettricamente prime regioni conduttive (non mostrate) dello strato di redistribuzione 250 al circuito elettronico integrato 235; e la seconda via di collegamento 240B accoppia elettricamente seconde regioni conduttive (non mostrate) dello strato di redistribuzione 250 alla porzione sensibile 246 del sensore di pressione MEMS 211. In particolare, la seconda via di collegamento 240B è in contatto elettrico con elementi di rilevamento piezoresistivi 222A-222D, 224A-224D analoghi agli elementi di rilevamento piezoresistivi 162A-162D, 164A-164D di figura 12.

Il sensore di pressione MEMS 211 comprende, inoltre, un cappuccio cavo 260, ad esempio di materiale metallico (quale acciaio), accoppiato alla prima faccia 212A del sensore di pressione MEMS 211 mediante tecniche di saldatura, quali, ad esempio, saldatura a stagno oppure mediante uno strato di incollaggio 262 (ad esempio, colla epossidica, elettricamente conduttiva). In particolare, il cappuccio cavo 260 comprende un’apertura di cappuccio 263, la quale espone parte della prima faccia 212A del sensore di pressione MEMS 211 e circonda la trincea di disaccoppiamento 240.

Uno strato di gel 265 (ad esempio a base siliconica) è disposto nell’apertura di cappuccio 263, in modo tale da ricoprire la porzione di prima faccia 212A del sensore di pressione MEMS 210 esposta dall’apertura di cappuccio 263; inoltre, lo strato di gel 265 riempie la cavità di disaccoppiamento 230 e la trincea di disaccoppiamento 240 del sensore di pressione MEMS 211, in modo da renderlo impermeabile.

In uso, il segnale elettrico generato dagli elementi di rilevamento piezoresistivi 222A-222D, 224A-224D viene fornito al circuito elettronico integrato 235 che lo elabora e lo invia all'esterno attraverso lo strato di redistribuzione 250.

La figura 14 mostra un sensore di pressione MEMS 511 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 211 della figura 13, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alla figura 13 sono indicate nella figura 14 con numeri di riferimento aumentati di 300 e non verranno descritte ulteriormente.

In particolare, il cappuccio cavo 560 è, in questa forma di realizzazione, di tipo “Z-cap”, ovvero presenta una porzione ripiegata 561 estendentesi parallelamente alla prima faccia 512A del corpo monolitico 512 e coprente parte della trincea di disaccoppiamento 540. In questo modo, il cappuccio cavo 560 può ridurre gli urti meccanici in caso, ad esempio, di cadute.

Le figure 15 e 16 mostrano un’altra forma di realizzazione del presente sensore di pressione MEMS. In dettaglio, le figure 15 e 16 mostrano un sensore di pressione MEMS 311 avente una struttura generale simile a quella del sensore di pressione MEMS 211 di figura 13, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alla figura 13 sono indicate nelle figure 15 e 16 con numeri di riferimento aumentati di 100 e non verranno descritte ulteriormente.

In dettaglio, la prima cavità sepolta 314 è collegata, attraverso un canale ad S 371 estendentesi all'interno del braccio 344 (figura 16), ad un canale di collegamento fluidico 370, estendentisi a partire dalla seconda faccia 312B in direzione parallela al primo asse Z.

Il canale di collegamento fluidico 370 permette di collegare all’ambiente esterno la prima cavità sepolta 314, rendendo la prima membrana 316 sia di tipo differenziale.

Viceversa, la seconda membrana 320 è di tipo assoluto.

In uso, il sensore di pressione MEMS 311 ha un comportamento analogo a quello descritto per il sensore di pressione MEMS 61 di figura 8.

La figura 17 mostra schematicamente un apparecchio elettronico 400 che utilizza il presente sensore di pressione MEMS, qui indicato nel suo insieme con il numero di riferimento 415, realizzato secondo una delle possibili forme di realizzazione presentate.

L’apparecchio elettronico 400 comprende, oltre al sensore di pressione MEMS 415, un microprocessore 402, un blocco di memoria 404, collegato al microprocessore 402, ed un’interfaccia di ingresso/uscita 408, anch’essa collegata con il microprocessore 402. Inoltre, l'apparecchio elettronico 400 può comprendere un altoparlante 410, per generare un suono su un’uscita audio (non mostrata) dell’apparecchio elettronico 400.

In particolare, l’apparecchio elettronico 400 è fissato ad un corpo portante 420, ad esempio costituito da un circuito stampato.

L’apparecchio elettronico 400 è ad esempio un apparecchio di misura della pressione arteriosa (sfigmomanometro), un apparecchio domestico, un dispositivo di comunicazione mobile (cellulare; PDA, “Personal Digital Assistant”; un notebook) o un apparecchio di misura della pressione utilizzabile in campo automobilistico o in campo industriale.

Il presente sensore di pressione MEMS ha numerosi vantaggi.

In particolare, il presente sensore di pressione MEMS occupa un’area inferiore rispetto alle soluzioni note, in quanto le cavità sepolte sono sovrapposte verticalmente (in direzione parallela al primo asse Z) anziché essere affiancate (in direzione parallela al secondo o al terzo asse X, Y); questa caratteristica lo rende vantaggioso da utilizzare in contesti in cui è richiesto avere dimensioni ridotte, quali, ad esempio, sistemi o dispositivi elettronici di piccole dimensioni.

Inoltre, come mostrato nelle figure 3-5, il presente sensore di pressione MEMS opera in diversi intervalli di pressione senza subire sostanziali perdite di prestazione in ciascun intervallo di operatività, migliorando, quindi, l’affidabilità del sensore di pressione MEMS.

In aggiunta, come discusso in precedenza, il presente sensore di pressione MEMS permette di avere un andamento di sensibilità S maggiormente lineare con l’aumento della pressione esercitata sul sensore di pressione MEMS negli intervalli di pressione in cui il sensore di pressione MEMS è operativo.

Infine, il presente sensore di pressione MEMS è fabbricato secondo un flusso di fabbricazione semplice e poco costoso.

Risulta infine chiaro che le forme di realizzazione qui descritte ed illustrate possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Ad esempio, le diverse forme di realizzazione descritte possono essere combinate in modo da fornire ulteriori soluzioni.

Inoltre, in altre forme di realizzazione, il canale di collegamento fluidico 370 del sensore di pressione MEMS 311 delle figure 15 e 16 può comunicare solo con la seconda cavità sepolta 318 invece che con la prima cavità sepolta 314, in modo che la seconda membrana 320 sia differenziale e la prima membrana 316 sia assoluta.

In ulteriori forme di realizzazione del sensore di pressione MEMS 311, possono essere presenti due canali di collegamento fluidico, in modo che sia la prima sia la seconda membrana 316, 320 siano differenziali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sensore di pressione MEMS (1; 31;61; 91; 121; 151; 211; 311; 511) comprendente: un corpo monolitico (2; 32; 62; 92; 122; 152; 212; 312; 512) di materiale semiconduttore avente una prima faccia (2A; 32A; 62A; 92A; 122A; 152A; 212A; 312A; 512A) e una seconda faccia (2B; 32B; 62B; 92B; 122B; 152B; 212B; 312B; 512B); una prima cavità sepolta (4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514) nel corpo monolitico (2; 32; 62; 92; 122; 152; 212; 312; 512); una prima regione sensibile (6; 36; 66; 96; 126; 156; 216; 316; 516) nel corpo monolitico fra la prima cavità sepolta (4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514) e la prima faccia (2A; 32A; 62A; 92A; 122A; 152A; 212A; 312A; 512A), la prima regione sensibile (6; 36; 66; 96; 126; 156; 216; 316; 516) avendo una prima profondità (T1); una seconda cavità sepolta (8; 38; 68; 98; 128; 158; 218; 318; 518) nel corpo monolitico (2; 32; 62; 92; 122; 152; 212; 312; 512) al di sotto della prima cavità sepolta(4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514), la seconda cavità sepolta (8; 38; 68; 98; 128; 158; 218; 318; 518) sporgendo lateralmente rispetto alla prima cavità sepolta (4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514); una seconda regione sensibile (10; 40; 70; 100; 130; 160; 220; 320; 520) nel corpo monolitico (2; 32; 62; 92; 122; 152; 212; 312; 512) fra la seconda cavità sepolta (8; 38; 68; 98; 128; 158; 218; 318; 518) e la prima faccia (2A; 32A; 62A; 92A; 122A; 152A; 212A; 312A; 512A), la seconda regione sensibile (10; 40; 70; 100; 130; 160; 220; 320; 520) avendo una seconda profondità (T2) maggiore della prima profondità (T1) ed estendentesi al di sotto e lateralmente alla prima regione sensibile (6; 36; 66; 96; 126; 156; 216; 316; 516); un primo elemento di rilevamento piezoresistivo (12A-12D; 42A-42D; 72A-72D; 102A-102D; 132A-132D; 162A-162D; 222A-222D; 322A-322D; 522A-522D), integrato nella prima regione sensibile (6; 36; 66; 96; 126; 156; 216; 316; 516); e un secondo elemento di rilevamento piezoresistivo (14A-14D; 44A-44D; 74A-74D; 104A-104D; 134A-134D; 164A-164D; 224A-224D; 324A-324D; 524A-524D), integrato nella seconda regione sensibile (10; 40; 70; 100; 130; 160; 220; 320; 520).
2. Sensore secondo la rivendicazione 1, in cui la prima faccia definisce un piano, la prima (4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514) e la seconda cavità sepolta (8; 38; 68; 98; 128; 158; 218; 318; 518) presentano una prima e, rispettivamente, una seconda area in piani paralleli al piano della prima faccia (2A; 32A; 62A; 92A; 122A; 152A; 212A; 312A; 512A), la seconda area essendo maggiore della prima area.
3. Sensore secondo la rivendicazione 2, in cui la prima (4; 34; 64; 94; 124; 154; 214; 314; 514) e la seconda cavità sepolta (8; 38; 68; 98; 128; 158; 218; 318; 518) sono concentriche.
4. Sensore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui il corpo monolitico (32; 92) comprende inoltre: un primo canale di accesso (50; 110) estendentesi nel corpo monolitico (32; 92) a partire dalla seconda faccia (32B; 92B) e in collegamento fluidico con una tra la prima (34; 94) e la seconda cavità sepolta (38; 98).
5. Sensore secondo la rivendicazione 4, in cui il corpo monolitico (62; 92) comprende inoltre: un secondo canale di accesso (84; 114) estendentesi nel corpo monolitico (62; 92) a partire dalla seconda faccia (62B; 92B) e in collegamento fluidico con un’altra tra la prima (64; 94) e la seconda cavità sepolta (68; 98).
6. Sensore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, in cui il corpo monolitico (122) comprende inoltre: una terza cavità sepolta (140), estendentisi nel corpo monolitico (122) al di sotto della seconda cavità sepolta (128), la terza cavità sepolta (140) sporgendo lateralmente rispetto alla seconda cavità sepolta (128); una terza porzione sensibile (142) nel corpo monolitico fra la terza cavità sepolta (140) e la prima faccia (122A), la terza regione sensibile (142) avendo una seconda profondità (T3) maggiore della seconda profondità (T2) ed estendentesi al di sotto e lateralmente alla seconda regione sensibile (130); e un terzo elemento di rilevamento piezoresistivo (146A-146D), integrato nella terza regione sensibile (142).
7. Sensore secondo la rivendicazione 6, in cui la terza cavità sepolta (140) ha una terza area in un piano parallelo al piano della prima faccia (122A), la terza area essendo maggiore della seconda area.
8. Sensore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui il corpo monolitico (152; 212; 312; 512) comprende inoltre: una cavità di disaccoppiamento (170; 230; 330; 530), estendentisi nel corpo monolitico (152; 212; 312; 512) al di sotto della seconda cavità sepolta (158; 218; 318; 518), la cavità di disaccoppiamento (170; 230; 330; 530) sporgendo lateralmente rispetto alla seconda cavità sepolta (158; 218; 318; 518); e una trincea di disaccoppiamento (180; 240; 340; 540), estendentisi nel corpo monolitico (152; 212; 312; 512) a partire dalla prima faccia (152A; 212A; 312A; 512A) fino alla cavità di disaccoppiamento (170; 230; 330; 530).
9. Sensore secondo la rivendicazione 8, in cui la cavità di disaccoppiamento (170; 230; 330; 530) ha una quarta area in un piano parallelo al piano della prima faccia (152A; 212A; 312A; 512A), la quarta area essendo maggiore della seconda area.
10. Sensore secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui la trincea di disaccoppiamento (180; 240; 340; 540) ha forma a spirale in una proiezione sul piano della prima faccia (152A; 212A; 312A; 512A) e delimita un braccio ad S (184; 244; 344; 544) accoppiante la prima e la seconda regione sensibile ad una porzione periferica (188; 248; 348; 548) del corpo monolitico (152; 212; 312; 512).
11. Sensore secondo la rivendicazione 10, in cui il corpo monolitico (312) comprende inoltre un canale di collegamento fluidico (370) estendentesi attraverso il corpo monolitico a partire dalla seconda faccia, ed un canale ad S (371) estendentesi all'interno del braccio ad S (344) ed accoppiato al canale di collegamento fluidico (370) e ad una fra la prima (314) e la seconda cavità sepolta (318).
12. Sensore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-11, comprendente inoltre: un cappuccio cavo (260; 360; 560), accoppiato alla prima faccia (212A; 312A; 512A) e formante un’apertura di cappuccio (263; 363; 563), l’apertura di cappuccio (263; 363; 563) esponendo almeno in parte la prima faccia (212A; 312A; 512A) del corpo monolitico (212; 312; 512); e uno strato di gel (265; 365; 565), disposto all'interno del cappuccio cavo (260; 360; 560) sulla prima faccia (212A; 312A; 512A) del sensore di pressione MEMS (211; 311; 511) e riempiente la cavità di disaccoppiamento (230; 330; 530) e la trincea di disaccoppiamento (240; 340; 540).
13. Sensore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre: un circuito elettronico integrato (235; 335; 535) nel corpo monolitico (212; 312; 512) lateralmente alla prima (216; 316; 516) e alla seconda regione sensibile (220; 320; 520); regioni conduttive di redistribuzione (250; 350; 550), estendentisi sulla seconda faccia (212B; 312B; 512B) del corpo monolitico (212; 312; 512); una pluralità di vie di collegamento (240A, 240B; 340A, 340B; 540A, 540B), estendentisi nel corpo monolitico (212; 312; 512) a partire dalla seconda faccia (212B; 312B; 512B) ed accoppianti elettricamente il circuito elettronico integrato (235; 335; 535), la prima (216; 316; 516) e la seconda regione sensibile (220; 320; 520) con le regioni conduttive di redistribuzione (250; 350; 550); una pluralità di elementi di connessione meccanica ed elettronica (255; 355; 555) accoppiate elettricamente alle regioni conduttive di redistribuzione (250; 350; 550).
14. Apparecchio elettronico (400) comprendente: un corpo portante (420), di materiale semiconduttore; il sensore di pressione MEMS (415) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, il sensore di pressione MEMS (415) essendo disposto sul corpo portante (420); un microprocessore (402), disposto sul corpo portante (420), il microprocessore (402) essendo accoppiato elettricamente al sensore di pressione MEMS (415) e configurato per ricevere il segnale trasmesso dal sensore di pressione MEMS (415); un blocco di memoria (404), accoppiato al microprocessore (402); un’interfaccia di ingresso/uscita (408), accoppiata al microprocessore (402); e un altoparlante (410), accoppiato al microprocessore (402), l’altoparlante (410) essendo configurato per generare un suono in uscita.