ITTO20091036A1 - Trasduttore di tipo microelettromeccanico e relativo procedimento di assemblaggio - Google Patents

Description

“TRASDUTTORE DI TIPO MICROELETTROMECCANICO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI ASSEMBLAGGIOâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad un trasduttore di tipo microelettromeccanico (di tipo MEMS, Micro-Electro-Mechanical System), in particolare un microfono capacitivo, a cui la trattazione seguente farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità, e ad un relativo procedimento di assemblaggio.

In maniera usuale in questo settore della tecnica, il termine “package†(“contenitore†) verrà qui utilizzato per indicare, nel suo complesso, l’involucro, o struttura di rivestimento, che circonda, in tutto o in parte, il o i die (piastrina/e) di materiale semiconduttore che costituiscono il trasduttore acustico, consentendone il collegamento elettrico con l’esterno (in particolare, il collegamento ad un circuito stampato di un relativo dispositivo elettronico).

Come noto, un trasduttore acustico, ad esempio un microfono MEMS di tipo capacitivo, comprende generalmente una struttura sensibile micromeccanica, atta a trasdurre onde di pressione acustica in una grandezza elettrica (in particolare una variazione capacitiva), ed un’elettronica di lettura, atta ad effettuare opportune operazioni di elaborazione (tra cui operazioni di amplificazione e filtraggio) di tale grandezza elettrica per fornire un segnale elettrico di uscita (ad esempio una tensione elettrica).

La struttura sensibile micromeccanica comprende in generale un elettrodo mobile, realizzato come diaframma o membrana, disposto affacciato ad un elettrodo fisso, ad una ridotta distanza di separazione (gap), per realizzare i piatti di un condensatore di rilevamento con capacità variabile in funzione delle onde di pressione acustica da rilevare. L’elettrodo mobile à ̈ generalmente ancorato, mediante una sua porzione perimetrale, ad una struttura fissa, mentre una sua porzione centrale à ̈ libera di muoversi, o deformarsi, in risposta alla pressione esercitata dalle onde di pressione acustica incidenti, in tal modo causando la variazione di capacità del condensatore di rilevamento.

In maggiore dettaglio, e con riferimento alla figura 1, una struttura sensibile micromeccanica di un trasduttore acustico MEMS 1, di tipo noto, comprende uno strato strutturale 2 di materiale semiconduttore, ad esempio silicio, nel quale à ̈ realizzata, ad esempio tramite attacco chimico dal retro, una cavità 3. Una membrana, o diaframma, 4 à ̈ accoppiata allo strato strutturale 2 e chiude superiormente la cavità 3; la membrana 4 à ̈ flessibile e, in uso, si deforma in funzione della pressione delle onde sonore incidenti. Un piatto rigido 5 (generalmente noto come “back-plate†) à ̈ disposto al di sopra della membrana 4 e ad essa affacciato, tramite l’interposizione di spaziatori 6 (ad esempio di materiale isolante, quale ossido di silicio). Il piatto rigido 5 costituisce l’elettrodo fisso di un condensatore di rilevamento con capacità variabile, il cui elettrodo mobile à ̈ costituito dalla membrana 4, e presenta una pluralità di fori 7, atti a consentire la libera circolazione di aria verso la stessa membrana 4 (rendendo di fatto “acusticamente trasparente†il piatto rigido 5). La struttura sensibile micromeccanica comprende inoltre (in modo non illustrato) contatti elettrici di membrana e di piatto rigido, utilizzati per polarizzare la membrana 4 ed il piatto rigido 5 e prelevare un segnale di variazione capacitiva conseguente alla deformazione della membrana 4 causata dalle onde di pressione acustica incidenti; in generale, tali contatti elettrici sono disposti in una porzione superficiale del die in cui à ̈ realizzata la struttura sensibile micromeccanica.

In modo noto, la sensibilità del trasduttore acustico MEMS 1 dipende dalle caratteristiche meccaniche della membrana 4 della struttura sensibile micromeccanica (in particolare dalla sua cosiddetta “compliance†meccanica), e dal tipo di assemblaggio della membrana 4 e del piatto rigido 5.

Inoltre, il volume della camera acustica anteriore, cosiddetta “front chamber†(cioà ̈ lo spazio attraversato in uso dalle onde di pressione acustica provenienti dall’ambiente esterno attraverso un’opportuna porta di accesso), ed il volume della camera acustica posteriore, cosiddetta “back-chamber†(cioà ̈ lo spazio che si trova da parte opposta della camera anteriore rispetto alla membrana 2, posto in uso ad una pressione di riferimento) influiscono direttamente sulle prestazioni acustiche del trasduttore.

In particolare, il volume della camera anteriore si comporta come una sorta di risonatore di Helmholtz, a causa delle oscillazioni dell’aria che penetra attraverso la porta di accesso. Infatti, il segnale acustico di ingresso causa un aumento della pressione dall’aria all’interno della camera, che di conseguenza agisce come una molla spingendo fuori aria dalla camera stessa. Come effetto delle forze inerziali della massa di aria in uscita dalla camera, l’incremento di pressione all’interno della stessa camera viene sovracompensato, causando un calo di pressione, e la pressione negativa che si crea nella camera attira nuova aria al suo interno. Tale ripetuto cambio di pressione genera le oscillazioni dell’aria all’interno della camera anteriore, ad una determinata frequenza di risonanza. Il volume della camera anteriore viene così a determinare la frequenza superiore di risonanza del trasduttore acustico, e quindi le sue prestazioni per le alte frequenze (infatti, la banda di frequenze operative del trasduttore acustico deve essere inferiore alla frequenza di risonanza delle oscillazioni dell’aria): in generale, minore à ̈ il volume della camera anteriore, maggiore risulta la frequenza di taglio superiore del trasduttore, in quanto la frequenza di risonanza delle oscillazioni dell’aria si sposta verso più alte frequenze.

La camera posteriore si comporta invece come un volume chiuso soggetto a compressione, con la conseguenza che minore à ̈ il volume della stessa camera posteriore, minore à ̈ la sensibilità del trasduttore acustico (infatti, à ̈ come se le deformazioni della membrana fossero ostacolate dall’azione di una molla di elevata rigidezza). È dunque desiderabile in generale realizzare una camera posteriore di dimensioni elevate, in modo da migliorare la sensibilità del trasduttore acustico.

Il volume della camera anteriore e/o della camera posteriore del trasduttore acustico MEMS dipendono, oltre che dalla configurazione della struttura sensibile micromeccanica, anche dalla conformazione del relativo package, che deve essere configurato in modo da alloggiare non soltanto la stessa struttura sensibile micromeccanica, ma anche l’elettronica di lettura ad essa associata, generalmente realizzata come circuito ASIC, integrato in un rispettivo die di materiale semiconduttore.

In fase di progetto, si deve inoltre considerare che la presenza di porte di accesso acustico, direttamente comunicanti con l’ambiente esterno, atte a consentire l’introduzione delle onde di pressione acustica verso la membrana 4 della struttura sensibile micromeccanica, comporta l’ulteriore esigenza di predisporre opportuni schermi per la luce incidente, che potrebbe compromettere il corretto funzionamento della struttura sensibile micromeccanica e dell’elettronica di lettura.

Svariati sono dunque i vincoli imposti all’assemblaggio di un trasduttore acustico MEMS (e del relativo package), che ne rendono particolarmente problematica la progettazione, in particolar modo ove siano richieste dimensioni compatte ed elevate prestazioni elettriche e meccaniche.

In una soluzione di assemblaggio nota, mostrata schematicamente in figura 2, un primo die 10, integrante la struttura sensibile micromeccanica (qui mostrata schematicamente), ed un secondo die 11, integrante il circuito integrato ASIC della relativa elettronica di lettura, sono accoppiati affiancati (side-by-side) su un substrato 12. Connessioni elettriche 15 tra il primo ed il secondo die 10, 11, e tra il secondo die 11 ed il substrato 12, sono realizzate con la tecnica del wire-bonding (ovvero con opportuni fili elettrici), mentre strati di metallizzazione e vias (non mostrati in dettaglio) sono previsti attraverso il substrato 12 per il routing dei segnali elettrici verso l’esterno del package del trasduttore acustico MEMS, nuovamente indicato nel suo insieme con 1; in modo non illustrato, piazzole (nel caso di package LGA – Land Grid Array), o elementi sferici conduttivi (nel caso di package BGA – Ball Grid Array), o analoghi elementi di connessione, sono inoltre previsti sulla parte inferiore del substrato 12 per la saldatura e la connessione elettrica ad un circuito stampato esterno di un relativo dispositivo elettronico.

Al substrato 12 à ̈ accoppiata una copertura 16, che racchiude al suo interno il primo ed il secondo die 10, 11; tale copertura 16 può essere metallica, o plastica prestampata (pre-molded) rivestita all’interno di uno strato di metallizzazione, in modo tale da prevenire disturbi dovuti a segnali elettromagnetici esterni (mediante la realizzazione di una sorta di gabbia di Faraday). La copertura 16 à ̈ in genere attaccata al substrato 12 mediante una colla conduttiva 17 (ad esempio resina epossidica), in modo da ottenere anche una connessione di massa verso lo stesso substrato 12; la copertura 16 presenta inoltre un’apertura 18 per consentire l’introduzione all’interno del package delle onde di pressione acustica provenienti dall’ambiente esterno.

Tale soluzione non à ̈ tuttavia esente da inconvenienti. In particolare, la copertura 16 à ̈ realizzata per stampaggio e richiede dunque, durante la fabbricazione, set di utensili di stampaggio (comprendenti ad esempio stampi e punzoni) specifici e dedicati, per ciascuna eventuale variazione di dimensioni e forme che possa essere nel tempo richiesta, ad esempio in seguito all’evoluzione delle dimensioni delle strutture in silicio o a specifiche esigenze dell’utilizzatore finale. Inoltre, il passo ed il layout degli utensili di stampaggio e punzonatura non sempre risultano compatibili con le dimensioni e la configurazione degli array di contatti (ad esempio di tipo MAP-BGA - Mold Array Process-Ball Grid Array) di volta in volta in uso per i dispositivi MEMS. La realizzazione ed il fissaggio della copertura 16 al substrato 12 non possono dunque essere realizzati con tecnologia ed attrezzature per la cosiddetta “produzione di massa†.

Tale soluzione richiede dimensioni elevate per accomodare affiancati i due die del trasduttore acustico MEMS e per la realizzazione del relativo package, ed in generale presenta lo svantaggio di non offrire al progettista una sufficiente libertà (come invece sarebbe desiderato) nel dimensionamento delle camere anteriore e posteriore del trasduttore acustico, per la determinazione delle sue caratteristiche elettriche. Inoltre, in generale, la realizzazione delle connessioni elettriche 15, in particolare verso il substrato del package, può risultare problematica nel flusso del processo di assemblaggio.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un opportuno assemblaggio di un trasduttore acustico MEMS, e di un relativo package, che consentano di risolvere le problematiche sopra evidenziate, ed in particolare permettano di ottenere ridotti costi di realizzazione, elevate prestazioni acustiche ed affidabilità, e dimensioni contenute.

Secondo la presente invenzione vengono pertanto forniti un trasduttore di tipo microelettromeccanico ed un relativo procedimento di assemblaggio, come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 13.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 Ã ̈ una sezione schematica di una struttura sensibile micromeccanica di un trasduttore acustico MEMS, di tipo noto;

- la figura 2 Ã ̈ una sezione schematica di un trasduttore acustico MEMS e del relativo package, di tipo noto;

- le figure 3a-3g mostrano sezioni attraverso un trasduttore acustico MEMS, in fasi successive del relativo processo di assemblaggio, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 4 à ̈ una vista prospettica schematica del trasduttore di figura 3d, in cui à ̈ mostrata inoltre la linea di sezione (spezzata) lungo cui la stessa figura 3d à ̈ ricavata;

- la figura 5 à ̈ una vista prospettica del trasduttore di figura 3e, in cui à ̈ nuovamente mostrata la linea di sezione spezzata lungo cui à ̈ ricavata la stessa figura 3e;

- le figure 6a, 6b sono viste prospettiche schematiche, rispettivamente dall’alto e dal basso, parzialmente in spaccato, del trasduttore acustico MEMS di figura 3g;

- la figura 7 Ã ̈ una vista in sezione analoga a quella di figura 3g, relativamente ad una diversa forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 8 Ã ̈ una vista in sezione analoga a quella di figura 3g, relativamente ad ancora una diversa forma di realizzazione della presente invenzione;

- le figure 9a, 9b sono viste prospettiche schematiche, rispettivamente dall’alto e dal basso, del trasduttore acustico MEMS di figura 8 (in figura 9a à ̈ mostrata la linea di sezione spezzata lungo cui à ̈ ricavata la stessa figura 8); e

- la figura 10 mostra uno schema a blocchi di massima di un dispositivo elettronico incorporante il trasduttore acustico MEMS, secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione.

Come sarà discusso in dettaglio nel seguito, un aspetto della presente invenzione prevede la realizzazione di una particolare struttura di copertura per il package di un trasduttore acustico MEMS, di tipo composito, costituita dall’assemblaggio di due strati di uno stesso materiale plastico, ottenuto con tecniche standard dei semiconduttori (quali tecniche standard per la realizzazione di substrati BGA, LGA, o simili); inoltre, uno o entrambi i die del trasduttore acustico MEMS (integranti la struttura sensibile micromeccanica e, rispettivamente, il relativo circuito integrato ASIC), e/o ulteriori componenti elettrici/elettronici, vengono direttamente accoppiati a tale struttura di copertura, anziché ad un substrato, che a tale struttura di copertura à ̈ unito per la realizzazione del package del trasduttore acustico MEMS e per la sua connessione ad un circuito stampato esterno.

In dettaglio, e facendo riferimento dapprima alla figura 3a, un procedimento di assemblaggio di un trasduttore acustico MEMS prevede inizialmente la predisposizione di un primo e di un secondo strato di copertura 20, 21, di uno stesso materiale plastico, in particolare una resina epossidica, e specificatamente un laminato BT (Bismaleimide Triazina).

Il primo strato di copertura 20 presenta una prima ed una seconda faccia principale 20a, 20b (intendendo con facce principali le superfici di maggiore estensione dello strato, in un piano orizzontale xy), ed un primo spessore lungo un asse verticale z, trasversale al piano orizzontale xy; in particolare, la prima faccia principale 20a, come sarà chiarito in seguito, à ̈ destinata a definire la faccia superiore del package del trasduttore acustico MEMS (in configurazione cosiddetta “top port†, cioà ̈ con una relativa porta di accesso acustica rivolta verso la direzione opposta rispetto al circuito stampato a cui il trasduttore acustico MEMS à ̈ destinato ad essere accoppiato). Il secondo strato di copertura 21 presenta, a sua volta, una rispettiva prima ed una rispettiva seconda faccia principale 21a, 21b, ed un secondo spessore, maggiore del primo spessore del primo strato di copertura 20; in particolare, il secondo spessore à ̈ funzione, per motivi che saranno chiari in seguito, delle dimensioni verticali dei die del trasduttore acustico MEMS (integranti, come precedentemente evidenziato, la struttura sensibile micromeccanica ed il relativo circuito integrato ASIC).

Le facce principali del primo e del secondo strato di copertura 20, 21 vengono ricoperte, con tecniche di tipo standard, da un sottile primo strato metallico 22 (come mostrato in figura 3a, la prima faccia principale 20a del primo strato di copertura 20, destinata a definire la superficie esterna del package, può non essere metallizzata). Inoltre, uno strato di adesione 23, di materiale adesivo non conduttivo, viene formato sul primo strato metallico 22 in corrispondenza della seconda faccia principale 21b del secondo strato di copertura 21.

Quindi, si faccia riferimento alla figura 3b, attraverso il secondo strato di copertura 21 viene realizzata una cavità 24, che lo attraversa per il suo intero spessore ed attraversa inoltre il primo strato metallico 22 (in corrispondenza di entrambe le sue facce principali 21a, 21b) e lo strato adesivo 23; in modo qui non illustrato, la cavità 24 ha ad esempio una forma rettangolare in pianta (nel piano orizzontale xy) e, per le ragioni che saranno chiarite in seguito, dimensioni tali da accomodare al suo interno uno o entrambi die della struttura sensibile micromeccanica e del circuito integrato ASIC del trasduttore acustico MEMS.

Si noti che la figura 3b, così come le successive (a meno che non sia indicato il contrario), raffigurano soltanto una porzione dei suddetti strati di copertura 20, 21, relativamente alla realizzazione di un singolo dispositivo MEMS, essendo tuttavia evidente che una pluralità di dispositivi MEMS, tra loro affiancati, vengono realizzati mediante le stesse fasi del processo di lavorazione (così che, ad esempio, attraverso il secondo strato di copertura 21 vengono in questa fase realizzate svariate cavità 24, tra loro distanziate di un opportuno passo, in funzione delle dimensioni finali che i singoli dispositivi MEMS sono destinati ad assumere dopo l’operazione finale di taglio o “singolarizzazione†).

In seguito, il primo ed il secondo strato di copertura 20, 21 vengono uniti tra loro, in maniera impilata (cosiddetta operazione di “stacking†), tramite l’interposizione, tra le relative superfici a contatto (in corrispondenza delle rispettive seconde facce principali 20b, 21b), dello strato di materiale di adesione 23 (cosiddetta operazione di “bonding†), formando in tal modo una copertura composita 25. Il primo strato di copertura 20, ed in particolare la relativa seconda faccia principale 20b (con il primo strato metallico 22 ad essa sovrapposto), costituisce una superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24, chiudendola superiormente (considerando che, come segnalato in precedenza, il primo strato di copertura 20a à ̈ destinato a costituire la faccia superiore del package del trasduttore acustico MEMS, in configurazione “top port†).

Successivamente, viene cresciuto uno strato di seme 26 (cosiddetto “seed layer†), costituito da un film sottile metallico, sulla superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24, sulle pareti laterali, indicate con 24b, della stessa cavità 24 ed inoltre sul primo strato metallico 22 in corrispondenza della prima faccia principale 21a del primo strato di copertura 21. Quindi, al di sopra dello strato di seme 26 viene formato, ad esempio con la tecnica dell’elettrodeposizione (“electroplating†) o dello “sputtering†, un secondo strato metallico 28, che riveste, in particolare, l’interno della cavità 24.

In seguito, come mostrato in figura 3c, attraverso l’intero spessore del primo strato di copertura 20 ed attraverso il primo strato metallico 22, lo strato di seme 26 ed il secondo strato metallico 28, viene realizzata, con tecniche di microlavorazione di tipo standard, una porta di accesso acustico 29; la porta di accesso acustico 29 à ̈ ad esempio costituita da un foro passante con sezione circolare che si estende dalla prima faccia principale 20a del primo strato di copertura 20 fino a raggiungere la cavità 24. Come sarà chiarito in seguito, la porta di accesso acustico 29 à ̈ destinata a consentire l’introduzione di onde di pressione acustica all’interno del package del trasduttore acustico MEMS.

In questa fase, in modo non illustrato, può essere vantaggiosamente effettuata la marcatura del package, ad esempio per inserire informazioni relative al lotto di fabbricazione; in particolare, tale marcatura può essere effettuata sulla prima faccia principale 20a del primo strato di copertura 20, che risulta infatti accessibile per gli strumenti di marcatura.

Secondo un aspetto della presente invenzione, si faccia riferimento alla figura 3d ed inoltre alla corrispondente vista prospettica di figura 4, la copertura composita 25 viene capovolta verticalmente, e, tramite processi standard di taglio (operazione cosiddetta di “sawing†), ad esempio tramite un utensile di taglio a sega diamantata, il secondo strato metallico 28 viene opportunamente lavorato, per realizzare, in corrispondenza della prima superficie 21a del secondo strato di copertura 21, una pluralità di piazzole di contatto alla cavità 30 (qui definite CCL – Cavity Connect Land), tra loro elettricamente isolate; come sarà chiarito in seguito, le piazzole di contatto alla cavità 30 sono destinate ad essere contattate elettricamente, in particolare tramite la tecnica del “wire bonding†, da componenti elettrici che saranno in seguito accoppiati alla copertura composita 25, in corrispondenza della superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24.

In maggiore dettaglio, durante la suddetta operazione di taglio, vengono definiti per asportazione di materiale: un solco esterno 32, avente un perimetro, sostanzialmente rettangolare nel piano orizzontale xy, che circonda ad una data distanza la cavità 24, ed una profondità tale da rimuovere il secondo strato metallico 28, lo strato di seme 26, il primo strato metallico 22 ed una porzione superficiale del secondo strato di copertura 21 (in corrispondenza della relativa prima faccia principale 21a); ed un primo ed un secondo solco interno 33, 34, che si estendono internamente al solco esterno 32, in corrispondenza delle pareti laterali 24b della cavità 24, e presentano sostanzialmente la stessa profondità dello stesso solco esterno 32. In particolare, il primo ed il secondo solco interno 33, 34 si estendono parallelamente tra loro lungo rispettivi lati maggiori della cavità 24 (nell’esempio mostrato in figura 4, lungo l’asse y), estendendosi in parte attraverso una porzione superficiale del secondo strato di copertura 21, in corrispondenza del bordo tra la prima faccia principale 21a dello stesso secondo strato di copertura 21 e le pareti laterali 24b della cavità 24. Di conseguenza, tra il solco esterno 32 ed il primo ed il secondo solco interno 33, 34 vengono definite due strisce parallele di materiale metallico, elettricamente isolate dallo strato di rivestimento interno alla cavità 24, per la presenza degli stessi primo e secondo solco interno 33, 34.

Durante l’operazione di taglio, viene inoltre scavata una pluralità di recessi 35 (visibili in figura 4), aventi ad esempio la stessa profondità dei solchi 32, 33, 34, ed estendentisi trasversalmente al, e a partire dal, solco esterno 32, fino a raggiungere il primo o, rispettivamente, il secondo solco interno 33, 34 (attraversando dunque interamente le suddette strisce parallele di materiale metallico). In particolare, i recessi 35 definiscono in tal modo, tra di loro, le piazzole di contatto alla cavità 30, isolate elettricamente tra loro, ed isolate inoltre rispetto alle porzioni rimanenti del secondo strato metallico 28 (che rimangono in corrispondenza delle pareti laterali 24b della cavità 24, ed in corrispondenza della prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21, intorno alla stessa cavità 24).

Ad esempio, come visibile in figura 4, possono essere realizzate tre piazzole di contatto alla cavità 30, in corrispondenza di una porzione terminale di ciascun lato maggiore della cavità 24. In ogni caso, si sottolinea che la profondità di taglio, la forma, il numero ed il posizionamento delle varie piazzole di contatto alla cavità 30 possono variare rispetto a quanto illustrato, ad esempio in modo tale da risultare ottimizzati rispetto ai requisiti ed alle caratteristiche di connessione elettrica del trasduttore acustico MEMS.

In seguito all’operazione di taglio, si faccia riferimento alla figura 3e ed alla corrispondente figura 5, un primo die, indicato nuovamente con 10, integrante la struttura sensibile micromeccanica (mostrata schematicamente, e realizzata ad esempio, ma non necessariamente, come precedentemente descritto con riferimento alla figura 1), ed un secondo die, indicato nuovamente con 11, integrante un circuito integrato ASIC della relativa elettronica di lettura, vengono accoppiati alla copertura composita 25, in corrispondenza della superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24. In particolare, una superficie inferiore 10a, 11a di entrambi i die 10, 11 viene incollata mediante materiale adesivo al secondo strato metallico 28 in corrispondenza della superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24. Prime piazzole di contatto 36 associate alla membrana 4 ed al piatto rigido 5 (qui illustrati schematicamente) della struttura sensibile micromeccanica integrata nel primo die 10, portate da una sua superficie superiore 10b, ed inoltre seconde e terze piazzole di contatto 38a, 38b, collegate elettricamente ai componenti circuitali dell’ASIC integrato nel secondo die 11, portate da una sua rispettiva superficie superiore 11b, sono invece rivolte verso il piano orizzontale (parallelo al piano xy) definito dalla prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21.

Inoltre, il primo die 10 à ̈ posizionato rispetto alla copertura composita 25 in modo tale che la cavità 3 della relativa struttura sensibile micromeccanica sia affacciata ed in comunicazione fluidica con la porta di accesso acustico 29, così che la stessa cavità 3 costituisca la camera anteriore del trasduttore acustico MEMS.

Vengono quindi realizzati i collegamenti elettrici al/dal primo e secondo die 10, 11 tramite la tecnica del “wire bonding†, collegando: primi fili elettrici 39 tra le prime piazzole di contatto 36 e le seconde piazzole di contatto 38a (in modo tale da trasportare verso il circuito ASIC le grandezze elettriche rilevate dalla struttura sensibile micromeccanica); e, secondo un aspetto della presente invenzione, secondi fili elettrici 40 tra le terze piazzole di contatto 38b e rispettive piazzole di contatto alla cavità 30 (in modo tale da consentire, come sarà descritto in seguito, il trasporto dei segnali elettrici generati dal circuito ASIC verso l’esterno del package, oppure verso ulteriori componenti elettrici/elettronici presenti all’interno dello stesso package).

Come mostrato schematicamente nella sola figura 3e, una regione di rivestimento 42 (cosiddetta regione di “glob top†), di materiale opportuno, può essere formata, in maniera opzionale, sulla superficie superiore 11b del secondo die 11, in modo tale da schermare il circuito integrato ASIC da radiazioni luminose a lunghezze d’onda spurie, che non siano bloccate dal materiale dalla copertura composita 25 e dal materiale (tipicamente silicio) con cui sono realizzati la membrana 4 ed il piatto rigido 5 della struttura sensibile micromeccanica. A questo riguardo, si noti infatti che, nella struttura di package proposta, la membrana 4 ed il piatto rigido 5 fungono da interfaccia tra l’esterno del package (in particolare, l’ambiente esterno alla porta di accesso acustico 29) e la cavità 24 all’interno dello stesso package. In alternativa, al di sopra della superficie superiore 11b del secondo die 11 può essere formato un film sottile di un opportuno materiale protettivo, che assolva la stessa funzione di schermo per le radiazioni luminose.

In seguito, si faccia riferimento alla figura 3f (in cui sono mostrate, a titolo di esempio, porzioni di due dispositivi MEMS affiancati, realizzati a partire dagli stessi strati), un materiale sigillante (ad esempio una resina conduttiva) viene distribuito lungo quello che sarà, dopo l’operazione di singolarizzazione finale, il perimetro di ciascun dispositivo MEMS, ed in particolare all’interno del solco esterno 32, creandovi una regione sigillante 44. In particolare, la regione sigillante 44 costituisce anche una base di attacco per l’accoppiamento ad un circuito stampato (PCB - Printed Circuit Board) di tipo standard.

A questo riguardo, si faccia riferimento alla figura 3g ed alle corrispondenti figure 6a e 6b, il processo di assemblaggio procede con l’accoppiamento di un substrato a circuito stampato 45 alla copertura composita 25, in corrispondenza della prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21, così da chiudere inferiormente (rispetto all’asse verticale z) la cavità 24, che viene a costituire la camera posteriore (back chamber) del trasduttore acustico MEMS, qui indicato nuovamente con 1. Il substrato a circuito stampato 45 presenta una prima faccia principale 45a, rivolta verso l’interno della cavità 24, ed una seconda faccia principale 45b, rivolta verso l’esterno del package del trasduttore acustico MEMS 1, qui indicato nel suo insieme con 46.

Sulla prima faccia principale 45a (si veda in particolare la figura 6b) sono realizzate: piazzole di contatto al substrato 47, di materiale metallico, ad esempio in numero ed in una disposizione corrispondente alle piazzole di contatto alla cavità 30; e strisce conduttive 48, di forma e disposizione tali (come evidente dalle figure 6a e 6b) da sovrapporsi alle suddette porzioni rimanenti del secondo strato metallico 28 in corrispondenza della prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21, contattandole elettricamente. In maniera non illustrata, sulla prima faccia principale 45a e/o all’interno dello stesso substrato a circuito stampato 45 sono inoltre realizzate piste di collegamento, vie metallizzate e/o ulteriori elementi di collegamento elettrico.

Sulla seconda faccia principale 45b del substrato a circuito stampato 45 sono invece realizzati elementi di connessione elettrica verso l’esterno, in particolare per il collegamento ad un circuito stampato (o altro supporto) a cui il trasduttore acustico MEMS à ̈ destinato ad essere accoppiato; nel caso illustrato, tali elementi di connessione elettrica sono costituiti da piazzole di contatto esterne 49 (collegamento con tecnica LGA – Land Grid Array), che sono collegate opportunamente (ad esempio tramite vie metallizzate che attraversano il substrato a circuito stampato 45) alle piazzole di contatto al substrato 47 e/o alle strisce conduttive 48.

In maggiore dettaglio, e come illustrato nella figura 3g, regioni di pasta saldante (solder paste) 50 sono preapplicate in zone opportune sulla prima faccia principale 45a del substrato a circuito stampato 45, ad esempio in corrispondenza delle piazzole di contatto al substrato 47 e/o delle strisce conduttive 48; le regioni di pasta saldante 50 possono essere applicate mediante la tecnica dello “screen printing†, o pre-applicate durante la fabbricazione dello stesso substrato a circuito stampato 45. Quindi, il substrato a circuito stampato 45 viene posizionato, con la tecnica cosiddetta “flip-chip†(cioà ̈ in modo ribaltato), con la prima faccia principale 45a affacciata alla prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21 (in particolare sfruttando la base di appoggio offerta dalla regione sigillante 44), in modo tale che le piazzole di contatto al substrato 47 si posizionino in corrispondenza delle piazzole di contatto alla cavità 30. A questo punto, l’assemblaggio impilato del substrato a circuito stampato 45 e della copertura composita 25 viene sottoposto a brasatura (cosiddetta operazione di “reflow†), in modo tale da ottenere la loro unione meccanica ed elettrica per saldatura. Si viene così a formare il package 46 e a definire la camera posteriore del trasduttore acustico MEMS 1 (costituita dalla cavità 24 interna al package 46), che risulta sigillata dall’ambiente esterno ed inoltre schermata dai disturbi elettromagnetici. Si noti che il circuito ASIC nel secondo die 11 del trasduttore acustico MEMS 1 risulta, al termine del suddetto assemblaggio impilato, automaticamente collegato mediante i collegamenti elettrici descritti alle piazzole di contatto al substrato 47, e, di conseguenza, alle piazzole di contatto esterne 49 per il collegamento verso l’esterno del package 46. In particolare, ad assemblaggio concluso, le regioni di pasta saldante 50 si collocano affiancate, internamente al package 46, alla regione sigillante 44.

Infine, con tecniche tradizionali di taglio, si procede con l’operazione di singolarizzazione dei vari trasduttori acustici MEMS 1 (e dei relativi package 46); i dispositivi finiti vengono quindi sottoposti alle usuali procedure di test e di collaudo (cosiddetta operazione di “sorting†).

Nella struttura finale del package 46, l’effetto di schermatura offerto dalla copertura composita 25 nei confronti della cavità 24 à ̈ incrementato rispetto a strutture tradizionali, grazie al fatto che vengono accoppiati due strati dello stesso materiale (primo e secondo strato di copertura 20, 21), ed al fatto che viene rivestito uniformemente l’interno della stessa cavità 24 con uno stesso strato di materiale conduttivo (il secondo strato metallico 28). Inoltre, l’utilizzo della regione sigillante 44, di materiale conduttivo, per l’accoppiamento tra la copertura composita 25 ed il substrato a circuito stampato 45 consente di perfezionare la schermatura ai disturbi elettromagnetici ed inoltre di realizzare una buona connessione di massa.

In particolare, si noti che la definizione delle piazzole di contatto alla cavità 30 durante la realizzazione della copertura composita 25, mediante tecniche di taglio tradizionali, consente vantaggiosamente di ottenere differenti pattern conduttivi e piazzole di collegamento elettrico sulle porzioni della prima faccia principale 21a del secondo strato di copertura 21 adiacenti la cavità 24, per il collegamento al substrato a circuito stampato 45 durante l’assemblaggio del package 46. Tale soluzione consente allo stesso tempo di realizzare in maniera semplificata: connessioni elettriche all’interno del package tra il primo ed il secondo die 10, 11 del trasduttore acustico MEMS, alloggiati nella cavità 24 ed accoppiati direttamente alla copertura composita 25, ed il substrato a circuito stampato 45 destinato ad essere collegato a circuiti stampati esterni; ed una copertura composita 25 avente una cavità 24 totalmente schermata, in modo tale da garantire una corretta schermatura ai disturbi elettromagnetici.

Inoltre, si noti che, vantaggiosamente, la camera anteriore del trasduttore acustico MEMS à ̈ in questo caso costituita dalla sola cavità 3 della relativa struttura sensibile micromeccanica, e risulta pertanto controllabile tramite un opportuno design della stessa struttura sensibile micromeccanica; in particolare, risulta agevole ottenere volumi ridotti di tale camera anteriore. Questa soluzione rende anche più robusto il processo di assemblaggio, dato che il volume della camera anteriore non dipende in questo caso dalla realizzazione e dal corretto posizionamento dei componenti all’interno della cavità 24.

Al contrario, nuovamente in maniera vantaggiosa, il volume della camera posteriore à ̈ rappresentato dall’intera cavità 24, interna al package 46, così che il limite superiore per tale volume à ̈ rappresentato solamente dalle dimensioni esterne dello stesso package 46, definibili in modo agevole in fase di progetto. In particolare, dato che le caratteristiche della camera posteriore sono qui legate principalmente alla struttura del package 46, risulta possibile realizzare strutture sensibili micromeccaniche di dimensioni ridotte (ad esempio utilizzando wafer di silicio più sottili, come strati strutturali di partenza).

Una diversa forma di realizzazione della presente invenzione, mostrata in figura 7, prevede la possibilità che alla prima faccia principale 45a del substrato a circuito stampato 45 vengano accoppiati, in modo di per sé noto, ulteriori componenti elettrici 52, ad esempio componenti a montaggio superficiale (SMD – Surface Mounted Device). Ad esempio, i componenti elettrici 52 possono essere resistori, condensatori o altri componenti attivi o passivi; inoltre, all’interno della cavità 24 possono essere in tal modo disposti (mediante accoppiamento alla prima faccia principale 45a del substrato a circuito stampato 45) anche ulteriori package di dispositivi elettronici, quali package “full molded†o “premolded†.

In generale, la possibilità di sfruttare la prima faccia principale 45a del substrato a circuito stampato 45 (a cui in questo caso non sono collegati i die del trasduttore acustico MEMS) per il collegamento di ulteriori componenti elettrici/elettronici consente vantaggiosamente di massimizzare il volume occupato all’interno della cavità 24, in tal modo riducendo l’occupazione di area sul circuito stampato esterno a cui il package 46 del trasduttore acustico MEMS 1 viene accoppiato; inoltre, tale soluzione garantisce che tutti i componenti elettrici 52 all’interno del package 46 siano adeguatamente schermati dai disturbi EMI, essendo disposti all’interno della cavità 24, a sua volta totalmente schermata. Si noti che nella forma di realizzazione illustrata, i componenti elettrici 52 sono, almeno in parte, verticalmente sovrapposti al primo die 10 all’interno del package 46. I componenti elettrici 52 possono essere collegati elettricamente al circuito ASIC integrato nel secondo die 11, attraverso le piazzole di contatto alla cavità 30, i secondi fili elettrici 40, le regioni di pasta saldante 50, le piazzole di contatto al substrato 47 ed opportune piste elettriche (o analoghi collegamenti elettrici) integrate nel substrato a circuito stampato 45; in alternativa, o in aggiunta, gli stessi componenti elettrici 52 sono collegati con l’esterno del package attraverso le piazzole di contatto esterne 49 e, nuovamente, piste elettriche (o altri collegamenti elettrici) nel substrato a circuito stampato 45.

Ancora una diversa forma di realizzazione della presente invenzione, mostrata in figura 8 e nelle corrispondenti figure 9a e 9b, prevede che il secondo die 11 (integrante il circuito integrato ASIC) sia accoppiato, con tecniche tradizionali, alla prima faccia principale 45a del substrato a circuito stampato 45, insieme agli eventuali ulteriori componenti elettrici 52. In tal caso, i primi fili elettrici 39 sono collegati all’interno del package 46 tra le prime piazzole di contatto 36 e le piazzole di contatto alla cavità 30, mentre i secondi fili elettrici 40 collegano le seconde piazzole di contatto 38a (che definiscono piazzole di ingresso) con le piazzole di contatto al substrato 47 (per ricevere le grandezze elettriche generate dalla struttura sensibile micromeccanica), ed ulteriori secondi fili elettrici, anch’essi indicati con 40, collegano le terze piazzole di contatto 38b (che definiscono piazzole di uscita) con le piazzole di contatto esterne 49 e/o con gli ulteriori componenti elettrici 52. Tale soluzione può eventualmente consentire un risparmio nell’occupazione di area nel piano orizzontale xy all’interno del package 46.

I vantaggi del trasduttore acustico MEMS e del relativo procedimento di assemblaggio emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente.

In particolare, si sottolinea nuovamente che l’utilizzo di una struttura di copertura composita di materiale plastico (in particolare BT) consente l’utilizzo di tecniche di fabbricazione tradizionali (cosiddette di produzione di massa), senza che sia necessario l’utilizzo di utensili e macchinari di stampaggio specifici; risulta in tal modo agevole adattare il processo a differenti dimensioni o forme del package, senza incorrere in rilevanti costi di attrezzaggio.

L’assemblaggio descritto consente un’agevole regolazione dei volumi delle camere anteriore e posteriore del trasduttore acustico MEMS 1 e l’ottenimento di notevoli prestazioni elettriche dello stesso trasduttore, in termini ad esempio della risposta in frequenza e del rapporto segnale rumore (SNR – Signal to Noise Ratio).

L’utilizzo delle piazzole di contatto alla cavità 30, come precedentemente sottolineato, consente di predisporre i collegamenti elettrici all’interno (e verso l’esterno) del package 46 già durante l’assemblaggio della copertura composita 25, consentendo il duplice vantaggio di realizzare in maniera semplice ed economica, con le stesse fasi di processo, sia le connessioni al substrato a circuito stampato 45, sia una cavità 24 totalmente schermata all’interno del package 46.

Inoltre, il procedimento descritto rende possibile effettuare la marcatura del package 46 in una fase iniziale, consentendo così di eliminare il rischio di contaminazione da polvere o da agenti esterni del trasduttore acustico MEMS 1 (che in tale fase iniziale non à ̈ ancora stato accoppiato alla struttura in fase di assemblaggio).

Il layout proposto per il package 46 del trasduttore acustico MEMS 1 minimizza inoltre l’esposizione dei componenti elettrici/elettronici interni alla cavità 24 alle radiazioni luminose, dato che le stesse radiazioni luminose risultano in gran parte assorbite dalla struttura sensibile micromeccanica integrata nel primo die 10, che risulta frapposto tra la porta di accesso acustico 29 e l’interno della cavità 24. Per lo stesso motivo, le connessioni elettriche a filo all’interno della cavità 24, in particolare per il collegamento tra il primo ed il secondo die 10, 11, risultano meglio protette dall’esterno, rispetto a soluzioni di package tradizionali (dello stesso tipo “top port†).

Anche la robustezza meccanica dell’assemblaggio risulta in generale migliorata, dato che la struttura sensibile micromeccanica (integrata nel primo die 10) viene attaccata alla copertura composita 25, in corrispondenza della sua superficie interna opposta al substrato a circuito stampato 45 (la superficie di delimitazione superiore 24a della cavità 24), così che risultano incrementate la robustezza e la resistenza ai test di caduta (“drop test†).

Le caratteristiche precedentemente elencate rendono particolarmente vantaggioso l’utilizzo del trasduttore acustico MEMS 1 in un dispositivo elettronico 60, come mostrato in figura 10. Il dispositivo elettronico 60 à ̈ preferibilmente un dispositivo di comunicazione mobile, come ad esempio un cellulare, un PDA, un notebook, ma anche un registratore vocale, un lettore di file audio con capacità di registrazione vocale, ecc. In alternativa, il dispositivo elettronico 60 può essere un idrofono, in grado di lavorare sott’acqua, oppure un dispositivo di ausilio all’udito (cosiddetto “hearing aid†).

Il dispositivo elettronico 60 comprende un microprocessore (CPU – Central Processing Unit) 61, un blocco di memoria 62, collegato al microprocessore 61, ed un’interfaccia di ingresso/uscita 63, ad esempio dotata di una tastiera e di un video, anch’essa collegata al microprocessore 61. Il trasduttore acustico MEMS 1 comunica con il microprocessore 61; in particolare, il circuito ASIC integrato nel secondo die 11 invia i segnali elettrici di uscita al microprocessore 61 (eventualmente può essere presente un ulteriore circuito elettronico di elaborazione di tali segnali elettrici di uscita, indicato con 65). Inoltre, à ̈ presente un altoparlante 66 per la generazione di suoni su un’uscita audio (non mostrata) del dispositivo elettronico 60. Come mostrato schematicamente, il trasduttore acustico MEMS 1, il microprocessore 61, il blocco di memoria 62, l’interfaccia di ingresso/uscita 63 e gli eventuali ulteriori componenti elettronici sono accoppiati ad un unico circuito stampato 67, ad esempio con la tecnica del montaggio superficiale SMD.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, si sottolinea nuovamente che in generale la forma e la configurazione degli elementi strutturali descritti potrebbe essere differente da quanto descritto ed illustrato, così come possono essere differenti i componenti elettrici che possono essere accoppiati all’interno dello stesso package. Ad esempio, alla copertura composita 25 potrebbero essere accoppiati ulteriori componenti elettrici/elettronici, opportunamente collegabili elettricamente tramite le piazzole di contatto alla cavità 30.

Inoltre, à ̈ evidente che l’assemblaggio proposto può vantaggiosamente essere utilizzato anche per altre tipologie di trasduttori MEMS e dei relativi package, che prevedano la presenza di una porta di accesso che consenta una comunicazione fluidica tra l’ambiente esterno e l’interno del package.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Trasduttore MEMS (1), comprendente una struttura di rilevamento micromeccanica (10) ed un package (46), detto package (46) essendo dotato di un substrato (45), portante primi elementi di collegamento elettrico (47), e di un coperchio (“lid†) (25), accoppiato a detto substrato (45) a definire una cavità interna (24) in cui à ̈ alloggiata detta struttura di rilevamento micromeccanica (10), detto coperchio (25) essendo formato da: uno strato di copertura (20) avente una prima (20a) ed una seconda (20b) superficie, tra loro opposte, detta prima superficie (20a) definendo una faccia esterna di detto package (46) e detta seconda superficie (20b) essendo affacciata a detto substrato (45) internamente a detto package (46); ed una struttura di parete (21), disposta tra detto strato di copertura (20) e detto substrato (45), ed avente una faccia di accoppiamento (21a) accoppiata a detto substrato (45), caratterizzato dal fatto che almeno un primo componente elettrico (10, 11) à ̈ accoppiato a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20), internamente a detto package (46), e detta faccia di accoppiamento (21a) di detta struttura di parete (21) porta secondi elementi di collegamento elettrico (30), atti a collegare elettricamente detto primo componente elettrico (10, 11) a detti primi elementi di collegamento elettrico (47).
2. 2. Trasduttore secondo la rivendicazione 1, in cui detta struttura di parete (21) delimita e circonda detta cavità interna (24) con relative superfici di parete (24b), e detti secondi elementi di collegamento elettrico comprendono piazzole di collegamento alla cavità (30), tra loro elettricamente isolate ed adiacenti a detta cavità interna (24).
3. 3. Trasduttore secondo la rivendicazione 2, in cui dette piazzole di collegamento alla cavità (30) sono collegate a detti primi elementi di collegamento elettrico (47) mediante regioni di pasta saldante (50) interposte tra detta faccia di accoppiamento (21a) e detto substrato (45); comprendente inoltre una regione sigillante (44), di materiale conduttivo, interposta tra detta struttura di parete (21) e detto substrato (45), esternamente a dette regioni di pasta saldante (50) rispetto a detta cavità (24).
4. 4. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di copertura (20) à ̈ attraversato da una porta di accesso (29) atta a consentire una comunicazione fluidica tra l’interno e l’esterno di detto package (46), ed in cui detta struttura di rilevamento micromeccanica à ̈ integrata in un primo die (10) accoppiato a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20), in corrispondenza di detta porta di accesso (29); detta struttura di rilevamento micromeccanica comprendendo uno strato strutturale (2), una cavità di rilevamento (3) formata in detto strato strutturale (2), ed una membrana (4), detta cavità di rilevamento (3) essendo in comunicazione fluidica con detta porta di accesso (29), e detta membrana (4) separando detta cavità di rilevamento (3) da detta cavità interna (24).
5. 5. Trasduttore secondo la rivendicazione 4, di tipo acustico, in cui detta struttura di rilevamento micromeccanica à ̈ configurata in modo da rilevare onde di pressione acustica; ed in cui detta cavità di rilevamento (3) costituisce una camera anteriore, e detta cavità interna (24) costituisce una camera posteriore di detto trasduttore MEMS (1).
6. 6. Trasduttore secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto primo componente elettrico (10, 11) include detta struttura di rilevamento micromeccanica; comprendente inoltre primi elementi di collegamento a filo (39) per la connessione elettrica tra detti secondi elementi di collegamento elettrico (30) e prime piazzole conduttive (36) portate da detto primo die (10).
7. 7. Trasduttore secondo la rivendicazione 4 o 5, comprendente inoltre un secondo die (11) integrante un circuito di elaborazione, atto ad essere accoppiato operativamente a detta struttura di rilevamento micromeccanica, detto secondo die (11) essendo accoppiato a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20), lateralmente rispetto a detto primo die (10), e detto primo componente elettrico (10, 11) includendo detto circuito di elaborazione; comprendente inoltre primi elementi di collegamento a filo (39) per la connessione elettrica tra prime piazzole conduttive (36) portate da detto primo die (10) e seconde piazzole conduttive (38a) portate da detto secondo die (11), e secondi elementi di collegamento a filo (40) per la connessione elettrica tra terze piazzole conduttive (38b) portate da detto secondo die (11) e detti secondi elementi di collegamento elettrico (30).
8. 8. Trasduttore secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto substrato (45) presente una terza superficie (45a) affacciata a detta cavità interna (24) e portante detti primi elementi di collegamento elettrico (47), ed una quarta superficie (45b), opposta a detta terza superficie (45a) e portante piazzole di collegamento esterne (49) destinate al collegamento elettrico ad un circuito stampato esterno; detto substrato (45) comprendendo inoltre elementi di accoppiamento per l’accoppiamento elettrico tra detti primi elementi di collegamento elettrico (47) e dette piazzole di collegamento esterne (49).
9. 9. Trasduttore secondo la rivendicazione 8, comprendente inoltre almeno un secondo componente elettrico (52) accoppiato a detta terza superficie (45a) di detto substrato (45) all’interno di detta cavità interna (24); detti elementi di accoppiamento di detto substrato (45) essendo inoltre configurati per l’accoppiamento elettrico tra detto secondo componente elettrico (52) e detti primi elementi di collegamento elettrico (47) e/o dette piazzole di collegamento esterne (49).
10. 10. Trasduttore secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto primo componente elettrico (10, 11) include detta struttura di rilevamento micromeccanica; comprendente inoltre: un secondo die (11) integrante un circuito di elaborazione accoppiato operativamente a detta struttura di rilevamento micromeccanica, detto secondo die (11) essendo accoppiato a detta terza superficie (45a) di detto substrato (45); primi elementi di collegamento a filo (39) per la connessione elettrica tra detti secondi elementi di collegamento elettrico (30) e prime piazzole conduttive (36) portate da detto primo die (10); e secondi elementi di collegamento a filo (40) per l’accoppiamento elettrico tra detti secondi elementi di collegamento elettrico (30) e seconde piazzole conduttive (38a) portate da detto secondo die (11).
11. 11. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di copertura (20) e detta struttura di parete (21) sono costituite da strati distinti e tra loro accoppiati di uno stesso materiale plastico, in particolare un laminato BT.
12. 12. Dispositivo elettronico (60), comprendente un trasduttore MEMS (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ed un’unità di controllo (61) collegata a detto trasduttore MEMS (1).
13. 13. Procedimento di assemblaggio di un trasduttore MEMS (1), comprendente le fasi di: - predisporre una struttura di rilevamento micromeccanica (10); - predisporre un substrato (45), portante primi elementi di collegamento elettrico (47); - realizzare un coperchio (25) formato da: uno strato di copertura (20) avente una prima (20a) ed una seconda (20b) superficie, tra loro opposte; ed una struttura di parete (21), accoppiata a detto strato di copertura (20) a formare una cavità interna (24), ed avente una faccia di accoppiamento (21a), opposta a detto strato di copertura (20); - accoppiare detto coperchio (25) a detto substrato (45), con detta faccia di accoppiamento (21a) di detta struttura di parete (21) accoppiata a detto substrato (45), in modo tale da formare un package (46) delimitante detta cavità interna (24) atta ad alloggiare detta struttura di rilevamento micromeccanica (10), detta prima superficie (20a) definendo una faccia esterna di detto package (46) e detta seconda superficie (20b) essendo affacciata a detto substrato (45) internamente a detto package (46), caratterizzato dal fatto di comprendere, prima di detta fase di accoppiare, le fasi di: - definire su detta faccia di accoppiamento (21a) di detta struttura di parete (21) piazzole di collegamento alla cavità (30); - fissare a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20) almeno un primo componente elettrico (10, 11); e - collegare elettricamente dette piazzole di collegamento alla cavità (30) a detto primo componente elettrico (10, 11), e dal fatto che detta fase di accoppiare comprende inoltre accoppiare elettricamente dette piazzole di collegamento alla cavità (30) a detti primi elementi di collegamento elettrico (47).
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, in cui detta fase di definire comprende: - formare su detta faccia di accoppiamento (21a), e su superfici di parete (24b) di detta struttura di parete (21) che delimitano detta cavità interna (24), uno strato di rivestimento metallico (28); e - definire detto strato di rivestimento metallico (28) mediante un’operazione di taglio, così da definire dette piazzole di collegamento alla cavità (30), in modo tale che siano isolate tra loro ed inoltre isolate rispetto a porzioni di detto strato metallico (28) rimanenti su dette superfici di parete (24b).
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui detta fase di collegare elettricamente comprende collegare dette piazzole di collegamento alla cavità (30) a prime piazzole conduttive (36) di detto primo componente elettrico (10, 11) mediante primi elementi di collegamento a filo (39).
16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui detta fase di predisporre un substrato (45) à ̈ eseguita prima di detta fase di accoppiare, e comprende inoltre la fase di: - formare detti primi elementi di collegamento elettrico (47) su una prima faccia (45a) di detto substrato (45) e piazzole di collegamento esterne (49) su una seconda faccia (45b) di detto substrato (45), opposta a detta prima faccia (45a), in modo tale che dette piazzole di collegamento esterne (49) risultino accoppiate elettricamente a detti primi elementi di collegamento elettrico (47); e - formare regioni di pasta saldante (50) su detti primi elementi di collegamento elettrico (47), ed in cui detta fase di accoppiare comprende le fasi di: - disporre detto substrato (45) rispetto a detto coperchio (25) in modo tale che dette regioni di pasta saldante (50) siano poste in corrispondenza di dette piazzole di collegamento alla cavità (30); e - saldare detto substrato (45) a detto coperchio (25), almeno in parte attraverso dette regioni di pasta saldante (50).
17. 17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 13-16, in cui detta fase di realizzare un coperchio (25) comprende realizzare una porta di accesso (29) attraverso detto strato di copertura (20), atta a consentire una comunicazione fluidica tra l’interno e l’esterno di detto package (46), ed in cui detta fase di predisporre una struttura di rilevamento micromeccanica comprende integrare detta struttura di rilevamento micromeccanica all’interno di un primo die (10), detta struttura di rilevamento micromeccanica comprendendo uno strato strutturale (2), una cavità di rilevamento (3) formata in detto strato strutturale (2), ed una membrana (4); ed in cui detta fase di fissare a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20) almeno un primo componente elettrico (10, 11) comprende fissare detto primo die (10) a detta seconda superficie (20b), in corrispondenza di detta porta di accesso (29), in modo tale che detta cavità di rilevamento (3) sia in comunicazione fluidica con detta porta di accesso (29) e detta membrana (4) separi detta cavità di rilevamento (3) da detta cavità interna (24).
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 17, comprendente inoltre, prima di detta fase di accoppiare, le fasi di: - integrare un circuito di elaborazione, destinato ad essere accoppiato operativamente a detta struttura di rilevamento micromeccanica, in un secondo die (11); - fissare detto secondo die (11) a detta seconda superficie (20b) di detto strato di copertura (20), lateralmente rispetto a detto primo die (10); e - collegare primi elementi di collegamento a filo (39) tra prime piazzole conduttive (36) portate da detto primo die (10) e seconde piazzole conduttive (38a) portate da detto secondo die (11), e secondi elementi di collegamento a filo (40) tra terze piazzole conduttive (38b) portate da detto secondo die (11) e dette piazzole di collegamento alla cavità (30).
19. 19. Procedimento secondo la rivendicazione 17, in cui detto substrato (45) presente una terza superficie (45a) portante detti primi elementi di collegamento elettrico (47), ed una quarta superficie (45b), opposta a detta terza superficie (45a) e portante piazzole di collegamento esterne (49) destinate al collegamento elettrico ad un circuito stampato esterno; comprendente inoltre, prima di detta fase di accoppiare, le fasi di: - integrare un circuito di elaborazione, atto ad essere accoppiato operativamente a detta struttura di rilevamento micromeccanica (10), in un secondo die (11); - fissare detto secondo die (11) a detta terza superficie (45a) di detto substrato (45); - collegare primi elementi di collegamento a filo (39) tra prime piazzole conduttive (36) portate da detto primo die (10) e dette piazzole di collegamento alla cavità (30); ed - accoppiare elettricamente, mediante secondi elementi di collegamento a filo (40), seconde piazzole conduttive (38a) portate da detto secondo die (11) e detti secondi elementi di collegamento elettrico (30).