KR20170076736A - 몰딩된 스페이서를 가지는 마이크로폰 패키지 - Google Patents

몰딩된 스페이서를 가지는 마이크로폰 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20170076736A
KR20170076736A KR1020177013892A KR20177013892A KR20170076736A KR 20170076736 A KR20170076736 A KR 20170076736A KR 1020177013892 A KR1020177013892 A KR 1020177013892A KR 20177013892 A KR20177013892 A KR 20177013892A KR 20170076736 A KR20170076736 A KR 20170076736A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
package
mems microphone
spacer
die
microphone package
Prior art date
Application number
KR1020177013892A
Other languages
English (en)
Inventor
제이 스콧 살몬
쿨딥 삭세나
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20170076736A publication Critical patent/KR20170076736A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/06—Arranging circuit leads; Relieving strain on circuit leads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0061—Packages or encapsulation suitable for fluid transfer from the MEMS out of the package or vice versa, e.g. transfer of liquid, gas, sound
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/04—Microphones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0118—Bonding a wafer on the substrate, i.e. where the cap consists of another wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2231/00—Details of apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor covered by H04R31/00, not provided for in its subgroups
    • H04R2231/001—Moulding aspects of diaphragm or surround

Abstract

음향 압력을 감지하고 음향 압력을 기초로 신호를 발생하도록 구성된 MEMS 마이크로폰 다이를 포함하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지. 주문형 집적 회로(ASIC)는 MEMS 마이크로폰 다이에 전기적으로 연결된다. MEMS 마이크로폰 패키지는 전도성 덮개와 기판에 연결되는 몰딩된 패키지 스페이서를 포함한다. 몰딩된 패키지 스페이서는 MEMS 마이크로폰 패키지의 측벽을 형성하고 MEMS 마이크로폰 다이와 ASIC로부터 기판까지의 전기적 연결을 라우팅하도록 구성된다.

Description

몰딩된 스페이서를 가지는 마이크로폰 패키지{MICROPHONE PACKAGE WITH MOLDED SPACER}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2014년 10월 29일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/069,939의 혜택을 주장하며, 그 전문이 참조로서 본원에 포함되어있다.
배경
본 개시는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 패키징, 더욱 특히는 MEMS 마이크로폰 패키지에 관한 것이다.
마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰은 음향 챔버와, 음향 압력이 음향 챔버 내로 진입하게 하는 음향 입력 포트를 가진다. MEMS 마이크로폰 패키지와 음향 챔버를 형성하는 것은 기판, 전도성 덮개, 그리고 패키지 스페이서이다. MEMS 마이크로폰 패키지는 상부 포트 구성에 구성된다. 이러한 구성에서, 음향 입력 포트는 전도성 덮개를 통하는 구멍으로서 형성되고, MEMS 마이크로폰 다이는 전도성 덮개에 고정되고 구멍과 정렬된다. 패키지 스페이서는 전도성 덮개와 기판 사이에 위치설정되고 이들을 연결시킨다. 패키지 스페이서는 플라스틱 또는 세라믹과 같은 몰딩된 재료로 형성되며, 패키지 스페이서의 하부 및/또는 상부 표면 상에 전도성 라이닝을 가질 수 있다. 패키지 스페이서는 MEMS 마이크로폰 패키지의 내부와의 전기적 통신을 위한 통로를 제공한다. 전도성 덮개는 금속 판으로 구성될 수 있고, 이는 패키지 스페이서에 전기적으로 연결된다. 금속 판은 음향 공동을 밀폐하기 위한 저가 재료를 제공한다. 또한, 금속 판은 마이크로폰 패키지의 내부 구성요소에 대한 보호를 제공하고, 내구성 있으면서 덴트-저항성인 MEMS 마이크로폰 패키지를 생성하도록 돕는다.
일 실시예에서, 본 발명은 음향 압력을 감지하고 감지된 음향 압력을 기초로 전기적 신호를 발생시키도록 구성된 MEMS 마이크로폰 다이와 MEMS 마이크로폰 다이에 전기적으로 연결된 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지를 제공한다. ASIC는 MEMS 마이크로폰 다이로부터 전기적 신호를 수용하도록 구성된다. 또한 MEMS 마이크로폰 패키지는 전기적 연결 패드를 가지는 기판, 음향 입력 포트를 포함하는 전도성 덮개, 그리고 패키지 스페이서를 포함한다. 패키지 스페이서는 상부 표면과 하부 표면을 가진다. 상부 표면은 전도성 덮개에 연결되고 하부 표면은 기판에 연결된다. 패키지 스페이서는 몰딩된 재료로 형성된다.
다른 실시예에서, MEMS 마이크로폰 패키지는 공동과 본딩 쉘프를 가지는 패키지 스페이서, MEMS 마이크로폰, 그리고 ASIC를 포함한다. 본딩 쉘프는 패키지 스페이서의 내부의 부분으로서 일체형으로 형성된다. 공동 내에 배치된 ASIC와 MEMS는 전도성 덮개와 기판에 의해 캡슐화된다. 본딩 쉘프 상에 형성된 표면은 적어도 기판의 일 부분과 접촉한다. ASIC는 본딩 쉘프의 표면에 전기적으로 연결된다. 또한 패키지 스페이서는 제1 표면과 제2 표면을 포함한다. 제1 표면은 본딩 쉘프 상에 형성된 표면 위에 위치설정되고 기판에 연결된다. 제1 표면에 대향하는 제2 표면은 전도성 덮개에 연결된다.
본 개시의 다른 양태는 상세한 설명과 첨부된 도면을 고려함으로써 명확해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 MEMS 마이크로폰 패키지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 MEMS 마이크로폰 패키지의 패키지 스페이서의 사시도이다.
도 3은 도 2의 패키지 스페이서의 대향 측부 사시도이다.
도 4는 도 2의 패키지 스페이서의 저면도이다.
도 5는 도 2의 패키지 스페이서의 평면도이다.
도 6은 패키지 스페이서에 기판을 부착하기 전의 도 1의 MEMS 마이크로폰 패키지의 사시도이다.
도 7은 도 6의 MEMS 마이크로폰 패키지의 저면도이다.
도 8은 도 1의 MEMS 마이크로폰 패키지의 기판의 외측의 저면도이다.
도 9는 도 1의 MEMS 마이크로폰 패키지의 기판의 내측의 평면도이다.
개시의 임의의 실시예가 상세하게 설명되기 전에, 본 개시는 그의 적용에서 하기 설명에 기재되거나 도면에 예시된 구성요소의 구축 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 개시는 다른 실시예일 수 있고, 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다.
하나의 실시예에 따른 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 사시도가 도 1에 예시된다. MEMS 마이크로폰 패키지(101)는 패키지 스페이서(103), 기판(105), 그리고 전도성 덮개(107) 또는 전도성 캡(107)을 포함한다. 패키지 스페이서(103)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 측벽을 형성하고 기판(105)과 전도성 덮개(107) 사이의 간격을 유지시킨다. 기판(105)과 전도성 덮개(107)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 제작 도중 패키지 스페이서(103)에 고정된다. 일 예시에서, 땜납 또는 에폭시가 패키지 스페이서(103), 기판(105), 그리고 전도성 덮개(107)를 함께 보유하기 위한 결합제로서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 패키지 스페이서(103), 기판(105), 그리고 전도성 덮개(107)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101) 내의 내부 전자기기를 보호한다. 부가된 강도를 위해서, 전도성 덮개(107)는 스탬핑된 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 전도성 덮개(107)는 실질적으로 평면형이며 기판(105)과 평행할 수 있다. 음향 입력 포트(109)가 전도성 덮개(107)에 포함된다. 음향 입력 포트(109)는 음향 압력이 MEMS 마이크로폰 패키지(101)에 진입하도록 하는 구멍이다. 음향 입력 포트(109)는 전도성 덮개(107)의 임의의 장소 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 음향 입력 포트(109)는 내부 전자기기, 즉 마이크로폰 다이, ASIC, 또는 임의의 전기적 구성요소 위에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 음향 입력 포트(109)는 내부 전자기기로부터 오프셋된 거리에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 음향 입력 포트(109)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)로의 음향 압력의 진입을 간섭하지 않으면서 전도성 덮개(107)의 모서리에 근접하게 또는 인접하게 위치될 수 있다. 음향 입력 포트(109)를 제외하고, MEMS 마이크로폰 패키지(101)는 기밀성 밀폐를 형성하도록 밀봉된다.
전도성 비아(111)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 측부(113) 상에 위치설정된다. 전도성 비아(111)는 패키지 스페이서(103)의 하나의 측부(113) 내로, 에칭, 드릴링, 펀칭, 또는 몰딩에 의해 형성된다. 전도성 재료(예컨대, 금속 코팅)는 전도성 비아(111) 내에 퇴적되거나 다른 방식으로 형성된다. 대안적으로, 전도성 비아(111)는 금속으로 충전될 수 있다. 전도성 비아(111)는 전도성 덮개(107)로부터 기판(105)까지 연장한다. 결과적으로, 전도성 덮개(107)는 전도성 비아(111)에 의해 기판(105)의 적어도 일 부분에 전기적으로 연결된다. 예시된 실시예에서, 제2 전도성 비아(115)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 제2 측부(117) 상에 위치설정된다. 제2 전도성 비아(115)는 대부분의 측면에서 전도성 비아(111)와 동일하다. 두 개 보다 많거나 적은 전도성 비아가 적용에 따라 MEMS 마이크로폰 패키지(101) 상에 형성될 수 있다. 전도성 비아의 장소는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 제1 측부(113)와 제2 측부(117)에 인접한 측부 상에 형성될 수 있다.
도 2에서, 기판(105)과 전도성 덮개(107)의 부착 전의 패키지 스페이서(103)의 사시도가 예시된다. 일부 실시예에서, 패키지 스페이서(103)는 몰딩 프로세스에 의해 형성된다. 예컨대, 패키지 스페이서(103)는 플라스틱 또는 중합체 재료로 전적으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 패키지 스페이서(103)는 세라믹 또는 다른 비-전도성 재료로 형성된다. 그 결과, 패키지 스페이서(103)는 더욱 견고하며 저렴하고 및/또는 대부분 실리콘으로 형성되는 MEMS 마이크로폰 패키지(101), 예컨대 실리콘 웨이퍼로 형성된 MEMS 마이크로폰 패키지에 비해 제작하기 더 쉽다. 패키지 스페이서(103)는, 이것이 외부 표면(203), 내부 표면(205), 상부 표면(207), 하부 표면(209), 공동(210)을 포함하도록 형성된다. 상부 표면(207) 및/또는 하부 표면(209)은 예컨대 금속화 필름과 같은 전도성 층으로 부분적으로 또는 완전히 코팅될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속화 필름 또는 시드 금속화 필름(seed metalized layer)은 패키지 스페이서(103) 내에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 패키지 스페이서(103)는 본딩 쉘프(211)를 포함한다. 본딩 쉘프(211)는 패키지 스페이서(103)의 내부 표면(205)의 부분을 형성할 수 있다. 예시된 실시예에서, 본딩 쉘프(211)는 패키지 스페이서(103)의 모서리(213)에 위치설정된다. 본딩 쉘프(211)는 패키지 스페이서(103)와 단일 모놀리식 구성요소로서 형성될 수 있다. 예컨대, 본딩 쉘프(211)는 제작 도중 패키지 스페이서(103)와 함께 몰딩될 수 있다. 반대로, 본딩 쉘프(211)는 개별적으로 형성되며 몰딩 프로세스 후에 패키지 스페이서(103)에 고정될 수 있다. 본딩 쉘프(211)는 패키지 스페이서(103)의 하부 표면(209)과 맞닿을 수 있는 하부 표면(217)을 포함한다. 하부 표면(217)과 하부 표면(209)은 기판(105)이 패키지 스페이서(103)에 고정될 때 기판(105)의 적어도 일 부분과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 하부 표면(217)과 하부 표면(209) 중 하나는 기판(105)이 패키지 스페이서(103)에 고정될 때 기판(105)의 적어도 일 부분과 접촉할 수 있다. 본딩 쉘프(211)는 또한 와이어 본딩 표면(221)을 포함한다. 와이어 본딩 표면(221)은 MEMS 마이크로폰 패키지(101) 내에 전기적 연결을 위한 장소를 제공한다. 본딩 쉘프(211)는 하부 표면(217)으로부터 와이어 본딩 표면(221)까지 연장하는 S-곡선을 형성할 수 있다. 와이어 본딩 표면(221)은 하부 표면(217)에 평행할 수 있다. 적용에 따라, 하나보다 많은 본딩 쉘프(211)가 패키지 스페이서(103)에 형성될 수 있다.
또한 본딩 쉘프(211)는 본딩 쉘프(211)의 하부 표면(217)으로부터 와이어 본딩 표면(221)까지 연장하는 전도성 트레이스(223)를 포함한다. 전도성 트레이스(223)는 본딩 쉘프(211) 상에 예컨대 금속 필름과 같은 전도성 재료를 퇴적함으로써 형성될 수 있다. 전도성 트레이스(223)는 일 단부에서 기판(105)의 일 부분에 전기적으로 연결되고, 다른 단부에서는, 와이어 본딩 표면(221)에서 종결한다. 결과적으로, 전도성 트레이스(223)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부와 기판(105) 사이에 전기적 통로를 제공한다. 예컨대, 전도성 트레이스(223)는 하나 이상의 접지 라인, 전력 라인, 신호 라인을 제공하고, 이는 전력 및 접지 전압이 기판(105)으로부터 공급되도록 하고 신호가 기판(105)에 전송되도록 한다. 그러므로, 패키지 스페이서(103)는 기판(105)과 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부 구성요소 사이에 전기적 연결을 제공한다. 또한 패키지 스페이서(103)는 패키지 스페이서(103)의 상부 표면(207)의 주위의 둘레에서 연장하는 밀봉 링(225)을 포함할 수 있다.
도 3에 예시된 실시예에서, 패키지 스페이서(103)는 상부 표면(207)을 포함한다. 상부 표면(207)은 본딩 쉘프(211)의 상부 표면(301)과 맞닿을 수 있다. 전도성 덮개(107)가 패키지 스페이서(103)에 고정될 때, 상부 표면(207)은 전도성 덮개(107)에 접촉하고, 그로 인해 전도성 덮개(107), 전도성 비아(111), 그리고 전도성 비아(115) 사이에 전기적 전도성을 제공한다. 또한 전도성 덮개(107)는 패키지 스페이서(103)의 내부 표면(205) 또는 외부 표면(203)에 전기적으로 연결될 수 있다. 결과적으로, 전도성 덮개(107), 전도성 비아(111), 그리고 전도성 비아(115)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부 구성요소를 위한 전자기적 차폐를 형성한다.
도 4는 패키지 스페이서(103)의 저면도(즉, 기판 측으로부터)를 예시한다. 이러한 도면은 패키지 스페이서(103)의 하부 표면(209)이 패키지 스페이서(103)의 주위 둘레에서 연장하는 것을 예시한다. 밀봉 링(225)은 패키지 스페이서(103)의 하부 표면(209)의 상부 상에 금속화 층(즉, 금속 퇴적)으로서 형성될 수 있다. 밀봉 링(225)은 기판(105)과의 물리적 그리고 전기적 연결 지점을 제공한다. 예컨대, 밀봉 링(225)은 땜납으로 기판(105)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 패키지 스페이서(103)의 하부 표면(209)은 에폭시로 패키지 스페이서(103)에 부착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 패키지 스페이서(103)의 하부 표면(209)은 마이크로 범프 또는 땜납 마이크로 범프 언더 범프 야금(UBM) 패드로 패키지 스페이서(103)에 부착될 수 있다. 도 5는 도시된 상부 표면(207)을 가지는 도 4의 대향하는 도면을 예시한다. 전술된 바와 같이, 상부 표면(207)은 전도성 덮개(107)와의 물리적 그리고 전기적 연결을 위한 표면을 제공한다.
도 6은 음향 공동 내의 전기적 구성요소를 도시하기 위해 기판(105)을 제외한 MEMS 마이크로폰 패키지(101)를 예시한다. 이와 같이, 도 6은 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부 구성을 예시한다. MEMS 마이크로폰 패키지(101)는 MEMS 마이크로폰 다이(601)와 주문형 집적 회로(ASIC)(603)를 포함한다. 선택적으로, 관성 센서, 화학 센서 등과 같은 제2 감지 다이는 MEMS 마이크로폰 패키지(101) 내에 장착될 수 있다. 적용에 따라, ASIC(603)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)에 포함되지 않을 수 있다. MEMS 마이크로폰 다이(601)와 ASIC(603)는 직접적으로 전도성 덮개(107)에 고정되거나 장착될 수 있다. MEMS 마이크로폰 다이(601)는 유선 연결을 수용하도록 구성된 본딩 패드(605)를 포함한다. 유사하게, ASIC(603)은 MEMS 마이크로폰 다이(601)로부터의 유선 연결을 수용하도록 구성된 제1 본딩 패드(607)의 세트와, 와이어 본딩 표면(221)으로부터 유선 연결을 수용하도록 구성된 제2 본딩 패드(609) 세트를 포함한다. 제1 와이어(611) 세트는 MEMS 마이크로폰 다이(601)의 본딩 패드(605)와 ASIC(603)의 제1 본딩 패드(607) 세트 사이에서 연결된다. 접지 와이어(613)는 전도성 덮개(107)에 ASIC(603)를 연결시킨다. 제2 와이어(615) 세트는 ASIC(603)의 제2 본딩 패드(609) 세트와 와이어 본딩 표면(221) 상의 전도성 트레이스(223) 사이에서 연결된다. 이러한 방식으로, 복수의 와이어는 MEMS 마이크로폰 패키지(101) 내의 내부 전기적 구성요소와 전기적 트레이스를 상호연결한다.
음향 압력이 음향 입력 포트(109)를 통해 MEMS 마이크로폰 패키지(101)로 진입할 때, 음향 압력은 MEMS 마이크로폰 다이(601)의 진동판(미도시) 상에 충돌한다. MEMS 마이크로폰 다이(601)는 진동판을 통해 음향 압력을 감지하고 음향 압력을 기초로 전기적 신호를 발생시킨다. ASIC(603)는 제1 와이어(611) 세트를 통해 전기적 신호를 수용하고 MEMS 마이크로폰 다이(601)에 의해 수용된 음향 압력을 대표하는 다른 전기적 신호를 발생시킨다. ASIC(603)는 제2 와이어(615) 세트와 전기적 트레이스(223)를 통해 기판(105)에 전기적 신호를 보내고 여기서 전기적 신호는 추가로 프로세스되며 증폭된다.
도 7은 도 6에 예시된 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 저면도(즉, 기판 측으로부터)이다. 도 7에서 예시된 바와 같이, 접지 와이어(613)는 전도성 덮개(107) 상의 임의의 지점(701)에 연결된다. MEMS 마이크로폰 패키지(101)는 또한 전도성 트레이스(223)와 와이어 본딩 표면(221) 상의 제2 와이어(615) 세트의 연결 지점에서 납땜된 전기적 본드를 보호하기 위한 에폭시 밀봉부(703)를 포함할 수 있다.
도 8은 기판(105)의 저면도이다. 기판(105)은 전기적 트레이스, 전기적 비아 및 전기적 구성요소를 포함할 수 있고, 이는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부 전기적 구성요소를 위한 지지부와 연결부를 제공한다. 예컨대, 기판(105)은 외부 연결 패드(801)를 포함할 수 있다. 외부 연결 패드(801)는 기판(105)을 통해 전도성 경로를 형성하는 전기적 비아(미도시)에 연결된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 전기적 비아는 기판(105)의 내부 표면(903) 상의 기판 연결 지점(901)에 연결된다. 기판 연결 지점(901)은 기판 트레이스(905)에 연결되고, 이는 패키지 스페이서 연결 패드(907)에 연결된다. 패키지 스페이서 연결 패드(907)는 MEMS 마이크로폰 패키지(101)가 조립될 때 전도성 트레이스(223)에 연결된다. 기판(105)이 MEMS 마이크로폰 패키지(101)의 내부 구성요소를 위한 다양한 종류 및 구성의 전기적 경로와 연결부를 포함할 수 있다는 것을 유의해야 한다.
그러므로, 본 개시는 무엇보다도 음향 입력 포트를 가지는 전도성 덮개와 기판에 전도성 덮개를 연결시키도록 구성된 몰딩된 스페이서를 포함하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지를 제공한다. 본 개시의 다양한 특징 및 장점이 다음의 청구범위에서 설명된다.

Claims (27)

  1. 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지이며:
    음향 압력을 감지하고 감지된 음향 압력을 기초로 전기적 신호를 발생시키도록 구성된 MEMS 마이크로폰 다이;
    MEMS 마이크로폰 다이에 전기적으로 연결된 주문형 집적 회로(ASIC)이며, MEMS 마이크로폰 다이로부터 전기적 신호를 수용하도록 구성된 ASIC;
    전기적 연결 패드를 포함하는 기판;
    음향 입력 포트를 포함하는 전도성 덮개; 그리고
    상부 표면 및 하부 표면을 가지는 패키지 스페이서이며, 상부 표면은 전도성 덮개에 연결되고 하부 표면은 기판에 고정되며, 몰딩된 재료로 형성된 패키지 스페이서
    를 포함하는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 패키지 스페이서의 내부에 위치설정된 본딩 쉘프이며, 와이어 본딩 표면을 포함하는 본딩 쉘프를 추가로 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 와이어가 와이어 본딩 표면과 ASIC 사이에 전기적으로 연결된 MEMS 마이크로폰 패키지.
  4. 제2항에 있어서, 본딩 쉘프가 MEMS 마이크로폰 패키지의 단일 모놀리식 구성요소를 형성하기 위해 패키지 스페이서와 함께 몰딩되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  5. 제2항에 있어서, 패키지 스페이서의 하부 표면으로부터 와이어 본딩 표면까지 연장하는 복수의 전기적 트레이스를 추가로 포함하며, 전기적 트레이스 중 적어도 하나는 전기적 연결 패드 중 적어도 하나를 통해 기판에 전기적으로 연결되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  6. 제5항에 있어서, 전기적 트레이스가 본딩 쉘프 상에 퇴적되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  7. 제5항에 있어서, 패키지 스페이서의 하부 표면의 주위를 따라 위치설정된 밀봉 링을 추가로 포함하고, 전기적 트레이스 중 적어도 다른 하나는 밀봉 링에 전기적으로 연결되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 패키지 스페이서가, 전도성 재료로 코팅된 상부 표면을 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  9. 제2항에 있어서, 본딩 쉘프는, 본딩 쉘프의 하부 표면이 기판에 접촉하도록 패키지 스페이서의 하부 표면과 맞닿는 하부 표면을 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  10. 제2항에 있어서, 본딩 쉘프는, 본딩 쉘프의 상부 표면이 전도성 덮개와 접촉하도록 패키지 스페이서의 상부 표면과 맞닿는 상부 표면을 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  11. 제1항에 있어서, 패키지 스페이서는 기판과 전도성 덮개 사이에 위치설정되고, 스페이서는 기판과 전도성 덮개 사이의 간격을 유지하고 MEMS 마이크로폰 패키지의 측벽을 형성하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  12. 제1항에 있어서, 몰딩된 재료는 세라믹인 MEMS 마이크로폰 패키지.
  13. 제1항에 있어서, 몰딩된 재료는 플라스틱인 MEMS 마이크로폰 패키지.
  14. 제1항에 있어서, 패키지 스페이서가 기판과 전도성 덮개를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 전도성 비아를 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  15. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 전도성 비아가 패키지 스페이서의 외부 표면 상에 형성되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  16. 제15항에 있어서, 적어도 하나의 전도성 비아가 MEMS 마이크로폰 다이와 ASIC를 위한 접지 경로인 MEMS 마이크로폰 패키지.
  17. 제1항에 있어서, ASIC를 전도성 덮개에 전기적으로 연결시키는 와이어를 추가로 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  18. 제1항에 있어서, ASIC와 MEMS 마이크로폰 다이가 전도성 덮개에 고정되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  19. 제1항에 있어서, 전도성 덮개가 스탬핑된, 실질적으로 평면형인 금속 덮개인 MEMS 마이크로폰 패키지.
  20. 제1항에 있어서, 패키지 스페이서가 신호 라인을 위한 전기적 연결 및 접지 라인을 위한 전기적 연결을 포함하여, MEMS 마이크로폰 패키지에 외부 전기적 연결을 제공하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  21. 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰 패키지이며:
    음향 압력을 감지하고 감지된 음향 압력을 기초로 전기적 신호를 발생시키도록 구성된 제1 다이;
    제1 다이에 전기적으로 연결된 제2 다이이며, 제1 다이로부터의 전기적 신호를 수용하도록 구성된 제2 다이; 그리고
    패키지 스페이서의 내부 내에 위치설정된 본딩 쉘프와 공동을 가지는 패키지 스페이서이며, 제1 다이와 제2 다이가 공동 내에 배치되는 패키지 스페이서를 포함하고,
    제2 다이는 본딩 쉘프에 전기적으로 연결되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  22. 제21항에 있어서, 기판을 추가로 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  23. 제22항에 있어서, 본딩 쉘프는 기판의 적어도 일 부분과 접촉되는 표면을 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  24. 제23항에 있어서, 패키지 스페이서에 연결된 전도성 덮개를 추가로 포함하는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  25. 제24항에 있어서, 제1 다이와 제2 다이로 이루어진 그룹 중 적어도 하나는 전도성 덮개에 부착되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  26. 제24항에 있어서, 패키지 스페이서는 제1 표면과 제2 표면을 포함하고, 제1 표면은 본딩 쉘프의 표면 위에 위치설정되고 기판에 연결되며, 제2 표면은 제1 표면에 대향하고 전도성 덮개에 연결되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
  27. 제26항에 있어서, 제1 다이와 제2 다이로 이루어진 그룹 중 적어도 하나는 전도성 덮개에 부착되는 MEMS 마이크로폰 패키지.
KR1020177013892A 2014-10-29 2015-10-28 몰딩된 스페이서를 가지는 마이크로폰 패키지 KR20170076736A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462069939P 2014-10-29 2014-10-29
US62/069,939 2014-10-29
PCT/US2015/057712 WO2016069691A1 (en) 2014-10-29 2015-10-28 Microphone package with molded spacer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170076736A true KR20170076736A (ko) 2017-07-04

Family

ID=54478273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177013892A KR20170076736A (ko) 2014-10-29 2015-10-28 몰딩된 스페이서를 가지는 마이크로폰 패키지

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9661421B2 (ko)
KR (1) KR20170076736A (ko)
CN (1) CN107005756B (ko)
TW (1) TW201626816A (ko)
WO (1) WO2016069691A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9661421B2 (en) * 2014-10-29 2017-05-23 Robert Bosch Gmbh Microphone package with molded spacer
CN204408625U (zh) * 2015-01-21 2015-06-17 瑞声声学科技(深圳)有限公司 Mems麦克风
US9728510B2 (en) 2015-04-10 2017-08-08 Analog Devices, Inc. Cavity package with composite substrate
CN212324360U (zh) * 2020-06-30 2021-01-08 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100155863A1 (en) 2005-08-11 2010-06-24 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method for manufacturing a microelectronic package comprising a silicon mems microphone
US20080175425A1 (en) 2006-11-30 2008-07-24 Analog Devices, Inc. Microphone System with Silicon Microphone Secured to Package Lid
JP2009164475A (ja) 2008-01-09 2009-07-23 Yamaha Corp マイクロフォンパッケージ、リードフレーム、モールド基板及びマイクロフォンパッケージの実装構造
JP2009246116A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Yamaha Corp リードフレーム及びパッケージ本体、パッケージ、半導体装置、並びにマイクロフォンパッケージ
CN102153044B (zh) * 2010-02-12 2015-08-26 菱生精密工业股份有限公司 微机电封装模块
US9407997B2 (en) * 2010-10-12 2016-08-02 Invensense, Inc. Microphone package with embedded ASIC
WO2012103087A1 (en) 2011-01-24 2012-08-02 Analog Devices, Inc. Packaged microphone with reduced parasitics
JP4893860B1 (ja) 2011-02-21 2012-03-07 オムロン株式会社 マイクロフォン
US8447057B2 (en) 2011-03-18 2013-05-21 Analog Devices, Inc. Packages and methods for packaging MEMS microphone devices
DE102011007604A1 (de) * 2011-04-18 2012-10-18 Robert Bosch Gmbh Mikroelektromechanische Schalldetektionsvorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen
US20130050227A1 (en) * 2011-08-30 2013-02-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Glass as a substrate material and a final package for mems and ic devices
JP2013074151A (ja) 2011-09-28 2013-04-22 Hitachi Chemical Co Ltd 電子部品素子搭載用基板及びその製造方法
EP2830989B1 (en) * 2012-03-29 2016-01-06 Robert Bosch GmbH Cavity package design
US8842858B2 (en) 2012-06-21 2014-09-23 Invensense, Inc. Electret condenser microphone
CN104604248B (zh) * 2012-09-10 2018-07-24 罗伯特·博世有限公司 具有模制互联器件的mems麦克风封装
US9226052B2 (en) 2013-01-22 2015-12-29 Invensense, Inc. Microphone system with non-orthogonally mounted microphone die
US20140254835A1 (en) 2013-03-05 2014-09-11 Analog Devices, Inc. Packaged Microphone System with a Permanent Magnet
US9319799B2 (en) 2013-03-14 2016-04-19 Robert Bosch Gmbh Microphone package with integrated substrate
US9781519B2 (en) * 2014-10-29 2017-10-03 Akustica, Inc. Molded interconnect mircoelectromechanical system (MEMS) device package
US9661421B2 (en) * 2014-10-29 2017-05-23 Robert Bosch Gmbh Microphone package with molded spacer

Also Published As

Publication number Publication date
TW201626816A (zh) 2016-07-16
WO2016069691A1 (en) 2016-05-06
US9894444B2 (en) 2018-02-13
US9661421B2 (en) 2017-05-23
US20170303049A1 (en) 2017-10-19
CN107005756A (zh) 2017-08-01
CN107005756B (zh) 2019-11-01
US20160127838A1 (en) 2016-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9781519B2 (en) Molded interconnect mircoelectromechanical system (MEMS) device package
US10247629B2 (en) Stacked or unstacked MEMS pressure sensor with through-hole cap and plurality of chip capacitors
US9002038B2 (en) MEMS microphone package with molded interconnect device
US9617144B2 (en) Integrated package containing MEMS acoustic sensor and environmental sensor and methodology for fabricating same
CN109476476B (zh) 包含mems声学传感器和压力传感器的集成封装
TWI616104B (zh) 具有含有穿孔之間隔器構件的降低佔用面積麥克風系統
US8384168B2 (en) Sensor device with sealing structure
US8816453B2 (en) MEMS component and a semiconductor component in a common housing having at least one access opening
EP2342747B1 (en) Integrated sensor including sensing and processing die mounted on opposite sides of package substrate
US9986354B2 (en) Pre-mold for a microphone assembly and method of producing the same
US9894444B2 (en) Microphone package with molded spacer
US9854350B2 (en) Microphone having increased rear volume, and method for production thereof
US10028068B2 (en) Metalized microphone lid with integrated wire bonding shelf
US10221064B2 (en) Semiconductor package with multiple compartments
CN107265393A (zh) 包含mems管芯的半导体设备
KR20180125515A (ko) 몰딩식 상호연결 마이크로전자기계 시스템(mems) 장치 패키지
KR101981831B1 (ko) 공동 패키지 디자인
JP2012207931A (ja) 圧力センサパッケージ
CN218320777U (zh) 一种封装结构和电子设备