KR20240014981A - MEMS Microphone - Google Patents

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KR20240014981A
KR20240014981A KR1020220092829A KR20220092829A KR20240014981A KR 20240014981 A KR20240014981 A KR 20240014981A KR 1020220092829 A KR1020220092829 A KR 1020220092829A KR 20220092829 A KR20220092829 A KR 20220092829A KR 20240014981 A KR20240014981 A KR 20240014981A
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signal processing
processing element
mems structure
mems
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KR1020220092829A
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Inventor
김용권
이대희
지칠영
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 기판, 상기 기판을 덮는 하우징, 상기 기판 상에 배치되는 멤스 구조체, 및 상기 멤스 구조체와 이격되어 상기 기판 상에 배치되는 신호처리소자를 포함하고, 상기 신호처리소자는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 전기적으로 연결된다.The MEMS microphone according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a housing covering the substrate, a MEMS structure disposed on the substrate, and a signal processing element disposed on the substrate and spaced apart from the MEMS structure, and transmits the signal. The processing element is electrically connected to the substrate through a ball grid array (BGA) junction.

Description

멤스 마이크로폰{MEMS Microphone}MEMS Microphone

본 발명은 멤스 마이크로폰에 관한 것으로, 보다 구체적으로 볼 그리드 어레이 접합을 이용하여 신호처리소자가 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰에 관한 발명이다.The present invention relates to a MEMS microphone, and more specifically, to a MEMS microphone in which signal processing elements are electrically connected using a ball grid array junction.

일반적으로 음향기기는 전극을 이용하여 진동판을 진동시켜 소리를 발생시키는 것으로서, 최근의 기술개발과 더불어 음향기기 분야에서도 큰 발전이 이루어지고 있다. 이러한 음향 기기들은, 휴대용 단말기, 보청기 등과 같이 사용되는 분야도 다양해지고 있으며, 음향기기가 적용되는 장치들이 슬림화됨에 따라 음향기기 자체의 크기도 수형화가 이루어지고 있다.In general, audio devices generate sound by vibrating a diaphragm using electrodes, and with recent technological developments, great progress is being made in the field of audio devices. The fields in which these audio devices are used, such as portable terminals and hearing aids, are becoming more diverse, and as devices to which they are applied are becoming slimmer, the size of the audio devices themselves is also becoming more horizontal.

또한, 최근에는 반도체 기술인 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems)를 이용한 마이크로 폰(Micro Phone)이 개발되어 사용되고 있다. 멤스는 실리콘 웨이퍼의 표면에서 작은 기계적 컴포넌트의 제조를 가능하게 하는 기술이다. 이러한 멤스 마이크로 폰은 정전 방식과 압전 방식으로 구분될 수 있으며, 여기에 일반적인 콘덴서 타입을 포함한다.In addition, recently, a micro phone using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a semiconductor technology, has been developed and used. MEMS is a technology that enables the fabrication of small mechanical components on the surface of a silicon wafer. These MEMS microphones can be divided into electrostatic and piezoelectric types, and include common condenser types.

최근, 휴대폰, 스마트폰 등의 이동 통신용 단말기나, 태블릿PC, MP3 플레이어 등과 같은 전자 장치는 보다 소형화되고 있다. 이에 따라, 전자 장치의 부품 또한 더욱 소형화되고 있다. 따라서, 부품의 물리적 한계를 해결할 수 있는 멤스(Micro Electro Mechanical System: MEMS) 기술이 필요하다.Recently, mobile communication terminals such as mobile phones and smartphones, and electronic devices such as tablet PCs and MP3 players are becoming more compact. Accordingly, components of electronic devices are also becoming more compact. Therefore, Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology that can solve the physical limitations of components is needed.

공개특허공보 제 10-2009-0039375 호Public Patent Publication No. 10-2009-0039375

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 볼 그리드 어레이 접합을 이용하여 신호처리소자가 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a MEMS microphone in which signal processing elements are electrically connected using a ball grid array junction.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 기판; 상기 기판을 덮는 하우징; 상기 기판 상에 배치되는 멤스 구조체; 및 상기 멤스 구조체와 이격되어 상기 기판 상에 배치되는 신호처리소자를 포함하고, 상기 신호처리소자는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 전기적으로 연결된다.In order to solve the above technical problem, the MEMS microphone according to an embodiment of the present invention includes a substrate; a housing covering the substrate; a MEMS structure disposed on the substrate; and a signal processing element disposed on the substrate and spaced apart from the MEMS structure, and the signal processing element is electrically connected to the substrate through a ball grid array (BGA) bond.

또한, 상기 신호처리소자가 상면에 배치되는 제1 기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 상기 기판 상에 배치되어, 상기 신호처리소자와 상기 기판이 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, the signal processing element may include a first substrate disposed on an upper surface, and the first substrate may be disposed on the substrate, so that the signal processing element and the substrate may be electrically connected.

또한, 상기 신호처리소자는 플립칩(flip chip) 방식으로 상기 제1 기판과 접합할 수 있다.Additionally, the signal processing element can be bonded to the first substrate using a flip chip method.

또한, 상기 신호처리소자는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 직접 접촉할 수 있다.Additionally, the signal processing device may be in direct contact with the substrate through ball grid array (BGA) bonding.

또한, 상기 멤스 구조체와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 와이어를 포함하고, 상기 신호처리소자는, 상기 기판 및 와이어를 통해 상기 멤스 구조체와 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, it may include a wire that electrically connects the MEMS structure and the substrate, and the signal processing element may be electrically connected to the MEMS structure through the substrate and the wire.

또한, 상기 기판은 복수의 층을 포함하고, 상기 와이어와 상기 신호처리소자는 상기 기판 내부에서 전기적으로 연결될 수 있다.Additionally, the substrate includes a plurality of layers, and the wire and the signal processing element may be electrically connected inside the substrate.

또한, 상기 멤스 구조체 하부에 대향하는 기판 영역에 홀이 형성될 수 있다.Additionally, a hole may be formed in a region of the substrate facing the lower part of the MEMS structure.

또한, 상기 멤스 구조체 상부에 대향하는 하우징 영역에 홀이 형성될 수 있다.Additionally, a hole may be formed in the housing area opposite the upper part of the MEMS structure.

또한, 상기 신호처리소자는 상기 기판에 임베디드될 수 있다.Additionally, the signal processing element may be embedded in the substrate.

또한, 상기 기판에 임베디드되는 커패시터를 포함할 수 있다.Additionally, it may include a capacitor embedded in the substrate.

본 발명의 실시예들에 따르면, 멤스 마이크로폰 패키지의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 쉴드캔을 솔더링 및 리플로우(reflow)시 회전하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 필요한 와이어의 길이를 줄일 수 있고, 와이어의 길이에 따른 저항을 줄일 수 있으며, 내부 체적을 증가시켜 신호대잡음비(SNR)을 개선할 수 있다. According to embodiments of the present invention, the thickness of the MEMS microphone package can be reduced. Additionally, it is possible to prevent the shield can from rotating during soldering and reflow. Additionally, the length of the wire required can be reduced, resistance depending on the length of the wire can be reduced, and the signal-to-noise ratio (SNR) can be improved by increasing the internal volume.

또한, ASIC를 임베디드함으로써 와이어 수량, 와이어 총 길이, 와이어 본딩의 수량을 줄일 수 있고, En-cap 도포 및 건조 공정을 삭제할 수 있고, 노이즈 개선이 가능하다. 또한, 와이어 및 En-cap을 줄인 공간을 활용하여 커패시터를 실장하여 성능을 개선할 수 있다. 또한, 패키지 전체 면적을 줄일 수 있다.In addition, by embedding ASIC, the quantity of wires, total wire length, and wire bonding can be reduced, En-cap application and drying processes can be eliminated, and noise can be improved. In addition, performance can be improved by mounting capacitors using the reduced space for wires and en-caps. Additionally, the overall package area can be reduced.

또한, 캔 솔더 및 에폭시 도포영역이 불필요하여 사이즈를 축소할 수 있다. In addition, the size can be reduced because can solder and epoxy application areas are not required.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이다.
도 19 내지 도 29는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이다.
도 31 내지 도 47은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.
도 48은 본 발명의 제4 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이다.
도 49 내지 도 54는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.
Figure 1 shows a MEMS microphone according to an embodiment of the present invention.
2 to 17 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to the first embodiment of the present invention.
Figure 18 shows a MEMS microphone according to a second embodiment of the present invention.
19 to 29 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to the second embodiment of the present invention.
Figure 30 shows a MEMS microphone according to a third embodiment of the present invention.
Figures 31 to 47 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to the second embodiment of the present invention.
Figure 48 shows a MEMS microphone according to a fourth embodiment of the present invention.
Figures 49 to 54 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to the fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining or replacing.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.Additionally, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, that component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to that other component. In addition to cases, it may also include cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between that component and that other component.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다. Additionally, when described as being formed or disposed “on top” or “bottom” of each component, “top” or “bottom” means that the two components are directly adjacent to each other. This includes not only the case of contact, but also the case where one or more other components are formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as “top” or “bottom,” the meaning of not only the upward direction but also the downward direction can be included based on one component.

본 실시예에 따른 변형례는 각 실시예 중 일부 구성과 다른 실시예 중 일부 구성을 함께 포함할 수 있다. 즉, 변형례는 다양한 실시예 중 하나 실시예를 포함하되 일부 구성이 생략되고 대응하는 다른 실시예의 일부 구성을 포함할 수 있다. 또는, 반대일 수 있다. 실시예들에 설명할 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다Modifications according to this embodiment may include some components of each embodiment and some components of other embodiments. That is, the modified example may include one of the various embodiments, but some components may be omitted and some components of other corresponding embodiments may be included. Or, it could be the other way around. Features, structures, effects, etc. to be described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified and implemented in other embodiments by a person with ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be interpreted as included in the scope of the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이고, 도 2 내지 도 17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 shows a MEMS microphone according to an embodiment of the present invention, and Figures 2 to 17 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(100)은 기판(110), 하우징(120), 멤스 구조체(130), 신호처리소자(140)를 포함한다.The MEMS microphone 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a housing 120, a MEMS structure 130, and a signal processing element 140.

기판(110)은 멤스 마이크로폰의 하부에 배치되고, 판(plate) 형상을 가진다. 기판(110)은 하우징(120)과 함께 내부 공간을 형성한다. 기판(110)은 인쇄회로기판(PCB), 반도체 기판, 또는 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다. 기판(110)은 단일 층으로 구성되거나, 복수의 기판이 적층되어 형성될 수 있다.The substrate 110 is placed at the bottom of the MEMS microphone and has a plate shape. The substrate 110 forms an internal space together with the housing 120. The substrate 110 may include a printed circuit board (PCB), a semiconductor substrate, or a ceramic substrate. The substrate 110 may be composed of a single layer or may be formed by stacking a plurality of substrates.

기판(110)에는 멤스 구조체(130)의 하부에 대향하는 위치에 홀(131)이 형성될 수 있다. 홀(131)의 단면적은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 홀(131)은 음향홀일 수 있다. A hole 131 may be formed in the substrate 110 at a position opposite to the lower part of the MEMS structure 130. The cross-sectional area of the hole 131 may be circular, but is not limited thereto. Here, the hole 131 may be an acoustic hole.

하우징(120)은 멤스 마이크로폰의 상부에 배치되고, 기판(110)을 덮는 덮개 형상을 가진다. 하우징(120)은 기판(110)을 덮어 내부 공간을 형성한다. 하우징(120)은 금속재질을 가지는 캔(can) 타입일 수 있고, 플라스틱 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 하우징(120)은 기판(110)과 결합될 수 있다. 이때, 하우징(120)은 캔 솔더(Can solder) 또는 에폭시를 도포하여 기판(110)와 결합하고, 캔 솔더 또는 에폭시를 경화시킴으로써 기판(110)과 결합될 수 있다.The housing 120 is disposed on the top of the MEMS microphone and has a cover shape that covers the substrate 110. The housing 120 covers the substrate 110 and forms an internal space. The housing 120 may be a can type made of metal or may be made of various materials such as plastic. The housing 120 may be combined with the substrate 110. At this time, the housing 120 may be combined with the substrate 110 by applying can solder or epoxy, and hardening the can solder or epoxy.

기판(110) 상에는 멤스 구조체(130)가 배치된다. 멤스 구조체(130)는 기판(110)과 하우징(120)이 형성하는 내부 공간 내에 배치된다. 멤스 구조체(130)는 바디, 백플레이트, 및 진동판을 포함한다. 기판(110) 상에 바디가 적층되고, 바디의 상부에 백플레이트 및 진동판이 배치된다. 여기서, 진동판은 백플레이트의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다. 도 1에서, 백 플레이트가 진동판 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 진동판이 백 플레이트 상부에 위치할 수도 있음은 당연하다. 진동판의 위치는 홀(131, 132)의 위치에 따라 달라질 수 있다. 기판(110) 또는 하우징(120)에 홀(131, 132)이 형성되고, 홀(131, 132)을 통해 외부로부터 유입되는 음향에 따른 음압에 의해 진동판이 진동하면, 백 플레이트에서의 커패시턴스를 측정하여 음향신호를 센싱할 수 있다. The MEMS structure 130 is disposed on the substrate 110. The MEMS structure 130 is disposed within the internal space formed by the substrate 110 and the housing 120. The MEMS structure 130 includes a body, a back plate, and a vibration plate. A body is stacked on the substrate 110, and a back plate and a vibration plate are placed on top of the body. Here, the diaphragm may be disposed on the top or bottom of the back plate. In FIG. 1, the back plate is shown as being located above the diaphragm, but it is natural that the diaphragm may also be located above the back plate. The position of the diaphragm may vary depending on the positions of the holes 131 and 132. Holes 131 and 132 are formed in the substrate 110 or housing 120, and when the diaphragm vibrates due to sound pressure caused by sound flowing in from the outside through the holes 131 and 132, the capacitance in the back plate is measured. This allows the acoustic signal to be sensed.

멤스 구조체(130)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(140)로 전달된다. 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140)는 와이어 본딩을 통해 와이어(181)로 연결되고, 와이어(181)를 통해 멤스 구조체(130)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(140)로 전달될 수 있다.The signal sensed by the MEMS structure 130 is transmitted to the signal processing element 140. The MEMS structure 130 and the signal processing element 140 may be electrically connected. At this time, the MEMS structure 130 and the signal processing element 140 are connected to the wire 181 through wire bonding, and the signal sensed from the MEMS structure 130 through the wire 181 is sent to the signal processing element 140. It can be delivered.

신호처리소자(140)는 멤스 구조체(130)에서 센싱되어 전달된 전기 신호를 처리할 수 있다. 신호처리소자(140)는 멤스 구조체(130)에서 센싱되는 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 신호처리소자(140)는 주문형 반도체 집적 회로((Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호처리소자(140)는 하나의 모듈로 형성될 수 있고, 칩 형태로 형성될 수 있다. 신호처리소자(140)는 ASIC 및 ASIC을 도포하는 En-cap을 포함할 수 있다.The signal processing element 140 can process the electrical signal sensed and transmitted from the MEMS structure 130. The signal processing element 140 can amplify the signal sensed by the MEMS structure 130. Here, the signal processing element 140 may include, but is not limited to, an application-specific integrated circuit (ASIC). The signal processing element 140 may be formed as a single module. , may be formed in the form of a chip.The signal processing element 140 may include an ASIC and an En-cap on which the ASIC is applied.

신호처리소자(140)는 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 이때, 신호처리소자(140)는 멤스 구조체(130)와 이격되어 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 기판(110)과 하우징(120)이 형성하는 내부 공간에 멤스 구조체(130)와 함께 배치되어, 멤스 구조체(130)로부터 신호를 전달받을 수 있다. 하우징(120)으로 덮혀 있는 내부 공간에서 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140) 간 신호 전달이 이루어지는바, 노이즈를 줄일 수 있다. 신호처리소자(140)에서 처리된 신호는 기판(110)으로 전달되고, 기판(110)을 통해 해당 신호를 필요로 하는 외부로 전달될 수 있다. 신호처리소자(140)와 기판(110)는 전기적으로 연결될 수 있다. 신호처리소자(140)와 기판(110)은 와이어 본딩을 통해 와이어(182)로 연결되고, 와이어(182)를 통해 신호처리소자(140)에서 처리된 신호가 기판(110)으로 전달될 수 있다. 신호처리소자(140)의 와이어(181,182)의 와이어 본딩을 보호하기 위하여, 신호처리소자(140) 상부에 En-Cap(190)을 도포 및 건조하여 보호부를 형성할 수 있다. 이를 통해 신호처리소자(140)가 외부로 노출되지 않을 수 있다. The signal processing element 140 may be disposed on the substrate 110. At this time, the signal processing element 140 may be placed on the substrate 110 and spaced apart from the MEMS structure 130. It is placed together with the MEMS structure 130 in the internal space formed by the substrate 110 and the housing 120, and can receive signals from the MEMS structure 130. Since signals are transmitted between the MEMS structure 130 and the signal processing element 140 in the internal space covered by the housing 120, noise can be reduced. The signal processed in the signal processing element 140 is transmitted to the substrate 110, and may be transmitted through the substrate 110 to an outside that needs the signal. The signal processing element 140 and the substrate 110 may be electrically connected. The signal processing element 140 and the substrate 110 are connected to the wire 182 through wire bonding, and the signal processed in the signal processing element 140 can be transmitted to the substrate 110 through the wire 182. . In order to protect the wire bonding of the wires 181 and 182 of the signal processing element 140, En-Cap 190 can be applied and dried on the top of the signal processing element 140 to form a protection portion. Through this, the signal processing element 140 may not be exposed to the outside.

기판(110)으로 전달된 신호는 외부와 연결되는 단자를 통해 외부로 전달될 수 있다. 이때, 외부와 연결되는 단자는 내부공간이 아닌 외부로 노출되어야 하는바, 기판(110)의 하부면에 형성될 수 있다. 신호처리소자(140)는 기판 상에 형성되고, 외부와 연결되는 단자는 기판 하부에 형성될 수 있는바, 기판(110)의 상부와 하부를 연결하는 비아 홀을 통해 신호를 전달할 수 있다. 기판(110)이 복수의 층을 포함하는 경우, 각 층을 관통하도록 비아 홀이 형성될 수 있다.The signal transmitted to the substrate 110 may be transmitted to the outside through a terminal connected to the outside. At this time, the terminal connected to the outside must be exposed to the outside rather than the internal space, so it can be formed on the lower surface of the substrate 110. The signal processing element 140 is formed on a substrate, and a terminal connected to the outside can be formed at the bottom of the substrate, so that signals can be transmitted through a via hole connecting the upper and lower parts of the substrate 110. When the substrate 110 includes a plurality of layers, via holes may be formed to penetrate each layer.

또는, 신호처리소자(140)는 기판(110) 내부에 임베디드(embedded)될 수 있다. 신호처리소자(140)를 기판(110) 내부에 내장함으로써 기판(110)과 하우징(120)이 형성되는 내부 공간에 배치할 소자를 줄일 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있고, 신호처리소자(140)를 멤스 구조체(130) 또는 기판(110)과 연결하는 공정을 줄일 수 있어, 와이어 본딩, 에폭시 도포 및 건조 공정 등을 삭제할 수 있어, 공정을 축소할 수 있다. 또한, 노이즈도 줄여 음향 센싱의 품질을 높일 수 있다.Alternatively, the signal processing element 140 may be embedded within the substrate 110. By embedding the signal processing element 140 inside the substrate 110, the number of elements to be placed in the internal space where the substrate 110 and the housing 120 are formed can be reduced, thereby reducing the overall size, and the signal processing element 140 ) can be reduced with the MEMS structure 130 or the substrate 110, and wire bonding, epoxy application, and drying processes can be eliminated, thereby reducing the process. Additionally, the quality of acoustic sensing can be improved by reducing noise.

기판(110)과 하우징(120)이 형성되는 내부공간에는 멤스 구조체(130) 및 신호처리소자(140) 이외에도 커패시터 등 다른 소자 내지 모듈이 배치될 수 있음은 당연하다. 다른 소자 내지 모듈들 또한 기판(110)에 임베디드될 수도 있다.It is natural that in addition to the MEMS structure 130 and the signal processing element 140, other elements or modules, such as capacitors, may be disposed in the internal space where the substrate 110 and the housing 120 are formed. Other devices or modules may also be embedded in the substrate 110.

기판(110)은 멤스 구조체(130)가 위치되는 제1 영역(150) 및 하우징(120)이 배치되는 제2 영역(160)을 포함한다. 이때, 제1 영역(150)의 두께는 신호처리소자(140)가 배치되는 제3 영역(170)의 두께보다 작을 수 있다. 즉, 기판(110)의 일부분이 빈 공간을 형성하여 다른 부분보다 두께가 얇은 캐비티(cavity)구조를 가질 수 있다. 멤스 구조체(130)는 특성상 신호처리소자(140)보다 기판(110) 상으로부터의 높이가 크기 때문에, 멤스 마이크로폰의 전체 높이에 영향을 많이 미친다. 이때, 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 영역(150)의 기판(110)의 두께를 신호처리소자(140)가 배치되는 영역(170)보다 얇게 형성되는 캐비티를 형성함으로써 멤스 마이크로폰의 높이를 줄일 수 있다. The substrate 110 includes a first area 150 where the MEMS structure 130 is located and a second area 160 where the housing 120 is located. At this time, the thickness of the first area 150 may be smaller than the thickness of the third area 170 where the signal processing element 140 is disposed. That is, a portion of the substrate 110 may form an empty space and have a cavity structure that is thinner than other portions. Due to the nature of the MEMS structure 130, the height from the substrate 110 is greater than that of the signal processing element 140, so it greatly affects the overall height of the MEMS microphone. At this time, the height of the MEMS microphone is increased by forming a cavity in which the thickness of the substrate 110 in the first area 150 where the MEMS structure 130 is placed is thinner than the area 170 where the signal processing element 140 is placed. It can be reduced.

본 발명의 비교예에 따른 멤스 마이크로폰(10)은 도 3 및 도 4와 같이, 일정한 두께를 가지는 기판(11) 상에 멤스 구조체(13) 및 신호처리소자(14)가 배치될 수 있다. 여기서, 도 3과 같이, 기판(11) 상에 홀(13-1)이 형성되거나 도 4와 같이, 하우징(12)에 홀(13-2)이 형성될 수 있다. 도 3 또는 도 4에서 기판(11)이 일정한 두께를 가지는바, 멤스 구조체(13) 및 신호처리소자(14)가 동일 높이를 가지는 위치에 형성되는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(100)은 기판(110)에 캐비티 구조가 형성됨으로써 멤스 구조체(130)가 신호처리소자(140)보다 낮은 위치에 형성되어 전체 높이를 낮출 수 있다. 또한, 캐비티를 형성함으로써 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140)의 높이 차이가 캐비티를 형성하지 않는 경우에 비해 줄어들게 된다. 즉, 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140) 사이에 연결에 필요한 와이어의 길이가 짧아지게 되고, 와이어의 길이에 따른 저항을 줄일 수 있고, 신호의 손실을 개선할 수 있다.In the MEMS microphone 10 according to a comparative example of the present invention, the MEMS structure 13 and the signal processing element 14 may be disposed on a substrate 11 having a constant thickness, as shown in FIGS. 3 and 4. Here, a hole 13-1 may be formed on the substrate 11, as shown in FIG. 3, or a hole 13-2 may be formed in the housing 12, as shown in FIG. 4. 3 or 4, the substrate 11 has a constant thickness, so the MEMS structure 13 and the signal processing element 14 are formed at a position with the same height, while the MEMS microphone (MEMS microphone) according to an embodiment of the present invention In 100, the cavity structure is formed in the substrate 110, so that the MEMS structure 130 is formed at a lower position than the signal processing element 140, thereby lowering the overall height. Additionally, by forming the cavity, the height difference between the MEMS structure 130 and the signal processing element 140 is reduced compared to the case where the cavity is not formed. That is, the length of the wire required for connection between the MEMS structure 130 and the signal processing element 140 is shortened, resistance depending on the length of the wire can be reduced, and signal loss can be improved.

멤스 구조체(130)뿐만 아니라, 하우징(120)이 배치되는 제2 영역의 두께도 다른 부분보다 얇은 캐비티를 형성함으로써 기판(110)으로부터 하우징(120)의 높이 또한 줄일 수 있고, 이를 통해 멤스 마이크로폰의 높이를 줄일 수 있다. 이때, 제1 영역의 두께는 제2 영역의 두께와 동일할 수 있다. 즉, 멤스 구조체(130) 및 하우징(120)이 배치되는 영역을 다른 영역보다 얇게 형성할 수 있다.By forming a cavity where not only the MEMS structure 130 but also the thickness of the second area where the housing 120 is disposed is thinner than other parts, the height of the housing 120 from the substrate 110 can also be reduced, and through this, the height of the MEMS microphone can be reduced. The height can be reduced. At this time, the thickness of the first area may be the same as the thickness of the second area. That is, the area where the MEMS structure 130 and the housing 120 are disposed can be formed to be thinner than other areas.

여기서, 제1 영역(150)은 멤스 구조체(130)의 형상에 대응되고, 제2 영역(160)은 하우징(120)의 형상에 대응될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 상부에 바라본 도면으로, 멤스 구조체(130)는 사각형상일 수 있고, 제1 영역(150)의 캐비티 공간은 내부가 비어진 사각형상으로 형성될 수 있다. 제1 영역(150)의 캐비티 공간이 내부가 비어진 형상을 가지는 바, 제1 바닥면 및 제1 측면을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(150)의 캐비티가 형성되는 면적은 멤스 구조체(130)의 면적 이상일 수 있다. 제1 영역(150)의 캐비티에 멤스 구조체(130)가 위치하되, 오차범위 내에서 위치가 이탈되지 않도록 미리 설정된 면적으로 제1 영역(150)의 캐비티가 형성될 수 있다. 이때, 제1 영역(150)에 내측에는 기판(110)을 관통하는 홀(131)이 형성될 수 있다. 홀(131)을 통해 음향이 유입되어 음향 센싱이 이루어질 수 있다.Here, the first area 150 may correspond to the shape of the MEMS structure 130, and the second area 160 may correspond to the shape of the housing 120. Figure 2 is a view of the MEMS microphone according to an embodiment of the present invention as seen from the top. The MEMS structure 130 may have a rectangular shape, and the cavity space of the first area 150 may be formed in a rectangular shape with an empty interior. there is. The cavity space of the first area 150 has an empty interior and may include a first bottom surface and a first side surface. At this time, the area where the cavity of the first region 150 is formed may be larger than the area of the MEMS structure 130. The MEMS structure 130 is located in the cavity of the first area 150, and the cavity of the first area 150 may be formed with a preset area so that the position does not deviate within an error range. At this time, a hole 131 penetrating the substrate 110 may be formed inside the first region 150 . Sound may flow in through the hole 131 to achieve sound sensing.

하우징(120)은 기판(110)을 덮는 형상을 가지기 때문에, 기판(110)의 테두리, 즉 가장자리를 따라 기판(110)과 결합된다. 제2 영역(160)은 하우징(120)이 기판(110)과 결합되는 형상에 대응하여 기판(110)의 가장자리를 둘러싸는 사각 띠 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 영역(160)의 캐비티 공간은 높이방향 및 높이방향과 수직인 외부방향으로 오픈되어 형성되거나, 높이방향으로만 오픈되도록 형성될 수 있다. 제2 영역(160)의 캐비티 공간이 높이방향 및 높이방향과 수직인 외부방향으로 오픈되는 경우에는, 제2 바닥면 및 내측 측면을 포함할 수 있다. 제2 영역(160)의 캐비티 공간이 높이방향으로만 오픈되는 경우에는, 제2 바닥면, 내측 측면, 및 외측 측면을 포함할 수 있다.Since the housing 120 has a shape that covers the substrate 110, it is coupled to the substrate 110 along the edge, that is, the edge of the substrate 110. The second area 160 may be formed in the shape of a square band surrounding the edge of the substrate 110, corresponding to the shape in which the housing 120 is coupled to the substrate 110. At this time, the cavity space of the second area 160 may be formed to be open in the height direction and in an external direction perpendicular to the height direction, or may be formed to be open only in the height direction. When the cavity space of the second area 160 is open in the height direction and in an external direction perpendicular to the height direction, it may include a second bottom surface and an inner side surface. When the cavity space of the second area 160 is open only in the height direction, it may include a second bottom surface, an inner side, and an outer side.

제2 영역(160)은 하우징(120)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 이웃하는 영역보다 얇아 높이가 낮은 캐비티 구조를 가지기 때문에, 하우징(120)이 제2 영역(160)에 배치되는 경우, 제2 영역(160)과 이웃하는 영역 사이의 단차로 인해, 하우징(120)이 제2 영역(160)에 끼워지는 끼움결합될 수 있다. 제2 영역(160)과 이웃하는 영역 사이의 단차는 하우징(120)의 결합 위치로 가이드하는 역할을 하고, 하우징(120)이 기판(110)과 결합시 회전되는 것을 방지할 수 있다. Since the second area 160 has a shape corresponding to the shape of the housing 120 and has a cavity structure that is thinner and lower in height than the neighboring area, when the housing 120 is placed in the second area 160, Due to the step between the second area 160 and the neighboring area, the housing 120 may be fitted into the second area 160. The step between the second region 160 and the neighboring region serves to guide the housing 120 to the coupling position and can prevent the housing 120 from rotating when coupled with the substrate 110.

도 3 또는 도 4에서 하우징(12)이 기판(11) 상에 결합시, 이를 고정하는 구조가 형성되지 않는 경우, 캔 솔더 또는 에폭시 도포 이후 경화하는 과정에서 하우징(120)의 위치를 고정하기 어려워 회전이나 이동에 따라 위치가 틀어지는 경우가 발생할 수 있다.3 or 4, when the housing 12 is coupled to the substrate 11, if a structure to secure it is not formed, it is difficult to fix the position of the housing 120 during the curing process after applying can solder or epoxy. The position may change due to rotation or movement.

캔 솔더 경화시 냉납 또는 캔 회전(Can rotation) 문제에 따라 쉴드(shielding)가 부족할 수 있고, 에폭시 도포시, 균일하게 도포되지 않을 경우의 쉴드가 부족할 수 있다. 이러한 쉴드 부족을 방지하기 위하여, 하우징(12)을 고정하는 공정이 필요할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(100)은 캐비티 구조에 의해 끼움결합이 이루어질 수 있고, 이를 통해 별도의 고정없이 하우징(120)을 정확한 위치에서 기판(110)과 결합시킬 수 있다.When curing can solder, shielding may be insufficient due to cold soldering or can rotation problems, and when applying epoxy, shielding may be insufficient if it is not applied evenly. To prevent this lack of shielding, a process for fixing the housing 12 may be necessary. However, the MEMS microphone 100 according to an embodiment of the present invention can be fitted through a cavity structure, and through this, the housing 120 can be coupled to the substrate 110 at an accurate position without separate fixation.

신호처리소자(140)가 배치되는 기판의 영역은 제3 영역(170)이고, 제3 영역(170)은 제1 영역(150)과 제2 영역(160) 사이에 배치될 수 있다. 제3 영역(170)은 신호처리소자(140)의 형상에 대응될 수 있다. 도 2와 같이, 신호처리소자(140)는 사각형상을 가질 수 있고, 그에 따라 제3 영역(170) 또한, 사각형상으로 형성될 수 있다. 제3 영역(170)의 면적은 신호처리소자(140)의 면적 이상일 수 있다. 기판(110)의 제1 영역(150) 및 제2 영역(160) 이외의 영역은 제3 영역(170)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 또는 제3 영역(170)도 제1 영역(150) 및 제2 영역(160)과 같이, 캐비티를 형성하여 제1 내지 제3 영역 이외의 영역보다 두께가 얇게 형성될 수 있다. 이때, 제3 영역(170)은 신호처리소자(140)의 위치를 가이드하거나 고정시킬 수 있다.The area of the substrate where the signal processing element 140 is placed is the third area 170, and the third area 170 may be placed between the first area 150 and the second area 160. The third area 170 may correspond to the shape of the signal processing element 140. As shown in FIG. 2, the signal processing element 140 may have a rectangular shape, and accordingly, the third area 170 may also be formed in a rectangular shape. The area of the third area 170 may be larger than or equal to the area of the signal processing element 140. Areas of the substrate 110 other than the first area 150 and the second area 160 may have the same height as the third area 170 . Alternatively, like the first region 150 and the second region 160, the third region 170 may form a cavity and be formed to be thinner than regions other than the first to third regions. At this time, the third area 170 can guide or fix the position of the signal processing element 140.

신호처리소자(140)의 하면은 멤스 구조체(130)의 하면보다 하우징(120)에 가까이 위치될 수 있다. 신호처리소자(140)가 위치하는 제3 영역(170)의 두께가 멤스 구조체(130)가 위치하는 제1 영역(150)의 두께보다 두껍기 때문에, 도 1의 높이방향으로 신호처리소자(140)의 하면이 멤스 구조체(130)의 하면보다 하우징(120)에 가까이 위치하게 된다. The lower surface of the signal processing element 140 may be located closer to the housing 120 than the lower surface of the MEMS structure 130. Since the thickness of the third area 170 where the signal processing element 140 is located is thicker than the thickness of the first area 150 where the MEMS structure 130 is located, the signal processing element 140 is positioned in the height direction of FIG. The lower surface of the MEMS structure 130 is located closer to the housing 120 than the lower surface of the MEMS structure 130.

본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 도 5와 같이, 기판(110)이 아닌 하우징(120)에 멤스 구조체(130)의 상부에 대향하는 위치에 홀(132)이 형성될 수 있다. 멤스 구조체(130)는 하우징(120)에 형성되는 홀(132)을 통해 유입되는 음향을 센싱할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the MEMS microphone according to an embodiment of the present invention may have a hole 132 formed in the housing 120 rather than the substrate 110 at a position opposite to the upper part of the MEMS structure 130. The MEMS structure 130 can sense sound flowing in through the hole 132 formed in the housing 120.

본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 도 6와 같이, 기판(110), 기판(110)을 덮는 하우징(120), 기판(110) 상에 배치되는 멤스 구조체(130) 및 멤스 구조체(130)와 이격되어 상기 기판 상에 배치되는 신호처리소자(140)를 포함하고, 기판(110)은 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 홈(151) 및 하우징(120)이 배치되는 제2 홈(161)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 홈(151)은 제1 바닥면(152)과 제1 측면(153)을 포함하고, 상기 제2 홈(161)은 제2 바닥면(162)과 내측 측면(163)을 포함하고 상기 상기 제1 바닥면(152)은 상기 제2 바닥면(163)과 동일한 평면에 위치될 수 있다. 또는 제1 바닥면(152)은 상기 제2 바닥면(163)과 평행하되, 기판(110) 하부로부터의 거리가 서로 상이할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰의 캐비티 공간은 홈으로 나타낼 수 있다. 즉, 기판(110)은 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 홈(151) 및 하우징(120)이 배치되는 제2 홈(161)을 포함한다. 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 홈(151)은 내부가 비어진 홈 형상을 가지는바, 제1 바닥면(152)과 제1 측면(153)을 포함하여, 멤스 구조체(130)가 배치될 수 있는 제1 홈(151)이 형성된다.As shown in FIG. 6, the MEMS microphone according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a housing 120 covering the substrate 110, a MEMS structure 130 disposed on the substrate 110, and a MEMS structure 130. It includes a signal processing element 140 disposed on the substrate and spaced apart from the substrate 110, a first groove 151 in which the MEMS structure 130 is disposed, and a second groove in which the housing 120 is disposed ( 161) may be included. Here, the first groove 151 includes a first bottom surface 152 and a first side 153, and the second groove 161 includes a second bottom surface 162 and an inner side 163. And the first bottom surface 152 may be located on the same plane as the second bottom surface 163. Alternatively, the first bottom surface 152 may be parallel to the second bottom surface 163, but the distance from the bottom of the substrate 110 may be different. The cavity space of the MEMS microphone according to an embodiment of the present invention can be represented as a groove. That is, the substrate 110 includes a first groove 151 in which the MEMS structure 130 is disposed and a second groove 161 in which the housing 120 is disposed. The first groove 151 in which the MEMS structure 130 is disposed has a groove shape with an empty interior, and includes a first bottom surface 152 and a first side 153, in which the MEMS structure 130 is disposed. A first groove 151 that can be formed is formed.

하우징(120)이 배치되는 제2 홈(161)은 도 7과 같이, 높이방향 및 높이방향과 수직인 외부방향으로 오픈되어 형성되거나, 도 8과 같이, 높이방향으로만 오픈되도록 형성될 수 있다. 제2 홈(161)이 높이방향 및 높이방향과 수직인 외부방향으로 오픈되는 경우에는, 도 7과 같이, 제2 바닥면(162) 및 내측 측면(163)을 포함할 수 있다. 제2 홈(161)이 높이방향으로만 오픈되는 경우에는, 도 8과 같이, 제2 바닥면(162), 내측 측면(163), 및 외측 측면(164)을 포함할 수 있다.The second groove 161 in which the housing 120 is disposed may be formed to be open in the height direction and in an external direction perpendicular to the height direction, as shown in FIG. 7, or may be formed to be open only in the height direction, as shown in FIG. 8. . When the second groove 161 is open in the height direction and in an external direction perpendicular to the height direction, it may include a second bottom surface 162 and an inner side surface 163, as shown in FIG. 7 . When the second groove 161 is open only in the height direction, it may include a second bottom surface 162, an inner side 163, and an outer side 164, as shown in FIG. 8.

멤스 구조체(130)는 도 9과 같이, 제1 홈(151)의 제1 측면(153)에 접하여 위치가 고정될 수 있다. 또한, 하우징(120)의 내면은 제2 홈(161)의 내측 측면(163)에 접하여 위치가 고정될 수 있다. 멤스 구조체(130)의 위치가 고정됨으로써 멤스 구조체(130)의 위치가 변동되어 신호처리소자(140)와 연결되는 와이어(181)가 끊어지는 등의 문제를 방지할 수 있고, 견고하게 고정되어 안정성을 높일 수 있다.As shown in FIG. 9 , the position of the MEMS structure 130 may be fixed in contact with the first side 153 of the first groove 151. Additionally, the inner surface of the housing 120 may be fixed in position by contacting the inner side 163 of the second groove 161. By fixing the position of the MEMS structure 130, problems such as breaking of the wire 181 connected to the signal processing element 140 due to a change in the position of the MEMS structure 130 can be prevented, and it is firmly fixed to ensure stability. can increase.

하우징(120)은 내면이 제2 홈(161) 내측 측면(163)에 접하여 고정된 상태에서 캔 솔더링 또는 에폭시를 통해 기판(110)과 결합할 수 있다. 이때, 도 10과 같이, 제2 홈(161)과 하우징(120) 사이에 솔더(165)가 배치될 수 있다. 솔더(165)를 도포한 이후 경화시켜 하우징(120)과 기판(110)을 결합시킬 수 있다.The housing 120 may be coupled to the substrate 110 through can soldering or epoxy while its inner surface is fixed in contact with the inner side 163 of the second groove 161. At this time, as shown in FIG. 10, solder 165 may be disposed between the second groove 161 and the housing 120. After applying the solder 165, it can be cured to join the housing 120 and the substrate 110.

하우징(120)과 기판(110)의 견고한 결합을 위하여, 결합시 압력을 가하여 경화 공정을 수행할 수 있다. 압력을 가하는 과정에서 도 11과 같이, 솔더가 제2 홈(161)의 내측 측면(163)과 상기 하우징 사이에 솔더가 돌출되는 돌출부(166)가 배치될 수 있다. In order to firmly bond the housing 120 and the substrate 110, a curing process may be performed by applying pressure during bonding. In the process of applying pressure, as shown in FIG. 11, a protrusion 166 through which the solder protrudes may be disposed between the inner side 163 of the second groove 161 and the housing.

기판(110)은 신호처리소자(140)가 배치되는 제3 영역(170)에 제3 홈(171)을 포함할 수 있다. 도 13과 같이, 제3 홈(171)은 신호처리소자(140)가 배치될 수 있도록 캐비티 공간을 형성할 수 있다. 제3 홈(171)은 제3 바닥면 및 제2 측면을 포함할 수 있다. 제3 바닥면은 제1 바닥면(152) 또는 제2 바닥면(163)과 동일한 평면 위치될 수 있다. 또는 제3 바닥면은 제1 바닥면(152) 또는 제2 바닥면(163)과 평행하되, 서로 기판(110) 하부로부터의 거리가 서로 상이할 수 있다. 신호처리소자(140)는 제3 홈(171)의 제2 측면에 접하여 위치가 고정될 수 있다. 신호처리소자(140)의 위치가 고정됨으로써 신호처리소자(140)의 위치가 변동되어 멤스 구조체(130)와 연결되는 와이어(181) 또는 기판(110)과 연결되는 와이어(182)가 끊어지는 등의 문제를 방지할 수 있고, 견고하게 고정되어 안정성을 높일 수 있다.The substrate 110 may include a third groove 171 in the third region 170 where the signal processing element 140 is disposed. As shown in FIG. 13, the third groove 171 may form a cavity space in which the signal processing element 140 can be placed. The third groove 171 may include a third bottom surface and a second side surface. The third bottom surface may be positioned on the same plane as the first bottom surface 152 or the second bottom surface 163. Alternatively, the third bottom surface may be parallel to the first bottom surface 152 or the second bottom surface 163, but may have different distances from the bottom of the substrate 110. The position of the signal processing element 140 may be fixed in contact with the second side of the third groove 171. As the position of the signal processing element 140 is fixed, the position of the signal processing element 140 changes, causing the wire 181 connected to the MEMS structure 130 or the wire 182 connected to the substrate 110 to break, etc. Problems can be prevented, and stability can be increased by being firmly fixed.

앞서 언급한 바와 같이, 기판(110)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 영역(150)의 캐비티, 하우징(120)이 배치되는 제2 영역(160)의 캐비티, 또는 신호처리소자(140)이 배치되는 제3 영역(170)의 캐비티, 즉, 제1 홈(151), 제2 홈(161), 또는 제3 홈(171)은 기판(110)의 복수의 층 중 일부 상부 층을 식각함으로써 형성될 수 있다. 기판(110)을 복수의 층으로 형성하는 경우, 상기 홈(151 내지 171)을 형성하는 상부층 공간과 오버랩되는 하부층 공간에 회로를 형성할 수 있다. As previously mentioned, the substrate 110 may include multiple layers. The cavity of the first area 150 where the MEMS structure 130 is placed, the cavity of the second area 160 where the housing 120 is placed, or the cavity of the third area 170 where the signal processing element 140 is placed. The cavity, that is, the first groove 151, the second groove 161, or the third groove 171, may be formed by etching some of the upper layers of the plurality of layers of the substrate 110. When the substrate 110 is formed of a plurality of layers, a circuit can be formed in the lower layer space that overlaps the upper layer space forming the grooves 151 to 171.

도 13과 같이, 기판(110)이 1 내지 4 층(Layer)로 구성되는 경우, 멤스 구조체(130)가 배치되는 제1 영역(150)의 캐비티 또는 제1 홈(151)은 1층 및 2층을 식각(cutting)하고, 3층 및 4층에 회로를 구성할 수 있다.As shown in FIG. 13, when the substrate 110 is composed of 1 to 4 layers, the cavity or first groove 151 of the first area 150 where the MEMS structure 130 is disposed is the first and second layers. The layer can be etched and a circuit can be constructed on the 3rd and 4th layers.

멤스 구조체(130)의 크기에 안착 공차를 고려하여 멤스 구조체(130)의 사이즈에 편측 기준으로 가중치를 적용하여 제1 영역(150)의 캐비티 또는 제1 홈(151)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 멤스 구조체(130)가 1mm x 1mm 일 때, 제1 영역(150)의 캐비티 또는 제1 홈(151)은 10% 이상의 가중치를 적용하여 편측 기준으로 1.4mm x 1.4mm 가 되도록 식각할 수 있다. Considering the seating tolerance of the size of the MEMS structure 130, a weight may be applied to the size of the MEMS structure 130 on a one-side basis to form the cavity or first groove 151 of the first region 150. For example, when the MEMS structure 130 is 1 mm x 1 mm, the cavity or first groove 151 of the first area 150 is etched to be 1.4 mm x 1.4 mm on one side by applying a weight of 10% or more. can do.

기판(110) 내부에 회로를 형성시, 층간 연결은 비아(via)를 이용하는데, 이때, Drill Via 또는 Laser Via를 이용할 수 있다. 먼저, Drill Via를 적용하는 경우에는 식각되는 영역 면적에 해당하는 1층 내지 4층 영역 전체에 비아 또는 회로를 적용 할 수 없고, 비아 및 배선은 식각영역을 회피하여 설계 적용해야 한다. When forming a circuit inside the substrate 110, interlayer connections use vias. In this case, drill vias or laser vias can be used. First, when applying Drill Via, vias or circuits cannot be applied to the entire 1st to 4th floor areas corresponding to the area to be etched, and vias and wiring must be designed and applied to avoid the etched area.

이에 반해, Laser Via를 적용하는 경우에는 식각되는 영역 면적에 해당하는 1층 및 2층만 비아 또는 회로를 적용 할 수 없고, 3층 및 4층의 비아 이외의 공간(111)에는 회로를 적용 할 수 있다. Laser Via 적용 시 Drill Via만을 적용하는 것에 비하여 비아 및 회로 설계 자유도는 높일 수 있다. 신호처리소자(140)가 배치되는 제3 영역(170)에 제3 홈(171)이 형성되지 않는 경우, 신호처리소자(140)가 배치되는 위치에서는 신호처리소자(140)가 기판(110) 상에 배치되기 때문에, 해당 위치에서 기판(110) 내부 제한 없이, 1층 내지 4층에 회로를 적용할 수 있다.On the other hand, when applying a Laser Via, vias or circuits cannot be applied only to the 1st and 2nd floors corresponding to the area to be etched, and circuits cannot be applied to spaces (111) other than the vias of the 3rd and 4th floors. there is. When applying a laser via, the degree of freedom in via and circuit design can be increased compared to applying only a drill via. If the third groove 171 is not formed in the third area 170 where the signal processing element 140 is disposed, the signal processing element 140 is placed on the substrate 110 at the location where the signal processing element 140 is disposed. Since it is placed on the top, the circuit can be applied to the first to fourth layers without internal restrictions of the substrate 110 at that location.

캐비티를 형성하는 공정, 즉 식각 공정은 기판(PCB) 제조 공정시 층(Layer)를 적층할 때 에칭(Etching)을 통해 형성할 수 있다. 제조 공정 과정을 이용할 경우, Resin Flow에 따른 캐비티 영역의 두께 공차가 클 수 있다. 또는, 기판(PCB) 제작을 완료한 이 후 레이저(Laser)를 이용하여 후공정을 수행할 수 있다.The process of forming a cavity, that is, the etching process, can be formed through etching when stacking layers during the PCB manufacturing process. When using the manufacturing process, the thickness tolerance of the cavity area depending on the resin flow may be large. Alternatively, after completing the manufacturing of the substrate (PCB), post-processing can be performed using a laser.

캐비티가 형성되는 스택형 기판 구조(Cavity PCB Stack)는 Rigid PCB(FR4), Rigid Flex, FPCB 모두 적용 가능하며, 제조 원단의 두께에 따라 Cavity 축소량은 다양할 수 있다. 도 14(A)는 Rigid PCB를 적용하는 경우로, 이때는 0.3 mm 에서 0.2 mm 로 약 30% 수준을 축소할 수 있고, 도 14(B)는 Rigid Flex PCB를 적용하는 경우로, 이때는 0.23 mm 에서 0.13 mm 로 40% 수준을 축소할 수 있다. The stacked substrate structure (Cavity PCB Stack) in which the cavity is formed can be applied to all Rigid PCB (FR4), Rigid Flex, and FPCB, and the amount of cavity reduction may vary depending on the thickness of the manufacturing fabric. Figure 14(A) is a case of applying a Rigid PCB, in which case it can be reduced by about 30% from 0.3 mm to 0.2 mm, and Figure 14(B) is a case of applying a Rigid Flex PCB, in this case it can be reduced from 0.23 mm. It can be reduced by 40% to 0.13 mm.

본 발명의 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 전체 높이 D1, 기판의 높이 D2, 하우징의 높이 D3, 캐비티로 형성되는 단차의 높이 D4, 캐비티가 형성되는 영역에서의 기판의 높이 D5, 멤스 구조체(130)의 높이 D6, 기판(110) 하부에서 멤스 구조체(130)까지의 높이 D7, 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140)의 이격 거리 D8, 멤스 구조체(130)와 신호처리소자(140)의 높이 차이 D9으로 나타낼 수 있다.The MEMS microphone according to an embodiment of the present invention has an overall height D1, a height of the substrate D2, a height of the housing D3, a height of the step formed by the cavity D4, a height of the substrate in the area where the cavity is formed D5, and a MEMS structure 130. The height D6, the height D7 from the bottom of the substrate 110 to the MEMS structure 130, the separation distance D8 between the MEMS structure 130 and the signal processing element 140, the distance between the MEMS structure 130 and the signal processing element 140 It can be expressed as the height difference D9.

예를 들어, D1: 0.9 mm, D2: 0.23 내지 0.3 mm일 수 있다. 여기서, 기판(110)의 두께인 D2는 기판(110)이 리지드 Rigid PCB일 때, 0.23 mm 이고, Rigid Flex PCB일 때, 0.3 mm 일 수 있다. D3: 0.67 내지 0.7 mm, D4: 0.1 mm, D5: 0.13 내지 0.2 mm, D6: 0.35 mm, D7: 0.48 내지 0.55 mm, D8: 0.21 mm, D9: 0.14 mm 일 수 있다. For example, D1: 0.9 mm, D2: 0.23 to 0.3 mm. Here, D2, the thickness of the substrate 110, may be 0.23 mm when the substrate 110 is a rigid PCB, and may be 0.3 mm when the substrate 110 is a rigid flex PCB. D3: 0.67 to 0.7 mm, D4: 0.1 mm, D5: 0.13 to 0.2 mm, D6: 0.35 mm, D7: 0.48 to 0.55 mm, D8: 0.21 mm, D9: 0.14 mm.

D1 내지 D8은 상호간 일정한 비율을 가질 수 있다. 캐비티 영역(150, 160)에서의 기판 높이 대 하우징(120) 높이인 D5/D3는 0.1 내지 0.3의 비율로 형성될 수 있고, 기판(110)의 높이 대 전체 높이인 D2/D1은 0.2 내지 0.4의 비율로 형성될 수 있고, 기판(110)에서 멤스 구조체(130)까지의 높이 대 기판(110)의 높이인 D7/D2는 0.6 내지 0.8의 비율로 형성될 수 있다. D1 to D8 may have a certain ratio to each other. D5/D3, which is the height of the substrate in the cavity regions 150 and 160 to the height of the housing 120, can be formed at a ratio of 0.1 to 0.3, and D2/D1, which is the height of the substrate 110 to the overall height, is 0.2 to 0.4. It can be formed at a ratio of , and D7/D2, which is the height from the substrate 110 to the MEMS structure 130 to the height of the substrate 110, can be formed at a ratio of 0.6 to 0.8.

D1 내지 D8은 멤스 마이크로폰의 설계 스팩, 멤스 구조체(130) 및 신호처리소자(140) 크기에 따라 달라질 수 있다. D1 to D8 may vary depending on the design specifications of the MEMS microphone, the size of the MEMS structure 130, and the signal processing element 140.

사이즈 축소없이 동일한 사이즈의 멤스 마이크로폰을 구현하는 경우에는 캐비티 또는 홈의 적용여부에 따라 내부 Back-Volume을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 신호대잡음비(SNR)을 개선할 수 있다. 캐비티 뿐만 아니라, 기판으로 Rigid PCB를 이용하거나 Rigid Flex PCB를 이용하는 경우에 따라서도 Back-Volume이 달라질 수 있다.When implementing a MEMS microphone of the same size without reducing the size, the internal back-volume can be increased depending on whether a cavity or groove is applied, and through this, the signal-to-noise ratio (SNR) can be improved. In addition to the cavity, the back-volume may vary depending on whether a rigid PCB or a rigid flex PCB is used as the substrate.

Back-Volume을 산출하는데 필요한 주요인자는 도 15의 D4, D8, D9를 이용할 수 있다. D4은 캐비티의 두께이고, D8는 멤스 구조체와 신호처리소자 사이의 거리이고, D9는 멤스 구조체와 신호처리소자의 안착 높이 차이이다.The main factors needed to calculate back-volume can be used as D4, D8, and D9 in FIG. 15. D4 is the thickness of the cavity, D8 is the distance between the MEMS structure and the signal processing element, and D9 is the difference in seating height between the MEMS structure and the signal processing element.

도 16과 같이, 각 케이스별로 Back-Volume를 비교할 수 있다. 도 16(A)는 Rigid PCB에 캐비티를 적용하지 않은 케이스이고, 도 16(B)는 Rigid PCB에 캐비티를 적용한 케이스이고, 도 16(C)는 Rigid Flex PCB에 캐비티를 적용한 케이스이다. D11은 0.9 mm, D12는 0.3 mm, D13은 0.23 mm 일 수 있고, 이때, 도 16(B) 및 도 16(C)의 D4, D8, D9 는 다음과 같을 수 있다.As shown in Figure 16, Back-Volume can be compared for each case. Figure 16(A) is a case in which a cavity is not applied to a rigid PCB, Figure 16(B) is a case in which a cavity is applied to a rigid PCB, and Figure 16(C) is a case in which a cavity is applied to a rigid flex PCB. D11 may be 0.9 mm, D12 may be 0.3 mm, and D13 may be 0.23 mm. In this case, D4, D8, and D9 in FIGS. 16(B) and 16(C) may be as follows.

항목item Rigid PCB+캐비티Rigid PCB+Cavity Rigid Flex PCB+캐비티Rigid Flex PCB+Cavity D4(um)D4(um) 104104 104104 D8(um)D8(um) 1313 1313 D9(um)D9(um) 4646 4646

각 케이스별 Back-Volume은 도 17과 같이 차이가 생기며, Rigid PCB+캐비티의 경우는 Rigid PCB에 캐비티를 적용하지 않은 케이스에 비해, Back-Volume가 5% 수준으로 증가하고, Rigid Flex PCB+캐비티 경우는 Rigid PCB에 캐비티를 적용하지 않은 케이스에 비해, Back-Volume가 14% 수준으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.상기와 같이, 내부 Back-Volume이 증가함에 따라, Rigid PCB+캐비티의 경우는 Rigid PCB에 캐비티를 적용하지 않은 케이스에 비해, 신호대잡음비가 2% 수준으로 개선되고, Rigid Flex PCB+캐비티 경우는 Rigid PCB에 캐비티를 적용하지 않은 케이스에 비해, 신호대잡음비가 5% 수준으로 개선될 수 있다.The Back-Volume for each case is different as shown in Figure 17. In the case of Rigid PCB + Cavity, the Back-Volume increases by 5% compared to the case in which no cavity is applied to the Rigid PCB, and in the case of Rigid Flex PCB + Cavity, the Back-Volume increases by 5%. Compared to the case where the cavity was not applied to the rigid PCB, it can be seen that the back-volume increases by 14%. As above, as the internal back-volume increases, in the case of rigid PCB + cavity, the cavity on the rigid PCB increases. Compared to the case where no cavity was applied, the signal-to-noise ratio can be improved to the level of 2%, and in the case of Rigid Flex PCB + Cavity, the signal-to-noise ratio can be improved to the level of 5% compared to the case where the cavity is not applied to the Rigid PCB.

도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이고, 도 19 내지 도 29는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다. Figure 18 shows a MEMS microphone according to a second embodiment of the present invention, and Figures 19 to 29 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(200)은 기판(210), 기판(210)을 덮는 하우징(220), 기판(210) 상에 배치되는 멤스 구조체(230) 및 기판(210) 내부에 임베디드되는 신호처리소자(240)로 구성된다. 기판(210), 하우징(220), 멤스 구조체(230), 및 신호처리소자(240)에 대한 상세한 설명 중 도 1 내지 도 17의 각 구성에 대한 상세한 설명에 대응되어 중복되는 설명은 이하 생략하도록 한다. The MEMS microphone 200 according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 210, a housing 220 covering the substrate 210, a MEMS structure 230 disposed on the substrate 210, and an interior of the substrate 210. It consists of a signal processing element 240 embedded in the. Among the detailed descriptions of the substrate 210, the housing 220, the MEMS structure 230, and the signal processing element 240, descriptions that overlap with the detailed descriptions of each component of FIGS. 1 to 17 will be omitted below. do.

신호처리소자(240)는 기판(210) 내부에 임베디드((embedded)될 수 있다. 도 18과 같이, 신호처리소자(240)를 기판(210) 내부에 내장함으로써 기판(210)과 하우징(220)이 형성되는 내부 공간에 배치할 소자를 줄일 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있고, 신호처리소자(240)를 멤스 구조체(230) 또는 기판(210)과 전기적으로 연결하는 공정을 줄일 수 있다. 와이어 본딩, 에폭시 도포 및 건조 공정 등을 삭제할 수 있어, 공정을 축소할 수 있다. 또한, 노이즈도 줄여 음향 센싱의 품질을 높일 수 있다.The signal processing element 240 may be embedded inside the substrate 210. As shown in FIG. 18, the signal processing element 240 is embedded inside the substrate 210 to form the substrate 210 and the housing 220. ) can be reduced in the internal space where the overall size is formed, and the process of electrically connecting the signal processing element 240 to the MEMS structure 230 or the substrate 210 can be reduced. The process can be reduced by eliminating wire bonding, epoxy application, and drying processes, etc. Additionally, the quality of acoustic sensing can be improved by reducing noise.

신호처리소자(240)는 기판(210) 내부에 임베디드되는바, 기판(210) 내부에서 기판(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 멤스 구조체(230)는 기판(210) 상부에 위치하고, 멤스 구조체(230)와 기판(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(250)를 포함하고, 신호처리소자(240)는 기판(210)에 형성되는 비아(via) 및 와이어(250)를 통해 상기 멤스 구조체와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 신호처리소자(240)는 와이어(250), 기판(210)의 비아를 통해 멤스 구조체(230)와 전기적으로 연결되고, 멤스 구조체(230)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(240)로 전달된다. 멤스 구조체(230)와 신호처리소자(240)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 멤스 구조체(230)와 기판(210)은 와이어 본딩을 통해 와이어(250)로 연결되고, 신호처리소자(240)는 기판(210)과 비아로 연결되고, 와이어(250) 및 비아를 통해 멤스 구조체(230)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(240)로 전달될 수 있다.The signal processing element 240 is embedded inside the substrate 210 and can be electrically connected to the substrate 210 from within the substrate 210. The MEMS structure 230 is located on the substrate 210 and includes a wire 250 that electrically connects the MEMS structure 230 and the substrate 210, and the signal processing element 240 is formed on the substrate 210. It can be electrically connected to the MEMS structure through vias and wires 250. That is, the signal processing element 240 is electrically connected to the MEMS structure 230 through the wire 250 and the via of the substrate 210, and the signal sensed from the MEMS structure 230 is transmitted to the signal processing element 240. It is delivered. The MEMS structure 230 and the signal processing element 240 may be electrically connected. At this time, the MEMS structure 230 and the substrate 210 are connected to the wire 250 through wire bonding, and the signal processing element 240 is connected to the substrate 210 through a via, and through the wire 250 and the via. The signal sensed by the MEMS structure 230 may be transmitted to the signal processing element 240.

신호처리소자(240)는 멤스 구조체(230)에서 센싱되어 전달된 전기 신호를 처리할 수 있다. 신호처리소자(240)는 멤스 구조체(230)에서 센싱되는 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 신호처리소자(140)는 주문형 반도체 집적 회로((Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호처리소자(240)에서 처리된 신호는 기판(210)으로 전달되고, 기판(210)을 통해 해당 신호를 필요로 하는 외부로 전달될 수 있다. 신호처리소자(240)와 기판(210)는 전기적으로 연결될 수 있다. 신호처리소자(240)와 기판(210)은 기판(210)의 비아로 연결되어, 신호처리소자(240)에서 처리된 신호가 기판(210)으로 전달될 수 있다. 기판(210)으로 전달된 신호는 외부와 연결되는 단자를 통해 외부로 전달될 수 있다. 이때, 외부와 연결되는 단자는 내부공간이 아닌 외부로 노출되어야 하는바, 기판(210)의 하부면에 형성될 수 있다. 신호처리소자(240)는 기판 내부 임베디드되고, 외부와 연결되는 단자는 기판(210) 하부에 형성될 수 있는바, 신호처리소자(240)와 판(210)의 하부를 연결하는 비아를 통해 신호를 전달할 수 있다. The signal processing element 240 can process the electrical signal sensed and transmitted from the MEMS structure 230. The signal processing element 240 can amplify the signal sensed by the MEMS structure 230. Here, the signal processing element 140 may include, but is not limited to, an application-specific integrated circuit (ASIC). The signal processed by the signal processing element 240 is transmitted to the substrate 210. and can be transmitted to the outside that needs the signal through the substrate 210. The signal processing element 240 and the substrate 210 may be electrically connected. The signal processing element 240 and the substrate ( 210) is connected to a via of the board 210, so that the signal processed in the signal processing element 240 can be transmitted to the board 210. The signal transmitted to the board 210 is transmitted through a terminal connected to the outside. It can be transmitted to the outside. At this time, the terminal connected to the outside must be exposed to the outside rather than the internal space, so it can be formed on the lower surface of the board 210. The signal processing element 240 is embedded inside the board. , a terminal connected to the outside may be formed in the lower part of the board 210, and a signal can be transmitted through a via connecting the signal processing element 240 and the lower part of the board 210.

신호처리소자(240)가 기판(210) 내부에 임베디드되는바, 신호처리소자(240)와 기판(210)의 기판 내부에서 전기적으로 연결되는바, 신호처리소자(240)와 기판(210)을 전기적으로 연결하기 위한 와이어가 필요하지 않다. 따라서, 도 19와 같이, 멤스 구조체(230)와 기판(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(250)만이 필요할 뿐, 신호처리소자(240)와 기판(210)을 전기적으로 연결하기 위한 와이어(182)가 필요하지 않아, 와이어 본딩이 불필요하다. 또한, 신호처리소자(240)가 기판(210) 내부에 임베디드되는바, 신호처리소자(240)의 보호를 위한 En-cap(190) 또한 불필요하여, 에폭시 도포 및 건조 공정 등을 삭제할 수 있어, 공정을 축소할 수 있다. The signal processing element 240 is embedded inside the substrate 210, and the signal processing element 240 and the substrate 210 are electrically connected inside the substrate, so that the signal processing element 240 and the substrate 210 are connected to each other. No wires are needed to connect electrically. Therefore, as shown in FIG. 19, only the wire 250 for electrically connecting the MEMS structure 230 and the substrate 210 is needed, and the wire 182 for electrically connecting the signal processing element 240 and the substrate 210 is needed. ) is not required, so wire bonding is unnecessary. In addition, since the signal processing element 240 is embedded inside the substrate 210, the En-cap 190 for protecting the signal processing element 240 is also unnecessary, so the epoxy application and drying processes can be eliminated. The process can be shortened.

기판(210)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 이때, 신호처리소자(240)는 상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층에 형성되는 캐비티(cavity) 공간에 배치되고, 기판(210)에 형성되는 비아(via) 홀을 통해 와이어(250)와 전기적으로 연결될 수 있다. 신호처리소자(240)를 기판(210) 내에 임베디드하기 위하여, 기판(210) 내부에 신호처리소자(240)가 배치될 수 있는 캐비티 공간을 형성할 수 있다. 이를 위하여, 기판(210)은 복수의 층을 포함하고, 복수의 층 중 적어도 하나의 층의 일부 영역에 빈 공간을 형성하고, 해당 위치에 신호처리소자(240)를 내장함으로써 기판(210) 내부에 임베디드시킬 수 있다. The substrate 210 may include multiple layers. At this time, the signal processing element 240 is disposed in a cavity space formed in at least one layer among the plurality of layers, and is electrically connected to the wire 250 through a via hole formed in the substrate 210. It can be connected to . In order to embed the signal processing element 240 in the substrate 210, a cavity space in which the signal processing element 240 can be placed can be formed inside the substrate 210. To this end, the substrate 210 includes a plurality of layers, an empty space is formed in a partial area of at least one layer among the plurality of layers, and the signal processing element 240 is embedded in the corresponding location to form an empty space inside the substrate 210. It can be embedded in .

신호처리소자(240)의 적어도 일부는 멤스 구조체(230)의 적어도 일부와 기판(210)의 상하부 방향인 제1 방향에서 오버랩될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 기판(210)의 상면과 수직인 방향일 수 있다. 멤스 구조체(230)는 기판(210)의 상면에 배치되고, 신호처리소자(240)는 기판(210) 내부에 임베디드되는바, 서로 제1 방향으로 오버랩되더라도 서로 공간적 제약을 미치지 않는다, 신호처리소자(240)와 멤스 구조체(230)를 일부 오버랩시킴으로써 서로의 간격을 좁힐 수 있다. 이를 통해, 멤스 마이크로폰 전체의 크기를 줄일 수 있고, 신호처리소자(240)와 멤스 구조체(230)를 전기적으로 연결하기 위한 경로의 길이를 줄일 수 있다. 또한, 공간 활용도를 높여 다른 부품들을 실장하는데 필요한 공간을 확보할 수 있다.At least a portion of the signal processing element 240 may overlap with at least a portion of the MEMS structure 230 in a first direction, which is the upper and lower direction of the substrate 210. Here, the first direction may be a direction perpendicular to the top surface of the substrate 210. The MEMS structure 230 is disposed on the upper surface of the substrate 210, and the signal processing element 240 is embedded within the substrate 210, so even if they overlap in the first direction, they do not impose spatial restrictions on each other. By partially overlapping the 240 and the MEMS structure 230, the gap between them can be narrowed. Through this, the overall size of the MEMS microphone can be reduced, and the length of the path for electrically connecting the signal processing element 240 and the MEMS structure 230 can be reduced. Additionally, by increasing space utilization, the space needed to mount other components can be secured.

또는, 도 20과 같이, 신호처리소자(240)는 멤스 구조체(230)와 기판(210)의 상하부 방향인 제1 방향에서 오버랩되지 않을 수 있다. 신호처리소자(240)는 멤스 구조체(230)와 기판(210)의 상하부 방향인 제1 방향에서 오버랩되는 경우, 멤스 구조체(230)의 바디 하부 영역에 빈 공간이 위치하게 되어, 진동판의 진동에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 신호처리소자(240)를 기판(210)의 내부에 임베디드하되, 신호처리소자(240)는 멤스 구조체(230)와 기판(210)의 상하부 방향인 제1 방향에서 오버랩되지 않도록 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격시켜 형성시킬 수 있다. 또한, 신호처리소자(240)를 기판(210)의 내부에 임베디드하여 신호처리소자(240)가 임베디드된 기판(210)의 상부 영역을 이용할 수 있고, 멤스 구조체(230)가 배치되는 영역의 기판(210) 내부 영역은 다른 회로들을 구성할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 20, the signal processing element 240 may not overlap the MEMS structure 230 and the substrate 210 in the first direction, which is the upper and lower direction. When the signal processing element 240 overlaps the MEMS structure 230 and the substrate 210 in the first direction, which is the upper and lower direction, an empty space is located in the lower region of the body of the MEMS structure 230, thereby causing vibration of the diaphragm. It can have an impact. Therefore, the signal processing element 240 is embedded inside the substrate 210, but the signal processing element 240 is oriented in the first direction so as not to overlap in the first direction, which is the upper and lower direction of the MEMS structure 230 and the substrate 210. It can be formed by being spaced apart in a second direction perpendicular to the. In addition, by embedding the signal processing element 240 inside the substrate 210, the upper area of the substrate 210 where the signal processing element 240 is embedded can be used, and the substrate in the area where the MEMS structure 230 is disposed can be used. (210) The internal region can constitute other circuits.

신호처리소자(240)와 이격되어 기판(210) 내부에 임베디드되는 적어도 하나의 제1 소자(261)를 포함할 수 있다. 신호처리소자(240)뿐만 아니라, 신호처리소자(240)의 배치에 영향을 미치지 않는 위치에 제1 소자(261)를 도 21과 같이, 임베디드할 수 있다. 여기서, 제1 소자(261)는 커패시터(capacitor) 소자일 수 있다. 커패시터 소자인 제1 소자(261)를 임베디드시켜 커패시턴스(capacitance)가 커지고, 이를 통해 SNR, PSRR, PSR 등 노이즈 관련 성능을 높일 수 있다. It may include at least one first element 261 embedded within the substrate 210 and spaced apart from the signal processing element 240. In addition to the signal processing element 240, the first element 261 can be embedded in a position that does not affect the arrangement of the signal processing element 240, as shown in FIG. 21. Here, the first element 261 may be a capacitor element. By embedding the first element 261, which is a capacitor element, the capacitance increases, and through this, noise-related performance such as SNR, PSRR, and PSR can be improved.

여기서, 제1 소자(261)의 적어도 일부는 멤스 구조체(230)의 적어도 일부와 상기 제1 방향에서 오버랩될 수 있다. 멤스 구조체(230)는 기판(210)의 상면에 배치되고, 제1 소자(261)는 기판(210) 내부에 임베디드되는바, 서로 제1 방향으로 오버랩되더라도 서로 공간적 제약을 미치지 않는다, 제1 소자(261)와 멤스 구조체(230)를 일부 오버랩시킴으로써 서로의 간격을 좁힐 수 있다. 이를 통해, 멤스 마이크로폰 전체의 크기를 줄일 수 있고, 공간 활용도를 높여 다른 부품들을 실장하는데 필요한 공간을 확보할 수 있다.Here, at least a portion of the first element 261 may overlap with at least a portion of the MEMS structure 230 in the first direction. The MEMS structure 230 is disposed on the upper surface of the substrate 210, and the first element 261 is embedded inside the substrate 210, so even if they overlap in the first direction, there is no spatial restriction on the first element. By partially overlapping the (261) and the MEMS structure (230), the gap between them can be narrowed. Through this, the overall size of the MEMS microphone can be reduced, space utilization can be increased, and the space needed to mount other components can be secured.

기판(210) 상에 배치되는 적어도 하나의 제2 소자(262)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 소자(262)의 적어도 일부는 신호처리소자(240)의 적어도 일부와 상기 제1 방향에서 오버랩될 수 있다. 신호처리소자(240)가 기판(210) 내부에 임베디드됨으로써 신호처리소자(240)의 상부 영역에 해당하는 기판(210)의 상면 영역에는 다른 소자를 배치할 공간이 확보되는바, 해당 영역에 제2 소자(262)를 배치할 수 있다. 여기서, 제2 소자(262)는 커패시터(capacitor) 소자일 수 있다. 제1 소자(261) 및 제2 소자(262) 중 적어도 하나를 포함함으로써 신호처리소자(240)와 가깝게 커패시터 소자를 배치할 수 있어 커패시턴스(capacitance)가 커지고, 이를 통해 SNR, PSRR, PSR 등 노이즈 관련 성능을 높일 수 있다. It may include at least one second element 262 disposed on the substrate 210. At this time, at least a portion of the second element 262 may overlap with at least a portion of the signal processing element 240 in the first direction. By embedding the signal processing element 240 inside the substrate 210, space for placing other elements is secured in the upper surface area of the substrate 210, which corresponds to the upper area of the signal processing element 240. 2 elements 262 can be placed. Here, the second element 262 may be a capacitor element. By including at least one of the first element 261 and the second element 262, the capacitor element can be placed close to the signal processing element 240, thereby increasing the capacitance, thereby reducing noise such as SNR, PSRR, and PSR. Related performance can be improved.

도 20에서 멤스 구조체(230) 하부에 대향하는 기판 영역에 홀(231)이 형성되는 것과 달리, 도 23과 같이, 멤스 구조체(230) 상부에 대향하는 하우징(220) 영역에 홀(232)이 형성될 수 있다. 기판 영역에 홀(231)이 형성되는 경우, 홀(231, 232)을 위치에 따라 신호처리소자(240)를 임베디드하는 기판(210)의 영역에 제약이 있을 수 있다. 하지만, 하우징 영역에 홀(232)이 형성되는 경우, 기판(210)에 홀이 형성되지 않는바, 신호처리소자(240)를 기판(210) 내부에 임베디드함에 있어서, 홀에 따른 제약이 없어질 수 있다. 따라서, 보다 자유로운 설계가 가능하다.Unlike the hole 231 formed in the substrate area facing the lower part of the MEMS structure 230 in FIG. 20, the hole 232 is formed in the housing 220 area facing the upper part of the MEMS structure 230, as shown in FIG. 23. can be formed. When the hole 231 is formed in the substrate area, there may be restrictions on the area of the substrate 210 in which the signal processing element 240 is embedded depending on the positions of the holes 231 and 232. However, when the hole 232 is formed in the housing area, the hole is not formed in the substrate 210, so when embedding the signal processing element 240 inside the substrate 210, there are no restrictions due to the hole. You can. Therefore, more free design is possible.

도 24와 같이, 신호처리소자(240)가 기판(210) 상부에 위치하는 경우(도 24(A))와 신호처리소자(240)가 임베디드된 경우(도 24(B))를 비교하면, 도 25와 같이, 신호처리소자(240) 및 신호처리소자(240)와 기판(210)을 연결하는 와이어(250)의 삭제에 따라 내부 체적(Back-Volume)이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 신호처리소자(240)인 ASIC의 체적은 0.784 x 0.874 x 0.1 mm3 일 때, 신호처리소자(240)가 임베디드됨으써 Back-Volume이 3 % 수준으로 증가하고, 아울러, 와이어 본딩 삭제에 따라 역시 Back-Volume이 3 % 수준으로 증가된다. 즉, Back-Volume이 약 6 % 수준으로 증가한다. 상기와 같이, 내부 Back-Volume이 증가함에 따라, 신호대잡음비가 개선될 수 있다.As shown in FIG. 24, when comparing the case where the signal processing element 240 is located on the upper part of the substrate 210 (FIG. 24(A)) and the case where the signal processing element 240 is embedded (FIG. 24(B)), As shown in Figure 25, it can be seen that the internal volume (Back-Volume) increases as the signal processing element 240 and the wire 250 connecting the signal processing element 240 and the substrate 210 are deleted. For example, when the volume of the ASIC, which is the signal processing element 240, is 0.784 As a result of deletion, Back-Volume also increases to 3%. In other words, Back-Volume increases to about 6%. As described above, as the internal back-volume increases, the signal-to-noise ratio can be improved.

또한, 신호처리소자(240) 및 신호처리소자(240)와 기판(210)을 연결하는 와이어(250)의 삭제에 따라 확보되는 공간에 커패시터를 배치하는 경우, 커패시터에 따라 내부 체적(Back-Volume)이 축소되지 않고, 동일 내부 체적을 유지하면서도 커팩시터에 따라 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 신호처리소자(240)인 ASIC의 체적은 0.784 x 0.874 x 0.1 = 0.068 mm3 일 때, 커패시터 소자의 체적은 0.6 x 0.3 x 0.35 = 0.063 mm3 일 수 있다. 이와 같이, 체적의 변화가 거의 없는 것을 알 수 있고, 커패시턴스의 증가에 따라 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, when placing a capacitor in the space secured by removing the signal processing element 240 and the wire 250 connecting the signal processing element 240 and the substrate 210, the internal volume (Back-Volume) depends on the capacitor. ) is not reduced, and performance can be improved depending on the capacitor while maintaining the same internal volume. For example, when the volume of the ASIC , which is the signal processing element 240, is 0.784 In this way, it can be seen that there is almost no change in volume, and performance can be improved by increasing capacitance.

도 26와 같이, 신호처리소자(240)가 기판(210) 상부에 위치하는 경우(도 26(A))와 신호처리소자(240)가 임베디드되어 멤스 구조체(230)와 가깝게 위치하는 경우(도 26(B))를 비교하면, 도 27 및 도 28과 같이, 멤스 구조체의 사이즈를 축소시킬 수 있다. 예를 들어 D21은 3 mm, D31은 2 mm일 수 있고, D22은 2.9 mm, D32은 1.72 mm일 수 있다. 이와 같이, 사이즈가 약 17 % 축소되는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 26, when the signal processing element 240 is located on the upper part of the substrate 210 (FIG. 26(A)) and when the signal processing element 240 is embedded and located close to the MEMS structure 230 (FIG. Comparing 26(B)), the size of the MEMS structure can be reduced, as shown in FIGS. 27 and 28. For example, D21 may be 3 mm, D31 may be 2 mm, D22 may be 2.9 mm, and D32 may be 1.72 mm. In this way, it can be seen that the size is reduced by about 17%.

상기와 같이, 신호처리소자(240)를 임베디드함으로써 기판(210) 상층에 형성되는 배선의 길이를 줄일 수 있고, 본딩 패드의 수량을 6 포인트에서 3 포인트로 줄일 수 있어, 배선 및 본딩 패드의 노출에 따른 성능의 loss 및 쉴딩(shielding)을 개선할 수 있다. 아울러, 기판(210) 하부(bottom) 역시 배선 길이의 축소화 내지 배선 삭제가 가능해져, 성능의 loss 및 쉴딩(shielding)을 개선할 수 있다. 또한, 도 29와 같이, 신호처리소자(240)와 기판(210)을 연결하는 와이어를 삭제할 수 있어, 총 필요한 와이어를 9 개(도 29(A)-251 및 252)에서 3 개(도 29(B)-251)로 줄일 수 있고, 총 와이어의 길이도 줄어들게 된다. 와이어의 수량 및 길이 축소, 그에 따른 공정 단순화를 통해 재료비, 공정비, ST, 및 BOM(Bill of Material)이 개선될 수 있다. 나아가, 임베디드되는 신호처리소자(240)의 상부 영역에 기존 커패시터(262) 이외에 추가 커패시터(263)를 실장할 수 있다. 이때, 2 개의 커패시터(262, 263)를 실장함에도 내부 체적은 감소하지 않으며, 커패시턴스 증가로 인해 성능개선이 가능하다.As described above, by embedding the signal processing element 240, the length of the wiring formed on the upper layer of the substrate 210 can be reduced, and the number of bonding pads can be reduced from 6 points to 3 points, thereby reducing the exposure of the wiring and bonding pad. Performance loss and shielding can be improved. In addition, the bottom of the substrate 210 can also be reduced in length or deleted, thereby improving performance loss and shielding. In addition, as shown in FIG. 29, the wire connecting the signal processing element 240 and the substrate 210 can be deleted, reducing the total required wires from 9 (FIG. 29(A)-251 and 252) to 3 (FIG. 29). (B)-251), and the total wire length is also reduced. Material cost, process cost, ST, and BOM (Bill of Material) can be improved by reducing the quantity and length of wire and simplifying the process accordingly. Furthermore, in addition to the existing capacitor 262, an additional capacitor 263 can be mounted in the upper area of the embedded signal processing element 240. At this time, the internal volume does not decrease even when two capacitors 262 and 263 are mounted, and performance can be improved by increasing capacitance.

MIC Bias AVDD와 DVDD 각각에 Bypass Cap을 적용할 경우 슬립 시나리오(Sleep Scenario)에서 MIC 동작 시 추가 성능 개선이 가능하다. 이때, SNR, PSRR, PSR 등 Noise 관련 성능이 개선될 수 있다.MIC Bias If Bypass Cap is applied to each AVDD and DVDD, additional performance improvement is possible when MIC is operating in a sleep scenario. At this time, noise-related performance such as SNR, PSRR, and PSR can be improved.

도 30은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이고, 도 31 내지 도 47은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.Figure 30 shows a MEMS microphone according to a third embodiment of the present invention, and Figures 31 to 47 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(300)은 제1 기판(310), 제2 기판(320), 하우징(330), 멤스 구조체(340), 신호처리소자(350)를 포함한다.The MEMS microphone 300 according to the third embodiment of the present invention includes a first substrate 310, a second substrate 320, a housing 330, a MEMS structure 340, and a signal processing element 350.

제1 기판(310)은 멤스 마이크로폰의 하부에 배치되고, 판(plate) 형상을 가진다. 제1 기판(310)은 플렉서블(Flexible) 기판으로, COF(Chip on Film) 기판 또는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다. COF(Chip on Film) 기판은 베이스 필름 상에 칩 등 소자를 실장하여 형성되는 기판으로, 필름 형상을 가지고 있어, 두께가 다른 기판에 비해 상당히 얇은 기판이다. 멤스 마이크로폰의 기판으로 COF 기판을 이용함으로써 두께를 상당히 줄일 수 있다. 리지드 기판만을 이용하는 경우, fine pitch 적용이 쉽지 않으나, COF 기판을 이용시, Fine Pitch 적용이 가능한바, 멤스 마이크로폰 패키지의 사이즈를 50% 이상 축소가 가능하다. 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)는 연성회로기판으로, 이 역시 유연하며, 일반 PCB 에 비해 두께가 얇아 멤스 마이크로폰의 기판으로 플렉서블 인쇄회로기판을 이용함으로써 두께를 상당히 줄일 수 있다. 이외에 다른 종류의 유연한 기판을 포함할 수 있다. 제1 기판(310)은 신호처리소자(350)와 전기적으로 연결된다. The first substrate 310 is disposed at the bottom of the MEMS microphone and has a plate shape. The first substrate 310 is a flexible substrate and may be a chip on film (COF) substrate or a flexible printed circuit board (FPCB). A COF (Chip on Film) substrate is a substrate formed by mounting devices such as chips on a base film. It has a film shape and is considerably thinner than other substrates. By using a COF substrate as the substrate for the MEMS microphone, the thickness can be significantly reduced. When using only a rigid board, it is not easy to apply fine pitch, but when using a COF board, fine pitch is possible, allowing the size of the MEMS microphone package to be reduced by more than 50%. A flexible printed circuit board (FPCB) is a flexible printed circuit board. It is also flexible and has a thinner thickness than a regular PCB, so the thickness can be significantly reduced by using a flexible printed circuit board as the board for the MEMS microphone. In addition, other types of flexible substrates may be included. The first substrate 310 is electrically connected to the signal processing element 350.

제2 기판(320)은 제1 기판(310) 상에 적층되고, 판(plate) 형상을 가진다. 제2 기판(320)은 리지드(rigid) 기판으로, 서스(sus) 또는 보강판일 수 있다. 서스(sus)는 내식성을 강화하기 위해 철에 크롬을 섞은 강종으로, 고강도 기판이다. 이외에 금속 재질의 다양한 보강판을 이용할 수 있다. 이외에 하우징과 결합되어 쉴드를 유지할 수 있는 다른 종류의 강성 기판을 포함할 수 있다. 제2 기판(320)은 제1 기판(310)의 강성을 보완하기 위한 기판으로, 하우징(330)과 접합되어, 내부공간에 대한 쉴드를 수행한다.The second substrate 320 is stacked on the first substrate 310 and has a plate shape. The second substrate 320 is a rigid substrate and may be a sus or reinforcement plate. SUS is a steel grade mixed with iron and chromium to enhance corrosion resistance and is a high-strength substrate. In addition, various reinforcing plates made of metal can be used. In addition, it may include other types of rigid substrates that can be combined with the housing to maintain the shield. The second substrate 320 is a substrate to supplement the rigidity of the first substrate 310, and is bonded to the housing 330 to provide a shield for the internal space.

이하, 제1 기판(310)은 플렉서블 기판, 제2 기판(320)은 리지드 기판으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the first substrate 310 will be described as a flexible substrate, and the second substrate 320 will be described as a rigid substrate.

하우징(330)은 멤스 마이크로폰의 상부에 배치되고, 리지드 기판(320)을 덮는 덮개 형상을 가진다. 하우징(330)은 리지드 기판(320)을 덮어 내부 공간을 형성한다. 하우징(330)은 금속재질을 가지는 캔(can) 타입일 수 있고, 플라스틱 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 하우징(330)은 리지드 기판(320)과 결합될 수 있다. 이때, 하우징(330)과 리지드 기판(320)은 용접으로 접합될 수 있다. 하우징(330)과 리지드 기판(320)이 접합하는 영역은 마이크로 용접으로 접합될 수 있다. 마이크로 용접으로 하우징(330)과 리지드 기판(320)을 접합시킴으로써 캔 솔더(Can solder) 또는 에폭시를 도포하여 경화시키는 과정이 불필요하고, 캔 솔더 라인 또는 에폭시 도포 영역 또한 불필요한바, 해당 면적만큼 사이즈를 줄일 수 있다.The housing 330 is disposed on the top of the MEMS microphone and has a cover shape that covers the rigid substrate 320. The housing 330 covers the rigid substrate 320 to form an internal space. The housing 330 may be a can type made of metal or may be made of various materials such as plastic. The housing 330 may be combined with the rigid substrate 320. At this time, the housing 330 and the rigid substrate 320 may be joined by welding. The area where the housing 330 and the rigid substrate 320 are joined may be joined by micro welding. By joining the housing 330 and the rigid board 320 by micro welding, the process of applying and hardening can solder or epoxy is unnecessary, and the can solder line or epoxy application area is also unnecessary, so the size can be adjusted to the corresponding area. It can be reduced.

리지드 기판(320) 상에는 멤스 구조체(340) 및 신호처리소자(350)가 배치될 수 있다. 멤스 구조체(340)는 리지드 기판(320)과 하우징(330)이 형성하는 내부 공간 내에 배치된다. 멤스 구조체(340)는 바디, 백플레이트, 및 진동판을 포함한다. 플렉서블 기판(310) 및 리지드 기판(320)에는 멤스 구조체(340)의 하부에 대향하는 위치에 홀(341)이 형성될 수 있다. 홀(341)의 단면적은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 홀(341)은 음향홀일 수 있다. 홀은 상기 멤스 구조체(340) 상부에 대향하는 하우징(330) 영역에 형성될 수도 있다. 홀이 하우징(330) 영역에 형성되는 것 이외 도 30의 홀(341)에 대응한다.A MEMS structure 340 and a signal processing element 350 may be disposed on the rigid substrate 320. The MEMS structure 340 is disposed within the internal space formed by the rigid substrate 320 and the housing 330. The MEMS structure 340 includes a body, a back plate, and a vibration plate. A hole 341 may be formed in the flexible substrate 310 and the rigid substrate 320 at a position opposite to the lower part of the MEMS structure 340. The cross-sectional area of the hole 341 may be circular, but is not limited thereto. Here, the hole 341 may be an acoustic hole. The hole may be formed in an area of the housing 330 facing the upper part of the MEMS structure 340. In addition to being formed in the area of the housing 330, the hole corresponds to the hole 341 in FIG. 30.

플렉서블 기판(310) 및 리지드 기판(320) 또는 하우징(330)에 홀(341)이 형성되고, 홀(341)을 통해 외부로부터 유입되는 음향에 따른 음압에 의해 진동판이 진동하면, 백 플레이트에서의 커패시턴스를 측정하여 음향신호를 센싱할 수 있다. 도 30에서, 백 플레이트가 진동판 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 진동판이 백 플레이트 상부에 위치할 수도 있음은 당연하다.A hole 341 is formed in the flexible substrate 310 and the rigid substrate 320 or the housing 330, and when the diaphragm vibrates due to sound pressure caused by sound flowing in from the outside through the hole 341, the sound in the back plate You can sense an acoustic signal by measuring capacitance. In FIG. 30, the back plate is shown as being located above the diaphragm, but it is natural that the diaphragm may also be located above the back plate.

멤스 구조체(340)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(350)로 전달된다. 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350)는 와이어 본딩을 통해 와이어(381)로 연결되고, 와이어(381)를 통해 멤스 구조체(340)에서 센싱된 신호는 신호처리소자(350)로 전달될 수 있다.The signal sensed by the MEMS structure 340 is transmitted to the signal processing element 350. The MEMS structure 340 and the signal processing element 350 may be electrically connected. At this time, the MEMS structure 340 and the signal processing element 350 are connected to the wire 381 through wire bonding, and the signal sensed from the MEMS structure 340 through the wire 381 is sent to the signal processing element 350. It can be delivered.

신호처리소자(350)는 멤스 구조체(340)에서 센싱되어 전달된 전기 신호를 처리할 수 있다. 신호처리소자(350)는 멤스 구조체(340)에서 센싱되는 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 신호처리소자(350)는 주문형 반도체 집적 회로(Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호처리소자(350)는 하나의 모듈로 형성될 수 있고, 칩 형태로 형성될 수 있다. 신호처리소자(350)는 ASIC 및 ASIC을 도포하는 En-cap을 포함할 수 있다.The signal processing element 350 can process the electrical signal sensed and transmitted from the MEMS structure 340. The signal processing element 350 can amplify the signal sensed by the MEMS structure 340. Here, the signal processing element 350 may include, but is not limited to, an application-specific integrated circuit (ASIC). The signal processing element 350 may be formed as a single module or may be formed in the form of a chip. The signal processing element 350 may include an ASIC and an En-cap for applying the ASIC.

신호처리소자(350)는 리지드 기판(320) 상에 배치될 수 있다. 이때, 신호처리소자(350)는 멤스 구조체(340)와 이격되어 리지드 기판(320) 상에 배치될 수 있다. 리지드 기판(320)과 하우징(330)이 형성하는 내부 공간에 멤스 구조체(340)와 함께 배치되어, 멤스 구조체(340)로부터 신호를 전달받을 수 있다. 하우징(330)으로 덮혀 있는 내부 공간에서 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350) 간 신호 전달이 이루어지는바, 노이즈를 줄일 수 있다. 신호처리소자(350)는 플렉서블 기판(310)과 전기적으로 연결된다. 신호처리소자(350)에서 처리된 신호는 플렉서블 기판(310)으로 전달되고, 플렉서블 기판(310)을 통해 해당 신호를 필요로 하는 외부로 전달될 수 있다. The signal processing element 350 may be disposed on the rigid substrate 320. At this time, the signal processing element 350 may be placed on the rigid substrate 320 and spaced apart from the MEMS structure 340. It is placed together with the MEMS structure 340 in the internal space formed by the rigid substrate 320 and the housing 330, and can receive signals from the MEMS structure 340. Since signals are transmitted between the MEMS structure 340 and the signal processing element 350 in the internal space covered by the housing 330, noise can be reduced. The signal processing element 350 is electrically connected to the flexible substrate 310. The signal processed in the signal processing element 350 is transmitted to the flexible substrate 310, and can be transmitted to an outside that needs the signal through the flexible substrate 310.

신호처리소자(350)는 도 31 및 도 32과 같이, 와이어(381)를 통해 멤스 구조체(340)로부터 신호를 전달받고, 리지드 기판(320)에 형성되는 홀(321)을 통과하는 와이어(382)를 통해 플렉서블 기판(310)과 연결될 수 있다. 플렉서블 기판(310)에는 리지드 기판(320)과 접합하는 면 측에 와이어 패드(360)가 형성되고, 와이어 패드(360)를 통해 신호처리소자(350)의 와이어(382)와 연결될 수 있다. As shown in FIGS. 31 and 32, the signal processing element 350 receives a signal from the MEMS structure 340 through the wire 381, and the wire 382 passes through the hole 321 formed in the rigid substrate 320. ) can be connected to the flexible substrate 310. A wire pad 360 is formed on the flexible substrate 310 on the side where it is joined to the rigid substrate 320, and can be connected to the wire 382 of the signal processing element 350 through the wire pad 360.

신호처리소자(350)와 플렉서블 기판(310)은 와이어 본딩을 통해 와이어(382)로 연결되고, 와이어(382)를 통해 신호처리소자(350)에서 처리된 신호가 플렉서블 기판(310)으로 전달될 수 있다. 신호처리소자(350)의 와이어(381,182)의 와이어 본딩을 보호하기 위하여, 신호처리소자(350) 상부에 En-Cap을 도포 및 건조하여 보호부를 형성할 수 있다. 이를 통해 신호처리소자(350)가 외부로 노출되지 않을 수 있다. The signal processing element 350 and the flexible substrate 310 are connected to the wire 382 through wire bonding, and the signal processed by the signal processing element 350 is transmitted to the flexible substrate 310 through the wire 382. You can. In order to protect the wire bonding of the wires 381 and 182 of the signal processing element 350, En-Cap can be applied and dried on the top of the signal processing element 350 to form a protection portion. Through this, the signal processing element 350 may not be exposed to the outside.

플렉서블 기판(310)으로 전달된 신호는 외부와 연결되는 단자를 통해 외부로 전달될 수 있다. 이때, 외부와 연결되는 단자는 내부공간이 아닌 외부로 노출되어야 하는바, 플렉서블 기판(310)의 하부면에 형성될 수 있다. 신호처리소자(350)는 플렉서블 기판(310)과 연결되고, 외부와 연결되는 단자는 플렉서블 기판(310) 하부에 형성될 수 있는바, 플렉서블 기판(310)의 상부와 하부를 연결하는 비아 홀을 통해 신호를 전달할 수 있다. 플렉서블 기판(310)이 복수의 층을 포함하는 경우, 각 층을 관통하도록 비아 홀이 형성될 수 있다.The signal transmitted to the flexible substrate 310 may be transmitted to the outside through a terminal connected to the outside. At this time, the terminal connected to the outside must be exposed to the outside rather than the inside space, so it can be formed on the lower surface of the flexible substrate 310. The signal processing element 350 is connected to the flexible substrate 310, and a terminal connected to the outside can be formed in the lower part of the flexible substrate 310, and a via hole connecting the upper and lower parts of the flexible substrate 310 is formed. Signals can be transmitted through When the flexible substrate 310 includes a plurality of layers, via holes may be formed to penetrate each layer.

또는, 신호처리소자(350)는 플렉서블 기판(310) 또는 리지드 기판(320) 내부에 임베디드(embedded)될 수 있다. 신호처리소자(350)를 플렉서블 기판(310) 또는 리지드 기판(320) 내부에 내장함으로써 리지드 기판(320)과 하우징(330)이 형성되는 내부 공간에 배치할 소자를 줄일 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있고, 신호처리소자(350)를 멤스 구조체(340) 또는 플렉서블 기판(310)과 연결하는 공정을 줄일 수 있어, 와이어 본딩, 에폭시 도포 및 건조 공정 등을 삭제할 수 있어, 공정을 축소할 수 있다. 또한, 노이즈도 줄여 음향 센싱의 품질을 높일 수 있다.Alternatively, the signal processing element 350 may be embedded within the flexible substrate 310 or the rigid substrate 320. By embedding the signal processing element 350 inside the flexible substrate 310 or the rigid substrate 320, the number of elements to be placed in the internal space where the rigid substrate 320 and the housing 330 are formed can be reduced, thereby reducing the overall size. The process of connecting the signal processing element 350 to the MEMS structure 340 or the flexible substrate 310 can be reduced, and wire bonding, epoxy application and drying processes, etc. can be eliminated, thereby reducing the process. . Additionally, the quality of acoustic sensing can be improved by reducing noise.

플렉서블 기판(310) 상에 리지드 기판(320)이 적층되되, 열압착으로 접합될 수 있다. 또는, 전도성 양면 테이프 등으로 접합될 수도 있다. 이외에 도 33과 같이, 플렉서블 기판(310)과 리지드 기판(320) 접합면 사이에 접착층(390)을 형성할 수 있다. 접착층(390)에는 접착제가 도포되거나, 전도성 양면 테이프가 위치할 수 있다. 기판간 접합을 수행하는 다양한 방식으로 플렉서블 기판(310)과 리지드 기판(320)이 접합될 수 있다.The rigid substrate 320 is stacked on the flexible substrate 310, and may be bonded by thermal compression. Alternatively, it may be bonded with conductive double-sided tape or the like. In addition, as shown in FIG. 33, an adhesive layer 390 can be formed between the bonding surface of the flexible substrate 310 and the rigid substrate 320. An adhesive may be applied to the adhesive layer 390 or a conductive double-sided tape may be placed on it. The flexible substrate 310 and the rigid substrate 320 may be bonded in various ways to perform inter-substrate bonding.

신호처리소자(350)는 플렉서블 기판(310) 상에 배치될 수 있다. 신호처리소자(350)가 배치되는 위치에는 리지드 기판(320)이 적층되지 않을 수 있다. 이때, 리지드 기판(320)에는 신호처리소자(350)의 형상에 대응하는 홀이 형성될 수 있다. 신호처리소자(350)는 리지드 기판(320)의 홀이 형성되는 영역에서 플렉서블 기판(310)과 직접 접합될 수 있다.The signal processing element 350 may be disposed on the flexible substrate 310. The rigid substrate 320 may not be laminated at a location where the signal processing element 350 is disposed. At this time, a hole corresponding to the shape of the signal processing element 350 may be formed in the rigid substrate 320. The signal processing element 350 may be directly bonded to the flexible substrate 310 in the area where the hole of the rigid substrate 320 is formed.

신호처리소자(350)는 플립칩(flip chip) 방식으로 제1 기판(351) 상에 접합되어 플립칩 BGA을 형성하여 플렉서블 기판(310)과 접합할 수 있다. 플립칩은 칩을 기판에 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 칩 아랫면의 전극 패턴을 이용해 그대로 융착 시키는 방식이다. 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array, BGA)는 볼 형태의 솔더(350)가 격자형을 배열되는 타입의 표면 실장 패키지로, 선이 없는(Leadless) 접합으로, 접합된 패키지가 칩 크기와 같아 소형, 경량화에 유리하고 전극 간 거리를 훨씬 미세하게 만들 수 있다. 도 34와 같이, 신호처리소자(350)는 플립칩 방식으로 제3 기판(351)상에 배치되어 플립칩 BGA를 형성하고, 플립칩 BGA자체를 볼 그리드 어레이 접합으로 플렉서블 기판(310)상에 배치될 수 있다. 이때, 멤스 구조체(340)의 신호는 와이어 본딩으로 플렉서블 기판(310)과 연결되는 와이어(381)를 통해 플렉서블 기판(310)으로 전달되고, 플렉서블 기판(310)을 통해 신호처리소자(350)로 전달될 수 있다. The signal processing element 350 can be bonded to the first substrate 351 using a flip chip method to form a flip chip BGA and bonded to the flexible substrate 310. When attaching a chip to a substrate, flip chip is a method of fusing the chip using the electrode pattern on the bottom of the chip without using additional connection structures such as metal leads (wires) or intermediate media such as ball grid array (BGA). Ball Grid Array (BGA) is a type of surface-mounted package in which ball-shaped solder 350 is arranged in a grid. It is a leadless joint, and the jointed package is the same size as the chip, making it small and compact. It is advantageous for weight reduction and the distance between electrodes can be made much finer. As shown in Figure 34, the signal processing element 350 is placed on the third substrate 351 in a flip chip manner to form a flip chip BGA, and the flip chip BGA itself is placed on the flexible substrate 310 by ball grid array bonding. can be placed. At this time, the signal of the MEMS structure 340 is transmitted to the flexible substrate 310 through the wire 381 connected to the flexible substrate 310 through wire bonding, and is transmitted to the signal processing element 350 through the flexible substrate 310. It can be delivered.

멤스 구조체(340) 및 하우징(330)은 리지드 기판(320)이 적층된 위치에서 리지드 기판(320)상에 배치되어, 견고하고 안정적으로 결합될 수 있다. 즉, 신호 전달을 위하여, 전기적으로 연결되어야 하는 신호처리소자(350)는 리지드 기판(320)이 아닌 플렉서블 기판(310)과 직접 결합되고, 견고한 쉴드가 필요한 하우징(330) 또는 안정적인 센싱이 필요한 멤스 구조체(340)는 리지드 기판(320) 상에 결합될 수 있다. The MEMS structure 340 and the housing 330 are disposed on the rigid substrate 320 at the position where the rigid substrate 320 is stacked, and can be firmly and stably coupled to each other. That is, for signal transmission, the signal processing element 350, which must be electrically connected, is directly coupled to the flexible substrate 310 rather than the rigid substrate 320, and the housing 330, which requires a sturdy shield, or the MEMS, which requires stable sensing, Structure 340 may be bonded to rigid substrate 320 .

플립칩 방식이 아닌 신호처리소자(350) 자체를 BGA 방식으로 플렉서블 기판(310)의 와이어 패드와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 도 35와 같이, 추가적인 제3 기판(351)없이 직접 플렉서블 기판(310)과 연결될 수 있다. The signal processing element 350 itself can be electrically connected to the wire pad of the flexible substrate 310 using the BGA method rather than the flip chip method. As shown in FIG. 35, it can be directly connected to the flexible substrate 310 without an additional third substrate 351.

BGA 방식으로 신호처리소자(350)를 플렉서블 기판(310) 상에 배치함으로써 와이어 본딩을 줄일 수 있고, En-Cap 도포 및 건조 공정도 불필요하다. 신호처리소자(350)에서 플렉서블 기판(310)으로의 와이어가 필요하지 않은바, 멤스 구조체(340)에서 플렉서블 기판(310)으로 연결되는 3개의 와이어만 필요하고, 신호처리소자(350)에서 플렉서블 기판(310)으로의 6개의 와이어 및 총 와이어 길이를 줄일 수 있다. BGA 방식을 이용함으로써 노이즈가 개선되고, 와이어 및 En-Cap 도포 영역을 활용할 수 있어, 설계의 자유도가 높아질 수 있다.By arranging the signal processing element 350 on the flexible substrate 310 using the BGA method, wire bonding can be reduced, and En-Cap application and drying processes are unnecessary. There is no need for a wire from the signal processing element 350 to the flexible substrate 310, so only three wires connecting from the MEMS structure 340 to the flexible substrate 310 are needed, and the flexible Six wires to the substrate 310 and the total wire length can be reduced. By using the BGA method, noise is improved and the wire and En-Cap application area can be utilized, increasing the degree of freedom in design.

멤스 구조체(340)와 플렉서블 기판(310) 사이의 와이어 본딩은 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350) 사이 영역에서 연결되거나, 도 36 및 도 37과 같이, 신호처리소자(350)의 위치와 겹치지 않는 범위 내에서 와이어(381)를 신호처리소자(350)의 측면에 대응하는 위치 등에서 플렉서블 기판(310)과 연결될 수 있다. 이 경우, 와이어(381)가 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350) 사이에서 플렉서블 기판(310)과 연결되지 않아도 되는바, 멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350)를 도 35에 비해 가깝게 배치할 수 있다. The wire bonding between the MEMS structure 340 and the flexible substrate 310 is connected in the area between the MEMS structure 340 and the signal processing element 350, or, as shown in FIGS. 36 and 37, the position of the signal processing element 350 The wire 381 may be connected to the flexible substrate 310 at a position corresponding to the side of the signal processing element 350 within a range that does not overlap. In this case, the wire 381 does not need to be connected to the flexible substrate 310 between the MEMS structure 340 and the signal processing element 350, and the MEMS structure 340 and the signal processing element 350 are shown in FIG. 35. It can be placed closer than before.

또는, 도 38 및 도 39와 같이, 와이어의 방향을 90도 회전시켜 배치할 수도 있다. 도 36 및 도 37은 와이어의 방향은 신호처리소자(350)를 향하는 반면, 도 38 및 도 39는 와이어의 방향이 신호처리소자(350)를 향하지 않는다. 멤스 구조체(340)의 와이어 배선 자유도를 확보함으로써 공간을 효율적으로 활용할 수 있고, 사이즈를 줄이는 것이 가능하다.Alternatively, as shown in Figures 38 and 39, the direction of the wire may be rotated by 90 degrees and placed. In Figures 36 and 37, the direction of the wire is toward the signal processing element 350, while in Figures 38 and 39, the direction of the wire is not toward the signal processing element 350. By securing the freedom of wire wiring of the MEMS structure 340, space can be efficiently utilized and the size can be reduced.

하우징(330)은 리지드 기판(320) 상에 적층되지 않도록 하우징(330)의 접촉 부위에 대응하는 플렉서블 기판(310)의 가장자리 영역에는 리지드 기판(320)을 적층하지 않을 수 있다. 도 40과 같이, 하우징(330)이 리지드 기판(320)이 아닌 플렉서블 기판(310)의 상부에 적층되되, 리지드 기판(320)의 외측 측면과 하우징(330)의 내측 측면이 접하도록 하여, 측면방향으로 결합되어 쉴드가 되도록 할 수 있다. 이때, 리지드 기판(320)과 플렉서블 기판(310)이 형성하는 단차로 인해 하우징(330)이 리지드 기판(320) 외측 측면에 끼워지는 끼움결합될 수 있다. 이를 통해, 하우징(330)이 결합시 회전하는 것을 방지할 수 있다.The rigid substrate 320 may not be laminated on the edge area of the flexible substrate 310 corresponding to the contact portion of the housing 330 so that the housing 330 is not laminated on the rigid substrate 320 . As shown in FIG. 40, the housing 330 is laminated on the upper part of the flexible substrate 310 rather than the rigid substrate 320, and the outer side of the rigid substrate 320 and the inner side of the housing 330 are in contact with each other, so that the side surface It can be combined in any direction to form a shield. At this time, the housing 330 may be fitted onto the outer side of the rigid substrate 320 due to the step formed between the rigid substrate 320 and the flexible substrate 310. Through this, it is possible to prevent the housing 330 from rotating when coupled.

멤스 구조체(340)와 신호처리소자(350)를 와이어로 연결하고, 신호처리소자(350)와 플렉서블 기판(310) 또한 와이어로 연결하는 경우, 도 41과 같이, 신호처리소자(350) 상부에 En-Cap(370)을 도포할 수 있다. When the MEMS structure 340 and the signal processing element 350 are connected with a wire, and the signal processing element 350 and the flexible substrate 310 are also connected with a wire, as shown in FIG. 41, on the top of the signal processing element 350 En-Cap (370) can be applied.

리지드 기판(320)과 하우징(330)을 용접시 실링(sealing) 용접을 수행함으로써 하우징(330)의 캔-리드(Can-lead)의 폭을 축소시킬 수 있다. 도 42와 같이, 실링용접시 하우징(330)과 리지드 기판(320)이 접하는 영역을 줄일 수 있고, 이를 통해, 사이즈를 축소시킬 수 있다. When welding the rigid substrate 320 and the housing 330, the width of the can-lead of the housing 330 can be reduced by performing sealing welding. As shown in Figure 42, the contact area between the housing 330 and the rigid substrate 320 during sealing welding can be reduced, and through this, the size can be reduced.

앞서 설명한 바와 같이, 플렉서블 기판(310)은 COF 기판일 수 있다. COF 기판을 이용하는 경우, 리지드, 리지드 플렉스(Rigid Flex), FPCB 를 이용하는 경우보다 아래와 같이, 획기적으로 fine pitch를 적용할 수 있다.As previously described, the flexible substrate 310 may be a COF substrate. When using a COF substrate, a significantly fine pitch can be applied, as shown below, compared to when using rigid, rigid flex, or FPCB.

도 43은 COF 기판과 다른 기판을 이용하여 구현시 차이를 나타내는 것으로, 도 43(A)는 리지드, 리지드 플렉스(Rigid Flex), FPCB를 이용하는 경우, 쉴드캔 SMT 라인(A1)이 필요하고, 패턴(Pt) 및, 비아(via)의 사이즈가 상당하다. 하지만, 도 43(B), 도 43(C)와 같이, COF 기판을 이용하는 경우, 쉴드캔 SMT 라인(A1)보다 작은 사이즈의 SUS와 COF GND Contact PSR Open 영역이 필요하고, 패턴(Pt) 및, 비아(via)의 사이즈가 현저히 작아지는 것을 알 수 있다. Figure 43 shows the difference when implemented using a COF substrate and another substrate. Figure 43(A) shows that when using rigid, rigid flex, or FPCB, a shield can SMT line (A1) is required, and the pattern The sizes of (Pt) and vias are significant. However, as shown in Figures 43(B) and 43(C), when using a COF substrate, SUS and COF GND Contact PSR Open areas of a size smaller than the shield can SMT line (A1) are required, and the pattern (Pt) and , it can be seen that the size of the via becomes significantly smaller.

Fine Pitct Rule을 적용함으로써 GND Copper 면적 상승으로 노이즈 개선에 유리하며, 동일한 배선 공간 영역에서 다른 PCB 사양 대비, Fine Pitch 적용에 따른 설계의 자유도가 확연히 높아진다. 또한, 사이즈 활용도가 높아 공간확보가 가능하여 도 43(C)와 같이, 커패시터(c)와 같은 소자를 실장할 수도 있다. 이를 통해 성능 및 노이즈 개선에 더 유리할 수 있다. 또한, 회로 설계 공간이 확보되어 다양한 구조로 설계가 가능한바, 성능 개선 여지가 많아진다. By applying the Fine Pitct Rule, it is advantageous to improve noise by increasing the GND Copper area, and the degree of freedom in design is significantly increased by applying Fine Pitch compared to other PCB specifications in the same wiring space area. In addition, space can be secured due to high size utilization, so devices such as capacitors (c) can be mounted, as shown in Figure 43(C). This can be more advantageous in improving performance and noise. In addition, since circuit design space is secured and various structures can be designed, there is more room for performance improvement.

COF 기판을 복수의 층(2layer)으로 이용하는 경우, 서스(sus)와의 열 압착 구조를 통하여 회로적으로 3Layer 효과를 적용 할 수 있다. 이때, 서스가 GND 회로 역할을 하여 노이즈의 영향을 줄일 수 있다. 여기서, PSR Open된 영역은 GND 회로인 Copper가 노출되고, 노출된 Copper에 전도성 양면 Tape부착되며, 전도성 양면 Tape은 동일하게 SUS에 부착된다. COF와 SUS의 열 압착은 전도성 양면 Tape을 통해 COF와 SUS를 더욱 긴밀하게 접촉시키고, 회로적으로 연결 되는 역할을 한다. 이를 통해, SUS가 GND 회로 역할을 하고 Layer가 증가되는 역할을 한다. 즉, 기존 2Layer COF와 1Layer SUS가 3Layer의 효과를 낼 수 있다. When using a COF substrate with multiple layers (2 layers), a 3-layer effect can be applied to the circuit through a heat-compression structure with sus. At this time, the source can act as a GND circuit to reduce the effect of noise. Here, in the PSR open area, copper, which is the GND circuit, is exposed, a conductive double-sided tape is attached to the exposed copper, and the conductive double-sided tape is equally attached to the SUS. Thermal compression of COF and SUS brings the COF and SUS into closer contact through a conductive double-sided tape and serves to connect them in a circuit. Through this, SUS acts as a GND circuit and increases the layer. In other words, the existing 2-Layer COF and 1-Layer SUS can produce a 3-Layer effect.

또한, Shield Can이 PCB에 SMT되지 않고, SUS위에 용접됨에 따라서 PCB 공간 내 회로 설계 할 수 있는 Space가 기존 Shield Can SMT 대비 30 % 확보가 가능하다. 또한, Micro용접을 통해 Shield Can Reflow 공정에서 발생되는 Rotation Issue를 줄일 수 있다. COF를 적용하지 않는 구조(PCB Solder + Shield Can Pick & Place + Reflow)에서 PCB Shield Can Solder Mask 공차 및 Reflow 후 Shield Can 안착 공차에 따라 Can Shift 현상이 발생할 수 있다. 이는 성능 저하 및 외관 불량에 따른 수율 저하를 야기한다.In addition, since the Shield Can is not SMTed to the PCB but welded on top of SUS, the space available for circuit design within the PCB space can be secured by 30% compared to the existing Shield Can SMT. Additionally, rotation issues that occur during the Shield Can Reflow process can be reduced through micro welding. In a structure where COF is not applied (PCB Solder + Shield Can Pick & Place + Reflow), the Can Shift phenomenon may occur depending on the PCB Shield Can Solder Mask tolerance and the Shield Can seating tolerance after reflow. This causes a decrease in yield due to poor performance and poor appearance.

상기 구조 대비 금도금 삭제, Reflow 공정을 삭제하고, 같은 재질의 SUS Plate와 Shield Can의 기밀 용접을 적용하여 Shielding 개선 + Shield Can Shift, Rotate, Void 현상을 개선 할 수 있다.Compared to the above structure, gold plating and reflow processes are eliminated, and by applying airtight welding of SUS plate and shield can of the same material, shielding can be improved + shield can shift, rotation, and void phenomena can be improved.

앞서 설명한 바와 같이, Fine Pitch Rule 적용에 따라 도 44와 같이, 제품 내부에 멤스 구조체(340) 및 신호처리소자(350)와 함께 커패시터(352)를 실장 할 수 있다. 이를 통해, SNR, PSRR, PSR 등 Noise 관련 성능이 개선될 수 있다. COF 이외의 PCB는 Via, Land, Pattern, Clearance, Wire-Bonding Pad Size 및 Clearance 수치가 크기 때문에 Capacitance 소자를 실장 할 수 있는 SMT Solder Pad를 생성 할 공간이 없는 반면, COF 기판을 이용하는 경우, 도 45와 같이, 멤스 구조체(340) 및 신호처리소자(350)와 함께 커패시터(352) 실장이 가능하다.As described above, according to the application of the Fine Pitch Rule, the capacitor 352 can be mounted along with the MEMS structure 340 and the signal processing element 350 inside the product, as shown in FIG. 44. Through this, noise-related performance such as SNR, PSRR, and PSR can be improved. PCBs other than COF have large Via, Land, Pattern, Clearance, Wire-Bonding Pad Size, and Clearance values, so there is no space to create an SMT Solder Pad that can mount capacitance elements. However, when using a COF board, Figure 45 As shown, the capacitor 352 can be mounted together with the MEMS structure 340 and the signal processing element 350.

사이즈 축소없이 동일한 사이즈의 멤스 마이크로폰을 구현하는 경우에는 COF의 적용여부에 따라 내부 Back-Volume을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 신호대잡음비(SNR)을 개선할 수 있다. When implementing a MEMS microphone of the same size without reducing the size, the internal back-volume can be increased depending on whether COF is applied, and through this, the signal-to-noise ratio (SNR) can be improved.

도 46과 같이, 각 케이스별로 Back-Volume를 비교할 수 있다. 도 46(A)는 Rigid PCB를 이용하는 케이스이고, 도 46(B)는 COF 및 SUS를 이용하고 전도성 양면 테이프로 압착한 케이스이다. D11은 0.9 mm, D12는 0.3 mm, D13은 0.21 케이스별 Back-Volume은 도 47과 같이 차이가 생기며, COF 및 SUS를 이용한 경우 Rigid PCB를 이용한 케이스에 비해, Back-Volume가 10% 수준으로 증가하고, 커패시터를 제품 내부에 실장하더라도 Back-Volume가 5% 수준으로 증가한다.As shown in Figure 46, Back-Volume can be compared for each case. Figure 46(A) is a case using a Rigid PCB, and Figure 46(B) is a case using COF and SUS and pressed with conductive double-sided tape. D11 is 0.9 mm, D12 is 0.3 mm, and D13 is 0.21. The back-volume for each case is different as shown in Figure 47, and in the case of using COF and SUS, the back-volume increases by 10% compared to the case using rigid PCB. And, even if the capacitor is mounted inside the product, the back-volume increases to about 5%.

상기와 같이, 내부 Back-Volume이 증가함에 따라, COF 및 SUS를 이용한 경우는 Rigid PCB를 이용한 케이스에 비해, 신호대잡음비가 4% 수준으로 개선되고, 커패시터를 제품 내부에 실장하는 경우, 신호대잡음비가 2% 수준으로 개선된다. 커패시터를 실장시 PSRR 및 PSR 노이즈도 개선된다.As above, as the internal back-volume increases, the signal-to-noise ratio improves to 4% when using COF and SUS compared to the case using rigid PCB, and when the capacitor is mounted inside the product, the signal-to-noise ratio decreases. It improves to the 2% level. PSRR and PSR noise are also improved when a capacitor is installed.

도 48은 본 발명의 제4 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 도시한 것이고, 도 49 내지 도 54는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 도면이다.Figure 48 shows a MEMS microphone according to a fourth embodiment of the present invention, and Figures 49 to 54 are diagrams for explaining the MEMS microphone according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(400)은 기판(410), 하우징(420), 멤스 구조체(430), 신호처리소자(440)를 포함한다.The MEMS microphone 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes a substrate 410, a housing 420, a MEMS structure 430, and a signal processing element 440.

기판(410)은 멤스 마이크로폰의 하부에 배치되고, 판(plate) 형상을 가진다. 기판(410)은 하우징(420)과 함께 내부 공간을 형성한다. 기판(410)은 인쇄회로기판(PCB), 반도체 기판, 또는 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다. 기판(410)은 단일 층으로 구성되거나, 복수의 기판이 적층되어 형성될 수 있다.The substrate 410 is placed at the bottom of the MEMS microphone and has a plate shape. The substrate 410 forms an internal space together with the housing 420. The substrate 410 may include a printed circuit board (PCB), a semiconductor substrate, or a ceramic substrate. The substrate 410 may be composed of a single layer or may be formed by stacking a plurality of substrates.

기판(410)에는 멤스 구조체(430)의 하부에 대향하는 위치에 홀(431)이 형성될 수 있다. 홀(431)의 단면적은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 홀(431)은 음향홀일 수 있다. A hole 431 may be formed in the substrate 410 at a position opposite to the lower part of the MEMS structure 430. The cross-sectional area of the hole 431 may be circular, but is not limited thereto. Here, the hole 431 may be an acoustic hole.

하우징(420)은 멤스 마이크로폰의 상부에 배치되고, 기판(410)을 덮는 덮개 형상을 가진다. 하우징(420)은 기판(410)을 덮어 내부 공간을 형성한다. 하우징(420)은 금속재질을 가지는 캔(can) 타입일 수 있고, 플라스틱 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 하우징(420)은 기판(410)과 결합될 수 있다. 이때, 하우징(420)은 캔 솔더(Can solder) 또는 에폭시를 도포하여 기판(410)와 결합하고, 캔 솔더 또는 에폭시를 경화시킴으로써 기판(410)과 결합될 수 있다.The housing 420 is disposed on the top of the MEMS microphone and has a cover shape that covers the substrate 410. The housing 420 covers the substrate 410 and forms an internal space. The housing 420 may be a can type made of metal or may be made of various materials such as plastic. The housing 420 may be combined with the substrate 410. At this time, the housing 420 may be coupled to the substrate 410 by applying can solder or epoxy, and then hardening the can solder or epoxy.

기판(410) 상에는 멤스 구조체(430) 및 신호처리소자(440)가 배치된다. 멤스 구조체(430)는 기판(410)과 하우징(420)이 형성하는 내부 공간 내에 배치된다. 멤스 구조체(430)는 바디, 백플레이트, 및 진동판을 포함한다. 멤스 구조체(430) 하부에 대향하는 기판(410) 영역에 홀(431)이 형성되고, 홀(431)을 통해 외부로부터 유입되는 음향에 따른 음압에 의해 진동판이 진동하면, 백 플레이트에서의 커패시턴스를 측정하여 음향신호를 센싱할 수 있다. 도 48에서, 백 플레이트가 진동판 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 진동판이 백 플레이트 상부에 위치할 수도 있음은 당연하다.A MEMS structure 430 and a signal processing element 440 are disposed on the substrate 410. The MEMS structure 430 is disposed within the internal space formed by the substrate 410 and the housing 420. The MEMS structure 430 includes a body, a back plate, and a vibration plate. A hole 431 is formed in the area of the substrate 410 facing the lower part of the MEMS structure 430, and when the diaphragm vibrates due to sound pressure caused by sound flowing in from the outside through the hole 431, the capacitance in the back plate is By measuring, you can sense the acoustic signal. In Figure 48, the back plate is shown as being located on top of the diaphragm, but it is natural that the diaphragm may also be located on top of the back plate.

신호처리소자(440)는 기판 상에 배치되되, 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 전기적으로 연결된다. 신호처리소자(440)는 기판(410)과의 전기적으로 연결되고, 기판(410)을 통해 멤스 구조체(430)에서 센싱된 신호를 전달받는다. 즉, 멤스 구조체(430)와 신호처리소자(440)는 기판(410)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array, BGA)는 볼 형태의 솔더(450)가 격자형을 배열되는 타입의 표면 실장 패키지로, 신호처리소자(440)의 일면에 볼 그리드 어레이가 형성되어, 기판(410)에 실장된다. 이때, 신호처리소자(440)는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 직접 접촉할 수 있다. 신호처리소자(440)는 볼 그리드 어레이 접합을 통해 기판(410)과 연결되는바, 신호처리소자(440)와 기판(410)을 연결하는 와이어가 필요하지 않다. 도 49와 같이, 멤스 구조체(430)와 기판(410)을 연결하는 와이어(460)가 연결되나, 신호처리소자(440)는 와이어가 아닌 볼 그리드 어레이 접합으로 연결된다. 신호처리소자(440)는 와이어가 연결되지 않는바, 신호처리소자(440) 상에 En-Cap 등을 도포할 필요가 없다. 또한, 제1 기판(410) 없이 신호처리소자(440)가 직접 연결되는바, 하우징 내부의 체적 공간이 커지게 될 수 있고, 볼 그리드 어레이를 통한 연결이 와이어를 통한 연결보다 노이즈가 적고, 와이어 또는 En-Cap 등을 제거한 공간을 활용할 여지가 많아져 설계의 자유도가 높아진다. The signal processing element 440 is disposed on a substrate and is electrically connected to the substrate through a ball grid array (BGA) bond. The signal processing element 440 is electrically connected to the substrate 410 and receives the signal sensed by the MEMS structure 430 through the substrate 410. That is, the MEMS structure 430 and the signal processing element 440 may be electrically connected through the substrate 410. Ball Grid Array (BGA) is a type of surface mount package in which ball-shaped solder 450 is arranged in a grid. A ball grid array is formed on one side of the signal processing element 440, and the substrate 410 ) is installed. At this time, the signal processing element 440 may be in direct contact with the substrate through ball grid array (BGA) bonding. Since the signal processing element 440 is connected to the substrate 410 through a ball grid array bonding, a wire connecting the signal processing element 440 and the substrate 410 is not required. As shown in Figure 49, the wire 460 connecting the MEMS structure 430 and the substrate 410 is connected, but the signal processing element 440 is connected through a ball grid array junction rather than a wire. Since the signal processing element 440 is not connected to a wire, there is no need to apply En-Cap, etc. on the signal processing element 440. In addition, since the signal processing element 440 is directly connected without the first substrate 410, the volume space inside the housing can be increased, the connection through the ball grid array produces less noise than the connection through the wire, and the connection through the ball grid array produces less noise than the connection through the wire. Alternatively, there is more room to utilize the space where En-Caps, etc. are removed, increasing the degree of freedom in design.

신호처리소자(440)는 볼 그리드 어레이 접합으로 전기적으로 연결되는 기판(410)을 통해 멤스 구조체(430)에서 센싱된 신호를 전달받고, 기판(410)은 멤스 구조체(430)로부터 와이어(460)를 통해 신호를 전달받을 수 있다. 기판(410)은 멤스 구조체(430)와 와이어 본딩을 통해 와이어(460)가 연결되어 멤스 구조체(430)로부터 신호를 전달받고, 기판(410) 내부의 회로 패턴을 통해 해당 신호가 신호처리소자(440)로 전달된다. The signal processing element 440 receives the signal sensed from the MEMS structure 430 through the substrate 410, which is electrically connected to the ball grid array junction, and the substrate 410 receives the wire 460 from the MEMS structure 430. Signals can be received through. The substrate 410 is connected to the MEMS structure 430 and the wire 460 through wire bonding to receive a signal from the MEMS structure 430, and the signal is transmitted through a circuit pattern inside the substrate 410 to a signal processing element ( 440).

신호처리소자(440)는 멤스 구조체(430)에서 센싱되어 전달된 전기 신호를 처리할 수 있다. 신호처리소자(440)는 멤스 구조체(430)에서 센싱되는 신호를 증폭할 수 있다. 여기서, 신호처리소자(440)는 주문형 반도체 집적 회로((Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호처리소자(440)는 하나의 모듈로 형성될 수 있고, 칩 형태로 형성될 수 있다.The signal processing element 440 can process the electrical signal sensed and transmitted from the MEMS structure 430. The signal processing element 440 can amplify the signal sensed by the MEMS structure 430. Here, the signal processing element 440 may include, but is not limited to, an application-specific integrated circuit (ASIC). The signal processing element 440 may be formed as a single module. , can be formed in the form of a chip.

신호처리소자(440)가 상면에 배치되는 제1 기판(470)을 포함하고, 제1 기판(410)은 기판(410) 상에 배치되어, 신호처리소자(440)와 기판(410)이 전기적으로 연결될 수 있다. 신호처리소자(440)와 기판(410)을 전기적으로 연결함에 있어서, 제1 기판(410)을 이용할 수 있다. 도 50과 같이, 신호처리소자(440)는 제1 기판(410)상에 배치된 상태에서, 제1 기판(410)이 기판(410) 상에 배치됨으로써 신호처리소자(440)와 기판(410)이 전기적으로 연결될 수 있다.The signal processing element 440 includes a first substrate 470 disposed on the upper surface, and the first substrate 410 is disposed on the substrate 410, so that the signal processing element 440 and the substrate 410 are electrically connected to each other. It can be connected to . When electrically connecting the signal processing element 440 and the substrate 410, the first substrate 410 can be used. As shown in Figure 50, the signal processing element 440 is disposed on the first substrate 410, and the first substrate 410 is disposed on the substrate 410, so that the signal processing element 440 and the substrate 410 ) can be electrically connected.

여기서, 신호처리소자(440)는 플립칩(flip chip) 방식으로 상기 제1 기판(410)과 접합할 수 있다. 플립칩은 칩을 기판에 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 칩 아랫면의 전극 패턴을 이용해 그대로 융착 시키는 방식이다. 선이 없는(Leadless) 접합으로, 접합된 패키지가 칩 크기와 같아 소형, 경량화에 유리하고 전극 간 거리를 훨씬 미세하게 만들 수 있다. 도 51와 같이, 신호처리소자(440)는 플립칩 방식으로 제1 기판(410)상에 배치되어 플립칩 BGA(500)를 형성할 수 있다. 플립칩 BGA(500) 자체를 볼 그리드 어레이 접합으로 기판(410)상에 배치될 수 있다.Here, the signal processing element 440 can be bonded to the first substrate 410 using a flip chip method. When attaching a chip to a substrate, flip chip is a method of fusing the chip using the electrode pattern on the bottom of the chip without using additional connection structures such as metal leads (wires) or intermediate media such as ball grid array (BGA). With leadless joining, the joined package is the same size as the chip, which is advantageous for miniaturization and weight reduction, and the distance between electrodes can be made much finer. As shown in FIG. 51, the signal processing element 440 can be placed on the first substrate 410 in a flip chip manner to form a flip chip BGA 500. The flip chip BGA 500 itself can be placed on the substrate 410 by bonding a ball grid array.

기판(410)은 복수의 층을 포함하고, 와이어(460)와 신호처리소자(440)는 기판 내부에서 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(410)은 복수의 층을 포함하고, 각 층의 회로패턴은 비아를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 와이어(460)는 도 48 및 도 49와 같이, 멤스 구조체(430)와 신호처리소자(440) 사이 영역에서 기판(410)과 연결될 수 있다. 이 경우, 멤스 구조체(430)와 신호처리소자(440) 사이가 미리 설정된 간격으로 이격되어야 한다. The substrate 410 includes a plurality of layers, and the wire 460 and the signal processing element 440 may be electrically connected inside the substrate. The substrate 410 includes a plurality of layers, and the circuit patterns of each layer are electrically connected to each other through vias. The wire 460 may be connected to the substrate 410 in the area between the MEMS structure 430 and the signal processing element 440, as shown in FIGS. 48 and 49. In this case, the MEMS structure 430 and the signal processing element 440 must be spaced apart at a preset interval.

또는, 신호처리소자(440)에는 와이어가 연결되지 않아, 멤스 구조체(430)의 와이어 배선의 자유도가 높아진다. 도 52 및 도 53과 같이, 신호처리소자(440)의 위치와 겹치지 않는 범위 내에서 와이어(460)를 신호처리소자(440)의 측면에 대응하는 위치 등에서 기판(410)과 연결될 수 있다. 이 경우, 와이어(460)가 멤스 구조체(430)와 신호처리소자(440) 사이에서 기판(410)과 연결되지 않아도 되는바, 멤스 구조체(430)와 신호처리소자(440)를 도 48 및 도 49에 비해 가깝게 배치할 수 있다. Alternatively, no wire is connected to the signal processing element 440, thereby increasing the freedom of wire wiring of the MEMS structure 430. 52 and 53, the wire 460 may be connected to the substrate 410 at a position corresponding to the side of the signal processing element 440 within a range that does not overlap with the position of the signal processing element 440. In this case, the wire 460 does not need to be connected to the substrate 410 between the MEMS structure 430 and the signal processing element 440, and the MEMS structure 430 and the signal processing element 440 are shown in FIGS. 48 and 48. It can be placed closer than 49.

멤스 구조체(430)에 음향을 전달하는 홀이 기판(410) 영역이 아닌 상기 멤스 구조체(430) 상부에 대향하는 하우징 영역에 홀(432)이 형성될 수 있다. 도 54와 같이, 멤스 구조체(430) 상부에 대향하는 하우징 영역에 홀(432)이 형성될 수 있다. 즉, 하부가 아닌 상부로부터 음향이 유입되어 멤스 구조체(430)에서 전기신호가 생성되고, 해당 신호는 기판(410)을 통해 신호처리소자(440)로 전달될 수 있다.The hole 432 that transmits sound to the MEMS structure 430 may be formed not in the area of the substrate 410 but in the housing area facing the upper part of the MEMS structure 430. As shown in FIG. 54, a hole 432 may be formed in the housing area facing the upper part of the MEMS structure 430. That is, sound flows in from the top, not the bottom, to generate an electrical signal in the MEMS structure 430, and the signal can be transmitted to the signal processing element 440 through the substrate 410.

신호처리소자(440)에서 처리된 신호는 외부로 전달될 수 있다. 이때, 외부The signal processed in the signal processing element 440 may be transmitted externally. At this time, outside

외부와 연결되는 단자는 내부공간이 아닌 외부로 노출되어야 하는바, 기판(410)의 하부면에 형성될 수 있다. 신호처리소자(440)는 기판 상에 형성되고, 외부와 연결되는 단자는 기판 하부에 형성될 수 있는바, 기판(410)의 상부와 하부를 연결하는 비아 홀을 통해 신호를 전달할 수 있다. 기판(410)이 복수의 층을 포함하는 경우, 각 층을 관통하도록 비아 홀이 형성될 수 있다.The terminal connected to the outside must be exposed to the outside rather than the inside space, and may be formed on the lower surface of the substrate 410. The signal processing element 440 is formed on a substrate, and a terminal connected to the outside can be formed at the bottom of the substrate, so that signals can be transmitted through a via hole connecting the upper and lower parts of the substrate 410. When the substrate 410 includes a plurality of layers, via holes may be formed to penetrate each layer.

또는, 신호처리소자(440)는 기판(410) 내부에 임베디드(embedded)될 수 있다. 신호처리소자(440)를 기판(410) 내부에 내장함으로써 기판(410)과 하우징(420)이 형성되는 내부 공간에 배치할 소자를 줄일 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있고, 신호처리소자(440)를 멤스 구조체(430) 또는 기판(410)과 연결하는 공정을 줄일 수 있어, 와이어 본딩, 에폭시 도포 및 건조 공정 등을 삭제할 수 있어, 공정을 축소할 수 있다. 또한, 노이즈도 줄여 음향 센싱의 품질을 높일 수 있다.Alternatively, the signal processing element 440 may be embedded within the substrate 410. By embedding the signal processing element 440 inside the substrate 410, the number of elements to be placed in the internal space where the substrate 410 and the housing 420 are formed can be reduced, thereby reducing the overall size, and the signal processing element 440 ) can be reduced with the MEMS structure 430 or the substrate 410, and wire bonding, epoxy application, and drying processes can be eliminated, thereby reducing the process. Additionally, the quality of acoustic sensing can be improved by reducing noise.

기판(410)과 하우징(420)이 형성되는 내부공간에는 멤스 구조체(430) 및 신호처리소자(440) 이외에도 커패시터 등 다른 소자 내지 모듈이 배치될 수 있음은 당연하다. 다른 소자 내지 모듈들 또한 기판(410)에 임베디드될 수도 있다. 커패시터 등 다른 소자가 신호처리소자(440)와 함께 임베디드되는 경우에는, 서로 위치가 겹치거나 집중되지 않도록 분산시켜 임베디드할 수 있다. 또는, 커패시터 등 다른 소자들은 기판(410) 상에 배치하고, 신호처리소자(440)만 임베디드될 수 있다. It is natural that in addition to the MEMS structure 430 and the signal processing element 440, other elements or modules, such as capacitors, may be disposed in the internal space where the substrate 410 and the housing 420 are formed. Other devices or modules may also be embedded in the substrate 410. When other elements, such as capacitors, are embedded together with the signal processing element 440, they can be embedded so that their positions do not overlap or are concentrated. Alternatively, other elements such as capacitors may be placed on the substrate 410 and only the signal processing element 440 may be embedded.

기판(410)은 멤스 구조체(430)가 위치되는 제1 영역 및 하우징(420)이 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있고, 제1 영역의 두께는 신호처리소자(440)가 배치되는 영역의 두께보다 작을 수 있다. 즉, 기판(410)의 일부분이 빈 공간을 형성하여 다른 부분보다 두께가 얇은 캐비티(cavity)구조를 가질 수 있다. 멤스 구조체(430)는 신호처리소자(440)보다 기판(410) 상으로부터의 높이가 크기 때문에, 멤스 마이크로폰의 전체 높이에 영향을 많이 미친다. 이때, 멤스 구조체(430)가 배치되는 제1 영역의 기판(410)의 두께를 신호처리소자(440)가 배치되는 영역보다 얇게 형성되는 캐비티를 형성함으로써 멤스 마이크로폰의 높이를 줄일 수 있다. The substrate 410 may include a first area where the MEMS structure 430 is located and a second area where the housing 420 is placed, and the thickness of the first area is equal to that of the area where the signal processing element 440 is placed. It may be smaller than the thickness. That is, a portion of the substrate 410 may form an empty space and have a cavity structure that is thinner than other portions. Since the MEMS structure 430 has a greater height from the substrate 410 than the signal processing element 440, it greatly affects the overall height of the MEMS microphone. At this time, the height of the MEMS microphone can be reduced by forming a cavity in which the thickness of the substrate 410 in the first area where the MEMS structure 430 is placed is thinner than the area where the signal processing element 440 is placed.

하우징(420)은 캔 솔더링 또는 에폭시를 통해 기판(410)과 결합할 수 있다. 솔더를 도포한 이후 경화시켜 하우징(420)과 기판(410)을 결합시킬 수 있다.The housing 420 may be coupled to the substrate 410 through can soldering or epoxy. After applying solder, it can be cured to join the housing 420 and the substrate 410.

본 실시예에 따른 변형례는 제1 실시예의 일부 구성, 제2 실시예의 일부 구성, 제3 실시예의 일부 구성, 제4 실시예의 일부 구성 중 적어도 두 개 이상의 실시예의 일부 구성을 함께 포함할 수 있다. 즉, 변형례는 제1 실시예 내지 제4 실시예 중 하나의 실시예를 포함하되 해당 실시예의 일부 구성이 생략되고 대응하는 해당 실시예 이외의 실시예들 중 적어도 하나의 실시예의 일부 구성을 포함할 수 있다.The modification according to this embodiment may include partial configurations of at least two or more embodiments among a partial configuration of the first embodiment, a partial configuration of the second embodiment, a partial configuration of the third embodiment, and a partial configuration of the fourth embodiment. . That is, the modified example includes one of the first to fourth embodiments, but omits some components of the corresponding embodiment and includes some components of at least one embodiment other than the corresponding embodiment. can do.

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art related to this embodiment will understand that the above-described base material can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics. Therefore, the disclosed methods should be considered from an explanatory rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

Claims (10)

기판;
상기 기판을 덮는 하우징;
상기 기판 상에 배치되는 멤스 구조체; 및
상기 멤스 구조체와 이격되어 상기 기판 상에 배치되는 신호처리소자를 포함하고,
상기 신호처리소자는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰.
Board;
a housing covering the substrate;
a MEMS structure disposed on the substrate; and
Comprising a signal processing element disposed on the substrate and spaced apart from the MEMS structure,
The signal processing element is a MEMS microphone electrically connected to the substrate through a ball grid array (BGA) junction.
제1항에 있어서,
상기 신호처리소자가 상면에 배치되는 제1 기판을 포함하고,
상기 제1 기판은 상기 기판 상에 배치되어, 상기 신호처리소자와 상기 기판이 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰.
According to paragraph 1,
It includes a first substrate on which the signal processing element is disposed,
The first substrate is disposed on the substrate, and the signal processing element and the substrate are electrically connected to each other.
제2항에 있어서,
상기 신호처리소자는 플립칩(flip chip) 방식으로 상기 제1 기판과 접합하는 멤스 마이크로폰
According to paragraph 2,
The signal processing element is a MEMS microphone bonded to the first substrate using a flip chip method.
제1항에 있어서,
상기 신호처리소자는 볼 그리드 어레이(BGA) 접합을 통해 상기 기판과 직접 접촉하는 멤스 마이크로폰.
According to paragraph 1,
The signal processing element is a MEMS microphone that is in direct contact with the substrate through ball grid array (BGA) bonding.
제4항에 있어서,
상기 멤스 구조체와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 와이어를 포함하고,
상기 신호처리소자는,
상기 기판 및 와이어를 통해 상기 멤스 구조체와 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰.
According to clause 4,
Includes a wire electrically connecting the MEMS structure and the substrate,
The signal processing element is,
A MEMS microphone electrically connected to the MEMS structure through the substrate and wire.
제5항에 있어서,
상기 기판은 복수의 층을 포함하고,
상기 와이어와 상기 신호처리소자는 상기 기판 내부에서 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰.
According to clause 5,
The substrate includes a plurality of layers,
A MEMS microphone in which the wire and the signal processing element are electrically connected inside the substrate.
제1항에 있어서,
상기 멤스 구조체 하부에 대향하는 기판 영역에 홀이 형성되는 멤스 마이크로폰.
According to paragraph 1,
A MEMS microphone in which a hole is formed in a substrate area facing the lower part of the MEMS structure.
제1항에 있어서,
상기 멤스 구조체 상부에 대향하는 하우징 영역에 홀이 형성되는 멤스 마이크로폰.
According to paragraph 1,
A MEMS microphone in which a hole is formed in a housing area facing the upper part of the MEMS structure.
제1항에 있어서,
상기 신호처리소자는 상기 기판에 임베디드되는 멤스 마이크로폰.
According to paragraph 1,
The signal processing element is a MEMS microphone embedded in the substrate.
제9항에 있어서,
상기 기판에 임베디드되는 커패시터를 포함하는 멤스 마이크로폰.
According to clause 9,
A MEMS microphone including a capacitor embedded in the substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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