Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4303742B2 - シリコンコンデンサーマイクロフォン - Google Patents

シリコンコンデンサーマイクロフォン Download PDF

Info

Publication number
JP4303742B2
JP4303742B2 JP2006273173A JP2006273173A JP4303742B2 JP 4303742 B2 JP4303742 B2 JP 4303742B2 JP 2006273173 A JP2006273173 A JP 2006273173A JP 2006273173 A JP2006273173 A JP 2006273173A JP 4303742 B2 JP4303742 B2 JP 4303742B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
carrier
condenser microphone
transducer element
processing circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006273173A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007028671A (ja
Inventor
マティアス・ミューレンボルン
ヨッヘン・エフ・クーマン
ペーター・ウ・シェール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pulse Mems ApS
Original Assignee
Pulse Mems ApS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/570,434 external-priority patent/US6522762B1/en
Application filed by Pulse Mems ApS filed Critical Pulse Mems ApS
Publication of JP2007028671A publication Critical patent/JP2007028671A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4303742B2 publication Critical patent/JP4303742B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/005Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/04Microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/609Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of circuitry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

本発明は、キャリア部材と、変換部材と、電子デバイスとからなるセンサーシステムに関する。本発明は特にフリップチップ技術を使用して組み立てられたコンデンサマイクロフォンシステムに関する。本発明はさらに、例えば印刷回路基板(PCB)に表面実装されるように適合されたコンデンサマイクロフォンシステムに関する。
聴覚器具や移動通信システム工業において、主な目的の一つは、良好な電子音響性能を維持し、良好なユーザーフレンドリィ性と満足を与える一方、小サイズのコンポーネントを作成することである。技術的性能データは、感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、堅牢性、電磁干渉(EMI)その他の外部環境条件に対する非感応性を含む。過去においては、マイクロフォンシステムをより小さくする一方、技術的性能データを維持または向上する幾つかの試行がなされてきた。
これらのコンポーネント工業における他の問題は全体システムへの統合の容易性に関する。
ヨーロッパ特許EP561566は、同一チップ上に電界効果トランジスター(FET)回路とキャビティまたは音入口を有するソリッドステートコンデンサーマイクロフォンを開示している。FET回路を製造する技術およびプロセスは変換器要素を製造するのに使用される技術およびプロセスと全く異なっている。したがって、EP561566に開示されている変換器要素およびFETシステムは2つ(またはそれ以上)の別個の製造段階が必要であり、そのことが製造をより複雑にし、さらに高価にさせている。
ハイブリッド型の超小型電子機械システム(MEMS)は、近年著しく発展してきた。これは主としてこのようなシステムを製造する適切な技術の発展とともに行なわなければならない。このようなハイブリッドシステムの利点の一つは、機械電子変換器や特殊設計の電子デバイスを含む関連の複雑なシステムを製造することができるサイズに関係している。
米国特許US5889872は、シリコンマイクロフォンと、その上に電気接続にワイヤボンディングを使用して実装された集積回路チップとからなるハイブリッドシステムを開示している。この解決手段はボンディングワイヤのための保護と空間が必要であるという欠点を有している。
米国特許US5856914は、フリップチップ実装された例えばコンデンサーマイクロフォンのような超小型機械デバイスを開示している。この超小型デバイスが実装されるキャリアの一部は最終システムの一部を形成している。このシステムの欠点は、超小型機械デバイスがキャリアに実装する前にテストされることはないという事実である。このシステムの他の欠点は、選択された材料に関係している。超小型機械デバイスはSiで構成され、一方キャリアはPCBまたはセラミック材料で形成されている。熱膨張係数の差は、そのような異なる材料の一体化を複雑にする。
Danish journal Elektronik og Data の1998年第3巻第4−8頁に刊行された「ファーストシリコンベースの超小型マイクロフォン」の記事は、シリコンベースのマイクロフォンシステムをどのように設計し製造することができるかを開示している。この記事は3層マイクロフォンシステムを開示している。ここで、変換器要素は、該変換器要素をアプリケーション特定集積回路(ASIC)のような電子デバイスに接続する中間層にフリップチップ実装されている。変換器要素は、可動ダイヤフラムと、実質的に剛性のあるバックプレート(back plate)とからなっている。変換器要素の反対側には、バックチャンバーを形成するシリコンベースの構造物が実装されている。マイクロフォンシステムを電気的周辺に接続するためにワイヤボンディングや直接はんだが必要とされることは、価値がない。
ヨーロッパ特許EP561566 米国特許US5889872 米国特許US5856914 Danish journal Elektronik og Data の1998年第3巻第4−8頁に刊行された「ファーストシリコンベースの超小型マイクロフォン」
本発明の目的は、センサーシステムを形成する異なる要素が標準のバッチ指向技術を適用してフリップチップ実装されるセンサーシステムを提供することである。
本発明の他の目的は、例えばPCB上の最終位置とは無関係に動作することができる完全に機能的で被覆(encapsulated)されたセンサーシステムを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、最終実装前にテストすることができる完全に機能的で被覆されたセンサーシステムを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、フリップチップまたは表面実装技術を使用して例えばPCB上に実装するのに適し、ワイヤボンディングや複雑なシングルチップハンドリングを回避することができるセンサーシステムを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、変換器要素と電子回路との間の距離を減少して寄生(parasitics)や空間消費を減少することができるセンサーシステムを提供することである。
前述の目的は、第1の局面において、
第1と第2のグループの接点要素を保持する第1面を有するキャリア部材と、
能動部材(active member)からなり、該能動要素が少なくとも1つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも1つの接点要素が第1グループのキャリア部材の接点要素の1つと整列されている変換器要素と、
少なくとも1つの接点要素を有する集積回路からなり、集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも1つの接点要素が第2グループのキャリア部材の接点要素の1つと整列されている電子デバイスとからなり、
前記変換器要素の能動部材と前記電子デバイスの集積回路との間の電気駅接触を得るために、第1グループの少なくとも1つの接点要素が前記第2グループの少なくとも1つの接点要素に電気的に接続されているセンサーシステムを提供することによって達成される。
変換器要素は、原則として、圧力変換器、加速度計、温度計のように、如何なる種類の変換器であってもよい。
センサーシステムが周囲と連通するために、キャリア部材はさらに、複数の接触面要素を保持する第2面を有していてもよい。第1と第2のグループの少なくとも1つの接触要素は、第2面によって保持される接触要素の一つと電気的に接続されている。第1面と第2面は実質的に平行で互いに対向していてもよい。
キャリア部材と変換器要素は、Siのような半導体材料をベースにしてもよい。熱応力を緩和するために、キャリア部材、変換器要素および電子デバイスは、同一の半導体材料をベースにしてもよい。その材料はSiであってもよい。
マイクロフォンに適用するためにバックチャンバ―を形成するために、キャリア部材はさらに変換器要素の能動部材と整列(align)する凹部(indentation)を有する。またマイクロフォンに適用するために、変換器要素の能動部材は、フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のあるバックプレートとを組み合わせて形成されるコンデンサからなっていてもよい。さらに、変換器要素はキャビティ(cavity)または音入口(sound inlet)を有する。キャビティの底は、変換器要素の能動部材によって規定され形成されてもよい。フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートは、変換器要素によって受け取られた信号をキャリア部材に転送するために、変換器要素の第1と第2の接点要素にそれぞれ電気的に接続されていてもよい。
集積回路は信号処理用に適合されてもよい。この集積回路はASICであってもよい。
指向性感度を得るために、センサーはさらに、キャリア部材の第2面と凹部の間に、開口または音入口を有していてもよい。
変換器要素を例えば粒子や湿気から保護するために、センサの外面は少なくとも部分的にリッド(lid)によって保護される。変換器要素のリッドと能動部材は、それぞれキャビティの上下の境界を規定してもよい。さらに、センサーシステムの少なくとも1つの外面は導電層を保持していてもよい。導電層は金属層または導電ポリマー層からなっていてもよい。
接点要素は、Sn,SnAg,SnAuまたはSnPbのようなはんだ材料からなっていてもよい。さらに、センサーシステムは変換器要素を密封シールするシール手段を有していてもよい。
第2の局面では、本発明は、
第1と第2と第3のグループの接点要素を保持する第1面を有するキャリア部材と、
能動部材からなり、該能動部材が少なくとも1つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも1つの接点要素が第1グループのキャリア部材の接点要素の1つと整列されている第1変換器要素と、
能動部材からなり、該能動要素が少なくとも1つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも1つの接点要素が第2グループのキャリア部材の接点要素の1つと整列されている第2変換器要素と、
少なくとも1つの接点要素を有する集積回路からなり、集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも1つの接点要素が第3グループのキャリア部材の接点要素の1つと整列されている電子デバイスとからなり、
前記第1変換器要素の能動部材と前記集積回路との間、および前記第2変換器要素の能動部材と前記集積回路との間の電気的接触を得るために、第1グループの少なくとも1つの接点要素が前記第3グループの少なくとも1つの接点要素に電気的に接続されるとともに、第2グループの少なくとも1つの接点要素が前記第3グループの少なくとも1つの接点要素に電気的に接続されているセンサーシステムに関係している。
第2の局面によるセンサは、指向性(directional)検知圧力変換器のような指向性検知に適したものであってもよい。
Siベースキャリア部材のようなキャリア部材は、複数の接触要素を保持する第2面をさらに有していてもよい。第2面への電気的接続を得るために、第1と第2と第3のグループの少なくとも1つの接点要素は、第2面によって保持される接点要素の一つに電気的に接続されてもよい。第1面と第2面は、実質的に平行で互いに対向していてもよい。好ましくは、変換器要素と電子デバイスはSiベースである。
キャリア部材はさらに第1と第2の凹部を有していてもよい。第1の凹部は第1の変換器要素の能動部材と整列し、第2凹部は第2の変換器要素の能動部材と整列している。第1と第2の凹部はバックチャンバとして作用する。
第1と第2の変換器要素の各々は、さらにキャビティを有していてもよい。キャビティの底は、第1と第2の変換器要素の能動部材によって規定されてもよい。
例えば圧力変化を測定するために、第1と第2の変換器要素の各能動部材は、コンデンサを有していてもよい。このコンデンサはフレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートとの組み合わせによって形成される。フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートとは、それぞれの変換器要素の接触要素に電気的に接続されてもよい。
第1と第2の変換器要素の各々はさらに、変換器要素を保護するためのリッドを有していてもよい。第1と第2の変換器要素のリッドと能動部材は、それぞれのキャビティの上下の境界を規定するように、配置されてもよい。
センサーシステムの外面の少なくとも一部は、導電層を保持してもよい。この導電層は金属層であってもよいし導電ポリマー層であってもよい。接点要素は、Sn,SnAg,SnAuまたはSnPbのようなはんだ材料からなっていてもよい。
本発明によるソリッドステートシリコンベースコンデンサマイクロフォンは、バッチ生産に適している。マイクフォンシステムを形成する異なる要素の組み合わせは、従来技術に開示された他のシステムに比べてよりフレキシブルである。本発明は、例えばシステムの一方の側の開口によって、非常によく規定された(well defined)環境とのインターフェースを提供することができる。この開口は、埃や、湿気その他の不純物がマイクロフォンの特性を妨害し汚染するのを防止するフィルムやフィルタによって覆うことができる。マイクロフォンシステムの異なる要素間の電気的接続は、フリップチップ技術を使用するシリコンキャリアを介して経済的かつ容易に達成される。
本発明は、集積電子回路チップ好ましくはASICを使用し、それらはマイクロフォンの変換器要素の設計と製造とは別個に独立して設計し製造されてもよい。これは、集積電子回路チップを製造する技術とプロセスは変換器要素を製造するのに使用されるものと異なり、各製造段階は独立して最適化されるので有利である。さらに、変換器要素とASICのテストはウェハーレベルで達成してもよい。
完全なセンサーシステムは、環境との前述のインターフェースと競合(conflict)しないシステムの一方の側に接点を対向させる表面実装技術によって外面に電気的に接続することができる。これにより、ユーザは全システムの組立に簡単で有効な表面実装技術を適用することができる。
以下、添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
センサーシステムの異なる要素を製造するのに使用されるプロセスは、超小型技術の分野で公知の技術を必要とする。
図1には、1または複数の垂直にエッチングされたフィードスルーホール20を含むシリコンキャリア基板2が示されている。シリコンキャリア基板2は、バルク(bulk)結晶シリコンであるが、第1面と第2面にはんだ凸部8,22をそれぞれ有している。電気信号は第1面から第2面にフィードスルーライン23を介して搬送される。第1面には、1または複数の変換器要素1が、シリコンキャリア基板2にフリップチップ実装されて、第1グループのはんだ凸部8により固着されている。また第1表面には、集積回路チップ3のような1または複数の電子デバイスがシリコンキャリア基板2にフリップチップ実装されて、第2グループのはんだ凸部8によって接続され固着されている。はんだ凸部8の材料は典型的には、Sn,SnAg,SnAuまたはSnPbであるが、他の金属も使用することができる。
はんだシールリング9は、変換器要素1に対するシールを提供する。この場合、フィードスルーライン23は、変換器要素1からシールリング9の下方を電子デバイス3まで電気信号を搬送するのに使用される。これは図5に詳細に示されている。信号は他の導電性経路によっても電子回路に搬送することができる。
電気導電性経路23はまた例えばエッチングホール20とその後の金属被覆(metallization)によってキャリアを貫通して形成されている。エッチングはウェットケミカルエッチングやドライプラズマエッチング技術によって行なうことができる。この経路23は垂直フィードスルーと称され、変換器1または電子回路3からキャリアの第2表面に電気信号を搬送するのに使用することができる。
第2表面は例えばPCBまたは他のキャリアに表面実装するためにはんだ凸部22を備えている。
図2は、図1に示すものと同様のパッケージを示すが、この実施形態では、電子デバイス3は、1群のはんだ凸部8のほかアンダーフィル(underfill)や接着剤(glue)21のような他の手段によって接続され固定されている。さらに、このパッケージはリッド5によって保護され、該リッドはフリップチップ実装された変換器要素1または電子デバイス3またはそれらの両方に固定されている。リッド5は、粒子や湿気に対するマイクロフォンの保護として、例えば音伝播グリッドまたはフィルタのような環境への適切に決定された(well−determined)アクセスを与える開口4を有している。リッドは、打抜き(punching)や射出成形によりそれぞれ例えば金属やポリマーから別個に形成することができる。
図3または4において、マイクロフォンに適用したシステムが示されている。これらの実施形態では、変換器要素1はマイクロフォンであり、バックチャンバ11がシリコン基板2にエッチングされている。バックチャンバは、KOHやTMAHまたはEDPのような反応物を使用するウェットエッチングプロセス、あるいは反応イオンエッチングのようなドライエッチングプロセスによりシリコンキャリアにエッチングされる。キャビティ11はフィードスルーホール20と同じ工程でエッチングすることができる。
図3と図4の相違は、図4のシステムはEMIシールドを設けるためにフィルタ5で被覆されていることである。EMIシールド16は、シルバーエポキシのような導電性ポリマー層、あるいは電気メッキあるいは蒸発(evaporated)されたCuまたはAuのような金属層である。さらに、図4に示す集積回路チップ3およびフィルタ5は、アンダーフィルや接着剤21のような追加手段により接続され固着されている。
マクロフォンの機能は以下の通りである。開口4は音入口として機能し、周囲音圧は開口4を覆うフィルタ5を介して、マイクロフォンのフロントチャンバとして機能するキャビティ10に進入する。音圧はダイヤフラム12で反射し、これによりダイヤフラム12とバックプレート13の間の空気が多孔19を通して流出する。
ダイヤフラムは、異なる方法で設計され製造してもよい。1つの例として、ダイヤフラムは2つの外層を有する3層構造として設計してもよい。外層はシリコン窒化物からなり、これに対し中間層は多結晶シリコンからなる。中間層を形成する多結晶シリコンはボロン(B)や燐(P)のいずれかがドープ(dope)されている。またバックプレートはB−やP−ドープの多結晶シリコンとシリコン窒化物からなっている。キャビティ11はさらにマイクロフォンのバックチャンバとして機能する。
ダイヤフラム12が入射音圧に応答して偏向すると、ダイヤフラム12とバックプレート13によって形成される電気コンデンサの電気容量は入射音圧に応答して変化する。集積回路チップ3上の回路は、ダイヤフラム12とバックプレート13にはんだ凸部8を介して電気的に接続されている。この回路は、ダイヤフラム12とバックプレート13によって形成されるコンデンサの電気容量の変化を検出するように設計されている。またこの回路は、電源や聴覚器具内の他の電気回路に電気的に接続するために、はんだ凸部8と垂直フィードスルーライン23を介して、はんだ凸部22に電気的に接続されている。
ダイヤフラム12とバックプレート13によって形成されたコンデンサを動作させるとき、バックプレート13を充電するために、バックプレート13はDC電源に接続される。変化する音圧に応答してダイヤフラム12とバックプレート13の間の距離の変化により容量が変化すると、印加されたDCレベルの上にAC電圧が重畳される。AC電圧の大きさは、容量変化に対する大きさ(measure)であり、またダイヤフラムによって経験する音圧に対する大きさである。
図5では、横フィードスルーライン24とシールリング9の拡大が示されている。フィードスルー24は絶縁層25によりシールリング9と基板2から電気的に絶縁される。絶縁層25は同様に変換器1のはんだ凸部8を基板2から絶縁する。電気変換器1のはんだ凸部8と回路チップ3のはんだ凸部8は、フィードスルーライン24を介して電気的に接続される。
図6では、図3のものと類似するマイクロフォンが示されている。しかしながら、開口24はバックチャンバ11に導入されている。開口24は膜偏向を引き起こし、この膜偏向は膜の圧力勾配を示し、この結果マイクロフォンの指向性感度を示す。
図7では、図3のものと類似するマイクロフォンが示されている。しかしながら、追加の変換器要素が付加され、マイクロフォンが2つの変換器要素を使用するようになっており、両者は膜12とバックプレート13を含む。両変換器要素は、はんだ凸部8とシールリング9によってキャリア部材3に接続され、各変換器要素のための凹部(indentation)11を有するようになっている。この2つの変換器要素により、衝突音響波の位相差を測定し、この結果マイクロフォンの指向性感度を測定することができる。
検出要素の数を(図7に示すように)2から任意の数に増加し、例えば行列に配列することは、当業者に明らかである。
シリコンベースのセンサーシステムを一般的に適用した実例を示す断面図。 リッドを備えたシリコンベースのセンサーシステムを一般的に適用した実例を示す断面図。 シリコンベースのセンサーシステムをマイクロフォンに適用した実例を示す断面図。 包囲されたマイクロフォンの適用例を示す断面図。 横フィードスルーおよびシールリングの拡大図。 シリコンベースのセンサーシステムを指向性マイクロフォンに適用した実例を示す断面図。 シリコンベースのセンサーシステムを第2の指向性マイクロフォンに適用した実例を示す断面図。
符号の説明
1 変換器要素
2 シリコンキャリア基板
3 集積回路チップ
9 はんだシールリング
8,22 はんだ凸部
23 フィードスルーライン
20 フィードスルーホール

Claims (24)

  1. シリコンベースの可動ダイヤフラム(12)とバックプレート(13)とを有し、前記可動ダイヤフラム(12)が前記バックプレート(13)と対向している変換器要素(1)と、
    前記変換器要素(1)に電気的に接続され、前記変換器要素(1)から入力信号を受信し、前記変換器要素(1)からの入力信号に対応する出力信号を提供する処理回路(3)と、
    第1面と該第1面にほぼ平行で対向する第2面を有するキャリア(2)とからなり、
    前記第1面は凹部(11)を有し、前記第1面は前記変換器要素(1)が前記凹部(11)上に位置するように前記変換器要素(1)を保持し、前記第2面は複数の接点(22)を有し、該接点(22)の少なくとも1つは前記処理回路(3)に電気的に接続され、前記処理回路(3)からの出力信号を外部基板に伝送し、
    前記シリコンコンデンサーマイクロフォンは、前記接点(22)を介して前記外部基板に表面実装可能であるシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  2. 前記変換器要素の上に配置されたカバーをさらに有し、
    前記カバーは、該カバーに形成された開口(4)を有し、
    前記カバーはさらに、電磁シールドインターフェースを形成する導電部(16)を有する請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  3. 前記導電部は前記カバーに形成された導電層を有する請求項2に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  4. 前記導電部は導電性ポリマー層を有する請求項2に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  5. 前記開口に隣接して環境保護構造(5)をさらに有する請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  6. 前記凹部(11)は前記変換器要素のためのバックボリュームからなる請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  7. 前記第1面は、前記キャリア(2)を前記変換器要素(1)に保持する複数の変換器はんだ凸部(8)を有し、
    前記変換器要素は前記複数の変換器はんだ凸部の少なくとも1つを介して前記第1面にフリップチップ実装されている請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  8. 前記変換器要素は導電性シールリング(9)により前記キャリアの第1面に接続されている請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  9. 前記処理回路(3)は、前記キャリア(2)に実装されたシリコンベースの集積回路を有する請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  10. 前記キャリア(2)は、前記処理回路(3)を前記キャリア(2)に実装するための複数の処理回路はんだ凸部(8)を有する請求項9に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  11. 前記キャリア(2)は、前記複数の処理回路はんだ凸部(8)の少なくとも1つを前記キャリア(22)の第2面上の接点の1つと電気的に接合するためのエッチングされたフィードスルーホール(23)を有する請求項10に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  12. 前記第1面は、前記変換器要素を前記キャリア(2)に保持するための複数の変換器はんだ凸部(8)を有する請求項10に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  13. 前記複数の処理回路はんだ凸部(8)と前記複数の変換器はんだ凸部(8)は前記キャリア上の金属層(24)を介して相互接続されている請求項12に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  14. 前記複数の処理回路はんだ凸部(8)は、前記キャリア(2)の第1面に配置されている請求項13に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  15. 前記複数の接点(8,22)は、はんだ可能な材料からなる請求項1に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  16. 前記複数の接点(8,22)は、前記第1面と第2面の間に位置するエッチングされたフィードスルーホール(23)を介して前記処理回路(3)に電気的に接続されている請求項15に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
  17. シリコンコンデンサーマイクロフォンを製造する方法であって、
    シリコンベースのキャリア(2)の第1面に凹部(11)をエッチングし、
    前記シリコンベースのキャリアの第1面と対向する第2面に接点(22)を追加し、
    前記シリコンベースのキャリアの第1面にシリコンベースの変換器要素(1)を実装し、前記シリコンベースの変換器要素が前記凹部の少なくとも1部と重複して前記シリコンベースの変換器要素に隣接するボリュームを形成するようにし、
    前記シリコンベースのキャリアにシリコンベースの処理回路(3)を実装し、
    前記シリコンベースの処理回路を前記接点(8,22)に電気的に接続する方法。
  18. 前記シリコンベースの処理回路の実装は、前記処理回路を前記シリコンベースのキャリアのフリップチップ実装することを含む請求項17に記載の方法。
  19. 前記電気的接続は、前記第1面と第2面の間にフィードスルーホールをエッチングすること、及び前記フィードスルーホール内に金属層を付加することを含む請求項18に記載の方法。
  20. 前記シリコンベースの変換器要素の上にカバーを形成することをさらに含む請求項17に記載の方法。
  21. 前記シリコンベースの変換器要素を密封シールすることをさらに含む請求項17に記載の方法。
  22. 前記キャリアを前記接点を介して印刷回路基板に表面実装することをさらに含む請求項17に記載の方法。
  23. 前記シリコンベースの変換器要素を実装する工程は、前記シリコンベースの変換器要素を前記第1面にフリップチップ実装することを含む請求項17に記載の方法。
  24. 前記シリコンベースの処理回路を実装する工程は、前記シリコンベースの処理回路を前記キャリアにフリップチップ実装することを含み請求項23に記載の方法。
JP2006273173A 1999-09-06 2006-10-04 シリコンコンデンサーマイクロフォン Expired - Fee Related JP4303742B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA199901254 1999-09-06
US39162899A 1999-09-07 1999-09-07
US09/570,434 US6522762B1 (en) 1999-09-07 2000-05-12 Silicon-based sensor system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001522196A Division JP4459498B2 (ja) 1999-09-06 2000-09-06 シリコンベースのセンサーシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007028671A JP2007028671A (ja) 2007-02-01
JP4303742B2 true JP4303742B2 (ja) 2009-07-29

Family

ID=27221189

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001522196A Expired - Fee Related JP4459498B2 (ja) 1999-09-06 2000-09-06 シリコンベースのセンサーシステム
JP2006273173A Expired - Fee Related JP4303742B2 (ja) 1999-09-06 2006-10-04 シリコンコンデンサーマイクロフォン

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001522196A Expired - Fee Related JP4459498B2 (ja) 1999-09-06 2000-09-06 シリコンベースのセンサーシステム

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1214864B1 (ja)
JP (2) JP4459498B2 (ja)
CN (1) CN1203726C (ja)
AT (1) ATE242587T1 (ja)
AU (1) AU6984100A (ja)
CA (1) CA2383740C (ja)
DE (1) DE60003199T2 (ja)
DK (1) DK1214864T3 (ja)
PL (1) PL209935B1 (ja)
WO (1) WO2001019134A2 (ja)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859542B2 (en) 2001-05-31 2005-02-22 Sonion Lyngby A/S Method of providing a hydrophobic layer and a condenser microphone having such a layer
US6696645B2 (en) * 2002-05-08 2004-02-24 The Regents Of The University Of Michigan On-wafer packaging for RF-MEMS
US7142682B2 (en) 2002-12-20 2006-11-28 Sonion Mems A/S Silicon-based transducer for use in hearing instruments and listening devices
US7466835B2 (en) 2003-03-18 2008-12-16 Sonion A/S Miniature microphone with balanced termination
JP2004356708A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Hosiden Corp 音響検出機構及びその製造方法
CN100515119C (zh) * 2003-08-12 2009-07-15 中国科学院声学研究所 一种用于硅微电容传声器中的芯片及其制备方法
CN100499877C (zh) * 2003-12-17 2009-06-10 中国科学院声学研究所 具有高灵敏度的用于硅微电容传声器的芯片及其制备方法
DE102004011203B4 (de) * 2004-03-04 2010-09-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
JP4553611B2 (ja) 2004-03-15 2010-09-29 三洋電機株式会社 回路装置
JP4539450B2 (ja) * 2004-11-04 2010-09-08 オムロン株式会社 容量型振動センサ及びその製造方法
DE102005008511B4 (de) 2005-02-24 2019-09-12 Tdk Corporation MEMS-Mikrofon
DE102005008512B4 (de) 2005-02-24 2016-06-23 Epcos Ag Elektrisches Modul mit einem MEMS-Mikrofon
DE102005053765B4 (de) 2005-11-10 2016-04-14 Epcos Ag MEMS-Package und Verfahren zur Herstellung
DE102005053767B4 (de) 2005-11-10 2014-10-30 Epcos Ag MEMS-Mikrofon, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zum Einbau
DE102005056759A1 (de) * 2005-11-29 2007-05-31 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Struktur zum Empfang und/oder zur Erzeugung von akustischen Signalen, Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Struktur und Verwendung einer mikromechanischen Struktur
CN101005718B (zh) * 2006-01-16 2011-04-20 财团法人工业技术研究院 微型声学传感器及其制造方法
JP4771290B2 (ja) * 2006-07-19 2011-09-14 ヤマハ株式会社 圧力センサの製造方法
DE112007003083B4 (de) * 2006-12-22 2019-05-09 Tdk Corp. Mikrofonbaugruppe mit Unterfüllmittel mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten
JP4893380B2 (ja) * 2007-03-09 2012-03-07 ヤマハ株式会社 コンデンサマイク装置
US7557417B2 (en) 2007-02-21 2009-07-07 Infineon Technologies Ag Module comprising a semiconductor chip comprising a movable element
DE102007008518A1 (de) * 2007-02-21 2008-08-28 Infineon Technologies Ag Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip
US8767983B2 (en) 2007-06-01 2014-07-01 Infineon Technologies Ag Module including a micro-electro-mechanical microphone
JP2009081624A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Rohm Co Ltd 半導体センサ装置
TWI336770B (en) * 2007-11-05 2011-02-01 Ind Tech Res Inst Sensor
TWI365525B (en) * 2007-12-24 2012-06-01 Ind Tech Res Inst An ultra thin package for a sensor chip of a micro electro mechanical system
EP2094028B8 (en) * 2008-02-22 2017-03-29 TDK Corporation Miniature microphone assembly with solder sealing ring
CN102187685B (zh) * 2008-10-14 2015-03-11 美商楼氏电子有限公司 具有多个换能器元件的传声器
WO2010135280A2 (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Knowles Electronics, Llc Microphone having reduced vibration sensitivity
KR101609270B1 (ko) 2009-08-12 2016-04-06 삼성전자주식회사 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법
DE102009047592B4 (de) * 2009-12-07 2019-06-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Siliziumzwischenträgers
IT1397976B1 (it) * 2009-12-23 2013-02-04 St Microelectronics Rousset Trasduttore di tipo microelettromeccanico e relativo procedimento di assemblaggio.
JP2013093637A (ja) * 2010-02-24 2013-05-16 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
TWI491009B (zh) 2010-10-08 2015-07-01 晶片級電磁干擾屏蔽結構及製造方法
CN102456669B (zh) * 2010-10-25 2015-07-22 环旭电子股份有限公司 芯片级电磁干扰屏蔽结构及制造方法
US9108840B2 (en) * 2010-12-30 2015-08-18 Goertek Inc. MEMS microphone and method for packaging the same
JP5721452B2 (ja) * 2011-01-27 2015-05-20 ローム株式会社 静電容量型memsセンサ
JP5799619B2 (ja) 2011-06-24 2015-10-28 船井電機株式会社 マイクロホンユニット
DE102011086722A1 (de) * 2011-11-21 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Funktionsvorrichtung, insbesondere Lautsprechervorrichtung, und entsprechendes Herstellungsverfahren
US20130147040A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Mems chip scale package
DE102012203373A1 (de) * 2012-03-05 2013-09-05 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Schallwandleranordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren
US20140090485A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-03 Robert Bosch Gmbh MEMS Pressure Sensor Assembly
WO2014094831A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Epcos Ag Top-port mems microphone and method of manufacturing the same
US20140312439A1 (en) * 2013-04-19 2014-10-23 Infineon Technologies Ag Microphone Module and Method of Manufacturing Thereof
ITTO20130350A1 (it) * 2013-04-30 2014-10-31 St Microelectronics Srl Assemblaggio a livello di fetta di un dispositivo sensore mems e relativo dispositivo sensore mems
US9264832B2 (en) * 2013-10-30 2016-02-16 Solid State System Co., Ltd. Microelectromechanical system (MEMS) microphone with protection film and MEMS microphonechips at wafer level
GB2543443B (en) * 2014-06-10 2017-09-13 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Packaging for MEMS transducers
US10455308B2 (en) * 2014-09-17 2019-10-22 Intel Corporation Die with integrated microphone device using through-silicon vias (TSVs)
CN104780490A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 歌尔声学股份有限公司 一种mems麦克风的封装结构及其制造方法
TWI660466B (zh) * 2017-04-26 2019-05-21 矽品精密工業股份有限公司 封裝結構及其製法
CN111711903B (zh) * 2020-06-24 2021-10-01 歌尔微电子有限公司 微型麦克风防尘装置及mems麦克风

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533795A (en) * 1983-07-07 1985-08-06 American Telephone And Telegraph Integrated electroacoustic transducer
US5490220A (en) * 1992-03-18 1996-02-06 Knowles Electronics, Inc. Solid state condenser and microphone devices
US5889872A (en) * 1996-07-02 1999-03-30 Motorola, Inc. Capacitive microphone and method therefor
US5856914A (en) * 1996-07-29 1999-01-05 National Semiconductor Corporation Micro-electronic assembly including a flip-chip mounted micro-device and method
US5870482A (en) * 1997-02-25 1999-02-09 Knowles Electronics, Inc. Miniature silicon condenser microphone

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001019134A2 (en) 2001-03-15
DE60003199T2 (de) 2004-07-01
CN1203726C (zh) 2005-05-25
PL354095A1 (en) 2003-12-29
ATE242587T1 (de) 2003-06-15
CN1387741A (zh) 2002-12-25
WO2001019134A3 (en) 2001-09-07
EP1214864B1 (en) 2003-06-04
JP2003508998A (ja) 2003-03-04
JP4459498B2 (ja) 2010-04-28
DE60003199D1 (de) 2003-07-10
CA2383740A1 (en) 2001-03-15
EP1214864A2 (en) 2002-06-19
PL209935B1 (pl) 2011-11-30
AU6984100A (en) 2001-04-10
JP2007028671A (ja) 2007-02-01
CA2383740C (en) 2005-04-05
DK1214864T3 (da) 2003-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4303742B2 (ja) シリコンコンデンサーマイクロフォン
US7221767B2 (en) Surface mountable transducer system
EP1219136B1 (en) A pressure transducer
US6732588B1 (en) Pressure transducer
US6088463A (en) Solid state silicon-based condenser microphone
TWI472235B (zh) 矽麥克風封裝體
CN109511066B (zh) 用于制造薄过滤膜的方法以及包括过滤膜的声学换能器装置
EP3330688B1 (en) Multi-transducer modulus, electronic apparatus including the multi-transducer modulus and method for manufacturing the multi-transducer modulus
US20110135122A1 (en) Microphone
EP2094028B1 (en) Miniature microphone assembly with solder sealing ring
US8428281B2 (en) Small hearing aid
US10822227B2 (en) Pressure sensor, in particular a microphone with improved layout
KR20160086383A (ko) 마이크로폰 부품을 장착하기 위한 인쇄 회로 기판 및 이와 같은 인쇄 회로 기판을 구비하는 마이크로폰 모듈
CN210579221U (zh) 硅麦克风
CN110620978A (zh) 硅麦克风
CN218320777U (zh) 一种封装结构和电子设备
CN217216896U (zh) 骨传导麦克风及其振动组件
US20230345184A1 (en) Micro-electro-mechanical system microphone package
KR101472297B1 (ko) 1칩형 mems 마이크로폰 및 그 제작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080722

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081020

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081023

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081222

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090331

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090424

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4303742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130501

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140501

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees