具有机械屏障结构的MEMS器件制造技术

本公开的实施例涉及具有机械屏障结构的MEMS器件。一种MEMS器件包括：具有内部容积的壳体，其中壳体包括通向内部容积的接入端口；在壳体中的MEMS声音换能器；以及机械屏障结构，机械屏障结构具有板元件，板元件通过弹性间隔件固定到载体并且与接入端口重叠，并且机械屏障结构提供穿过板元件的边界区的通风路径，其中通风路径的间隙由以下各项设置：板元件的边界区到壳体的距离、或者板元件的边界区到阻挡结构的距离，阻挡结构与板元件的边界区相对。相对。相对。

【技术实现步骤摘要】
具有机械屏障结构的MEMS器件


[0001]本公开的实施例涉及具有环境屏障结构的MEMS器件(MEMS＝微机电系统)。更具体地，实施例涉及保护具有廉价环境屏障结构的MEMS器件免受外部环境影响的概念。

技术介绍

[0002]如MEMS麦克风等声学传感器是开放器件，并且由于其作为传感器以便能够例如捕获环境大气中的声级变化、压力变化等的功能而暴露于外部环境。因此，这种传感器容易受到污染物(例如有机或无机颗粒、液体、湿度等)进入有源传感器结构。这可能导致传感器故障或性能降低。如手机制造商等终端客户花费大量精力通过昂贵的网格、膜和特殊端口来保护应用中的传感器和换能器免受环境影响。
[0003]此外，在MEMS传感器完全不受保护的组件组装过程中，生产线内的碰撞可能会导致故障。因此，需要成本高昂的洁净室组装，否则可能会发生组装产量损失。
[0004]因此，在MEMS器件领域中，需要实现包括具有改善特性的环境屏障的MEMS器件，例如，其可以提供有效的保护以抵抗环境影响，并且可以廉价地实现。
[0005]这种需要可以通过根据独立权利要求的MEMS器件来解决。此外，在从属权利要求中限定了MEMS器件的具体实现。

技术实现思路

[0006]根据一个实施例，一种MEMS器件包括具有内部容积的壳体，其中壳体包括通向内部容积的接入端口。MEMS器件包括在壳体中的MEMS声音换能器和具有板元件的机械屏障结构，板元件通过弹性间隔件固定到载体并且与接入端口重叠。机械屏障结构提供穿过板元件的边界区的通风路径，其中通风路径的间隙由以下各项设置：板元件的边界区到壳体、特别是到载体或到基板的距离，和/或板元件的边界区到阻挡结构的距离，阻挡结构与板元件的边界区相对。壳体可以包括盖元件和MEMS安装在其上的基板。接入端口可以布置在基板中或盖元件中。这表示，接入端口可以是盖元件中的顶部端口或基板中的底部端口。因此，机械屏障还可以附接到盖或基板或者集成在盖或基板中。
[0007]实施例描述了廉价(低成本)环境屏障的构造，其特征在于具有高的声学顺应性和低的旁路通风。高顺应性可以通过弹性间隔件实现，例如通过低E模量弹簧元件实现。低旁路通风例如通过封闭的板元件和阻挡结构实现，阻挡结构还可以称为密封壁。
附图说明
[0008]在下文中，关于附图更详细地描述本公开的实施例，在附图中：
[0009]图1示出了根据实施例的具有机械屏障结构的MEMS器件的示意性横截面侧视图；
[0010]图2示出了根据实施例的具有机械屏障结构的MEMS器件的示意性横截面侧视图；
[0011]图3示出了根据实施例的具有机械屏障结构的MEMS器件的示意性横截面侧视图；
[0012]图4示出了根据实施例的具有机械屏障结构的MEMS器件的示意性横截面侧视图；
[0013]图5示出了根据实施例的具有机械屏障结构的MEMS器件的示意性横截面侧视图；
[0014]图6a、图6b示出了根据实施例的MEMS器件的机械屏障结构的示意图，其中图6a示出了横截面侧视图，图6b示出了俯视图；
[0015]图7a、图7b示出了根据实施例的MEMS器件的机械屏障结构的示意图，其中图7a示出了横截面侧视图，图7b示出了俯视图；
[0016]图8a、图8b示出了根据实施例的MEMS器件的机械屏障结构的示意图，其中图8a示出了横截面侧视图，图8b示出了俯视图；以及
[0017]图9示出了根据实施例的MEMS器件的机械屏障结构的示意性横截面侧视图。
[0018]在下面的描述中，使用附图进一步详细地讨论实施例，其中在附图和说明书中，相同的元件和具有相同功能和/或相同技术或物理效果的元件被提供有相同的附图标记或以相同的名称标识。因此，在不同实施例中所示的这些元件及其功能的描述实际上是可交换的，或者可以在不同实施例中彼此应用。
具体实施方式
[0019]在下面的描述中，详细讨论了实施例，然而，应当理解，实施例提供了可以在多种半导体器件中体现的很多适用概念。所讨论的具体实施例仅仅是制造和使用本概念的具体方式的说明，并不限制实施例的范围。在以下实施例的描述中，具有相同功能的相同或类似元件具有与其相关联的相同附图标记或相同名称，并且对于每个实施例将不重复对这些元件的描述。此外，除非另有特别说明，否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。
[0020]应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接”“连接”或“耦合”到另一元件时，没有中间元件。用于描述元件之间关系的其他术语应当以类似的方式进行解释(例如，“在
……
之间”与“直接在
……
之间”、“相邻”与“直接相邻”、“在
……
上”与“直接在
……
上”等)。
[0021]为了便于对不同实施例的描述，一些附图包括笛卡尔坐标系x、y、z，其中x
‑
y平面对应于(即，平行于)参考平面(＝x
‑
y平面，例如基板的主表面区)，其中相对于参考平面(x
‑
y平面)垂直向上的方向对应于“+z”方向，并且其中相对于参考平面(x
‑
y平面)垂直向下的方向对应于
“‑
z”方向。在以下描述中，术语“横向”是指平行于x和/或y方向的方向或平行于x
‑
y平面(或在x
‑
y平面中)的方向，其中术语“垂直”是指与z方向平行的方向。
[0022]图1至图5示出了根据实施例的提供机械屏障结构200的MEMS器件100的一部分的示意性截面图。机械屏障结构200用作保护MEMS器件100免受外部环境影响的保护结构。图6至图9示出了屏障结构200的实施例，屏障结构200可以附接到图1至图5所示的MEMS器件100的实施例中的一个实施例。例如，图6所示的机械屏障结构200附接到图1、图3至图5所示的MEMS器件100。当然，根据图7至图9的机械屏障结构200还可以安装到图1至图5的实施例中的一个实施例的MEMS器件100中。
[0023]图1至图5示出了具有如图6所示的机械屏障结构200的MEMS器件的侧视图；图6a、图7a、图8a示出了机械屏障结构200的不同实施例的侧视图，而图6b、图7b和图8b示出了机械屏障结构200的俯视图。侧视图在z
‑
y平面中(或平行于z
‑
y平面)延伸，而俯视图(平面图)在x
‑
y平面中(或平行于x
‑
y平面)延伸。
[0024]通过本文中公开的机械屏障结构200保护MEMS器件100免受外部环境影响的概念在图1至图9的概要中变得明显。
[0025]根据图1至图5中的一个附图所示的实施例，MEMS器件100包括具有内部容积120的壳体110，其中壳体110包括通向内部容积12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件(100)，包括：具有内部容积(120)的壳体(110)，其中所述壳体(110)包括通向所述内部容积(120)的接入端口(130)；在所述壳体(110)中的MEMS声音换能器(140)；以及机械屏障结构(200)，所述机械屏障结构：具有板元件(210)，所述板元件通过弹性间隔件(220)固定到载体(230)并且与所述接入端口(130)重叠，以及提供穿过所述板元件(210)的边界区(250)的通风路径(240)，其中所述通风路径(240)的间隙(260)由以下各项设置：所述板元件(210)的所述边界区(250)到所述壳体(110)的距离，或者所述板元件(210)的所述边界区(250)到阻挡结构(270)的距离，所述阻挡结构(270)与所述板元件(210)的所述边界区(250)相对。2.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其中用于所述板元件(210)的所述载体(230)是所述壳体(110)的组成部分、或被固定到所述壳体(110)。3.根据权利要求1或2所述的MEMS器件(100)，其中所述载体(230)包括结构化玻璃元件、结构化硅元件、和穿孔金属板中的至少一者。4.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS器件(100)，其中所述阻挡结构(270)是在所述载体(230)上并且与所述板元件(210)的所述边界区(250)相对的沉积的结构化材料。5.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS器件(100)，其中所述阻挡结构(270)包括酰亚胺材料和/或氧化硅材料。6.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS器件(100)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：