【技术实现步骤摘要】
本公开的一个方面涉及一种用于吸收电子设备内的超声波的宽带亚波长芯片级衰减器。还描述了其他方面并要求对其他方面进行保护。
技术介绍
1、便携式通信或监听设备(例如，智能电话、耳机等)具有位于其内的一个或多个换能器，该一个或多个换能器将输入电音频信号转换为能够被用户听到的声压波输出或者将声压波输入转换为电音频信号。换能器(例如，扬声器)可用于例如输出对应于远端用户语音的声压波(诸如在电话呼叫期间)，或用于输出对应于与用户想玩的游戏或想播放的音乐相关联的声音的声压波。由于便携式设备的轮廓相对较薄，换能器的轮廓也相对较薄，从而可能使得难以保持最佳声音质量。此外，从环境设备发射的超声波可在换能器(例如，麦克风)的音频带宽内引起次谐波，这对于系统应用而言是不期望的。此外，设备内的谐振可放大超声波的振幅，从而潜在地增大次谐波的振幅。
技术实现思路
1、本公开的一方面涉及一种用于吸收电子设备内的宽带超声波频率的衰减器或谐振器的布置。典型地，从环境中的各种设备(例如，传感器、咖啡研磨机、汽车等)发射的超声波可能在换能器(例如，麦克风)的音频带宽内引起次谐波，这对于诸如主动降噪(anc)的系统应用而言是不期望的。此外，在一些情况下，将微机电系统(mems)传感器和致动器集成到设备中的方式可能引起谐振，从而放大超声波的振幅，从而增大次谐波的振幅。因此，本公开的各方面涉及芯片级超声波衰减器的不同布置、传感器和致动器(例如，麦克风、压力传感器、imu、mems扬声器等)的mems芯片下方的芯片级衰减器的集成
2、在一些方面，宽带超声波衰减器阵列芯片可被集成在mems传感器或致动器元件下方以最小化芯片尺寸并最大化集成度。该集成可以通过晶圆到晶圆键合来实现，或者可以完全是前端工艺流程的一部分，因此完全成为mems芯片的一部分。在一些方面，整个集成器件(例如，衰减器芯片和mems器件芯片)可以利用芯片前面的其他膜(环境屏障)来保护其免受环境侵害(液体和颗粒)。还应当理解，在一些方面，衰减器芯片可以具有顶盖晶圆和底盖晶圆，将衰减器所在的中间晶圆夹置(形成颈部和腔体)。在一些其他实施方案中，可利用制造技术的组合，例如，其中底盖被移除并且仅在中间晶圆中图案化颈部。然后，将颈部附接到腔体，该腔体例如形成于封装件中并且利用一些其他制造方法(诸如pcb工艺、ltcc封装工艺、注塑成型、机加工、激光切割等)制造。在一些方面，可存在将颈部(位于芯片上)连接到腔体(位于传感器/致动器封装衬底上)的过孔。这种构型通过不同的容差控制实现了更宽的尺寸范围。在更多方面，芯片可以由mems材料制造，包括但不限于硅、氮化硅、碳化硅以及诸如pdms、su8等的聚合/塑性材料。
3、在一些方面，公开了一种装置，该装置包括：微机电系统(mems)芯片，该mems芯片具有耦接到前腔的可移动构件；和衰减器芯片，该衰减器芯片耦接到该mems芯片并且具有围绕对该前腔敞开的端口而布置的衰减器阵列。在一些方面，该衰减器阵列中的每个衰减器包括颈部，该颈部具有耦接到该端口的第一开口端和耦接到形成于该衰减器芯片内的腔体的第二开口端。在更多方面，该颈部和该腔体可以具有不同的高度。在一些方面，该衰减器阵列中的至少一个衰减器包括被选择用于衰减不同超声波频率的、与其他衰减器不同的特性。在一些方面，该不同特性包括该端口与形成于该衰减器芯片内的腔体之间的颈部的长度。在一些方面，该不同特性可包括该端口与形成于该衰减器芯片内的腔体之间的颈部的形状。在更多方面，该不同特性包括耦接到该衰减器的颈部的腔体的体积或耦接到该衰减器的颈部的腔体的形状。在一些方面，该衰减器芯片包括第一衰减器芯片，并且具有围绕该端口布置的衰减器阵列的第二衰减器芯片耦接到该第一衰减器芯片。该芯片可包括顶盖、底盖和位于该顶盖与该底盖之间的晶圆，以及位于该顶盖与该底盖之间的柱。在一些方面，该端口包括多个孔口。在更多方面，该可移动构件包括可操作为响应于该前腔内的声波或压力变化而移动的板。在其他方面，该mems芯片包括致动器或传感器。在一些方面，该装置还包括耦接到该mems芯片的封装衬底。该封装衬底可包括耦接到该衰减器阵列中的至少一个衰减器的颈部的腔体。该封装衬底可耦接到该衰减器芯片的顶侧和该mems芯片的底侧。
4、在其他方面，公开了一种装置，该装置包括衰减器芯片，该衰减芯片包括：晶圆，该晶圆具有从该晶圆的顶侧延伸到底侧的端口；和衰减器阵列，该衰减器阵列形成在该晶圆内并围绕该端口布置。在一些方面，该衰减器阵列中的每个衰减器包括颈部，该颈部具有耦接到该端口的第一开口端和耦接到形成于该晶圆内的腔体的第二开口端。在一些方面，该颈部和该腔体具有不同的高度。在更多方面，该衰减器阵列中的至少一个衰减器包括被选择用于衰减不同超声波频率的、与其他衰减器不同的特性。该不同特性可以包括该端口与形成于该衰减器芯片内的腔体之间的颈部的长度、该端口与形成于该衰减器芯片内的腔体之间的颈部的形状、耦接到该衰减器的颈部的腔体的体积和/或耦接到该衰减器的颈部的腔体的形状。在一些方面，该衰减器芯片包括第一衰减器芯片，并且具有围绕该端口布置的衰减器阵列的第二衰减器芯片耦接到该第一衰减器芯片。该衰减器芯片可包括顶盖、底盖和位于该顶盖与该底盖之间的晶圆，以及在一些情况下，位于该顶盖与该底盖之间的柱。在一些方面，该端口包括十字形形状。在一些方面，该衰减器芯片耦接到微机电系统(mems)芯片，该mems芯片具有耦接到前腔的可移动构件，并且该可移动构件包括可操作为响应于该前腔内的声波或压力变化而移动的板。
5、以上概述不包括本公开的所有方面的详尽列表。可预期的是，本公开包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随该专利申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上面的概述中具体叙述的特定优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器阵列中的每个衰减器包括颈部，所述颈部具有耦接到所述端口的第一开口端和耦接到形成于所述衰减器芯片内的腔体的第二开口端。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述颈部和所述腔体具有不同的高度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器阵列中的至少一个衰减器包括被选择用于衰减不同超声波频率的、与其他衰减器不同的特性。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括所述端口与形成于所述衰减器芯片内的腔体之间的颈部的长度。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括所述端口与形成于所述衰减器芯片内的腔体之间的颈部的形状。
7.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括耦接到所述衰减器的颈部的腔体的体积或形状。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器芯片包括顶盖、底盖以及位于所述顶盖与所述底盖之间的晶圆。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括位于所述顶盖与所述底盖之间的柱。
10.根据权利
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述可移动构件包括可操作为响应于所述前腔内的声波或压力变化而移动的板。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述MEMS芯片包括致动器或传感器。
13.根据权利要求1所述的装置，还包括耦接到所述MEMS芯片的封装衬底。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述封装衬底包括耦接到所述衰减器阵列中的至少一个衰减器的颈部的腔体。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述封装衬底耦接到所述衰减器芯片的顶侧和所述MEMS芯片的底侧。
16.一种装置，所述装置包括：
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述衰减器阵列中的每个衰减器包括颈部，所述颈部具有耦接到所述端口的第一开口端和耦接到形成于所述晶圆内的腔体的第二开口端。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述衰减器阵列中的至少一个衰减器包括被选择用于衰减不同超声波频率的、与其他衰减器不同的特性。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述衰减器芯片包括第一衰减器芯片，并且具有围绕所述端口布置的衰减器阵列的第二衰减器芯片耦接到所述第一衰减器芯片。
20.根据权利要求16所述的装置，其中所述衰减器芯片包括顶盖、底盖以及位于所述顶盖与所述底盖之间的晶圆。
21.根据权利要求16所述的装置，其中所述端口包括十字形形状。
22.根据权利要求16所述的装置，其中所述衰减器芯片耦接到微机电系统(MEMS)芯片，所述MEMS芯片具有耦接到前腔的可移动构件，并且所述可移动构件包括可操作为响应于所述前腔内的声波或压力变化而移动的板。
...【技术特征摘要】
1.一种装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器阵列中的每个衰减器包括颈部，所述颈部具有耦接到所述端口的第一开口端和耦接到形成于所述衰减器芯片内的腔体的第二开口端。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述颈部和所述腔体具有不同的高度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器阵列中的至少一个衰减器包括被选择用于衰减不同超声波频率的、与其他衰减器不同的特性。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括所述端口与形成于所述衰减器芯片内的腔体之间的颈部的长度。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括所述端口与形成于所述衰减器芯片内的腔体之间的颈部的形状。
7.根据权利要求4所述的装置，其中所述不同特性包括耦接到所述衰减器的颈部的腔体的体积或形状。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述衰减器芯片包括顶盖、底盖以及位于所述顶盖与所述底盖之间的晶圆。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括位于所述顶盖与所述底盖之间的柱。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述端口包括多个孔口。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述可移动构件包括可操作为响应于所述前腔内的声波或压力变化而移动的板。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述mems芯片包括致动器或传感器。
...【专利技术属性】
技术研发人员：G·哈提波格鲁，P·C·赫鲁德，V·纳德延，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：
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