防止mems組件過度移動(dòng)的裝置的制造方法
【專利說明】防止MEMS組件過度移動(dòng)的裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利依照35 U.S.C§ 119(e)要求于2012年11月14日提交、名稱為“Apparatusto Prevent Excess Movement of MEMS Components”、申請(qǐng)?zhí)枮?61/726291 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，其內(nèi)容整體上通過引用而結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)涉及聲學(xué)設(shè)備，更具體地，涉及防止對(duì)這些設(shè)備的損壞。
【背景技術(shù)】
[0004]微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)設(shè)備包括麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器作為兩個(gè)示例。在MEMS麥克風(fēng)的情況下，聲能通過聲音端口進(jìn)入并使振動(dòng)膜(diaphragm)振動(dòng)，并且該動(dòng)作導(dǎo)致該振動(dòng)膜與設(shè)置在該振動(dòng)膜附近的背板之間的電勢(shì)(電壓)的相應(yīng)變化。這個(gè)電壓表示已經(jīng)接收到的聲能。通常，然后將該電壓傳輸?shù)诫娐?例如，諸如專用集成電路(ASIC)的集成電路)?？稍谠撾娐飞蠄?zhí)行該信號(hào)的進(jìn)一步處理。例如，可在該集成電路處對(duì)電壓信號(hào)執(zhí)行放大或?yàn)V波功能。
[0005]麥克風(fēng)的組件通常設(shè)置于印刷電路板(PCB)、基板或基部上，印刷電路板(PCB)、基板或基部還可在這些麥克風(fēng)組件之間提供電連接以及為這些組件提供物理支撐。
[0006]麥克風(fēng)有時(shí)會(huì)遭受高壓力事件。例如，設(shè)置有麥克風(fēng)的設(shè)備可能跌落或被撞擊。這會(huì)產(chǎn)生通過端口進(jìn)入麥克風(fēng)并損壞內(nèi)部麥克風(fēng)組件的高能量壓力。由于多種原因，現(xiàn)有的方法不能為這些設(shè)備免受這些事件的影響提供足夠的保護(hù)。
【附圖說明】
[0007]為了更加全面地理解本發(fā)明，將參照下面的詳細(xì)描述和附圖，在附圖中:
[0008]圖1包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有止動(dòng)件(stop)的麥克風(fēng)設(shè)備的側(cè)部剖視圖；
[0009]圖2包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有止動(dòng)件的麥克風(fēng)設(shè)備的側(cè)部剖視圖；
[0010]圖3包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有止動(dòng)件的麥克風(fēng)設(shè)備的立體圖；
[0011]圖4包括示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的圖3的麥克風(fēng)設(shè)備的多個(gè)部分的立體圖；
[0012]圖5包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的圖3和4的從底部向上看止動(dòng)件得到的麥克風(fēng)設(shè)備的止動(dòng)件的立體圖；
[0013]圖6包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有止動(dòng)件的圖3至圖5的麥克風(fēng)設(shè)備的立體圖。
[0014]熟練的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)的是，這些圖中的元件為了簡(jiǎn)化和清楚的目的而被示出。還將領(lǐng)會(huì)的是，某些動(dòng)作和/或步驟可按照特定的發(fā)生順序進(jìn)行描述或描繪，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，針對(duì)順序的這些限定并不是實(shí)際必須的。還將理解的是，除非其中給出了特定含義，否則這里使用的術(shù)語(yǔ)和描述具有與相對(duì)于它們各自對(duì)應(yīng)的調(diào)查和研宄領(lǐng)域的這些術(shù)語(yǔ)和描述一致的普通含義。
【具體實(shí)施方式】
[0015]提供了保護(hù)麥克風(fēng)的內(nèi)部組件免受聲能的高壓力瞬變影響的方法。更具體地，使用止動(dòng)件或其它方便的元件以防止在高壓力事件期間麥克風(fēng)的背板或振動(dòng)膜移動(dòng)超過將會(huì)損壞背板、振動(dòng)膜或其它組件的距離。由于背板或振動(dòng)膜沒有移動(dòng)超過將導(dǎo)致它或其他組件損壞的距離，所以在高壓力事件期間防止了對(duì)麥克風(fēng)及其內(nèi)部組件的損壞的發(fā)生。這里描述的方法主要涉及限制背板的移動(dòng)，但是它們可等同地應(yīng)用于限制振動(dòng)膜的移動(dòng)。
[0016]在這些實(shí)施方式中的多個(gè)實(shí)施方式中，聲學(xué)設(shè)備包括基板、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置、蓋體、端口和止動(dòng)件。MEMS裝置包括振動(dòng)膜和背板。蓋體接合到基板并封閉MEMS裝置。端口穿過基板設(shè)置，并且MEMS裝置設(shè)置于端口上方。止動(dòng)件設(shè)置于MEMS裝置上方并被配置為防止該MEMS裝置的多個(gè)部分的將損壞MEMS裝置的這些部分的移動(dòng)。
[0017]在一些方面，止動(dòng)件在MEMS裝置上方延伸并圍繞該MEMS裝置，并且接合到基板。在其他方面，止動(dòng)件接合到蓋體。在另一些方面，止動(dòng)件由至少一個(gè)底座(pedestal)支撐。在又一些方面，該至少一個(gè)底座接合到基板或MEMS或者這兩者。
[0018]在其它示例中，MEMS裝置的防止發(fā)生損壞所針對(duì)的部分是背板。在其他示例中，MEMS裝置的防止發(fā)生損壞所針對(duì)的部分是振動(dòng)膜。在另一些示例中，MEMS裝置的防止發(fā)生損壞所針對(duì)的部分是由于過度移動(dòng)而可能發(fā)生損壞的任意可移動(dòng)組件。
[0019]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出了 MEMS麥克風(fēng)裝置100。麥克風(fēng)裝置100包括蓋體102、基部104、背板106、振動(dòng)膜108。背板106和振動(dòng)膜108安置在MEMS裸片(die) 105上。端口110延伸穿過基部104。止動(dòng)件112設(shè)置于蓋體102的下側(cè)。止動(dòng)件112防止背板106移動(dòng)超過預(yù)定距離，因?yàn)楫?dāng)背板移動(dòng)超過該預(yù)定距離時(shí)，可能發(fā)生對(duì)麥克風(fēng)裝置100的背板106或其它組件的損壞。在一個(gè)示例中，止動(dòng)件112由金屬或(？？)塑料構(gòu)造并具有大約ImmX Imm和0.25mm厚度的尺寸。在這個(gè)示例中，麥克風(fēng)裝置100大約Imm高，并且在無(wú)壓力下，止動(dòng)件112和背板106之間的間隔大約為20微米。止動(dòng)件112可以是具有任意合適尺寸的任意方便成型的結(jié)構(gòu)。從而，該背板與該止動(dòng)件之間的距離(無(wú)壓力下)可被調(diào)整為符合用戶和系統(tǒng)的需要。
[0020]在麥克風(fēng)100的操作的一個(gè)示例中，聲能114穿過端口 110進(jìn)入并使振動(dòng)膜108振動(dòng)，這個(gè)動(dòng)作導(dǎo)致振動(dòng)膜108和背板106之間的電勢(shì)(電壓)的相應(yīng)變化。這個(gè)電壓表示已經(jīng)接收到的聲能。然后可以將該電壓傳輸?shù)诫娐?例如，諸如專用集成電路(ASIC)的集成電路，圖中未示出)。可在該電路上執(zhí)行該信號(hào)的進(jìn)一步處理。例如，可在該集成電路處對(duì)電壓信號(hào)執(zhí)行放大或?yàn)V波功能。當(dāng)聲壓114超過預(yù)定壓力時(shí)，止動(dòng)件112防止背板106移動(dòng)超過預(yù)定距離的任意進(jìn)一步距離。這防止了對(duì)麥克風(fēng)100的背板106或其它組件造成損壞。換句話說，在高壓力聲音事件期間(例如，高壓力聲音經(jīng)由端口 110進(jìn)入)，該背板不會(huì)斷裂或折斷并且不會(huì)對(duì)其它組件造成損壞。當(dāng)聲壓的水平不超過預(yù)定量時(shí)，背板106不會(huì)彎曲到與止動(dòng)件112接觸的距離。
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