KR20080110497A - 마이크로폰 패키지, 반도체 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

마이크로폰 패키지는, 사운드를 검출하기 위한 마이크로폰칩 및 마이크로폰 칩을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함하는 사운드 검출 유닛, 마이크로폰 칩 및 제어 회로를 실장하기 위한 실장면 및 사운드 검출 유닛을 둘러싸도록 실장면으로부터 위쪽 방향으로 돌출되는 링 형상 측벽을 갖는 기판, 및 기판의 실장면 및 링 형상 측벽과 함께 빈 공동을 형성하기 위하여 기판 위에 배열되는 커버를 포함한다. 공동과 외부 공간 사이의 소통을 구축하는 사운드 홀은 기판 또는 커버의 소정의 위치에 형성되고, 여기서 리세스 또는 돌출부는 커버의 내부에 형성된다. 과도한 압력 변동 및 환경 요인이 마이크로폰 칩에 지향되는 것을 막기 위하여, 방향 조절기가 하우징에 형성된다.

마이크로폰 칩, 리세스, 돌출부, 진동소자, 진동기, 사운드 홀, 압력 변동, 환경 요인

Description

마이크로폰 패키지, 반도체 장치 및 그 제조 방법{MICROPHONE PACKAGE ADAPTED TO SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은 마이크로폰 칩 및 반도체 장치를 캡슐화(encapsulating)하는 마이크로폰 패키지에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마이크로폰 칩 및 압력 센서 칩과 같은 반도체 장치뿐만 아니라 그 제조 방법에도 관한 것이다.

본 출원은 일본 특허 출원 No. 2007-157673 및 일본 특허 출원 No. 2007-216990에 대하여 우선권을 주장하며, 이 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

통상적으로, 사운드 홀을 갖는 하우징의 내부에, 사운드 압력과 같은 압력의 변동을 검출하기 위한 트랜스듀서(transducer)를 갖는 반도체 센서 칩(예컨대, 마이크로폰 칩)이 배열되는 여러 유형의 실리콘 콘덴서 마이크로폰이 개발되어 왔고, 특허 문헌 1과 같은 여러 문헌에 개시되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 공보 No. 2004-537182

특허 문헌 1은, 마이크로폰 칩 및 LSI 칩(마이크로폰 칩 제어용)이 빈 공동(hollow cavity)을 갖는 하우징 내의 실장 면(mount surface)에 형성되는 소 형(miniature) 실리콘 콘덴서 마이크로폰으로서, 외부 공간과의 소통(communication)을 보장하도록 하우징의 소정의(prescribed) 위치에 사운드 홀이 형성되는 소형 실리콘 콘덴서 마이크로폰을 교시한다.

하우징의 사운드 홀의 주위에는 헬름홀츠 공진(Helmholtz resonance)이 발생할 수 있으며, 여기서 그 공진 주파수가 오디오 주파수 범위 내에 들어가면, 마이크로폰 칩에 의해 검출되는 사운드의 품질이 열화될 수 있다.

태양광, 액적(liquid droplet) 및 먼지와 같은 여러 환경 요인들이 하우징의 사운드 홀에 용이하게 들어갈 수 있다. 특히, 트랜스듀서에 액적 또는 먼지가 부착되거나 트랜스듀서에 광이 입사되면, 반도체 센서 칩의 특성이 예기치못하게 변동될 수 있다.

과도한 압력 변동이 하우징의 사운드 홀을 통해 트랜스듀서에 직접 적용되면, 트랜스듀서가 과도한 스트레스에 노출될 수 있다.

특허 문헌 1은, 환경 요인들이 사운드 홀을 통해 하우징의 빈 공동에 도입되는 것을 방지하기 위하여 반도체 장치에 부착되는 환경 배리어(environmental barrier)를 교시하지만, 이는 트랜스듀서가 과도한 압력 변동에 노출되는 것을 신뢰가능하게 막지 못한다. 또한, 환경 배리어는 복잡한 구조를 갖고, 이는 제조를 어렵게 할 수 있다.

본 발명의 목적은, 사운드 품질이 공진 주파수 때문에 열화되는 것을 방지하여, 원하는 오디오 특성을 실현하는 마이크로폰 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 환경 요인 또는 과도한 압력 변동으로부터 보호되는 반도체 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에서, 마이크로폰 패키지는, 사운드를 검출하기 위한 마이크로폰 칩 및 마이크로폰 칩을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함하는 사운드 검출 유닛; 마이크로폰 칩 및 제어 회로를 실장하기 위한 실장 면, 및 사운드 검출 유닛을 둘러싸도록 실장 면으로부터 위쪽 방향으로 돌출되는(project) 링 형상 측벽(ring-shaped side wall)을 갖는 기판; 및 기판의 실장 면 및 링 형상 측벽과 함께 빈 공동을 형성하도록 기판 위에 배열되는 커버를 포함한다. 공동과 외부 공간 사이의 소통을 구축하는 사운드 홀이 기판 또는 커버의 소정의 위치에 형성되고, 리세스(recess) 또는 돌출부(projection)가 커버의 내부에 형성된다.

리세스 또는 돌출부의 형성에 의하면, 공동의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다. 사운드 홀이 고정된 치수 및 크기를 가지면, 공동의 부피가 감소됨에 따라 마이크로폰 패키지의 공진 주파수가 증가하기 때문에, 공진 주파수를 오디오 주파수 범위보다 용이하게 높게 증가시킬 수 있다.

상기에서, 리세스 또는 돌출부는 커버와 일체적으로(integrally) 형성될 수 있다. 여기서, 리세스 또는 돌출부는 커버의 주위 부분 또는 중심 부분에 형성될 수 있다. 이에 의해, 마이크로폰 패키지를 형성하는 부품들(parts)의 수를 증가시키지 않고도 공동의 부피를 감소시킬 수 있다. 리세스는 커버를 부분적으로 변형(deforming)시키는 것에 의해 용이하게 형성될 수 있기 때문에, 공동의 부피를 적절하게 조절하는 것이 가능하다.

리세스 또는 돌출부는 링 형상 측벽의 내부 면(interior surface)에 견고하게 부착되는 링 형상으로 형성될 수 있다. 이에 의해, 커버의 리세스를 기판의 개구(opening)에 간단하게 삽입(inserting)함으로써 기판에 커버를 용이하게 부착할 수 있기 때문에, 기판에 대하여 소정의 위치에 커버를 용이하게 배치할 수 있다.

돌출부는 커버의 내부 면에 부착되는 사운드 흡수 재료로 이루어질 수 있다. 이 경우, 사운드 홀을 통해 공동으로 들어가는 사운드가 돌출부에서 반사되지 않기 때문에, 마이크로폰 칩이 불필요한 반사 사운드를 검출하는 것을 신뢰가능하게 방지할 수 있으므로, 마이크로폰 패키지의 사운드 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

상술한 마이크로폰 패키지는, 실장면이 링 형상 측벽을 배치시키기 위한 기준 실장 면(reference mount surface) 및 리세스된(recessed) 실장 면을 포함하고, 여기서 리세스된 실장 면은 기준 실장 면과 단차(step difference)를 형성하도록 기준 실장 면보다 낮게 하고, 마이크로폰 칩 및 제어 회로 중 높이가 더 낮은 것은 기준 실장 면에 실장되고, 마이크로폰 칩 및 제어 회로 중 높이가 더 높은 것은 리세스된 실장 면에 실장되도록 변경될 수 있다.

상기에서는, 마이크로폰 칩 및 제어 회로 중 높이가 더 높은 것이, 기준 실장 면 위로 돌출되는 높이를 감소시킬 수 있으므로, 링 형상 측벽의 돌출 높이를 감소시킬 수 있다. 따라서, 마이크로폰 패키지의 공동의 부피를 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 마이크로폰 패키지의 공진 주파수를 오디오 주파수 범위보다 용이하게 높게 증가시킬 수 있다. 링 형상 측벽의 감소된 돌출 높이 때문에, 마이크로폰 패키지의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다.

마이크로폰 패키지는 공진 주파수를 오디오 주파수 범위보다 높게 증가시키도록 설계되기 때문에, 공진 주파수에 의한 사운드 품질의 열화를 피하면서, 원하는 오디오 특성을 실현할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에서는, 반도체 장치는, 외부 공간과 소통하는 사운드 홀 및 공동을 갖는 하우징; 공동의 내부에 배열되고, 적용된 압력 변동들을 검출하기 위한 사운드 검출기를 포함하는 반도체 센서 칩; 및 사운드 홀을 통해 공동으로 들어가는 압력 변동들 및 환경 요인들이 상기 사운드 검출기로 지향되는 것을 막기 위한 방향 조절기(directional regulator)를 포함한다.

상기에서, 방향 조절기는 돌출 부분을 포함하고, 이 돌출 부분은 하우징의 안쪽 방향으로 돌출되고 사운드 홀과 사운드 검출기 사이에 배치된다. 또한, 방향 조절기는 사운드 홀이 반도체 센서 칩으로부터 점차 멀어지도록 경사진다. 또한, 사운드 검출기를 직접적으로 향하지 않는 리세스의 소정의 위치에 형성되는 사운드 홀을 통하여 방향 조절기가 형성되도록, 리세스가 하우징의 안쪽 방향으로 형성된다. 이에 의해, 사운드 홀을 통해 공동으로 들어가는 압력 변동이 반도체 센서 칩 으로 지향되는 것을 방지할 수 있고, 여기서 하우징의 내부 벽(interior wall) 및/또는 돌출 부분에서 반사 또는 회절된 압력 변동 중 일부가 사운드 검출기에 도달할 수 있다. 따라서, 하우징의 공동에 과도한 압력 변동이 들어가는 경우에도, 이 압력 변동을 반사 및 회절을 통하여 댐핑(damp)시키는 것이 가능하기 때문에, 과도한 압력 변동에 의해 과도한 스트레스가 사운드 검출기에 적용되는 것을 방지할 수 있다.

태양광, 먼지 및 액적과 같은 환경 요인이 하우징의 공동에 예기치못하게 들어가는 경우에도, 방향 조절기에 의해 이 환경 요인이 사운드 검출기에 직접 도달되는 것을 신뢰가능하게 방지할 수 있기 때문에, 반도체 센서 칩에 도달하는 액적, 먼지 및 태양광에 의한 반도체 센서 칩의 원치않는 특성 변동을 피할 수 있다.

상기에서는, 압력 변동 및 환경 요인을 외부 공간으로 배출시키도록 하우징의 소정의 부분에 개구가 형성되고, 여기서 압력 변동 및 환경 요인을 하우징의 개구를 향하여 가이드(guide)하기 위하여 돌출 부분이 배치된다. 이에 의해, 압력 변동 및 환경 요인 중 적어도 일부가 돌출 부분을 통해 개구를 향하여 가이드되어, 개구를 통해 하우징의 외부 공간으로 배출될 수 있다. 따라서, 과도한 스트레스가 사운드 검출기에 적용되는 것을 신뢰가능하게 방지할 수 있고, 반도체 장치의 특성이 원치않게 변동되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 절개선(cut line) 및 절개선의 양단 사이에 연결된 접는선(fold line)이 하우징의 커버를 관통(run through)하여 형성되어, 절개선 및 접는선에 의해 둘러싸인 소정의 영역이 접는선 주위로 하우징의 내부를 향해 아래 방향으로 굽어져 서 돌출 부분을 형성하고, 여기서 사운드 홀의 주위는 절개선 및 접는선에 의해 규정된다. 또한, 압력 변동에 응답하여 진동하여 그 압력 변동을 공동으로 전달하도록 하우징의 소정의 위치에 진동기(vibrator)가 형성된다.

진동기는, 소정의 위치에서 하우징의 커버를 관통하는 절개선에 의해 둘러싸이는 진동 소자(vibrating element), 및 하우징의 표면 또는 뒷면(backside)에 부착되고 진동 소자와 연결되어 배치되고, 진동 소자의 진동에 의해 탄성적으로 변형되는 탄성막(elastic film)으로 이루어진다. 다르게는, 진동기는, 공동을 외부 공간과 소통시키는 개구, 및 개구를 덮도록 하우징의 표면 또는 뒷면에 부착되며 탄성 변형성(elastic deformability)을 갖는 탄성막으로 이루어진다.

본 발명의 제3 양태에서, 반도체 장치는, 기판의 실장 면에 반도체 센서 칩을 실장하기 위한 칩 실장 단계; 기판과 함께 하우징에 공동을 형성하도록 실장 면 위에 반도체 센서 칩을 덮는 커버를 형성하기 위한 커버 형성 단계; 및 절개선 및 접는선에 의해 둘러싸인 소정의 영역을 규정하도록, 커버를 관통하는 사운드 홀의 주위에 절개선, 및 절개선의 양단 사이를 접속하는 접는선을 형성하여, 하우징의 공동의 안쪽 방향으로 돌출되는 탄성 변형성을 갖는 돌출 부분을 형성하기 위한 커팅(cutting) 형성 단계에 의해 제조되며, 여기서 돌출부는 사운드 홀과 사운드 검출기 사이에 배치된다.

상기에서, 돌출 부분은 하우징과 독립하여 독립된 부재를 사용하여 형성될 필요가 없기 때문에, 하우징을 형성하는 부품들의 수를 감소시킴으로써 반도체 장치의 제조 비용을 경감시킬 수 있다. 단순히 커버의 일부가 구부려져서 사운드 홀 과 돌출 부분을 동시에 형성하기 때문에, 반도체 장치의 제조 효율성을 향상시킬 수 있다.

하우징의 공동 내부에는 복수의 작은 홀들을 갖는 파이프를 형성할 수 있으며, 여기서 사운드 홀을 통해 파이프로 들어가는 압력 변동 중 일부는 작은 홀들을 통해 공동으로 도입될 수 있고, 나머지 압력 변동은 쓰루홀을 통해 외부 공간을 향하여 배출된다. 여기서, 공동을 통해 사운드 검출기에 도달할 수 있는 압력 변동은 파이프의 작은 홀들 때문에 회절 및 댐핑을 겪는다. 이에 의해, 과도한 압력 변동이 공동으로 직접 도입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 과도한 압력 변동에 의해 과도한 스트레스가 사운드 검출기에 적용되는 것을 방지할 수 있다.

태양광, 먼지 및 액적과 같은 환경 요인은 파이프의 작은 홀들을 통해 사운드 검출기에 도달할 수 없기 때문에, 환경 요인이 사운드 검출기에 실제로 도달할 수 없으므로, 반도체 센서 칩의 특성이 반도체 센서 칩에 영향을 미치는 환경 요인 때문에 예기치못하게 변동되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 하우징의 공동으로 들어가는 환경 요인 및 압력 변동은 방향 조절기에 의해 방향이 조절되고, 이에 의해 반도체 센서 칩의 사운드 검출기가 과도한 압력 변동 및 환경 요인에 노출되는 것을 용이하게 막을 수 있다.

하우징의 진동기는 과도한 압력 변동 및 환경 요인이 하우징의 공동으로 직접 들어가는 것을 방지하므로, 반도체 센서 칩의 사운드 검출기가 과도한 압력 변동 및 원치않는 환경 요인에 노출되는 것을 막을 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 실시 양태 및 실시예는 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 기재될 것이다.

본 발명에 의하면, 사운드 품질이 사운드 공진 주파수 때문에 열화되는 것을 방지하여, 원하는 오디오 특성을 실현하는 마이크로폰 패키지를 제공할 수 있고, 환경 요인 또는 과도한 압력 변동으로부터 보호되는 반도체 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예를 통해 더욱 상세히 기술될 것이다.

1. 제1 실시예

반도체 장치의 제1 실시예는 도 1을 참조하여 마이크로폰 패키지(1)를 통해 설명될 것이다. 마이크로폰 패키지(1)는, 외부 공간과 소통하는 사운드 홀(3a) 및 빈 공동 S를 갖는 하우징(3)에 캡슐화되어 있는 사운드 검출 유닛(5)을 포함한다.

사운드 검출 유닛(5)에서, 마이크로폰 칩(7) 및 제어 회로(9)는 모두 하우징(3)의 실장 면(3b)에 실장되고, 와이어(11)를 통해 함께 전기적으로 접속되어 있다.

마이크로폰 칩(7)은 지지부(13)(두께 방향을 관통하는 내부 홀(13a)을 가짐) 및 사운드 검출기(15)로 이루어지고, 여기서 사운드 검출기(15)는 사운드 압력과 같은 압력 변동을 검출하기 위하여 내부 홀(13a)을 덮도록 배열되어 있다.

와이어(11)의 제1 단부를 연결하는 전극 패드(13b)가 지지부(13)의 소정의 위치에 형성된다. 사운드 검출기(15)는 지지부(13)의 내부 홀(13a)을 덮기 위한 직사각형 판 형상을 갖는 고정된 전극(15a) 및 및 진동판(diaphragm)(15b)으로 이루어지며, 여기서 진동판(15b)은 적용된 압력 변동에 응답하여 진동하도록, 고정된 전극(15a)과 소정의 간격을 두고 마주보는(opposite) 위치에 배치된다. 마이크로폰 칩(7)은, 사운드 검출기(15)가 내부 홀(13a)을 통해 하우징(3)의 실장 면(3b)과 마주보게 배치되도록, 다이 본드(die bond) 재료(도시 안됨)를 통해 실장 면(3b)에 실장된다.

제어 회로(9)는 LSI 칩(17)(마이크로폰 칩(7)의 구동 및 제어용), 및 LSI 칩(17)을 시일링(sealing)하기 위한 수지 시일(resin seal)(19)로 이루어진다.

LSI 칩(17)은, 마이크로폰 칩(7)으로부터 출력되는 전기 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 전기 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환기, 및 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 다양한 회로를 포함한다. 와이어(11)의 제2 단부를 연결하는 전극 패드(17b)가 LSI 칩(17)의 상부 면의 소정의 위치에 형성된다. LSI 칩(17)은 다이 본드 재료를 통해 실장 면(3b)에 실장된다. 수지 시일(19)은 LSI 칩(17)뿐만 아니라 와이어(11)의 제2 단부를 연결하기 위한 연결 부분(joint portion)도 시일링하기 때문에, LSI 칩(17) 및 연결 부분을 신뢰가능하게 보호할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 사운드 검출 유닛(5)에서, 굽은 루프 형상(curved loop shape)을 갖는 와이어(11)는 마이크로폰 칩(7)과 LSI 칩(17) 사이를 연결하며, 여기서 와이어(11)의 맨 위 위치는 실장 면(3b)에 형성된 부품들 중에서 가장 높은 위치이다.

하우징(3)은 마이크로폰 칩(7), LSI 칩(17), 및 기판(21)과 함께 공동 S를 형성하기 위한 커버(23)를 포함하기 위하여 박스 모양 형상(box-like shape)을 갖는 기판(21)으로 이루어진다.

기판(21)은 세라믹으로 이루어진 다층(multilayered) 배선 기판이며, 이는 기본적으로 하우징(3)의 실장 면(3b)을 형성하는 판 모양 형상을 갖는 바닥(25) 및 링 형상 측벽(27)으로 구성되며, 이 링 형상 측벽(27)은 사운드 검출 유닛(5)을 둘러싸도록 실장 면(3b)으로부터 위쪽 방향으로 돌출된다. 링 형상 측벽(27)의 위쪽 부분은 와이어(11)의 맨 위 위치보다 높다.

기판(21)이 세라믹으로 이루어진 다층 배선 기판일 때, 기판(21)은 기판(21)의 배선 부분을 형성하는 소정의 패턴의 도전성 경로를 갖는 복수의 세라믹 시트를 적층함으로써 생성된다. 링 형상 측벽(27)은 링 형상 세라믹 시트를 적층함으로써 형성된다.

마이크로폰 칩(7) 및 제어 회로(9)는 링 형상 측벽(27)의 내부에서 소정의 간격을 두고 배치된다.

구리와 같은 도전성 재료로 이루어지는 커버(23)는 기판(21)의 실장 면(3b)에 형성되는 사운드 검출 유닛(5)을 덮기 위하여 배치되고, 링 형상 측벽(27)의 상측 단부(27a)에 부착된다. 즉, 커버(23)는 빈 공동 S를 형성하도록 기판(21)의 개구를 덮는다.

외부 면(23a) 및 내부 면(23b)에 의해 규정되는 커버(23)는 리세스(29)를 가지며, 이 리세스(29)는 공동 S 내부의 링 형상 측벽(27)의 상측 단부(17a)로부터 아래 방향으로 리세스된다. 리세스(29)는 링 형상 측벽(27)의 내부에 밀착된 링 모양 형상을 갖는다. 커버(23)의 리세스(29)의 말단(distal end)은 LSI 칩(17)의 상부 면보다 낮게 배치되지만, 실장 면(3b)보다는 소정 거리만큼 더 높다.

리세스(29)의 말단의 배치가 도 1에 도시된 것과 같이 제한될 필요는 없다. 본 실시예는 커버(23)의 리세스(29)의 말단이 링 형상 측벽(27)의 상측 단부(27a)보다는 낮지만, 링 형상 측벽(27)의 상측 단부(27a)와 마이크로폰 칩(7)의 상부 면 사이에 배치되도록 설계되어 있다.

리세스(29)의 주위 부분(peripheral portion)(29a)은 링 형상 측벽(27)의 내부를 따라 배치되고, 리세스(29)의 중심 부분(29b)은, 거의 실장 면(3b)의 중심 위에 배열된 와이어(11)의 맨 위 부분과 접촉하게 되지 않도록 돔(dome) 모양 형상으로 형성된다. 커버(23)의 리세스(29)의 중심 부분(29b)의 맨 위 위치는 와이어(11)의 맨 위 바로 위에 배치되고, 링 형상 측벽(27)의 상측 단부(27a)보다는 낮게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 돔 형상을 갖는 커버(23)의 높이는 와이어(11)의 루프 높이에 맞춰 가능한 한 낮게 되는 것이 바람직하다.

하우징(3)의 사운드 홀(3a)은 커버(23)를 그 두께 방향으로 관통하고, 제어 회로(9) 바로 위에서 제어 회로(9)를 마주보고 배치되어 있다.

다음, 마이크로폰 패키지(1)의 제조 방법이 상술된다.

우선, 마이크로폰 칩(7) 및 LSI 칩(17)이 기판(21)의 실장 면(3b)에 실장되는 방식으로 칩 실장 단계가 행해진다. 다음, 마이크로폰 칩(7) 및 LSI 칩(17)을 와이어(11)를 통해 전기적으로 접속하고, LSI 칩(17) 및 기판(21)을 함께 전기적으 로 접속시키도록 와이어 본딩이 행해지는 방식으로 배선 단계가 행해진다. 그 후, LSI 칩(17)뿐만 아니라 와이어(11)의 연결 부분도 전체적으로 시일링하도록 수지 시일(19)이 형성되는 방식으로 시일링 단계가 행해진다.

칩 실장 단계, 배선 단계 및 시일링 단계의 전 또는 후(또는 이와 동시)에, 커버(23)를 형성하기 위하여 커버 형성 단계가 행해진다.

커버 형성 단계에서, 평면 도전성 판을 그 두께 방향으로 관통하는 사운드 홀(3a)을 형성하기 위하여 사운드 홀 형성 단계가 행해진다. 그리고, 부분적으로는 리세스되지만 부분적으로는 돌출되는 링 형상 리세스(29)를 형성하기 위하여 도전성 판을 드로잉(drawing)하는 방식으로 드로잉 단계가 행해진다. 링 형상 리세스(29)에서, 주위 부분(29a)은 실질적으로 위쪽 방향으로 돌출되고, 중심 부분(29b)은 위쪽 방향으로 볼록(swelled)하기 때문에, 커버(23)에 대하여 돔 모양 형상을 형성한다.

사운드 홀 형성 단계는 드로잉 단계 이전에 또는 이와 동시에 행해질 수 있다.

칩 실장 단계, 배선 단계, 시일링 단계 및 커버 형성 단계 완료 후에, 커버(23)를 기판(21)에 부착하여, 기판(21)과 커버(23) 사이에 공동 S를 형성하는 방식으로 커버 부착 단계가 행해진다. 이에 의해, 마이크로폰 패키지(1)의 제조를 완료한다. 커버 부착 단계에서, 커버(23)의 리세스(29)는 링 형상 측벽(27)의 내부와 접촉되게 연결되기 때문에, 기판(21)과 커버(23) 사이에 소정의 배치(prescribed positioning)를 구축할 수 있다.

커버(23)에 리세스(29)를 형성하기 때문에, 마이크로폰 칩(1)의 하우징(3) 내의 공동 S의 부피를 용이하게 감소시킬 수 있다. 사운드 홀(3a)은 고정된 치수로 설계되기 때문에, 마이크로폰 패키지(1)의 공진 주파수는 공동 S의 부피가 작아짐에 따라 높아지게 된다. 따라서, 공진 주파수를 오디오 주파수 범위보다 용이하게 높게 증가시킬 수 있다. 따라서, 마이크로폰 칩(7)에 검출되는 사운드의 품질이 공진 주파수 때문에 열화되는 것을 방지하면서 원하는 오디오 특성을 실현할 수 있다.

리세스(29)가 커버(23)와 일체화되어 형성되기 때문에, 마이크로폰 패키지(1)를 형성하는 부품들의 수를 증가시키지 않고도 공동 S의 부피를 감소시킬 수 있다. 커버(23)를 형성하는 도전성 판을 부분적으로 변형시키는 것에 의해 리세스(29)가 형성되기 때문에, 마이크로폰 칩(1)의 공동 S의 부피를 용이하게 조절할 수 있다.

커버(23)의 리세스(29)가 기판(21)의 개구의 내부에 배치되는 마이크로폰 칩(1)에서, 기판(21)에 커버(23)를 견고하게 부착하는 것이 가능하기 때문에, 기판(21)에 대하여 커버(23)의 소정의 배치를 용이하게 구축할 수 있다.

커버(23)가 도전성을 갖기 때문에, 마이크로폰 패키지(1)는 커버(23)가 그라운드 패턴에 전기적으로 접속되도록 회로 보드(도시 안됨)에 실장되고, 따라서 전자기 노이즈가 커버(23)를 통해 공동 S로 들어가는 것을 막는 실드(shield) 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 전자기 노이즈 때문에 마이크로폰 칩(7)에 에러 동작이 생기는 것을 신뢰가능하게 방지할 수 있다.

회로 보드의 그라운드 패턴에 전기적으로 접속되는 그라운드 배선이 기판(21)에 통합될 수 있다. 이 경우, 그라운드 배선의 소정의 부분은, 커버(23)의 리세스(29)와 접촉하게 되는 링 형상 측벽(27)의 내부 면에 노출될 수 있다. 리세스(29)가 그라운드 배선에 프레스(press)되기 때문에, 커버(23)를 그라운드 패턴에 전기적으로 접속시킬 수 있고, 따라서 실드 구조를 용이하게 형성할 수 있다.

마이크로폰 칩(7)을 전자기 노이즈로부터 보호할 필요가 없는 경우, 커버(23)는 도전성 재료로 이루어질 필요가 없고, 수지 등의 다른 재료로 이루어질 수 있다.

마이크로폰 패키지(1)는, 기판(21)이 하우징(3)의 실장 면(3b)에 배치되고 사운드 검출 유닛(5)을 둘러싸기 위한 링 형상 측벽(27)이 설치되도록 설계되기 때문에, 칩 실장 단계와 커버 형성 단계 사이의 기간 동안, 마이크로폰 칩(7), LSI 칩(17) 및 와이어(11)를 부정적인(negative) 환경 요인으로부터 신뢰가능하게 보호할 수 있다.

본 실시예는 다양한 방식으로 변경될 수 있기 때문에, 도 2 내지 도 4를 참조하여 그 변형에 대해 설명한다.

본 실시예는 리세스(29)가 사운드 검출 유닛(5)과 링 형상 측벽(27) 사이의 갭에 삽입되는 링 형상으로 형성되도록 설계되었지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서는 리세스(29)가 커버(23)의 중심 부분(23b)에서 공동 S 방향으로 아래 방향으로 돌출되기만 하면 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리세스(31)는 링 형상 측벽(27)으로부터 약간 벗어나도록 배치되고, 마이크로폰 칩(7)과 소정의 갭을 두 고 마주보도록 형성된다. 다르게는, 리세스(31)는 제어 회로(9)와 마주보게 배치될 수 있다. 이 경우, 커버(23)는 리세스(31)를 제외하고 전체적으로 판 모양 형상으로 형성된다.

도 1 및 도 2는 리세스(29 및 31)가 커버(23)에 형성되어 있는 것을 도시하지만, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 돌출부가 커버(23)의 중심 부분(23b)으로부터 일체화되어 돌출되지만, 커버(23)의 주위 부분(23a)에서 리세스되지는 않게 형성하는 것이 가능하다. 도 2에 도시된 리세스(31)와 마찬가지로, 돌출부는 마이크로폰 칩(7)과 소정의 갭을 두고 마주보게 배치될 수 있다.

도 3은 커버(23)와 독립적으로 제공되는 독립된 부재인 돌출부(33)를 갖는 마이크로폰 패키지(30)를 도시한다. 돌출부(33)는 커버(23)의 중심 부분(23b)의 내부 벽에 부착된다. 이 경우, 돌출부(33)는 커버(23)와 동일한 재료 또는 상이한 재료로 이루어질 수 있다.

도 3에 도시된 마이크로폰 패키지(30)에서 돌출부(33)가 스펀지 러버(sponge rubber)와 같은 사운드 흡수 재료로 이루어지면, 사운드 홀(3a)을 통해 공동 S로 들어가는 사운드가 돌출부(33)에서 반사되지 않기 때문에, 마이크로폰 칩(7)이 불필요한 반사 사운드를 검출하는 것을 방지할 수 있으므로, 마이크로폰 패키지(30)의 사운드 품질을 개선할 수 있다.

리세스(29 및 31) 및 돌출부(33)가 각각 커버(23)에 형성되는 전술한 도 1 내지 도 3에 도시된 마이크로폰 패키지(1 및 30)는 도 4에 도시된 마이크로폰 패키지(40)에 의해 더욱 변경될 수 있다. 여기서는, 링 형상 측벽(27)을 배치하기 위 한 기준 실장 면(3c)이 기판(21)의 바닥(25)에 형성되고, 기준 실장 면(3c)과 단차를 형성하기 위하여 기준 실장 면(3c)보다 높이가 낮게 리세스된 실장 면(3d)도 기판(21)의 바닥(25)에 형성된다. 마이크로폰 칩(7) 및 제어 회로(9) 중 높이가 더 낮은 것이 기준 실장 면(3c)에 실장되고, 마이크로폰 칩(7) 및 제어 회로(9) 중 높이가 더 높은 것이 리세스된 실장 면(3d)에 실장된다. 본 실시예에서는, 마이크로폰 칩(7)이 제어 회로(9)보다 높이가 높기 때문에, 리세스된 실장 면(3d)에 실장된다.

전술한 변형에서, 커버(23)는 전체적으로 판 모양 형상으로 형성될 수 있고, 다르게는 커버(23)에 대하여 전술한 리세스(29 및 31) 및 돌출부(33)를 형성할 수 있다.

마이크로폰 칩(40)에서, 마이크로폰 칩(7) 및 제어 회로(9) 중 높이가 더 높은 것이 기준 실장 면(3c)에 비해 그 높이가 낮아지게 되도록 리세스된 실장 면(3d)에 배열된다. 이에 의해, 와이어(11)의 루프 높이를 낮출 수 있기 때문에, 링 형상 측벽(27)의 돌출 높이를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 마이크로폰 패키지(40)의 공동 S의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 전술한 마이크로폰 패키지(1 및 30)와 마찬가지로, 도 4의 마이크로폰 패키지(40)가 그 공진 주파수를 오디오 주파수 범위보다 용이하게 높게 증가시킬 수 있다.

도 4의 마이크로폰 패키지(40)는, 링 형상 측벽(27)의 돌출 높이를 감소시킬 수 있어서, 마이크로폰 패키지(40)의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 본 실시예 및 그 변형 모두는 각각 마이크로폰 칩(7) 및 LSI 칩(17)이 와이어(11)를 통해 전기적으로 접속되도록 설계되었지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 이는 마이크로폰 칩(7) 및 LSI 칩(17)이 기판(21)의 실장 면(3b)에 실장되는 플립 칩 구조로 변형될 수 있다.

플립 칩 구조는 LSI 칩(17)과 마이크로폰 칩(7)을 전기적으로 접속하기 위한 전기 배선을 기판(21)의 바닥(25)에 형성함으로써 형성된다. 이 경우, 기판(21)의 마이크로폰 칩(7), LSI 칩(17) 및 전기 배선이 총체적으로 사운드 검출 유닛을 형성한다. 마이크로폰 칩(7)이 플립 칩 구조에 패키지될 때, 리세스(또는 후방 공동(back cavity))는 기판(21)의 실장 면(3b)으로부터 형성되고 리세스되며, 여기서 마이크로폰 칩(7)은 사운드 검출기(15)가 리세스와 마주보게 배치되도록 실장 면(3b)에 실장된다.

전술한 구조는, 실장 면(3b) 위에 있는 기판(21)의 링 형상 측벽(27)의 돌출 높이가 마이크로폰 칩(7)의 높이 및 제어 회로(9)의 높이보다 높을 것을 필요로 한다.

상기에서, 마이크로폰 칩(7)의 높이가 사운드 검출 유닛을 형성하는 다른 부품들의 높이 중 가장 높은 경우, 리세스(31) 또는 돌출부(33)를 커버(23)에서 제어 회로(9)와 마주보는 위치에서 형성하는 것이 바람직하다. 다르게는, 리세스된 실장 면(3d)에 마이크로폰 칩(7)을 실장하는 것이 바람직하다. 따라서, 공동 S의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다.

본 실시예 및 그 변형 모두는 하우징(3)의 사운드 홀(3a)이 커버(23)의 소정의 위치에 형성되도록 설계되어 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 사운드 홀(3a)은 기판(21)의 링 형상 측벽(27) 또는 바닥(25)의 소정의 위치에 형성될 수 있다.

2. 제2 실시예

다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치(101)를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 반도체 장치(101)에서, 마이크로폰 칩(또는 반도체 센서 칩)(105) 및 LSI 칩(107)은 박스 모양 형상을 갖는 기판(103)의 실장 면에 형성되고, 커버(109)는 기판(103)의 상측 단부(103a)에 부착되어, 이에 의해 마이크로폰 패키지를 형성한다.

마이크로폰 칩(105)은, 두께 방향으로 관통하는 내부 홀(111a)을 갖는 지지부(111), 및 지지부(111)의 내부 홀(111a)을 덮도록 배열되는 사운드 검출기(113)로 이루어진다. 사운드 검출기(113)는 사운드 압력과 같은 압력의 변동을 그 진동에 의해 검출한다. 사운드 검출기(113)는, 지지부(111)의 내부 홀(111a)을 커버하기 위한 직사각형 형상을 갖는 고정 전극(113a) 및 진동판(113b)으로 이루어지며, 여기서 진동판(113b)은 지지부(111)의 두께 방향에서 소정의 갭을 두고 고정 전극(113a)과 마주보게 배열되어, 그에 적용된 압력 진동에 의해 진동하게 된다.

LSI 칩(107)은 마이크로폰 칩(105)을 구동하고 제어하며, 이는 예컨대, 마이크로폰 칩(105)으로부터 출력되는 전기 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 전기 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환기, 및 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함한다.

기판(103)은 세라믹으로 이루어진 다층 배선 기판이며, 여기서 단면이 직사각형 형상인 리세스(115)가 상측 단부(103a)로부터 리세스된다. 세라믹으로 이루어진 다층 배선 기판과 같은 기판(103)을 형성하기 위하여, 소정의 패턴의 도전성 경로(기판(103)의 배선을 형성)를 갖는 복수의 세라믹 시트가 함께 적층된다. 리세스(115)는 링 형상 세라믹 시트를 적층함으로써 형성될 수 있다.

마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)은 다이 본드 재료(도시 안됨)를 통해 리세스(115)의 바닥(115a)(실장 면 형성)에 실장된다. 마이크로폰 칩(105)은 사운드 검출기(113)가 지지부(111)의 내부 홀(111a)을 통해 리세스(115)의 바닥(115a)과 마주보게 배치된다.

마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)은 모두 리세스(115)의 바닥(115a)에 실장되고, 제1 와이어(117)를 통해 전기적으로 함께 접속된다. LSI 칩(107)은, 제2 와이어(도시 안됨)를 통해, 리세스(115)의 바닥(115a)에 노출되는 기판(103)의 배선 부분(도시 안됨)에 전기적으로 접속된다. 기판(103)의 배선 부분은 기판(103)의 주위 부분을 향해 연장된다. 반도체 장치(101)가 회로 보드(도시 안됨)에 실장되면, 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)은 회로 보드에 전기적으로 접속된다.

LSI 칩(107), 및 제1 배선(117) 및 제2 배선의 연결 부분을 시일링하는 수지 시일(119)이 리세스(115)의 바닥(115a) 위에 형성된다. 즉, 수지 시일(119)은 부정적인 환경 요인으로부터 LSI 칩(107) 및 연결 부분을 보호한다.

평면에서 볼 때 커버(109)는 직사각형 형상으로 형성되고, 구리와 같은 도전성 재료로 이루어진다. 커버(109)는 기판(103)의 상측 단부(103a)에 견고하게 부착된다. 커버(109)는 기판(103)의 바닥(115a), 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107) 위에서 리세스(115)를 전체적으로 덮도록 배열되기 때문에, 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)을 포함한 공동 S를 기판(103)과 함께 형성한다. 사운드 홀(121)은 커버(109)의 소정의 위치에서 그 두께 방향을 관통하도록 형성되어, 공동 S와 외부 공간 사이의 소통을 구축한다.

커버(109)는, 공동 S를 외부 공간과 소통시키는 사운드 홀(121)을 갖는 하우징(104)을 형성하도록 기판(103)과 결합된다. 즉, 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)이 하우징(104)의 내부에 배열된다.

평면도(도 5 참조)에서 원 호 모양(circular-arc-like) 형상을 갖는 절개선(cut line)(123a)이 두께 방향으로 커버(109)를 관통하도록 형성되고, 절개선(123a)의 양단을 연결하는 선형 형상의 접는선(fold line)(123b)이 커버(109)에 형성된다. 평면도에서 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정되는 반원 영역은, 접는선(123b) 주위에서 커버(109)의 뒷면(109b)(하우징(104)의 내부 벽 형성)으로부터 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)을 향해 공동 S 내로 아래 방향으로 로 구부려진다. 따라서, 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정되는 반원 영역은 공동 S를 향해 아래 방향으로 돌출되어 돌출 부분(125)을 형성하도록, 접는선(123b) 주위로 접혀진다. 따라서, 사운드 홀(121)이 돌출 부분(125)에 의해 형성되고, 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정된다.

절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정되는 돌출 부분(125)은 수지 시일(119)로 시일링된 LSI 칩(107) 바로 위에 배치되며, 여기서 접는선(123b)은 절개선(123a)보다는 마이크로폰 칩(105)에 가까이 배치된다. 즉, 돌출 부분(125)은 사운드 홀(121)과 사운드 검출기(113) 사이에 배치된다.

돌출 부분(125)은, 그 말단이 사운드 검출기(113)로부터 이격되어 평면에서 볼 때 외부 공간에 노출되도록, 접는선(123b) 주위에서 구부려진다(사운드 홀(121)의 주위 형성). 따라서, 압력 변동, 태양광, 먼지 및 액적과 같은 환경 요인이 사운드 홀(121)을 통해 공동 S로 들어가는 경우에도, 이 환경 요인은 도 2에 도시된 "a" 방향을 따라 사운드 검출기(113)로부터 벗어나게 조절된다. 즉, 돌출 부분(125)은 환경 요인이 사운드 홀(121)을 통해 사운드 검출기(113)로 지향되는 것을 방지하기 위한 구조를 형성한다. 공동 S로 들어가는 압력 변동은, 사운드 검출기(113)에 압력 변동이 도달하여 이를 검출할 수 있도록 반사 및 회절된다.

다음, 반도체 장치(101)의 제조 방법이 상세히 기재된다.

칩 실장 단계에서, 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107)은 미리 준비되어 있는 기판(103)의 리세스(115)의 바닥(115a)에 고정된다. 배선 단계에서, 마이크로폰 칩(105)과 LSI 칩(107) 사이를 접속하는 와이어(117)를 형성하도록 와이어 본딩이 행해지고, 기판(103)의 배선 부분과 LSI 칩(107) 사이에 제2 배선(도시 안됨)이 형성된다. 배선 단계의 완료 후에 행해지는 시일링 단계에서, 수지 시일(119)이 LSI 칩(107)과 제1 와이어(117) 및 제2 와이어 사이의 연결 부분을 전체적으로 덮도록 형성된다.

칩 실장 단계, 배선 단계 및 시일링 단계의 전 또는 후(또는 이와 동시)에, 커버(109)를 형성하기 위하여 커버 형성 단계가 행해진다.

커버 형성 단계에서, 커버(109)를 두께 방향으로 관통하는 절개선(123a)(평면에서 볼 때 반원 형상을 가짐)을 형성하도록 컷아웃(cutout) 형성 단계가 우선 행해진다. 다음, 커버(109)의 탄성 변형에 의해 접는선(123b)(절개선(123a)의 양단을 연결)을 형성하도록 탄성 변형 단계가 행해진다. 탄성 변형 때문에, 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정된 반원 영역은 커버(109)의 뒷면(109a)으로부터 아래 방향으로 돌출되도록 형성되어, 돌출 부분(125)을 형성한다. 여기서, 사운드 홀(121)의 주위는 돌출 부분(125)을 형성하는 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정된다. 구체적으로, 탄성 변형의 예로서, 프레스 작업(press working)을 들 수 있다.

칩 실장 단계, 배선 단계, 시일링 단계 및 커버 형성 단계의 완료 후에, 기판(103)의 상측 단부(103a)에 커버(109)를 고정하기 위하여 커버 고정 단계가 행해진다. 따라서, 기판(103) 및 커버(109)에 의해 공동 S가 형성되는 반도체 장치(101)의 제조를 완료할 수 있다. 커버 고정 단계에서, 커버(109)는, 커버(109)의 뒷면(109a)이 리세스(115)의 바닥(115a)과 마주보게 배치되고, 돌출 부분(125)이 사운드 홀(121)과 사운드 검출기(113) 사이에 배치되도록 기판(103)에 고정된다.

반도체 장치(101)에 돌출 부분(125)을 형성하는 것 때문에, 공동 S로 들어가는 압력 변동이 사운드 검출기(113)로 지향되는 것을 방해할 수 있으며, 여기서 압 력 변동은, 사운드 검출기(113)에 도달하도록 하우징(114)의 내부 벽 및 돌출 부분(125)에서 반사 및 회절을 겪는다. 예기치못하게 과도한 압력 변동이 공동 S로 들어가는 경우에도, 반사 및 회절에 의해 압력 변동을 댐핑시키는 것이 가능하기 때문에, 압력 변동 때문에 과도한 스트레스가 사운드 검출기(113)에 적용되는 것을 방지할 수 있다.

태양광, 먼지 및 액적과 같은 환경 요인이 사운드 홀(121)을 통해 공동 S로 들어가는 경우에도, 돌출 부분(125)에 의해 환경 요인이 사운드 검출기(113)에 직접 도달하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 사운드 검출기(113)에 예기치못하게 부착되는 먼지, 액적 및 광과 관계없이 마이크로폰 칩(105)의 특성의 원치않는 변동을 신뢰가능하게 피할 수 있다.

반도체 장치(101) 및 그 제조 방법에 의하면, 돌출 부분(125)이 커버(109)와 일체적으로 형성되기 때문에, 하우징(104)을 형성하는 부품들의 수를 감소시킴으로써 반도체 장치(101)의 제조 비용을 경감시킬 수 있다.

사운드 홀(121) 및 돌출 부분(125)은 모두 커버(109)의 소정의 부분을 구부림으로써 동시에 형성될 수 있기 때문에, 반도체 장치(101)에 대한 제조 효율성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서, 사운드 홀(121) 및 돌출 부분(125)은 커버(109)에 형성되는 절개선(123a) 및 접는선(123b)에 의해 규정되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서는, 접는선(123b)이 절개선(123a)보다는 마이크로폰 칩(105)에 가까이 형성되면 되므로, 절개선(123a) 및 접는선(123b)을 원하는 형상으로 형성할 수 있다.

다음, 반도체 장치(101)의 변형이 도 7 내지 도 15를 참조하여 기재된다.

도 7 내지 도 9는, 사운드 홀(131) 및 돌출 부분(133)을 갖는 반도체 장치(101)의 제1 변형을 도시하며, 이 사운드 홀(131) 및 돌출 부분(133)은 절개선(132a)(평면에서 볼 때 선 형상을 가짐) 및 3개의 접는선(132b 내지 132d)(평면에서 볼 때 각각 선 형상을 가짐)에 의해 규정된다. 여기서, 사운드 홀(131) 및 돌출 부분(133)은 반드시 절개선(133a) 및 3개의 접는선(132b 내지 132d)에 의해 규정될 필요는 없으며, 예컨대 접는선(132b 내지 132d)이 하나의 접는선으로 감소될 수 있다.

본 실시예와 마찬가지로, 절개선(132a) 및 접는선(132b 내지 132d)에 의해 규정된 사다리꼴(trapezoidal) 영역은, 커버(109)의 뒷면(109a)으로부터 아래 방향으로 돌출되도록 탄성 변형되어, 돌출 부분(133)을 형성한다. 사운드 홀(131)의 주위는 절개선(132a) 및 접는선(132b 내지 132d)에 의해 규정된 돌출 부분(133)에 의해 규정된다.

도 7은, 사운드 홀(131) 및 돌출 부분(133)이 각각 사다리꼴 형상으로 형성되는 커버(109)의 평면도이다. 도 8은, 돌출 부분(133)의 말단이 사운드 검출기(113)로부터 경사져서 벗어나는 커버(109)의 단면도이다. 도 9는, 단면이 반원 형상을 갖는 돌출 부분(133)의 단면도이다. 즉, 돌출 부분(133)은, 절개선(132a) 및 접는선(132b 내지 132d)에 의해 규정된 사다리꼴 영역을 커버(109)의 표면(109b)으로부터 낮게 리세스함으로써 형성된다.

본 실시예에서, 돌출 부분(125)의 말단은 사운드 검출기(113)로부터 경사져 서 벗어나기 때문에, 외부 공간에 노출되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예는 돌출 부분(125)이 사운드 홀(121)과 사운드 검출기(131) 사이에 배치될 것을 필요로 한다.

도 10은, 돌출 부분(125)이, 경사져 있는 중간 부분(intermediate portion)(125a)에서 수평 방향으로 구부려지는 반도체 장치(101)의 제2 변형을 도시한다. 다르게는, 돌출 부분(125)은 커버(109)의 뒷면(109a)으로부터 수직으로 돌출된다.

도 11은, 돌출 부분(137)이 커버(109)의 뒷면(109a)에 배치된 독립 부재로 이루어지는 반도체 장치(101)의 제3 변형을 도시한다. 이 경우, 돌출 부분(137)과 독립적으로 커버(109)에 사운드 홀(139)을 형성할 필요가 있다.

환경 요인 중 적어도 일부가 외부 공간으로 배출되도록, 사운드 홀(121) 및 돌출 부분(125)에 더하여 개구(141, 142 및 143)(도 12, 13 및 14 참조)가 각각 형성되는 방식으로 본 실시예를 더욱 변경하는 것이 가능하며, 여기서 돌출 부분(125)은 압력 변동 및 환경 요인 중 적어도 일부를 개구(141, 142 및 143) 각각을 향하여 지향시키도록 형성된다.

도 12는 셀룰러 폰과 같은 전자 장치의 하우징(150)에 설치된 제4 변형의 반도체 장치(120)를 도시하는 단면도로서, 여기서 개구(141)는, 돌출 부분(125)에 의해 그 전달 방향이 조절된 압력 변형 및 환경 요인을 직접 받기 위하여, 하우징(104)을 형성하는 기판(103)의 리세스(115)의 측벽의 소정의 위치에 형성된다. 도 13은 전자 장치의 하우징(150)에 설치된 제5 변형의 반도체 장치(130)를 도시하 는 단면도로서, 여기서 개구(142)는, 돌출 부분(125)에 의해 그 전달 방향이 조절된 압력 변형 및 환경 요인을 직접 받기 위하여, 하우징(104)을 형성하는 기판(103)의 리세스(115)의 측벽의 소정의 위치에 형성된다. 도 14는, 전자 장치의 하우징(150)에 설치된 반도체 장치(140)를 도시하는 단면도로서, 여기서 개구(143)는, 돌출 부분(125)에 의해 그 전달 방향이 조절된 압력 변동 및 환경 요인을 직접 받기 위하여 커버(109)의 소정의 위치에 형성되며, 또한 압력 변동 및 환경 요인의 전달 방향의 전방에 배치된다. 도 14에서, 리세스(119a)는 처음에 사운드 홀(121)에 도입되고 돌출 부분(125)에 의해 개구(143)를 향하여 방향이 조절된 압력 변동 및 환경 요인의 흐름을 지향시키기 위하여 수지 시일(119)의 맨 위 부분에 형성된다.

전술한 변형들은, 사운드 홀(21)을 통해 공동 S로 들어가는 과도한 압력 변동 및 환경 요인 중 일부가 돌출 부분(125) 및 리세스(119a)(수지 시일(19)의 위쪽 부분에 형성됨)에 의해 개구(141 내지 143)를 향해 가이드되고, 개구(141 내지 143)로부터 하우징(104)의 외부 공간을 향해 배출되도록 설계되었다. 따라서, 과도한 압력이 사운드 검출기(113)에 적용되는 것을 신뢰가능하게 피할 수 있고, 마이크로폰 칩(105)의 특성의 원치않는 변동을 양호하게 피할 수 있다.

도 13의 반도체 장치(130)에서, 개구(142)는 공동 S를 외부 공간과 소통시키기 위하여 기판(103)의 측벽을 비스듬하게 관통한다. 따라서, 돌출 부분(125)의 경사 방향(개구(142)의 비스듬하게 기울어진 방향과 실질적으로 일치함)을 따라 들어오는 압력 변동 및 환경 요인을 개구(142)를 통해 외부 공간을 향하여 효율적 으로 배출시킬 수 있다.

전술한 반도체 장치(120, 130 및 140)는 각각 셀룰러 폰과 같은 전자 장치의 하우징(150)에 설치된다. 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 커버(109)의 사운드 홀(121)은 외부 공간에서 발생하는 사운드를 전자 장치로 도입하는 하우징(15)의 사운드 인렛(inlet) 홀(151)과 바로 마주보고, 사운드 홀(121)과 사운드 인렛 홀(151) 사이의 갭은 하우징(150)의 내부 공간으로부터 격리되어 있다. 사운드 홀(121)과 사운드 인렛 홀(150) 사이의 격리를 실현하는 여러 수단을 사용할 수 있다. 도 12 및 도 14에 도시된 반도체 장치(120 및 140)에서, 하우징(150)의 내부 면(150a)으로부터 안쪽 방향으로 돌출되는 링 형상 돌출부(152)는 사운드 홀(121)의 주위에 대응하는 소정의 위치에서 커버(109)의 표면(109b)에 직접 부착된다. 도 13에 도시된 반도체 장치(130)에서, 개스킷(gasket)과 같은 독립된 부분인 사운드 누설 방지(anti-sound leak) 부재(155)가 사운드 홀(121)의 주위에 대응하는 소정의 위치를 따라 하우징(150)의 링 형상 돌출부(152)와 커버(109) 사이에 삽입된다.

반도체 장치(120, 130 및 140)가 각각 전자 장치의 하우징(150)에 설치되어 있을 때, 공동 S는 개구(141, 142 및 143)를 통해 하우징(150)의 내부 공간과 소통한다. 이에 의해, (하우징(150)의 외부 공간에서 발생되는) 압력 변동 및 환경 요인이 예기치못하게 개구(141, 142 및 143)를 통해 공동 S로 들어가는 것을 용이하게 방지할 수 있다.

사운드 홀(121)을 통해 공동 S로 들어가는 압력 변동 및 환경 요인을 배출하 기 위하여, 개구(141, 142 및 143) 이외에도 여러 수단을 사용할 수 있다. 도 15는 제2 실시예의 제7 변형에 따른 반도체 장치(160)의 구성을 도시한다. 공동 S와 외부 공간 사이를 소통하는 쓰루홀(161)이 기판(103)의 측벽의 소정의 위치에 형성된다. 또한, 사운드 홀(162)(상술한 사운드 홀(121) 대신에 커버(109)의 소정의 위치에 형성됨)에 쓰루홀(161)을 상호접속시키기 위하여, 파이프(163)가 공동 S의 내부에 배열된다. 파이프(163)의 내부 공간을 공동 S와 소통시키기 위하여, 복수의 작은 홀(164)이 파이프(163)의 주위 벽의 소정의 위치에 형성된다.

반도체 장치(160)에서, 사운드 홀(162)을 통해 파이프(163)로 들어가는 압력 변동 중 일부는 작은 홀(164)을 통해 강제로 공동 S로 들어가고, 나머지 압력 변동은 파이프(163)를 통해 전달되어 사운드 홀(161)을 통해 하우징(104)의 외부 공간을 향해 배출된다. 즉, 사운드 검출기(113)에 도달하도록 공동 S로 들어가는 유효한 압력 변동은 파이프(163)의 작은 홀(164)에 의해 회절 및 댐핑을 거치게 된다. 이에 의해, 과도한 압력 변동이 공동 S로 직접 들어가는 것을 효율적으로 방직할 수 있다. 따라서, 과도한 압력 변동 때문에 사운드 검출기(113)에 과도한 스트레스가 적용되는 것을 피할 수 있다. 요컨대, 파이프(163)는 반도체 장치(160)에서 공동 S로 들어가는 압력 변동의 방향을 조절한다.

사운드 홀(162)에 도달할 수 있는 태양광, 먼지 및 액적과 같은 다른 환경 요인은 파이프(163)의 작은 홀(164)을 통해 사운드 검출기(113)에 도달하도록 공동 S로 직접 들어갈 수 없다. 따라서, 예기치못하게 마이크로폰 칩(105)으로 입사되는 광 때문에, 및/또는 사운드 검출기(113)에 예기치못하게 부착되는 먼지 및 액적 때문에 마이크로폰 칩(105)의 특성이 원치않게 변동되는 것을 피할 수 있다.

도 12, 도 13 및 도 14에 도시된 반도체 장치(120, 130 및 140)와 마찬가지로, 도 15의 반도체 장치(160)는 전자 장치의 하우징(150)에 설치될 수 있으며, (하우징(150)의 외부 공간에서 발생되는) 압력 변동 및 환경 요인이 예기치못하게 사운드 홀(161) 및 파이프(163)의 작은 홀(164)을 통해 공동 S로 들어가는 것을 용이하게 방지할 수 있다.

3. 제3 실시예

다음, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치(170)가 도 16 및 도 17을 참조하여 설명되며, 여기서 제2 실시예의 상술한 반도체 장치(101)와 동일한 부분들은 동일한 참조 부호에 의해 명시되기 때문에, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 사운드 홀(171)은 공동 S를 반도체 장치(170)의 외부 공간과 소통시키도록 커버(109)의 소정의 위치에 형성된다. 사운드 홀(171)은, 커버(109)의 표면(109a)으로부터 뒷면(109b)으로 카빙(carved)된 제1 리세스(171a), 및 커버(109)의 뒷면(109b)으로부터 표면(109a)으로 카빙된 제2 리세스(171b)로 이루어진다. 이 리세스(171a 및 171b)는 수지 시일(119)로 시일된 LSI 칩(107) 바로 위에 배치된다. 제1 리세스(171a) 및 제2 리세스(171b)는 평면에서 볼 때는 서로로부터 어긋나긴 하지만 부분적으로 커버(109)의 두께 방향으로 서로 중첩된다. 구체적으로, 제1 리세스(171a)는 제2 리세스(171b)보다는 마이크 로폰 칩(105)에 가까이 배치된다.

즉, 사운드 홀(171)은 하우징(104)의 외부 공간으로부터 공동 S 방향으로 마이크로폰 칩(105)으로부터 점차 멀어질 압력 변동 및 환경 요인을 도입한다.

상기에서, 사운드 홀(171)을 통해 공동 S로 들어가는 압력 변동 및 환경 요인은, 제1 리세스(171a) 및 제2 리세스(171b)로 이루어지는 사운드 홀(171)을 통해 사운드 검출기(113)로부터 멀어지도록 그 전달 방향(도 17의 화살표 "a" 참조)이 조절된다. 즉, 사운드 홀(171)은 공동 S로 들어가는 압력 변동 및 환경 요인의 방향을 사운드 검출기(113)를 향하여 직접 전달되지 않도록 조절한다.

제3 실시예의 반도체 장치(170)에서, 리세스(171a 및 171b)의 깊이 각각은 커버(109)의 두께의 대략 절반으로 설정될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예는, 리세스(171a 및 171b)의 깊이 각각은 커버(109)의 두께보다 작고, 리세스(171a 및 171b)의 깊이의 총합은 커버(109)의 두께와 거의 일치할 것을 필요로 한다. 또한, 리세스(171a 및 171b) 사이에서 커버(109)의 두께 방향으로 서로를 수직으로 중첩시키는 수직 중첩 영역을 적절하게 조절할 수 있다.

제3 실시예의 반도체 장치(170)는 커버 형성 단계를 제외하고는 제2 실시예의 반도체 장치(101)에 적용된 전술한 제조 단계에 의해 생성될 수 있다. 제3 실시예에서, 커버 형성 단계는, 제1 리세스(171a) 및 제2 리세스(171b)가 커버(109)의 표면(109b) 및 뒷면(109a)에서의 하프 에칭(half etching)을 거치는 카빙 단계를 포함할 수 있다.

커버 형성 단계에서, 커버(109)는 커버(109)의 뒷면(109a)이 리세스(115)의 바닥(115a)과 마주보게 배치되도록 기판(103)의 상측 단부(103a)에 부착되고, 제1 리세스(171a)는 제2 리세스(171b)보다는 마이크로폰 칩(105)에 가까이 배치된다.

제2 실시예의 반도체 장치(101)와 마찬가지로, 제3 실시예의 반도체 장치(170)는, 사운드 홀(171)을 통해 공동 S로 들어갈 수 있는 압력 변동 및 환경 요인이 사운드 검출기(113)을 향해 직접 지향되지 않도록 설계되므로, 사운드 검출기(113)가 과도한 압력 변동 및 원치않는 환경 요인에 노출되는 것을 용이하게 막을 수 있다.

제3 실시예는, 사운드 홀(171)이, 각각 자신의 바닥을 갖는 리세스(171a 및 171b)로 이루어지도록 설계되지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 제3 실시예는, 커버(109)의 사운드 홀이 외부 공간으로부터 공동 S로 점차 벗어나는 방향으로 커버(109)를 비스듬하게 관통하도록 형성될 것을 필요로 한다. 제3 실시예의 제1 변형은 도 18 및 도 19를 참조하여 설명되며, 여기서 사운드 홀(173)은 커버(109)를 그 두께 방향으로 비스듬하게 관통하도록 형성된다.

상기에서, 사운드 홀(173)은 커버(109)의 두께 방향에 대해 직경이 감소되거나 경사각이 증가될 수 있다. 이에 의해, 도 18에 도시된 바와 같이, 커버(109)의 표면(109b)에 형성되는 사운드 홀(173)의 제1 개구(173a)가, 커버(109)의 뒷면(109a)에 형성되는 제2 개구(173b)와 수직으로 중첩되는 것을 방지할 수 있다.

제3 실시예의 제2 변형은 도 20 및 도 21을 참조하여 설명된다. 표면(109b)으로부터 리세스되지만, 뒷면(109a)으로부터 공동 S로 안쪽 방향으로 돌출되는 리세스(175)가 커버(109)의 소정의 위치에 형성된다. 리세스(175)는 측벽 및 바닥으 로 이루어지며, 여기서 사운드 홀(177)은, 사운드 검출기(113)를 향햐지 않는 측벽의 소정의 위치에 형성된다.

도 20 및 도 21의 반도체 장치에서, 리세스(175)의 측벽에 형성되는 사운드 홀(177)은, 공동 S로 들어갈 수 있는 압력 변동 및 환경 요인의 방향이 사운드 검출기(113)로 지향되지 않도록 조절한다. 따라서, 제2 실시예와 같은 전술한 효과를 나타낼 수 있다.

4. 제4 실시예

다음, 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치(180)가 도 22 내지 도 24를 참조하여 설명되며, 여기서 반도체 장치(101)와 동일한 부분들은 동일한 참조 부호로 명시하였기 때문에, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 평면에서 볼 때 U자 형상을 갖는 절개선(181)이 반도체 장치(180)의 커버(109)를 관통하여 형성된다. 절개선(181)에 의해 둘러싸인 거의 직사각형인 영역은 커버(109)에 진동 소자(183)를 형성한다. 진동 소자(183)는 커버(109)와 연결된 그 선형 부분을 제외하고는 커버(109)의 두께 방향으로 진동할 수 있다. 고무와 같이 탄성적으로 변형할 수 있는 재료로 이루어지는 탄성막(185)은, 절개선(181)을 포함한 커버(109)의 소정의 영역을 덮기 위하여 커버(109)의 뒷면(109a)에 부착된다. 즉, 반도체 장치(180)의 공동 S가 탄성막(185)에 의해 하우징(104)의 외부 공간으로부터 밀폐 방식으로 시일링된다.

도 23에서, 커버(109)의 절개선(181)은 수지 시일(119)로 시일링된 LSI 칩(107) 바로 위에 배치되지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에서는, 진동 소자(183)가 공동 S를 향하도록 배치되면 되기 때문에, 진동 소자(183)는 마이크로폰 칩(105)과 마주보는 커버(109)의 다른 위치에 형성될 수 있다.

반도체 장치(180)는 커버 형성 단계를 제외하고는 반도체 장치(101)에 적용되는 전술한 제조 단계에 의해 생성될 수 있다. 즉, 커버 형성 단계는, 평면에서 볼 때 U자 형상을 갖는 절개선(181)이 커버(109)를 그 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 커팅 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 절개선(181)을 거의 덮는 탄성막(185)을 커버(109)의 뒷면(109a)에 부착하도록 탄성막 부착 단계가 행해진다.

(하우징(104)의 외부 공간에서 발생하는) 압력 변동이 반도체 장치(180)의 커버(109)의 진동 소자(183)에 도달하면, 도 24에 도시된 바와 같이, 탄성막(185)이 압력 변동에 의한 진동 소자(183)의 진동에 응답하여 탄성적으로 변형된다. 따라서, 압력 변동이 마이크로폰 칩(105)의 사운드 검출기(113)에 도달하도록, 진동 소자(183)의 진동에 의해 공동 S로 간접적으로 전달될 수 있다. 즉, 하우징(104)의 외부 공간에서 발생되는 압력 변동에 응답하여 진동 소자(183) 및 탄성막(185)이 함께 진동하기 때문에, 이 진동 소자(183) 및 탄성막(185)은 압력 변동을 공동 S로 전달시키기 위한 진동기를 형성한다.

반도체 장치(180)에서, 공동 S와 하우징(104)의 외부 공간 사이를 소통하는 사운드 홀을 형성하지 않고도, 압력 변동을 사운드 검출기(113)에 도달시킬 수 있다. 이에 의해, 환경 요인이 사운드 검출기(113)에 도달하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 액적, 먼지 및 광과 같은 환경 요인이 사운드 검출기(113)에 도달하는 것 을 신뢰가능하게 방지할 수 있어, 마이크로폰 칩(105)의 원치않는 특성 변동을 피할 수 있다.

과도한 압력 변동이 하우징(104)의 외부에 도달하면, 전술한 진동기가 압력 변동을 댐핑하기 때문에, 압력 변동 때문에 과도한 스트레스가 사운드 검출기(113)에 적용되는 것을 방지할 수 있다. 댐핑 비율은 진동 소자(183) 및 탄성막(185)의 탄성을 적절하게 조절하는 것에 의해 조절될 수 있다.

상술한 바와 같이, 반도체 장치(180)는 사운드 검출기(113)가 과도한 압력 변동 및 환경 요인에 노출되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.

반도체 장치(180)에서, 절개선(181)을 덮는 탄성막(185)은 하우징(104)의 외부 공간으로부터 공동 S를 밀폐 방식으로 시일링하도록 커버(109)의 뒷면(109a)에 부착되지만, 이제 제한되지 않는다. 즉, 탄성막(185)은 커버(109)의 표면(109b)에 부착될 수 있다.

본 실시예에서, 절개선(181)은 평면에서 볼 때 U자 형상으로 형성되어 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예는, 진동 소자(183)가 커버(109)의 두께 방향으로 그 진동을 보장하는 소정의 형상으로 형성될 것을 필요로 한다.

진동 소자(183)의 두께는 커버(109)의 다른 부분과 동일할 필요는 없다. 예컨대, 도 25에 도시된 바와 같이, 진동 소자(183)의 두께는 커버(109)의 다른 부분에 비해 좀더 감소될 수 있다. 이 경우, 진동 소자(183)의 강성률(rigidity)은 감소시키는 반면, 커버(109)의 다른 부분에 대해서는 만족할만한 강성률을 유지할 수 있다. 이에 의해, 적은 양의 압력 변동에 응답하는 마이크로폰 칩(105)의 감 도(sensitivity)를 향상시킨다.

진동 소자(183)의 두께를 감소시키기 위하여 하프 에칭을 사용할 수 있으며, 여기서 하프 에칭은 커버(109)의 뒷면(109a) 또는 표면(109b)에 행해질 수 있다. 하프 에칭은, 탄성막(185)을 부착하기 위한 면과 반대인 커버(109)의 소정의 면에 행해지는 것이 바람직하다. 탄성막(185)이 커버(109)의 뒷면(109a)에 부착될 때는, 커버(109)의 표면(109b)에 하프 에칭이 행해진다.

전술한 진동기는 진동 소자(183) 및 탄성막(185)으로 이루어지지만, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예는, 압력 변동에 응답하여 진동할 수 있고 압력 변동을 공동 S로 전달시키는 임의의 유형의 진동기가 하우징(104)에 형성될 것을 필요로 한다.

즉, 본 실시예는, 도 26에 도시된 바와 같이, 커버(109)의 두께 방향을 관통하는 개구(187)가 공동 S를 하우징(104)의 외부 공간과 소통시키도록 형성되고, 커버(109)의 뒷면(109a) 또는 표면(109b)에 부착되는 탄성막(189)(탄성막(185)과 유사함)으로 덮히도록 변경될 수 있다. 여기서, 탄성막(189)은 압력 변동에 응답하여 진동하여, 이에 의해 그 압력 변동이 공동 S로 전달된다. 이러한 관계에서, 탄성막(189)은 압력 변동을 공동 S로 전달시키는 전술한 진동기를 형성한다.

제2 내지 제4 실시예 및 변형 모두는, 압력 변동이 단일의 사운드 홀 등을 통해 공동 S로 도입되도록 설계되었지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 공동 S로 들어가는 압력 변동 및 환경 요인의 방향을 조절하기 위한 2 이상의 방향 조절기와 상호접속되는 복수의 사운드 홀을 하우징(104)에 형성하는 것이 가능하다. 이 경 우, 예컨대, 방향 조절기로서 기능하는 복수의 돌출 부분(125) 및 파이프(163)를 하우징(104)에 형성하는 것이 가능하다.

전술한 구조를 갖는 하우징(104)에서는, 과도한 압력 변동 및 원치않는 환경 요인에 의해 영향받지 않으면서, 압력 변동을 적절하게 사운드 검출기(113)에 도달시킬 수 있다.

제2 내지 제4 실시예 및 변형 모두는 각각, 하우징(104)이, 리세스(115)를 갖는 기판(103) 및 판 모양 커버(109)로 이루어지도록 설계되었지만, 이에 제한되지 않는다. 이들은, 하우징(104)이 공동 S를 포함하고, 방향 조절기로서 기능하는 돌출 부분(125) 및 사운드 홀(171, 173 및 175), 및 진동기로서 기능하는 진동 소자(183) 및 탄성막(185 및 189) 중 어느 하나가 설치되어 있을 것을 필요로 한다. 즉, 하우징(104)은 예컨대, 판 모양 형상을 갖는 기판(103)(리세스(115)가 없음) 및 박스 모양 형상을 갖는 커버(109)(리세스 포함)로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(103)에는 방향 조절기로서 기능하는 돌출 부분(125) 및 사운드 홀(171, 173 및 175), 및 진동기로서 기능하는 진동 소자(183) 및 탄성막(185 및 189) 중 적어도 어느 하나가 설치될 수 있다.

커버 형성 단계에서, 커버(109)는 기판(103)에 실장되고, 마이크로폰 칩(105) 및 LSI 칩(107) 위에 배치되지만, 이에 제한되지 않는다. 전술한 실시예 및 변형은, 마이크로폰 칩(105)을 포함한 공동 S를 형성하도록 기판(103)의 실장면 위에 커버(109)가 배열될 것을 필요로 한다.

마이크로폰 칩(105)을 실장하기 위한 기판(103)은 세라믹으로 이루어진 다층 배선 기판으로 제한될 필요가 없다. 예컨대, 리드 프레임(lead frame)을 수지 몰드로 시일링하는 것에 의해 형성될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 제1 내지 제4 실시예 및 변형에 한정될 필요가 없고, 첨부되는 청구범위에서 규정되는 본 발명의 범주 내에서 더욱 변경될 수 있다.

도 1은 하우징의 내부에 마이크로폰 칩 및 제어 회로를 포함하는 마이크로폰 패키지의 구성을 도시하는 단면도.

도 2는 마이크로폰 패키지의 제1 변형을 도시하는 단면도.

도 3은 마이크로폰 패키지의 제2 변형을 도시하는 단면도.

도 4는 마이크로폰 패키지의 제3 변형을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 하우징에 포함되는 마이크로폰 칩 및 LSI 칩의 레이아웃을 도시하는 평면도.

도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 자른 단면도로서, 도 5에 도시된 반도체 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 7은 제2 실시예의 제1 변형에 따른 반도체 장치의 하우징에 포함되는 마이크로폰 칩 및 LSI 칩의 레이아웃을 도시하는 평면도.

도 8은 도 7의 B-B 선을 따라 자른 단면도로서, 도 7에 도시된 반도체 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 9는 도 7의 C-C 선을 따라 자른 단면도로서, 도 7 및 도 8에 도시된 반도체 장치의 커버에 형성된 사운드 홀 및 돌출 부분을 도시하는 도면.

도 10은 제2 실시예의 제2 변형에 따른 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 11은 제2 실시예의 제3 변형에 따른 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 12는 제2 실시예의 제4 변형에 따라 셀룰러 폰과 같은 전자 장치에 설치된 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 13은 제2 실시예의 제5 변형에 따라 전자 장치에 설치에 설치된 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 14는 제2 실시예의 제6 변형에 따라 전자 장치에 설치된 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 15는 제2 실시예의 제7 변형에 따라 반도체 장치의 구성을 도시하는 단면도.

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치의 구성을 도시하는 평면도.

도 17은 도 16에 도시된 D-D 선을 따라 자른 단면도로서, 제3 실시예의 반도체의 반도체 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 18은 제3 실시예의 제1 변형에 따른 반도체 장치를 도시하는 평면도.

도 19는 도 18의 E-E 선을 따라 자른 단면도로서, 도 18의 반도체 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 20은 제3 실시예의 제2 변형에 따른 반도체 장치의 구성을 도시하는 평면도.

도 21은 도 20의 F-F 선을 따라 자른 단면도로서, 도 20의 반도체 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따라, 커버에 형성되고 탄성막으로 덮힌 진 동 소자를 갖는 반도체 장치의 구성을 도시하는 평면도.

도 23은 전자 장치의 하우징에 설치된 도 22의 반도체 장치를 도시하는 단면도.

도 24는 커버의 진동 소자가 압력 변동에 응답하여 진동하는 것을 도시하는 단면도.

도 25는 커버의 진동 소자의 두께가 감소하는 반도체 장치의 변형을 도시하는 단면도.

도 26은 커버의 사운드 홀이 탄성막으로 간단하게 덮힌 반도체 장치의 다른 변형을 도시하는 단면도.

Claims (17)

1. 마이크로폰 패키지로서,

   사운드를 검출하기 위한 마이크로폰 칩 및 상기 마이크로폰 칩을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 사운드 검출 유닛;

   상기 마이크로폰 칩 및 상기 제어 회로를 실장하기 위한 실장 면(mount surface), 및 상기 사운드 검출 유닛을 둘러싸도록 상기 실장 면으로부터 위쪽 방향으로 돌출되는(project) 링 형상 측벽(ring-shaped side wall)을 갖는 기판; 및

   상기 기판의 실장 면 및 링 형상 측벽과 함께 빈 공동(hollow cavity)을 형성하도록 상기 기판 위에 배열되는 커버

   를 포함하며,

   상기 공동과 외부 공간 사이의 소통(communication)을 구축하는 사운드 홀이 상기 기판 또는 상기 커버의 소정의(prescribed) 위치에 형성되고,

   리세스(recess) 또는 돌출부(projection)가 상기 커버의 내부에 형성되는 마이크로폰 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리세스 또는 상기 돌출부는 상기 커버와 일체적으로(integrally) 형성되는 마이크로폰 패키지.
3. 제2항에 있어서,

   상기 리세스 또는 상기 돌출부는 상기 커버의 주위 부분(peripheral portion) 또는 중심 부분에 형성되는 마이크로폰 패키지.
4. 제2항에 있어서,

   상기 리세스 또는 상기 돌출부는 상기 링 형상 측벽의 내부 면(interior surface)에 견고하게 부착되는 링 형상으로 형성되는 마이크로폰 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 커버의 내부 면에 부착되는 사운드 흡수 재료로 이루어지는 마이크로폰 패키지.
6. 마이크로폰 패키지로서,

   사운드를 검출하기 위한 마이크로폰 칩 및 상기 마이크로폰 칩을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 사운드 검출 유닛;

   상기 마이크로폰 칩 및 상기 제어 회로를 실장하기 위한 실장 면, 및 상기 사운드 검출 유닛을 둘러싸도록 상기 실장 면으로부터 위쪽 방향으로 돌출되는 링 형상 측벽을 갖는 기판; 및

   상기 기판의 실장 면 및 링 형상 측벽과 함께 빈 공동을 형성하도록 상기 기판 위에 배열되는 커버

   를 포함하며,

   상기 실장 면은 상기 링 형상 측벽을 배치하기 위한 기준 실장 면(reference mount surface), 및 상기 기준 실장 면과 단차(step difference)를 형성하도록 상기 기준 실장 면보다 낮게 되어 있는 리세스된(recessed) 실장 면을 포함하고,

   상기 마이크로폰 칩 및 상기 제어 회로 중 높이가 더 낮은 것은 상기 기준 실장 면에 실장되고, 상기 마이크로폰 칩 및 상기 제어 회로 중 높이가 더 높은 것은 상기 리세스된 실장 면에 실장되는 마이크로폰 패키지.
7. 반도체 장치로서,

   외부 공간과 소통하는 사운드 홀 및 공동을 갖는 하우징;

   상기 공동의 내부에 배열되고, 적용된 압력 변동(pressure variation)들을 검출하기 위한 사운드 검출기를 포함하는 반도체 센서 칩; 및

   상기 사운드 홀을 통해 상기 공동으로 들어가는 압력 변동들 및 환경 요인들(environmental factors)이 상기 사운드 검출기로 지향되는 것을 막기 위한 방향 조절기(directional regulator)

   를 포함하는 반도체 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 방향 조절기는 상기 하우징의 안쪽 방향으로 돌출되는 돌출 부분을 포함하고, 상기 돌출 부분은 상기 사운드 홀과 상기 사운드 검출기 사이에 배치되는 반도체 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 압력 변동들 및 환경 요인들이 상기 외부 공간을 향하여 배출되도록 상기 하우징의 소정의 위치에 개구가 형성되고,

   상기 돌출 부분은 상기 압력 변동들 및 환경 요인들을 상기 하우징의 상기 개구를 향하여 가이드(guide)하도록 배치되는 반도체 장치.
10. 제8항에 있어서,

    절개선(cut line), 및 상기 절개선의 양단(opposite ends) 사이에 연결되는 접는선(fold line)이, 상기 절개선 및 상기 접는선에 의해 둘러싸인 소정의 영역이 상기 접는선 주위로 상기 하우징의 내부를 향해 아래 방향으로 구부려져서 상기 돌출 부분을 형성하도록, 상기 하우징의 커버를 관통(run through)하여 형성되고, 상기 사운드 홀의 주위(peripheral)는 상기 절개선 및 상기 접는선에 의해 규정되는 반도체 장치.
11. 제7항에 있어서,

    상기 방향 조절기는 상기 사운드 홀이 상기 반도체 센서 칩으로부터 점차 멀어지도록(distanced) 경사진(inclined) 반도체 장치.
12. 제7항에 있어서,

    상기 하우징의 안쪽 방향으로 리세스된 리세스가 상기 하우징에 형성되어, 상기 방향 조절기가, 상기 사운드 검출기와 직접적으로 마주보지 않는 상기 리세스의 소정의 위치에 배치되는 사운드 홀을 통하여 형성되는 반도체 장치.
13. 제7항에 있어서,

    상기 방향 조절기는 파이프를 사용하여 형성되며, 상기 파이프는 상기 공동의 내부에 배열되고, 상기 사운드 홀과, 상기 공동을 상기 외부 공간과 소통시키도록 상기 하우징의 소정의 위치에 형성되는 쓰루홀(through-hole) 사이를 연결하고,

    상기 공동과 소통하기 위하여 상기 파이프에는 복수의 작은 홀들이 형성되는 반도체 장치.
14. 반도체 장치로서,

    공동을 갖는 하우징;

    적용된 압력 변동들을 검출하도록 상기 공동의 내부에 배열되는 사운드 검출기를 갖는 반도체 센서 칩; 및

    상기 압력 변동들에 응답하여 진동하여 상기 압력 변동들을 상기 공동으로 전달하도록 상기 하우징의 소정의 위치에 형성되는 진동기(vibrator)

    를 포함하는 반도체 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 진동기는,

    소정의 위치에서 상기 하우징의 커버를 관통하는 절개선에 의해 둘러싸이는 진동 소자(vibrating element), 및

    상기 하우징의 표면 또는 뒷면(backside)에 부착되고 상기 진동 소자와 연결되게 배치되어, 상기 진동 소자의 진동에 의해 탄성적으로 변형(deform)되는 탄성막(elastic film)

    을 포함하는 반도체 장치.
16. 제14항에 있어서,

    상기 진동기는,

    상기 공동을 외부 공간과 소통시키는 개구(opening), 및

    상기 개구를 덮도록 상기 하우징의 표면 또는 뒷면에 부착되는 탄성 변형성(elastic deformability)을 갖는 탄성막

    을 포함하는 반도체 장치.
17. 압력 변동들을 검출하기 위한 사운드 검출기를 갖는 반도체 센서 칩이, 공동을 외부 공간과 소통시키는 사운드 홀을 갖는 하우징의 상기 공동의 내부에 배열되는 반도체 장치의 제조 방법으로서,

    기판의 실장 면에 상기 반도체 센서 칩을 실장하는 단계;

    상기 기판과 함께 상기 하우징에 공동을 형성하도록 상기 실장 면 위에 상기 반도체 센서 칩을 덮기 위한 커버를 배치하는 단계; 및

    상기 커버를 관통하는 사운드 홀의 주위에서 절개선 및 상기 절개선의 양단 사이를 연결하는 접는선을 형성하여 상기 절개선 및 상기 접는선에 의해 둘러싸인 소정의 영역을 규정하고, 그에 의해 상기 하우징의 공동의 안쪽 방향으로 돌출되는 탄성 변형성을 갖는 돌출 부분을 형성하는 단계

    를 포함하고,

    상기 돌출 부분은 상기 사운드 홀과 상기 사운드 검출기 사이에 배치되는 반도체 장치의 제조 방법.

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