TWI419832B - 微機電系統裝置及其之製造方法 - Google Patents

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Description

微機電系統裝置及其之製造方法 發明領域
本發明係關於微機電系統(MEMS)裝置及其之製造方法。
 發明背景
一般來說，微機電系統(MEMS)裝置係使用積體電路(IC)製程將例如感應器、致動器及電子元件等機械元件整合於一共同的矽基底上。例如，使用選擇性地將矽晶圓的一部份蝕刻掉或者添加新的結構層以形成機械及/或電子機械裝置的製程，而製造出微機械零件。
製造出MEMS裝置能允許包含微感應器及微致動器以及控制系統等晶片上裝置(on－chip device)能夠操作此微致動器，且可以從感應器接收資訊。然而，MEMS裝置需要封裝，以避免外界干擾微感應器與微致動器的功能。目前，由於需要組合個別步驟以製造出單一MEMS裝置之緣故，所以，現有的製造過程很沒有效率且相當昂貴。
 發明概要
因此，本發明係關於一種MEMS裝置及製造MEMS裝置的方法，其可以大致消除由於先前技術的限制與缺點所導致一個或一個以上的問題。
本發明之目的是要提供一種MEMS裝置，其可以使用個別的MEMS裝置零件而被有效地製造出來。
本發明之另一目的是要提供一種使用個別MEMS裝置零件而製造MEMS裝置的方法。
在以下的說明中，將說明本發明的其他特色與優點。而且，一部分的特色與優點從以下的說明中可一目了然，或者從本發明的實現過程中獲得領悟。藉由此書面說明、申請專利範圍及附圖所特別清楚地點出之結構，可以實現並獲得本發明的這些目的與其他優點。
為獲得本發明的這些與其他優點，並且根據本發明之用途，MEMS裝置包括：一晶片載體，其具有一個從晶片載體第一表面延伸至第二表面的聲音埠；一MEMS模，係被設置於晶片載體上，以便在晶片載體的第一表面覆蓋此聲音埠；以及一封蓋，係黏接於此晶片載體，且封裝此MEMS模。
在另一型態中，MEMS裝置的製造方法包括以下步驟：設置一封蓋載體模，其具有一矩陣結構形成的一多數個別封蓋；設置一晶片載體模，其具有一矩陣結構形成的多數個別晶片載體，每個個別晶片載體包括一個完全地形成通過個別晶片載體的厚度之聲音埠；將多數MEMS裝置安裝於此多數個別晶片載體上；將封蓋載體模黏接於晶片載體模上，以便藉由此多數個別封蓋之一，而封裝每個安裝好的MEMS裝置；以及，將已黏接好的封蓋載體模與晶片載體模分開，以產生多數個別的MEMS裝置。
要知道的是，上述的一般說明以及以下的詳細說明均為範例性與說明性質而已，僅打算提供本發明的進一步說明而已。
圖式簡單說明
附隨之圖式被包括於本發明以提供對本發明之進一步了解且被併入本發明成為說明書之一部份，圖式顯示本發明之實施例且與發明說明一起解釋本發明之原則。本發明之圖式為：第1圖是依據本發明範例性MEMS裝置的側視圖。
第2A圖是依據本發明一範例性封蓋載體模的頂視圖。
第2B圖是依據本發明第2A圖的範例性封蓋載體模之底視圖。
第2C圖是依據本發明沿著第2B圖的線A－A對此範例性載體模所作之剖面圖。
第3圖是依據本發明一範例性晶片載體模之平面圖。
 較佳實施例之詳細說明
以下，將詳細說明本發明的較佳實施例，其範例均顯示於圖示中。
第1圖是依據本發明範例性MEMS裝置的側視圖。在第1圖中，MEMS裝置100可以包括一MEMS模110，其被裝於一晶片載體120上，此晶片載體係被一封蓋130所封裝。此封蓋130可以由一模製單件式封蓋所形成且具有等向的導電性。因此，可以使用一黏接劑140沿著晶片載體120的外圍而將此封蓋130黏接到晶片載體120，以便從MEMS裝置100的外部密封此封蓋130的內部區域132。此黏接劑140可以包括一導電性材質，例如：膏、支撐薄膜或膠帶，以便在此導電性封蓋130與晶片載體120之間提供電氣互連。在第1圖中，封蓋130的內部區域132可以包括一惰性氣體，或者可以具有小於或大於MEMS裝置100的外部之壓力。此外，封蓋130可以包括導電性材質，以防止從MEMS模110傳送出任何電磁輻射，或者，可以防止任何電磁輻射干擾MEMS模110。例如，可以使用熱塑性或熱固性具合體材質，例如：環氧模製混合物、液晶聚合物，或聚醚醚酮(PEEK)，或者使用導電性材質，例如：金屬顆粒、碳纖維或填充劑等，而模製出此封蓋130。明確地說，導電熱塑性或導電熱固性聚合體材質可以具有一個夠高的熱變形溫度，以便在後續的習知無鉛表面安裝過程中存留下來。然而，也可以依照非無鉛表面安裝過程而使用較低的熱變形溫度。
在第1圖中，晶片載體120可以包括多數導電性表面，以促進MEMS裝置100到一基底上的表面安裝。例如，晶片載體120可以包括多數沿著晶片載體120的第一表面124所設置之平面柵格陣列(LGA)襯墊122，此外，晶片載體120可以包括多數沿著晶片載體120的第二表面128所設置之載體襯墊126。因此，模襯墊126可以使用在晶片載體120內的交錯導電與絕緣層(未顯示)，而被電氣式地連接到LGA襯墊122。雖然並未顯示，也可以沿著晶片載體120的其他表面而設置額外的載體襯墊，以提供額外的導電路徑至MEMS裝置100的外部。
MEMS模110可以包括多數沿著MEMS模110的第一表面114所設置之導電襯墊112。因此，MEMS模110可以透過MEMS模110的導電襯墊112而電氣式地連接到晶片載體120，而且透過導電金屬線116而連接到晶片載體120的模襯墊126。雖然並未明確地顯示，MEMS模110也可以包含設置於MEMS模110的其他表面上之額外模襯墊，以便對晶片載體120、其他MEMS模110，或其他MEMS裝置110提供額外的導電路徑。
另一方面，MEMS模110可以被形成具有覆晶(flip-chip)設計，如此一來，將不需要使用導電金屬線116。因此，MEMS模110的導電襯墊112可以由銲錫凸塊或球體所形成，這些凸塊或球體係正對著晶片載體120的第二表面128。然而，使用覆晶設計將會要求晶片載體120的第二表面128與MEMS模110的對應表面平齊，以便使MEMS模110與晶片載體120形成緊密的密封。
如第1圖所示，晶片載體120可以包括一聲音埠125，此聲音埠是從晶片載體120的第一表面124延伸到第二表面128。雖然此聲音埠125被顯示成包括一個正方形的路徑，但是也可以使用其他的幾何形狀。例如，此聲音埠125可以被形成為具有圓形及/或橢圓形的幾何形狀。而且，此聲音埠125可以具有在聲音技術領域中熟知的其他習知幾何形狀，此聲音埠125可用以防止碎片被傳送到MEMS模110上。
如第1圖所示，聲音埠125具有對應於MEMS模110的第一開口以及對應於晶片載體120的第一表面124之第二開口。因此，第一與第二開口彼此偏移。然而，雖然並未明確地顯示出來，可以根據MEMS模110想要的聲音反應，而改變聲音埠125的路徑。而且，可以在晶片載體120中設置多數聲音埠125，以符合MEMS模110想要的設計用途與反應。
MEMS模110可以被定位於晶片載體120的第二表面128上，以便與聲音埠125產生通訊。因此，在MEMS裝置100的外部之空氣壓力的變化，可以透過此聲音埠125而傳送到MEMS模110。例如，假如MEMS裝置是一感測器(例如：麥克風)的話，則MEMS模110可以透過聲音埠125感應並測量在MEMS裝置100外部的空氣壓力之變化。此外，假如MEMS裝置是一致動器(例如：揚聲器)的話，則MEMS模110可以透過聲音埠125對MEMS裝置100的外部產生一空氣壓力變化。而且，MEMS模110可以包括一動作或力量測量裝置(例如：加速度計)，或者，除了MEMS模110上的任何一個上述裝置以外，包括一動作或力量測量裝置。
第2A圖是依據本發明的一範例性封蓋載體模的頂視圖。在第2A圖中，封蓋130的陣列(在第1圖中)可以由一封蓋載體模200所形成。例如，此封蓋載體模200可以使用上述範例性模製過程而形成，以便產生以矩陣陣列結構所形成的多數封蓋230。此外，封蓋載體模200可以包括沿著一外部載體框架220所形成的多數對齊記號(或孔洞)210。因此，在後續的MEMS裝置100之製造過程期間，可以使用這些對齊記號(或孔洞)210(參考第1圖)。
封蓋載體模200可以被形成具有正方形或矩形的幾何形狀，或者可以被形成為具有圓形的幾何形狀且具有封蓋130的矩陣陣列(第1圖)。例如，封蓋載體模200正方形的幾何形狀，具有大約60mm的側邊X以及大約1mm的厚度。當然，封蓋載體模200的尺寸，可以根據MEMS裝置100的實際尺寸以及MEMS模110的尺寸而有所改變。然而，如第1圖所示，封蓋130的尺寸應該與晶片載體120的尺寸相稱，以確保封蓋130與晶片載體120的完全密封。
在第2A圖中，在進一步製造過程之後，封蓋載體模200的個別封蓋230隨後將使用鋸片或雷射進行切割，於是，封蓋載體模200的每個封蓋230彼此隔開有一間隔240，此間隔大約等於切割個別封蓋230所用的鋸片切口或雷射光束之寬度。此外，接近外載體框架220之最外面的一些封蓋230係與此外部載體框架220相隔此間隔240。
第2B圖是依據本發明第2A圖範例性封蓋載體模之底視圖。在第2B圖中，封蓋載體模200的每個封蓋230包括一個被側壁260所圍繞的凹穴部250。因此，如第2C圖所示，每個封蓋之間的距離包括側壁260的厚度之兩倍以及間隔240。
第3圖是依據本發明一範例性晶片載體陣列的平面圖。在第3圖中，晶片載體陣列300可以包括多數晶片載體模310，其中，各個晶片載體模310可以具有矩陣結構的晶片載體320(如第1圖中，顯示為120)。雖然僅顯示具有三個 晶片載體模310的一組，但是晶片載體陣列300實際上可以由一個具有幾十或幾百個晶片載體模310的帶狀結構所組成，此帶狀結構能允許連續製造晶片載體模310，且增加MEMS裝置的組裝製造。
在第3圖中，晶片載體陣列300亦包括一晶片載體陣列框架330，其能夠以對齊的方式維持住每個晶片載體模310。例如，晶片載體陣列框架330可以包括多數設置於相鄰晶片載體模310之間的間隔物340。此外，晶片載體陣列框架330可以包括多數對齊開口350，這些對齊開口各容納每個晶片載體模310的晶片載體模垂片360。因此，每個晶片載體模310是以對齊的方式被放置於晶片載體陣列框架330內。
在第3圖中，晶片載體陣列框架330另外包括多數對齊記號(或孔洞)370，這些對齊記號或孔洞是被沿著晶片載體陣列框架330的周圍部位所設置的。因此，這些對齊記號(或孔洞)370能夠在MEMS裝置100的製造期間提供晶片載體陣列300的對齊(第1圖)。
以下，將參考第1、2A到2C圖以及第3圖詳細說明用以製造MEMS裝置的範例性方法。
MEMS裝置100的製造包含多數個別的步驟，這些個別步驟可包括晶圓等級的組裝。最初，有鑑於封蓋載體模200可以藉由使用模製過程加以製造，所以，晶片載體模310也可以使用多數半導體製程加以製造。明確地說，晶片載體模310可以首先藉由將多數導電與絕緣層沉澱於一矽基底上而形成，然後，此矽基底可以被進一步蝕刻而形成聲音埠125，且局部被切割成個別的晶片載體320。
明確地說，一個單獨延續的矽基底可以使多數導電與絕緣層相繼沉澱於矽基底的一表面上，以便形成平行於矽基底的表面且通過矽基底的厚度之多數導電路徑。然後，此矽基底可以被局部地蝕刻，以形成彼此電氣隔離的個別矽區域。此局部蝕刻過程可以產生正交的溝槽，這些溝槽在個別矽區域的切割期間會被相繼移除，最後產生出多數的MEMS裝置100。
其次，每個個別的矽區域可以被加工，而在每個矽區域中形成聲音埠125。當然，也可以在形成個別的矽區域之前，形成此聲音埠125。因此，在形成聲音埠125與個別的矽區域之後，可以使用其他的沉澱步驟而形成LGA襯墊122與載體襯墊126。另一方面，也可以在形成聲音埠125或局部蝕刻矽基底之前、期間或之後，而形成LGA襯墊122與載體襯墊126。
此外，用以製造晶片載體陣列300的步驟，可以包括加工單一矽基底，以形成多數晶片載體模310與晶片載體陣列框架330。因此，額外的處理步驟可以包括蝕刻單一矽基底，以形成此晶片載體陣列框架330。此外，局部蝕刻此單一矽基底可以形成在相鄰晶片載體模上310之間所設置的多數間隔物340，以及用以容納每個晶片載體模310的晶片載體模垂片360之對齊開口350。因此，晶片載體陣列300可以包括在晶片載體陣列框架330內所對齊的每個晶片載體模310。而且，此晶片載體陣列框架330可以包括多數封蓋對齊記號(或孔洞)。
其次，多數MEMS模110(第1圖)必須被製造且安裝於晶片載體模310的對應晶片載體320上，這一點可藉由使用一個自動安裝系統來完成，以確保MEMS模110(第1圖)相對於每個晶片載體320的聲音埠125(第1圖)之精確對齊。然後，假如使用導電金屬線116(第1圖)的話，則每個MEMS模110可以被電氣式相互連接到每個晶片載體320上。
其次，至少一個晶片載體模310的每個晶片載體320可以容納材質，以便沿著每個晶片載體320的周圍形成黏接劑140。然後，封蓋載體模200被放置於其中一個晶片載體模310的上方，且使凹穴部250與側壁260正對著先前塗抹的黏接材質，且與晶片載體模310對齊。另一方面，封蓋載體模200可以包括三個個別的封蓋載體模200，以對應於晶片載體陣列300的三個晶片載體模310。因此，可以改變封蓋載體模200與晶片載體陣列300的總數。
可以藉由使用封蓋載體模200的對齊記號(或孔洞)210以及晶片載體陣列框架330的對齊記號(或孔洞)370，而完成封蓋載體模200與晶片載體模310的對齊。可以藉由一個自動光學系統，例如影像對比或衍射圖案對齊，或者藉由人體視覺對齊等方式而完成此對齊。因此，一旦封蓋載體模200與晶片載體模310已經對齊之後，則可以使用先前塗抹的黏接材質，將封蓋載體模200與晶片載體模310黏接在一起。
一旦封蓋載體模200與晶片載體模310已經成功地黏接在一起時，則組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310可以被轉移而用以分割成個別的MEMS裝置100。另一方面，也可以在此組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310上執行額外的處理，包括在分割成個別MEMS裝置100之前所實施的測試與評估。
在分割期間，組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310可以沿著矽基底的局部蝕刻部位而切開，而與晶片載體陣列框架330分開。
另一方面，假如晶片載體陣列300是由具有幾十或幾百個晶片載體模310的帶狀結構所組成的話，如上所述，則藉由使用多數間隔物340以及能夠容納每個晶片載體模310的晶片載體模垂片360之對齊開口350，將多數晶片載體模310製造且放置於一個連續的晶片載體陣列300內。在此情形中，一旦封蓋載體模200與晶片載體模310被組裝之後，則每個組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310可以與一個相鄰組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310分開。其次，個別組裝好的封蓋載體模200與晶片載體模310可以被一個一個地分割開來。
根據本發明，由於MEMS裝置的個別零件，可以使用熟知的簡單製造過程進行製造，且然後使用簡單的黏接技術加以組裝，所以，能夠大幅提升MEMS裝置的生產效率。此外，由於MEMS裝置的個別零件是分開製造的，所以，任何個別零件中的缺陷均不會影響MEMS裝置的製造。因此，可以降低製造成本。
對於熟知此項技術者來說，在不違背本發明的精神及前提下，仍可以使用本發明不同的方式，而產生出許多不同的修改與變化。因此，本發明欲藉由以下的申請專利範圍及其等效置換來涵蓋上述的這些修改與變化。
100‧‧‧MEMS裝置
110‧‧‧MEMS模
112‧‧‧導電襯墊
114‧‧‧第一表面
116‧‧‧導電金屬線
120‧‧‧晶片載體
122‧‧‧LGA襯墊
124‧‧‧第一表面
125‧‧‧聲音埠
126‧‧‧載體襯墊
128‧‧‧第二表面
130‧‧‧封蓋
132‧‧‧內部區域
140‧‧‧黏接劑
200‧‧‧封蓋載體模
210‧‧‧對齊記號(或孔洞)
220‧‧‧外部載體框架
230‧‧‧封蓋
240‧‧‧間隔
250‧‧‧凹穴部
260‧‧‧側壁
300‧‧‧晶片載體陣列
310‧‧‧晶片載體模
320‧‧‧晶片載體
330‧‧‧晶片載體陣列框架
340‧‧‧間隔物
350‧‧‧對齊開口
360‧‧‧晶片載體模垂片
370‧‧‧對齊記號(或孔洞)
第1圖是依據本發明範例性MEMS裝置的側視圖。
第2A圖是依據本發明一範例性封蓋載體模的頂視圖。
第2B圖是依據本發明第2A圖的範例性封蓋載體模之底視圖。
第2C圖是依據本發明沿著第2B圖的線A-A對此範例性載體模所作之剖面圖。
第3圖是依據本發明一範例性晶片載體模之平面圖。
100．．．MEMS裝置
110．．．MEMS模
112．．．導電襯墊
114．．．第一表面
116．．．導電金屬線
120．．．晶片載體
122．．．LGA襯墊
124．．．第一表面
125．．．聲音埠
126．．．載體襯墊
128．．．第二表面
130．．．封蓋
132．．．內部區域
140．．．黏接劑

Claims (33)

  1. 一種MEMS裝置，包含：一晶片載體，其具有一個從該晶片載體的第一表面延伸到第二表面的聲音埠；一MEMS模，係被設置於該晶片載體上並且緊鄰該晶片載體的第二表面，用以在該晶片載體的第二表面上覆蓋該聲音埠；以及一封蓋，其被黏接至該晶片載體，且封裝該MEMS模。
  2. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該封蓋包括一模製材質以及一設置於該模製材質內的導電性材質。
  3. 如申請專利範圍第2項之MEMS裝置，其中，該導電性材質包括金屬顆粒與碳纖維的至少之一。
  4. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該晶片載體包括多數設置於晶片載體的第一表面上之平面柵格陣列襯墊。
  5. 如申請專利範圍第4項之MEMS裝置，其中，該晶片載體包括多數導電與絕緣層，用以在MEMS模與晶片載體的平面柵格陣列襯墊之間提供多數導電通路。
  6. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模包括感應器與致動器的其中之一。
  7. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模包括一麥克風。
  8. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模包括一揚聲器。
  9. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模包括一加速計。
  10. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該封蓋係使用一導電材質而黏接於晶片載體。
  11. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該聲音埠能防止碎片被傳送到MEMS模。
  12. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該晶片載體係一矽晶片載體。
  13. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該聲音埠包括第一和第二開口，該第一開口係橫向偏移該第二開口。
  14. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該封蓋包括一熱塑性或熱固性材料以及一導電材料。
  15. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模包括係被設置於該晶片載體上而不具有一黏接劑在該MEMS模和該晶片載體之間。
  16. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該MEMS模係被覆晶安裝至該晶片載體。
  17. 如申請專利範圍第16項之MEMS裝置，其中，該覆晶安裝包括下列至少一者：(a)至少一個焊錫凸塊以及(b)至少一個球體，其係正對該晶片載體之該第二表面。
  18. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該晶片載 體之該第二表面係與該MEMS模的對應表面齊平。
  19. 如申請專利範圍第1項之MEMS裝置，其中，該晶片載體之該第二表面與該該MEMS模型成緊密的密封。
  20. 如申請專利範圍第4項之MEMS裝置，其中，該晶片載體包括多數個導電和絕緣層以提供該晶片載體之該等平面柵格陣列襯墊與該等導電襯墊之間的導電路徑。
  21. 一種製造MEMS裝置的方法，包含以下步驟：設置一封蓋載體模，其具有以矩陣結構形成的多數個別封蓋；設置一晶片載體模，其具有以矩陣結構形成的多數個別晶片載體，每個個別晶片載體包括一個完全通過個別晶片載體厚度所形成的聲音埠；將多數MEMS裝置安裝於多數個別晶片載體上，其中，該等多數個晶片載體的每一個緊鄰該等多數個別晶片載體之分別的一個之一表面；將該封蓋載體模黏接於晶片載體模上，以藉由該多數個別封蓋的其中之一，而封裝每個安裝好的MEMS裝置；以及將黏接好的封蓋載體模與晶片載體模分開，以產生多數個別的MEMS裝置。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，製造封蓋載體模的步驟包括模製彼此分開相隔第一距離的每個多數個別封蓋。
  23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，製造晶片載體模 的步驟包括在一矽基底上所執行的多數蝕刻步驟，以形成該多數個別的晶片載體。
  24. 如申請專利範圍第23項之製造方法，其中，該多數蝕刻步驟包括在切割黏接好的封蓋載體模與晶片載體模所發生的區域上，局部通過矽基底的厚度而蝕刻該矽基底。
  25. 如申請專利範圍第23項之方法，其中，該多數蝕刻步驟包括蝕刻矽基底，以形成該聲音埠。
  26. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，將封蓋載體模黏接於晶片載體模上之步驟，包括對齊封蓋載體模與晶片載體模之步驟。
  27. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，將黏接好的封蓋載體模與晶片載體模分開之步驟，包括使用刀片與雷射光束的其中之一。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中，相鄰的個別晶片載體之間的第一距離以及相鄰個別封蓋之間的第二距離，兩者大致上是相等的。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中，刀片的寬度與雷射光束的寬度大約等於第一與第二距離。
  30. 如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含在每個個別的晶片載體上形成多數載體襯墊之步驟。
  31. 如申請專利範圍第30項之方法，進一步包括將安裝於晶片載體上的每個MEMS裝置電氣式地連接至晶片載體上之載體襯墊的步驟。
  32. 如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含蝕刻一載體陣列框架，該載體陣列框架延伸於該晶片載體模之一周圍。
  33. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，該矩陣結構包括多數個列和行。
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5174673B2 (ja) * 2005-10-14 2013-04-03 エスティーマイクロエレクトロニクス エス．アール．エル． 基板レベル・アセンブリを具えた電子装置及びその製造処理方法
US8193596B2 (en) * 2008-09-03 2012-06-05 Solid State System Co., Ltd. Micro-electro-mechanical systems (MEMS) package
US20100086146A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Fortemedia, Inc. Silicon-based microphone package
US8102015B2 (en) * 2008-10-02 2012-01-24 Fortemedia, Inc. Microphone package with minimum footprint size and thickness
WO2010045107A2 (en) * 2008-10-14 2010-04-22 Knowles Electronics, Llc Microphone having multiple transducer elements
US8351635B2 (en) * 2008-11-05 2013-01-08 Fortemedia, Inc. Silicon-based microphone structure with electromagnetic interference shielding means
US8351634B2 (en) * 2008-11-26 2013-01-08 Analog Devices, Inc. Side-ported MEMS microphone assembly
EP2406964B1 (en) * 2009-03-09 2013-04-17 Nxp B.V. Microphone and accelerometer
US20100264522A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Chien-Pin Chen Semiconductor device having at least one bump without overlapping specific pad or directly contacting specific pad
EP2252077B1 (en) 2009-05-11 2012-07-11 STMicroelectronics Srl Assembly of a capacitive acoustic transducer of the microelectromechanical type and package thereof
TW201126654A (en) * 2010-01-22 2011-08-01 Lingsen Precision Ind Ltd Micro electro-mechanical package module
US8577063B2 (en) * 2010-02-18 2013-11-05 Analog Devices, Inc. Packages and methods for packaging MEMS microphone devices
US9215519B2 (en) 2010-07-30 2015-12-15 Invensense, Inc. Reduced footprint microphone system with spacer member having through-hole
US9258634B2 (en) * 2010-07-30 2016-02-09 Invensense, Inc. Microphone system with offset apertures
US8447057B2 (en) 2011-03-18 2013-05-21 Analog Devices, Inc. Packages and methods for packaging MEMS microphone devices
US8625832B2 (en) 2011-04-04 2014-01-07 Invensense, Inc. Packages and methods for packaging microphone devices
US9239386B2 (en) 2011-10-05 2016-01-19 Infineon Technologies Ag Sonic sensors and packages
US8779535B2 (en) 2012-03-14 2014-07-15 Analog Devices, Inc. Packaged integrated device die between an external and internal housing
US9078063B2 (en) * 2012-08-10 2015-07-07 Knowles Electronics, Llc Microphone assembly with barrier to prevent contaminant infiltration
US9824340B2 (en) 2012-09-04 2017-11-21 Linq3 Technologies Llc Processing of a user device game-playing transaction based on location
CN104769626A (zh) 2012-09-04 2015-07-08 Linq3科技公司 用于通过在智能电话和手持装置上使用条形码的一体化游戏娱乐的***和方法
US10943432B2 (en) 2012-09-04 2021-03-09 E2Interactive, Inc. Processing of a game-playing transaction based on location
US10217326B2 (en) 2012-09-04 2019-02-26 Linq3 Technologies Llc Processing of a user device game-playing transaction based on location
US9672697B2 (en) * 2012-09-04 2017-06-06 Linq3 Technologies Llc Processing of a mobile device game-playing transaction conducted between the mobile device and a bluetooth terminal
US10229561B2 (en) 2012-09-04 2019-03-12 Linq3 Technologies Llc Processing of a user device game-playing transaction based on location
US10089608B2 (en) 2012-09-04 2018-10-02 Linq3 Technologies Llc Processing of a user device game-playing transaction based on location
KR102062195B1 (ko) 2012-09-10 2020-02-11 로베르트 보쉬 게엠베하 성형 인터커넥트 디바이스를 갖는 mems 마이크로폰 패키지
EP2706567A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-12 Nxp B.V. Integrated circuit including an environmental sensor
US9156680B2 (en) 2012-10-26 2015-10-13 Analog Devices, Inc. Packages and methods for packaging
US9226052B2 (en) 2013-01-22 2015-12-29 Invensense, Inc. Microphone system with non-orthogonally mounted microphone die
US9809448B2 (en) * 2013-03-13 2017-11-07 Invensense, Inc. Systems and apparatus having MEMS acoustic sensors and other MEMS sensors and methods of fabrication of the same
JP6160160B2 (ja) 2013-03-26 2017-07-12 オムロン株式会社 マイクロフォン
US9584889B2 (en) * 2013-08-27 2017-02-28 Infineon Technologies Ag System and method for packaged MEMS device having embedding arrangement, MEMS die, and grille
WO2015031711A1 (en) 2013-08-29 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Molded lead frame package with embedded die
WO2015091462A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Koninklijke Philips N.V. Low and high beam led lamp
KR102287396B1 (ko) * 2014-10-21 2021-08-06 삼성전자주식회사 시스템 온 패키지 모듈과 이를 포함하는 모바일 컴퓨팅 장치
TWI539831B (zh) * 2014-12-05 2016-06-21 財團法人工業技術研究院 微機電麥克風封裝
US9491558B2 (en) * 2014-12-23 2016-11-08 Robert Bosch Gmbh Method for testing signal-to-noise ratio using a film frame
US9800971B2 (en) 2015-03-17 2017-10-24 Knowles Electronics, Llc Acoustic apparatus with side port
IT201700103489A1 (it) 2017-09-15 2019-03-15 St Microelectronics Srl Metodo di fabbricazione di una membrana filtrante sottile, dispositivo trasduttore acustico includente la membrana filtrante, metodo di assemblaggio del dispositivo trasduttore acustico e sistema elettronico
US10730743B2 (en) 2017-11-06 2020-08-04 Analog Devices Global Unlimited Company Gas sensor packages
CN110902642A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 新科实业有限公司 Mems封装件及制造其的方法
US11587839B2 (en) 2019-06-27 2023-02-21 Analog Devices, Inc. Device with chemical reaction chamber
US20210092500A1 (en) * 2019-09-22 2021-03-25 xMEMS Labs, Inc. Package structure of sound producing device and manufacturing method thereof
US11805342B2 (en) 2019-09-22 2023-10-31 xMEMS Labs, Inc. Sound producing package structure and manufacturing method thereof
US11057716B1 (en) 2019-12-27 2021-07-06 xMEMS Labs, Inc. Sound producing device
US11395073B2 (en) 2020-04-18 2022-07-19 xMEMS Labs, Inc. Sound producing package structure and method for packaging sound producing package structure
US11252511B2 (en) 2019-12-27 2022-02-15 xMEMS Labs, Inc. Package structure and methods of manufacturing sound producing chip, forming package structure and forming sound producing apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030189242A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 Qing Ma Packaging microelectromechanical structures
US20040166662A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Aptos Corporation MEMS wafer level chip scale package
US20050189622A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Tessera, Inc. Packaged acoustic and electromagnetic transducer chips
US7436054B2 (en) * 2006-03-03 2008-10-14 Silicon Matrix, Pte. Ltd. MEMS microphone with a stacked PCB package and method of producing the same

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US488221A (en) * 1892-12-20 Howard potter
US4545926A (en) * 1980-04-21 1985-10-08 Raychem Corporation Conductive polymer compositions and devices
JPS61190141U (zh) * 1985-05-20 1986-11-27
US4882212A (en) * 1986-10-30 1989-11-21 Olin Corporation Electronic packaging of components incorporating a ceramic-glass-metal composite
JP2689467B2 (ja) * 1988-03-29 1997-12-10 日本電気株式会社 半導体集積回路装置のパッケージ
US5736783A (en) * 1993-10-08 1998-04-07 Stratedge Corporation. High frequency microelectronics package
US5827999A (en) * 1994-05-26 1998-10-27 Amkor Electronics, Inc. Homogeneous chip carrier package
US6320257B1 (en) * 1994-09-27 2001-11-20 Foster-Miller, Inc. Chip packaging technique
US5721019A (en) * 1995-01-19 1998-02-24 Martin Marietta Corporation Electromagnetic attenuating laminate and method for its formation
WO1997039464A1 (en) * 1996-04-18 1997-10-23 California Institute Of Technology Thin film electret microphone
US7166910B2 (en) * 2000-11-28 2007-01-23 Knowles Electronics Llc Miniature silicon condenser microphone
US7434305B2 (en) * 2000-11-28 2008-10-14 Knowles Electronics, Llc. Method of manufacturing a microphone
PT1347690E (pt) * 2000-12-20 2004-05-31 Reemtsma H F & Ph Embalagem unitaria para tabaco de corte fino
AUPR245401A0 (en) * 2001-01-10 2001-02-01 Silverbrook Research Pty Ltd An apparatus (WSM07)
AUPR244801A0 (en) * 2001-01-10 2001-02-01 Silverbrook Research Pty Ltd A method and apparatus (WSM01)
US6900383B2 (en) * 2001-03-19 2005-05-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Board-level EMI shield that adheres to and conforms with printed circuit board component and board surfaces
WO2003047307A2 (en) * 2001-11-27 2003-06-05 Corporation For National Research Initiatives A miniature condenser microphone and fabrication method therefor
US6664713B2 (en) * 2001-12-04 2003-12-16 Peter V. Boesen Single chip device for voice communications
US6713314B2 (en) * 2002-08-14 2004-03-30 Intel Corporation Hermetically packaging a microelectromechanical switch and a film bulk acoustic resonator
US6929974B2 (en) * 2002-10-18 2005-08-16 Motorola, Inc. Feedthrough design and method for a hermetically sealed microdevice
DE10303263B4 (de) 2003-01-28 2012-01-05 Infineon Technologies Ag Mikrophonanordnung
JP2005064257A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波回路及びその製造方法
JP2005079345A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波回路およびその製造方法
US20050082654A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-21 Tessera, Inc. Structure and self-locating method of making capped chips
JP3975194B2 (ja) * 2003-12-02 2007-09-12 株式会社フジクラ パッケージの製造方法
WO2005086535A1 (ja) * 2004-03-09 2005-09-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. エレクトレットコンデンサーマイクロホン
JP2006173557A (ja) * 2004-11-22 2006-06-29 Toshiba Corp 中空型半導体装置とその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030189242A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 Qing Ma Packaging microelectromechanical structures
US20040166662A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Aptos Corporation MEMS wafer level chip scale package
US20050189622A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Tessera, Inc. Packaged acoustic and electromagnetic transducer chips
US7436054B2 (en) * 2006-03-03 2008-10-14 Silicon Matrix, Pte. Ltd. MEMS microphone with a stacked PCB package and method of producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007145778A2 (en) 2007-12-21
JP5551934B2 (ja) 2014-07-16
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KR101544616B1 (ko) 2015-08-17
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JP2009540566A (ja) 2009-11-19

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