Mems电容器麦克风及制造方法、箔片叠层、电子设备及使用的制作方法

专利名称：Mems电容器麦克风及制造方法、箔片叠层、电子设备及使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造具有间隔的MEMS电容器麦克风的方法。本 发明还涉及这种MEMS电容器麦克风。本发明还涉及包括根据本发明 的这种MEMS电容器麦克风的箔片叠层。本发明还涉及包括根据本发 明的MEMS电容器麦克风的电子设备。本发明还涉及这种电子设备的 使用。
背景技术：
US5490220公开了一种固态电容器和麦克风设备以及制造这种设 备的方法。该方法包括数个沉积和图形化步骤，用于处理平面型硅片 上的功能传导层和绝缘层。此外需要对硅片进行背面蚀刻，以便断开 电容器或麦克风设备的膜片，该膜片包括电容器或麦克风设备的一个 电极。最后必须将膜片与包括电容器或麦克风设备的第二电极的图形 化背板相组合。通过将粘接在该包括膜片的硅片上的第二硅片来形成 图形化背板，或者通过在膜片和背板之间的牺牲层来在处理膜片的过 程中一体化该图形化背板。在如上所述的背面蚀刻过程中蚀刻该牺牲 层。
固态电容器和麦克风设备的硅处理是复杂并且昂贵的。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于制造MEMS电容器麦克风的方法， 以避免硅处理的缺点。
根据本发明，通过一种制造具有间隔的MEMS电容器麦克风的方 法来实现这个目的，该方法包括下面的步骤
-提供一组至少两个电绝缘的弹性箔片，其中传导层位于至少一个箔片的至少一个面上，并且其中所述传导层适合于用作电极或导体;
-对传导层进行图形化以便形成电极或导体；
-以形成开口的方式对至少一个箔片进行图形化，该开口形成了 MEMS电容器麦克风的间隔；
-堆叠这一组箔片，从而形成MEMS电容器麦克风；以及
-将箔片接合在一起，当两个相邻箔片互相接触时，在两个相邻 箔片的箔片材料之间的至少一个传导层被除去的位置处将箔片粘接在 一起。图形化的绝缘弹性箔片与图形化的传导层的使用使得能够进行 相同的制造处理，而无需任何半导体处理。相比于半导体处理，处理 条件的变化较小，其中由不同的材料、沉积以及简化处理控制的蚀刻 方法来确定处理条件。此外由于不需要绝对无尘室设备，从而节省了 巨大的成本。
根据本发明的方法的改进的实施例的特征在于，提供一组箔片， 各个箔片包括同一类型的箔片材料。如果第一弹性箔片与第二弹性箔 片具有相当的物理和化学特性，那么第一弹性箔片被认为是包括与第 二弹性箔片同一类型的箔片材料。特别地，用摄氏度表示的第一弹性 箔片的熔点温度与第二弹性箔片的熔点温度之间的差别小于第二弹性 箔片的熔点温度的三分之一。使用根据本发明的方法，本领域的技术 人员仅仅需要一种箔片材料，通过该材料就能够形成MEMS电容器麦 克风。此外仅仅从同一巻中获得箔片也变得可能。另一方面，使用公 知的方法，必须为每一层选择不同的材料。因此根据本发明的方法没 有已知方法复杂。
根据本发明的方法的改进的实施例的特征在于，提供一组箔片， 各个箔片基本上具有相同的厚度。这个方面的优点是，与使用公知的 方法相比，将会获得较高的整齐度。例如，如果要在设备中实现其厚 度不同于一个箔片的厚度的层或间隔，则可以以简单的方式来将多个 箔片堆叠在一起。因此不需要具有不同厚度的箔片。因而在垂直于箔 片方向上的所有尺寸总是等于一个箔片厚度的多倍。此外，当使用这 种改进的方法时，使用来自同一巻的箔片将会是足够的。这使得该方 法较不复杂并且因而更加廉价。使用具有相同厚度的箔片的另一个优点是可能使用在包括数个 箔片的叠层中的箔片的任何一个子集来实现设备的事实。
优选地，该方法的特征在于提供至少三个电绝缘的弹性箔片。这 在要形成更复杂的机构时是尤其有利的，在这种情况下两个弹性箔片 是不够的。根据本发明方法的另一个实施例，其特征在于提供至少四 个电绝缘箔片。当使用至少四个箔片时，设计者能够获得更多的设计 可能性。
根据本发明方法的另一实施例包括以下另外的步骤 -以覆盖至少一个开口的一个面从而形成膜的方式，来对第一弹 性箔片进行图形化；
-以在与该开口接触的第二弹性箔片中至少存在一个孔的方式，
来对第二弹性箔片进行图形化。该膜包括作为MEMS电容器麦克风的
第一电极的第一图形化的电传导层或结构化电极、以及具有与该膜相
对的孔的第二弹性箔片，并且该膜还包括作为MEMS电容器麦克风的 第二电极的第二图形化的电传导层或电极。该膜和第二弹性箔片以形 成间隔的方式来限制至少一个开口的范围。第二弹性箔片中的孔将该 间隔与能够使得压力平衡的另一间隔相连。该膜的移动产生了电极上 的电信号，电极上的电信号又使得该膜移动。
根据本发明方法的另一改进的实施例的特征在于，通过激光或结 合掩模来执行所述图形化。这个方面使得可能实现容易控制的传导层 和/或箔片材料的去除。此外，非常有利的是，不需要通过牺牲材料的 选择性蚀刻来消除间隔，这在使用传统方法时是必须的。通过选择的
下面步骤可以进一步详细说明根据本发明的图形化 -使传导层和箔片保持原样； -除去传导层以便露出箔片；
-除去传导层以及一部分箔片，从而剩下较薄的箔片；以及 -完全除去传导层和箔片，以便形成间隔。
上述四个基本步骤实质上提供了四个主要区域，当这些步骤组合 时可以提供在箔片上的期望的图形化 -箔片和传导层均未被除去的区域，-仅仅传导层被除去的区域(例如为了形成与邻近箔片之间的连
接)，
-传导层以及箔片的一部分被除去的区域(例如为了利用箔片的 弹性)，以及
-传导层和箔片均被除去的区域(例如为了产生间隔)。 如果通过将至少一个箔片缠绕在第一巻轴上来取代所述箔片的 堆叠，则可以实现根据本发明方法的有利的实施例。这个实施例的主 要优点是，当对箔片进行堆叠时排列箔片将会更加容易。
后面所述方法的改进实施例的特征在于，在从第二巻轴或缠绕在 第一巻轴上的巻展开箔片的过程中执行该方法。这个方面的主要优点 是在连续的过程中执行该方法，因此该方法更容易自动化。使用该方 法，传导层和箔片的图形化可以产生从下面的可能性选出的至少一个 位置在第一巻轴上或者接近第一巻轴、在第一和第二巻轴之间、以 及在第二巻轴或巻上或接近第二巻轴或巻。基于传导层是否在箔片的 两个面上的问题，本领域的技术人员可以选择在他所想要的地方进行 所述图形化。
优选地，根据本发明的方法的特征在于，通过在高温下对堆叠箔 片施加压力来执行所述箔片的接合，在与箔片相垂直的方向上施加压 力。因此，箔片将熔合在一起，并且该设备将会具有确定的形状。
后面所述方法的另一详细描述的实施例的特征在于，通过在所述 间隔中应用高压来获得所要求的在与结构中的间隔邻接的箔片上的压 力。这个方面的优点是，按压箔片使其在相邻箔片与间隔邻接之处与 相邻箔片更好地接合，因此将会获得所述箔片较好粘合的效果。
根据本发明方法的另一详细描述的实施例的特征在于，在箔片的 熔合发生之后，MEMS电容器麦克风因叠层而不同。因而获得的该设 备具有可以被交易或者被合并在产品中的优点。
用于传导层的优选的材料是从由铝、铂、银、金、铜、氧化铟锡 和磁材料组成的组中选出的。这些材料非常适合用作电极和/或导体。
优选地，根据本发明的方法的特征在于，从由聚苯硫化物(PPS)
以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)组成的组中选择箔片材料。这些材料完全适合用作电绝缘箔片材料。
本发明的优选实施例的特征在于，所使用的箔片具有lym至5 wm的厚度。使用厚度在该范围内的箔片的优点是，可以获得合理的 箔片弹性度以及用于固定在与箔片相垂直的方向上的设备的尺度的合 理的准确度。
本发明还涉及一种包括至少两个电绝缘的弹性箔片的堆叠组(S) 的MEMS电容器麦克风(MI)，其中图形化的传导层位于至少一个箔片 的至少一个面上，并且其中所述传导层适合用作电极或导体；以形成 开口这样的方式来对至少一个箔片进行图形化，其中开口形成了 MEMS 电容器麦克风的间隔；并且在当两个相邻箔片互相接触时，在除去了 两个相邻箔片的箔片材料之间的至少一个传导层的位置处将箔片粘合 在一起。
根据本发明的MEMS电容器麦克风的优点是，由于各个层具有相 同的特性，因此在堆叠箔片组的时候将产生较小的扭力(例如由于温 度效应)。
该MEMS电容器麦克风的另一个详细描述的实施例的特征在于， 所述的箔片组包括至少三个箔片，在MEMS电容器麦克风中存在间隔， 其中在其第一面上设有间隔，该第一面具有被配置为用于吸收声波的
膜的第一箔片，并且在其第二面上设有间隔，该第二面具有被配置为 背板的第二箔片，其中第二箔片包括用于使压力波到达自由空间的开 口，间隔具有在与箔片垂直的方向上测量的、至少一个箔片的厚度， 其中MEMS电容器麦克风进一步的特征在于，膜和背板都具有传导层， 这些层产生了用于电连接MEMS电容器麦克风的区域。这样的MEMS电 容器麦克风的设计由于其简单而具有吸引力。这样设计的主要优点是， 膜的表面区域可以正好与背板的表面区域一样大。这是与使用硅技术 的MEMS电容器麦克风相反的，在使用硅技术的MEMS电容器麦克风中， 要求对间隔进行非均匀蚀刻从而形成坡度(例如通过在〈100〉硅片中进 行KOH解析来执行所述蚀刻，所述坡度是54.7。)。从出版物中的由 Udo Klein、 Matthias Mullenborn以及Primin Romback出版的"硅 麦克风在大量应用中的出现"，MST新闻02/1，第40-41页中可以获知这种硅技术的解决方案。
后面所述的MEMS电容器麦克风的实施例的非常有吸引力的变化
的特征在于，在膜或背板的箔片的两个面上均设有传导层。这样做的 优点是，传导层在膜或背板的箔片的两个面上的存在防止了箔片的可 能的变形。
如果膜的箔片在其边缘处包括比膜的箔片剩余部分薄的区域，则
可以获得所述MEMS电容器麦克风的另一改进。这个方面的优点是它导 致了膜的扭曲外形的改进。在硅技术中很难实现这个方面，而这在箔 片技术中通过除去部分箔片(例如通过激光)来实现是非常简单的。
根据本发明的MEMS电容器麦克风的优选实施例包括在箔片叠层 中形成幵口，以便提供从MEMS电容器麦克风的一个面到与该MEMS电 容器麦克风的电极相连的传导层的入口。通过这种方式提供了接触区 域，由于这样可以电连接电极。
本发明还涉及包括根据本发明的MEMS电容器麦克风的箔片叠层。 该叠层也可以是缠绕在巻轴上的箔片的形式。
本发明同样涉及包括根据本发明的MEMS电容器麦克风的电子设备。
本发明同样涉及包括电绝缘箔片叠层(S)的电子设备，其中该 电绝缘箔片叠层包括根据本发明的MEMS电容器麦克风。
电子设备的一个实施例的特征在于，还包括用于读取或控制来自 MEMS电容器麦克风的信号的集成电路。
根据本发明的电子设置的非常有利的实施例的特征在于，MEMS电 容器麦克风具有凹穴，在该凹穴中容纳集成电路，因此MEMS电容器麦 克风实际上形成了集成电路封装的一部分，该集成电路与MEMS电容器 麦克风连接。由于这个方面，集成电路不要求传统的封装，因此它并 不复杂并且较为便宜。此外，以这样的方式提供集成电路对MEMS电容 器麦克风的电操作具有有利的影响。在MEMS电容器麦克风和集成电路 之间的间隔保持相对较小，以便减小在MEMS电容器麦克风和集成电路 之间的连接线中产生的电容和电感干扰。
本发明还涉及这种具有用于记录声音的MEMS电容器麦克风的电子设备的使用，其中MEMS电容器麦克风传递在电极上的电压X，并且
其中通过集成电路来读取该电压x。用户在使用这种电子设备时所感
受到的噪声将会较小。


现在将参考附图详细说明根据本发明的方法和设备的上述以及
另外的方面，其中
图1是该方法的部分的示意图，其中示出了在其上具有传导层的
箔片上创建四个不同的区域的方式；
图2示出了可以自动排列并图形化箔片的方式；
图3示出了用于执行根据本发明的方法的布置的一部分的实施例 的示意性表示；
图4示出了用于执行该方法的实际配置的图片；
图5示出了形成MEMS电容器麦克风结构的8个箔片的叠层；
图6示出了根据本发明的MEMS电容器麦克风的第一实施例，即 在粘合了图5的箔片之后的MEMS电容器麦克风；
图7示出了依照根据本发明方法的一个方面在某些地方已经变薄 的MEMS电容器麦克风的膜；
图8示出了也用作集成电路封装一部分的MEMS电容器麦克风， 其中使用焊接的线路用作MEMS压力传感器与集成电路之间的连接；
图9示出了也用作集成电路的封装的一部分的MEMS电容器麦克 风，其中使用触发器技术。
具体实施例方式
在下文中将给出本发明的详细描述。正如之前描述的，本发明涉 及制造MEMS电容器麦克风的方法以及这种MEMS电容器麦克风本身。 制造MEMS电容器麦克风的方法包括几个子步骤
-将传导层应用到箔片的至少一个面(因此两个面也是可能的， 并且在某些情况下甚至是优选地)；
_对箔片进行预处理；-堆叠箔片，从而形成MEMS电容器麦克风；
_粘合箔片；以及
-将MEMS电容器麦克风与箔片叠层相分离。 所述箔片的预处理由选择的下列步骤组成 -使传导层和箔片保持原样； -除去传导层以便露出箔片；
-除去传导层以及一部分箔片，从而剩下较薄的箔片；或者 -完全除去传导层和箔片。
所述步骤的组合使得在传导层和箔片上实现大量不同的图形化 成为可能，所述步骤的组合使得设计者能够创建许多不同的结构。优 选地，通过激光(例如受激准分子激光器)来执行上述步骤中的材料 的除去。例如，使用激光的主要优点是，与通过蚀刻除去相反地，所 述除去可以发生在无尘室外。对本领域技术人员来说，该连接中的几 种可能性是公开的。本领域的技术人员可以结合遮光板来使用完全平 行的激光束，或者他可以用单个激光束来扫描箔片的表面并同时调节 光束的强度。在这种情况中，本领域技术人员可以再次选择调节一系 列短的光脉冲的强度或占空因数。
图1示出了通过准直激光束和遮光板来执行所述预处理的方式。 该图示示出了三个激光束50、 52、 54，每一个都具有不同的强度(在 本示例中从左向右增加)。遮光板20部分地遮住激光束50、 52、 54。 放置在遮光板20下面的是箔片10，在本示例中该箔片的两个面上具 有传导层lla、 llb。当然，也可能仅仅使用一个传导层lla。优选地， 传导层lla、 llb包括铝、铂、银、金、铜、氧化铟锡或者磁材料。
在区域A中遮光板20遮盖了箔片10，因此低能量光束50不能到 达箔片IO。箔片10未受影响。在区域B中激光束50到达了箔片，但 是激光束50的能量仅仅除去了传导层lla(也可能是箔片材料的薄层， 但是在任何情况下仅仅是可以忽略的程度)。当能量级进一步提高时， 实际上除去了箔片材料10的一部分，从而创建了包括更薄箔片的区域 C。最后，通过高能量激光束54形成孔和箔片10。在图中的区域D 上示出了该孔。在前面提到了增加激光束的能量级，可以理解这意味着增加激光脉冲的强度或持续时间。毕竟，唯一关心的是除去材料的 程度仅仅取决于所应用的能量的量。在这点上，控制脉冲激光束的占 空因数比控制激光束的强度更容易。
在对箔片10进行了预处理之后，可以进行堆叠。优选地，这是 通过将箔片缠绕在巻轴上来完成的。在图2中示出了这样的配置。在 这种情况下，预处理的箔片IO实际上被包括在一个并且同一带中。当
箔片材料由聚脂薄膜组成时，也可以利用其它的具有lum厚度以及 2cm宽度的巻起的带的形式。同样可以利用在其上(在一个面或两个 面上)具有20nm厚的铝层的所述箔片，该铝层适合用作MEMS电容 器麦克风中的传导层。然而，在本说明书中，仅仅讨论分离的箔片10。 在这个配置中，对箔片IO的前面和后面进行预处理。此外，在这种情 况下，这可以通过激光束来完成，例如在位置Ll、 L2处。在所述缠 绕的过程中，箔片10沿着方向X移动，以旋转方向R缠绕到巻轴70 上，在本例中巻轴70具有两个平面。在位置L1处的第一激光束指向 位于巻轴70之上的箔片，以便在箔片10的后方14对箔片10进行预 处理。在位置L2上的第二激光束指向并不位于巻轴70之上的箔片， 以便在箔片10的前方对箔片进行预处理。箔片10的两个面12、 14 上不必均具有传导层，因此也不必在两个面12、 14上均对箔片10进 行预处理。然而，正如在下文中讨论MEMS电容器麦克风的一些实施 例时将变得显而易见的，这在一些应用中是有益的。
将箔片10缠绕在巻轴70上的主要优点是，使得排列箔片10更 加容易。预处理的箔片10的堆叠(这通过将箔片缠绕在巻轴70上可 能完成或者不能完成)使得创建间隔和膜成为可能。在MEMS电容器 麦克风中通常要求这种要素。
在已经堆叠了箔片IO之后，使用高压和高温将它们粘合在一起。 当通过缠绕在巻轴70上来堆叠箔片10时，只有箔片10被缠在巻轴 70上时才会发生所述粘合。实际上在粘合箔片叠层时有三种可能性
- 一个箔片的箔片材料与另一个箔片的箔片材料直接接触，从而 导致牢固的粘合；
- 一个箔片的箔片材料与另一个箔片的传导层直接接触，从而导致不牢固的粘合；
- 一个箔片的传导层与另一个箔片的传导层直接接触，在这种情 况下未实现粘合。
如果未施加压力，箔片10将不会粘合在一起。可以使用这个效 果来制造阀。尤其是当箔片io邻近间隔时，由于箔片的弹性它将不会
经受任何压力。实际上箔片io将会继续自由悬置。这个方面在下文中
讨论根据本发明的MEMS电容器麦克风时将会再次显现。
不过仍然期望粘合邻接间隔的箔片，例如通过在所述间隔上使用 高压可以完成粘合。所述压力可以是气压或者液压。
图3是用于执行本方法的一部分可能的配置的实施例的示意性表 示。图4示出了用于执行该方法的实际配置图。在所示的配置中，从 巻轴80松开箔片10并且同时通过滚轴90将箔片10缠绕在前述巻轴 70上。此外，该图示出了激光束L1、 L2的可能的位置。
图5以及图6示出了根据本发明的MEMS电容器麦克风的第一实 施例。这两个图示出了 MEMS电容器麦克风MI，该MI由预处理的 箔片叠层S构成，在图5中，以在粘合箔片之前的展开的方式示出了 该MEMS电容器麦克风MI。在图6中箔片被粘合在一起。箔片叠层 S可以被放置在基片上，以便使整体更易于管理。该MEMS电容器麦 克风MI包括邻近间隔110的可移动的膜100，该间隔位于几个区域 105中。在该图的局部视图中，所述区域被分开，但是优选地，所述 区域105完全围绕该间隔110。
在膜的两个面101、 102上具有传导层。实际上在一个面(在本 例中是底面102)上仅仅需要一个传导层，以便形成膜100中的电极， 但是使用在另一个面101上的第二传导层的优点是，膜100的扭曲将 更不容易发生。距离膜100 —定距离而出现在该间隔内的是背板120， 该背板的两个面121、 122上同样具有传导层。实际上在一个面(在本 例中是上面121)上仅仅需要一个传导层，以便在背板120上形成电 极，但是在另一个面122上使用第二传导层的优点是，背板120的扭 曲将更不容易发生。膜100和背板120的电极联合形成电容器。在本 例中，在电容器背板之间的间隔等于5个箔片。当使用具有lum厚度的箔片时，间隔将会达到5pm。如果MEMS电容器麦克风MI具有2 X2腿2的表面区域AM，那么膜100的表面区域AB可以接近上述值(该 大小并不是图中的比例)。换言之，相比于已知的MEMS电容器麦克风， 诸如根据由Udo Klein、 Matthias Mullenborn以及Primin Romback 出版的"硅麦克风在大量应用中的出现"，MST消息02/1，40-41页中 所知的MEMS麦克风，可以更有效地使用根据本发明的MEMS电容器麦 克风中的表面区域。当使用具有2cm宽度的聚脂薄膜带时，在几乎无 限数量的行中(仅仅由在巻轴上的带的长度决定)产生互相并排的10 个MEMS麦克风是可能的。
背板120优选地具有开口 125，该开口使用气压来消除在膜100 的振动期间由声波引起的间隔110中的差距。MEMS麦克风的操作如 下。声波使膜100处于运转状态(该膜将开始振动)。因此，在膜IOO 和背板120之间的间隔也将开始振动，这反过来使得电容器(由膜100 和背板120上的传导层形成)的电容振荡。可以电测量这些电容的变 化，并同时测量膜IOO上的声波。
MEMS电容器麦克风MI具有接触孔130、 135，接触孔用来提供 至膜100和背板120的电容器板(电极)的入口。膜100上面的电极 部分位于箔片1并且部分位于箔片2。这样通过接触孔135从上面就 可以进入该电极。
在图5和图6的例子中，MEMS电容器麦克风MI包括八个箔片 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8的叠层S。然而不同数量的箔片也是可能的。 这尤其取决于期望的麦克风的垂直尺寸和间隔值。
在膜100的张应力不够的情况下，导致膜的扭曲外形不是最佳的， 设计者可以进行挑选以使得膜IOO在边缘更薄。这在图7中被示出。 膜IOO均位于区域105中。该图示中上部的膜IOO不包括任何变薄的 区域，并且由于声压而使得中央部分扭曲的最厉害。另一方面，该图 示中下部的膜200包括在边缘处变薄的区域208，因此膜200防止了 在相对大的区域AD上有同样程度的扭曲。这个方面的结果是，可以 以同样的声压来测量在MEMS电容器麦克风MI的电容器(由在膜100 和背板120上的传导层构成)上的较大电信号。使用根据本发明的方法，对于这种方式(部分除去箔片，例如通过激光)而言，形成这样 薄的区域208是相当简单的，而在硅技术中这是非常困难的。
图8和图9示出了根据本发明的MEMS电容器麦克风的另一个重 要的优点。事实是也可能以也形成集成电路IC (其可以连接到MEMS 电容器麦克风也可以不连接)的部分封装的方式来制造根据本发明的 MEMS电容器麦克风。图8和图9示出了箔片叠层S中具有开口 1205 的MEMS电容器麦克风MI。放置在开口 1205中的是集成电路IC。 在本例中，集成电路IC与MEMS电容器麦克风MI的电极相连。在 图8中是通过金属线1200 (例如有时是金或铜)来形成连接，在图9 中是通过焊接球来形成连接。第二种可能性称为触发器技术。在图8 和图9中，MEMS电容器麦克风MI被设置在基片1300上。然而，也 可能不使用基片1300，例如使用较厚的箔片叠层S。
根据本公开内容的例子可以得出，本发明可以用于以便宜的方式 来制造MEMS电容器麦克风。使用本发明获得的产品可以用在消费电 子产品中，在该电子产品中，电子设备与外界之间的协作是必需的。
对于箔片材料的选择，可以使用许多材料，例如聚氯乙烯(PVC)、 聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯萘甲醛(PEN)、 聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚乙烯、聚 亚安酯(PU)、玻璃纸、聚酯、parilene。实际上，这是说可以使用任 何符合多个标准的材料。应该注意
-箔片的厚度决定垂直厚度；
-作为基本的材料的箔片必须容易管理，优选地被设置在巻上； -箔片能够进行金属化处理；
-经过金属化后的箔片能够进行预处理，优选地通过激光的方式； -在堆叠之后粘合箔片，优选地通过使用热和压力的方式； -可以在"低"温下(<300度)熔化该材料；以及 -在堆叠和粘合之后，箔片叠层具有MEMS电容器麦克风所要求 的特性。
在这个连接中的重点是箔片的粘合优选地在刚好在箔片材料的 熔点以下的温度发生。例如，如果使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为箔片材料(具有255。C的熔点)，将使用诸如220。C的温度。
特别地，基于所讨论的应用所要求的特性来选择箔片材料，艮p-温度稳定性、形状稳定性、压力阻抗、光和化学特性。
最后，可以使用无机绝缘箔片，例如云母。
在本说明书中所有的图示仅仅是示意性表示，并不等同于所示比 例。它们旨在通过示出本发明的实施例来提供技术背景。实际上，边 界面的形状可以不同于图中示出的那些边界面。在使用词语"一(一 个)"之处，当然也可以使用大于一的数量。因此，本领域的技术人员 能够设计本发明的新的实施例。然而，这些所有新的实施例都落入权 利要求的范围之内。
对根据本发明的方法可能的改变是同时缠绕两个箔片。例如该箔 片可以或可以不来自两个不同的巻。此外，箔片可以已经粘合。此外， 箔片已经图形化。根据另一个变化，箔片具有不同的厚度。此外，不 止两个箔片被缠绕。
在本说明书中，缠绕箔片的例子是另外说明的。当然也可能堆叠 不同的箔片。在那种情况下也可能堆叠具有不同厚度的箔片。
此外，这里描述的所有MEMS电容器麦克风的实施例可以包括不 同于这里提到的数量的多个箔片。这部分地取决于设计者的要求。
权利要求
1. 一种制造具有间隔(110)的MEMS电容器麦克风(MI)的方法，所述方法包括下列步骤-提供至少两个电绝缘的弹性箔片的组(S)，其中传导层位于至少一个箔片的至少一个面上，并且其中所述传导层适合于用作电极或导体；-对传导层进行图形化，以便形成电极或导体；-以形成开口这种方式对至少一个箔片进行图形化，所述开口形成了MEMS电容器麦克风的间隔；-堆叠箔片的组(S)，从而形成所述MEMS电容器麦克风；以及-将所述箔片接合在一起，其中在当两个相邻箔片互相接触时两个相邻箔片的箔片材料之间的至少一个传导层已经被除去的位置处，将所述箔片粘合在一起。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供箔片的组(S)， 其中各个箔片包括同一类型的箔片材料。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供箔片的 组(S)，其中各个箔片具有基本相同的厚度。
4、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，提供至少 三个电绝缘的弹性箔片。
5、 根据前述任一权利要求所述的方法，包括以下附加步骤-使用形成覆盖至少一个开口的一个面的膜的方式，来对第一弹 性箔片进行图形化；-使用在与所述开口接触的第二弹性箔片中存在至少一个孔的方 式，来对第二弹性箔片进行图形化。
6、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过激光 (Ll、 L2)、结合遮光板(20)或不结合遮光板(20)来执行所述图形化。
7、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过将至 少一个箔片(10)缠绕在第一巻轴(70)上，来进行所述箔片的堆叠。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在箔片(10)被 缠绕在第一巻轴(70)上时从第二巻轴或巻(80)上展开所述箔片(10) 的过程中执行所述方法。
9、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过在高 温下对堆叠的箔片施加压力，来执行所述箔片的接合，其中所述压力 是在与箔片相垂直的方向上施加的。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过在所述间隔 中施加高压，来获得在与结构中的间隔相邻的箔片上的所需压力。
11、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在箔片的 熔合发生之后，MEMS电容器麦克风根据叠层而不同。
12、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，从由聚苯 硫化物(PPS)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)组成的组中选择箔 片材料。
13、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所使用的 箔片(io)具有lum至5um的厚度。
14、 一种MEMS电容器麦克风(MI)，包括至少两个电绝缘的弹 性箔片的堆叠的组(S)，其中图形化的传导层位于至少一个箔片的至 少一个面上，并且其中所述传导层适合用作电极或导体；以形成开口 的方式来对至少一个箔片图形化，其中开口形成MEMS电容器麦克风的 间隔；并且在当两个相邻箔片互相接触时在两个相邻箔片的箔片材料 之间的至少一个传导层已被除去的位置处将箔片粘合在一起。
15、 根据权利要求14所述的MEMS电容器麦克风(MI)，其特征 在于，所述的箔片的组(S)包括至少三个箔片，间隔(110)位于微 系统中，其中间隔(110)设于所述微系统的第一面上，第一箔片(100) 被配置为用于吸收声波的膜，并且其中间隔(110)设于所述微系统的 第二面上，第二箔片(120)被配置为背板，其中第二箔片包括用于使 压力波到达自由空间的开口 (125)，间隔(110)具有在与箔片相垂直 的方向上测量的、至少一个箔片的厚度，并且其中所述微系统的特征 还在于，膜(100)和背板(120)均具有传导层(102、 121)，其中层(102、 121)产生了用于电连接所述微系统的区域(130、 135)。
16、 根据权利要求14或15所述的MEMS电容器麦克风(MI)， 包括箔片叠层中的开口 (130、 135)，用于提供从MEMS电容器麦克风 的一个面至与所述MEMS电容器麦克风的电极相连的传导层(121)的 通路。
17、 一种电绝缘弹性箔片叠层(S)，包括根据权利要求14、 15 或16所述的MEMS电容器麦克风。
18、 一种电子设备，包括根据权利要求14、 15或16所述的MEMS 电容器麦克风。
19、 一种电子设备，包括根据权利要求17所述的电绝缘弹性箔 片叠层(S)，所述电绝缘弹性箔片叠层(S)包括MEMS电容器麦克风。
20、 根据权利要求18或19所述的电子设备，其特征在于，所述 电子设备还包括集成电路(IC)，用于读取或驱动来自所述MEMS电容 器麦克风的信号。
21、 根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述MEMS 电容器麦克风具有凹穴(1205)，在所述凹穴中容纳有集成电路(IC)， 因此所述MEMS电容器麦克风实际上形成了集成电路(IC)的封装的一 部分，其中所述集成电路(IC)与所述MEMS电容器麦克风相连。
22、 根据权利要求19一21任一所述的电子设备的使用，其特征 在于，所述MEMS电容器麦克风传递用于记录声音的电极上的电压X， 并且其中所述电压X是通过集成电路(IC)来读取的。
全文摘要
本发明涉及一种制造MEMS电容器麦克风的方法，还涉及这种MEMS电容器麦克风。使用该方法，通过将具有传导层(11a、11b)的预处理的箔片(10)堆叠在至少一个面上，来制造MEMS电容器麦克风。在堆叠之后，使用压力和热力来密封该箔片(10)。最后将MEMS电容器麦克风与叠层(S)相分离。箔片的预处理(优选地通过激光束来完成)包括所选择的下列步骤(A)保持箔片不变，(B)局部地除去传导层，(C)除去传导层并部分地除去箔片(10)，以及(D)除去传导层以及箔片(10)，从而在箔片中产生孔。与所述堆叠相结合可能创建腔和膜。这开发了制造MEMS电容器麦克风的可能性。
文档编号B81C99/00GK101304942SQ200680041572
公开日2008年11月12日 申请日期2006年8月24日 优先权日2005年9月9日
发明者格特·兰格雷斯, 约翰尼斯·威廉姆斯·维坎普, 雅各布斯·伯纳德斯·佳伯斯 申请人:Nxp股份有限公司