多设备换能器模块、包括换能器模块的电子装置以及用于制造换能器模块的方法与流程

技术特征：

1.一种换能器模块(11；51；91)，包括支撑衬底(23)和帽盖(27)，所述帽盖在所述支撑衬底(23)之上延伸并且与其限定腔室(8)，所述换能器模块的特征在于其进一步包括：

第一MEMS换能器(12’；53)，所述第一MEMS换能器具有第一敏感元件(19；59)，所述第一敏感元件面向所述腔室(8)并且被配置成用于检测第一环境量并根据所述检测到的环境量生成第一换能信号；以及

第二MEMS换能器(12”；54)，所述第二MEMS换能器具有第二敏感元件(29；69)，所述第二敏感元件面向所述支撑衬底(23)并且被配置成用于检测第二环境量并根据所述检测到的环境量生成第二换能信号，

其中，所述帽盖(27)具有第一窗口(39)，所述第一窗口被配置成用于仅形成所述第一环境量朝向所述第一敏感元件(19；59)的接入路径，并且所述支撑衬底(23)具有第二窗口(49)，所述第二窗口被配置成用于仅形成所述第二环境量朝向所述第二敏感元件(29；69)的接入路径。

2.根据权利要求1所述的换能器模块，其中，所述第一和第二窗口(39，49)为贯通开口，所述换能器模块(11；51；91)进一步包括隔离区(31；90)，所述隔离区被安排在传感器模块(21；52)与所述支撑衬底(23)之间、被配置成用于将所述第二窗口(49)与所述腔室(8)流体隔离开。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的换能器模块，进一步包括用于将所述第二MEMS换能器(12”；54)固定至所述支撑衬底(23)的固定结构(31，38；84)，所述固定结构包括以下各项中的至少一项：围绕所述第二敏感元件(29；69)的阻焊掩模(38)；围绕所述第二敏感元件(29；69)的胶层(31)；围绕所述第二敏感元件(29；69)的粘合层(31)；以及与所述第二敏感元件(29；69)并排安排的焊料凸块(84)。

4.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，进一步包括处理芯片(22)，所述处理芯片被安排在所述腔室(8)中或者集成在所述支撑衬底(23)中、功能上耦合至所述第一和第二MEMS换能器以用于在使用中分别接收所述第一和第二换能信号。

5.根据权利要求4所述的换能器模块，其中，所述处理芯片(22)包括ASIC。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的换能器模块，其中，所述处理芯片(22)通过以下各项中的一项或两项功能上耦合至所述第一和第二换能器：接线键合和导电路径(82，85)，所述导电路径在所述支撑衬底(23)上延伸和/或集成在所述支撑衬底中。

7.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，其中，所述第一MEMS换能器(12’；53)和所述第二MEMS换能器(12”；54)集成在半导体材料的同一单体本体(16)的相反侧(16a，16b)上。

8.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，其中，所述第一MEMS换能器(12’；53)集成在第一芯片(53)中并且所述第二MEMS换能器(12”；54)集成在第二芯片(54)中，所述第一和第二芯片堆叠在彼此上。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的换能器模块，其中，所述第一和第二MEMS换能器集成一个或多个导电通孔(36；63，64)，所述一个或多个导电通孔形成针对所述换能信号的从所述第二MEMS换能器到一个或多个对应电接触焊盘的路径，所述一个或多个对应电接触焊盘被安排在所述第一MEMS换能器上。

10.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，其中，所述第一MEMS换能器(12’；53)集成在第一芯片(53)中，并且所述第二MEMS换能器(12”；54)集成在第二芯片(54)中，所述第一和第二芯片彼此并排地安排。

11.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，其中，所述第一MEMS换能器(12’；53)和/或所述第二MEMS换能器(12”；54)选自以下各项：压力换能器、光辐射传感器、UV传感器和IR传感器，所述各项分别被配置成用于从环境压力、可见光辐射、UV辐射和IR辐射中检测环境量。

12.根据以上权利要求中任一项所述的换能器模块，其中，所述支撑衬底(23)由半导体材料或环氧树脂制成。

13.一种电子装置(100)，包括根据权利要求1至12中任一项所述的换能器模块(11；51；91)，所述电子装置选自包括以下各项的组：手机、PDA、笔记本计算机、录音器、具有语音记录功能的音频播放器、用于视频游戏的操纵台、水诊器、摄影机和/或摄像机、用于测量环境量的仪器、工业绝对压力计、工业相对压力计。

14.一种用于制造换能器模块(11；51；91)的方法，所述方法包括将帽盖(27)耦合至支撑衬底(23)的步骤，所述帽盖被配置成以与所述支撑衬底(23)限定腔室(8)，所述方法的特征在于其进一步包括以下步骤：

在所述腔室(8)中安排具有第一敏感元件(19；59)的第一MEMS换能器(12’；53)，所述第一敏感元件被配置成用于检测第一环境量并且根据所述检测到的环境量生成第一换能信号，使得所述第一敏感元件(19；59)面向所述腔室(8)；

在所述腔室(8)中安排具有第二敏感元件(29；69)的第二MEMS换能器(12”；54)，所述第二敏感元件被配置成用于检测第二环境量并且根据所述检测到的环境量生成第二换能信号，使得所述第二敏感元件(29；69)面向所述支撑衬底(23)；

在所述帽盖(27)中形成第一窗口(39)，所述第一窗口被配置成用于仅形成所述第一环境量朝向所述第一敏感元件(19；59)的接入路径；以及

在所述支撑衬底(23)中形成第二窗口(49)，所述第二窗口被配置成用于仅形成所述第二环境量朝向所述第二敏感元件(29；69)的接入路径。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述第一窗口(39)包括形成穿过所述帽盖(27)的第一贯通开口，并且形成所述第二窗口(49)包括形成穿过所述支撑衬底(23)的第二贯通开口，所述方法进一步包括在所述第二MEMS换能器(12”；54)与所述支撑衬底(23)之间形成隔离区(31；90)的步骤，所述隔离区被配置成用于将所述第二贯通开口(49)与所述腔室(8)流体隔离开。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述隔离区(31；90)的所述步骤包括以下子步骤中的至少一个子步骤：形成围绕所述第二敏感元件(29；69)的胶框架；以及形成围绕所述第二敏感元件(29；69)的底层填料框架。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，进一步包括形成固定结构(31，38；84)的步骤，用于将所述第二MEMS换能器(12”；54)固定至所述支撑衬底(23)，所述步骤包括以下子步骤中的至少一个子步骤：形成围绕所述第二敏感元件(29；69)的阻焊掩模(38)；形成围绕所述第二敏感元件(29；69)的胶层(31)；提供围绕所述第二敏感元件(29；69)的粘合层(31)；以及形成与所述第二敏感元件(29；69)并排的焊料凸块(84)。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，进一步包括将处理芯片(22)耦合至所述腔室(8)中的所述支撑衬底(23)的步骤，或者替代性地将处理芯片(22)集成在所述支撑衬底(23)中的步骤，以及将所述处理芯片(22)功能上耦合至所述第一和第二MEMS换能器以用于在使用中分别接收所述第一和第二换能信号的步骤。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，将所述处理芯片(22)功能上耦合至所述第一和第二MEMS换能器的所述步骤包括以下子步骤中的一个或两个子步骤：形成接线键合；以及形成在所述支撑衬底(23)上的和/或集成在所述支撑衬底中的导电路径(82，85)。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，提供所述第一和第二MEMS换能器的所述步骤包括提供半导体材料的单体本体(16)，所述单体本体将所述第一敏感元件(19；59)集成在第一侧(16a)上并且将所述第二敏感元件(29；69)集成在与所述第一侧相反的第二侧(16b)上。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其中，提供所述第一MEMS换能器包括将集成所述第一MEMS换能器(12’；53)的第一芯片(53)耦合至所述支撑衬底(23)，并且提供所述第二MEMS换能器包括将集成所述第二MEMS换能器(12”；54)的第二芯片(54)堆叠在所述第一芯片上。

22.根据权利要求20或权利要求21所述的方法，进一步包括形成一个或多个导电通孔(36；63，64)的步骤，所述一个或多个导电通孔集成在所述第一MEMS换能器(12’；53)中以及在所述第二MEMS换能器(12”；54)中，以形成针对所述换能信号的从所述第二MEMS换能器(12”；54)到一个或多个对应电接触焊盘(26a)的路径，所述一个或多个对应电接触焊盘在所述第一MEMS换能器(12’；53)上。