多个MEMS音频转换器的制造方法与流程
- 国知局
- 2024-07-27 12:26:35
本发明涉及一种多个mems音频转换器的制造方法,所述mems音频转换器特别是用于产生和/或检测可听波长谱和/或超声波范围中的声波;以及一种用这种方法制成的mems音频转换器。
背景技术:
wo2016/180841a1公开了一种制造音频转换器装置的方法。在该方法中,将膜片模块与印制电路板模块连接在一起,其中将可沿同一z轴偏转的膜片模块的膜片和印制电路板模块的致动器结构定位在挤压冲头与参考工具之间并且将其压紧,从而使得这两个模块在第一连接区域中相连。在制造印制电路板模块时,将致动器结构紧固在凹口的第一开口区域内的印制电路板上。在压紧这两个模块之前,通过与第一开口相对布置的第二开口将参考工具引入凹口并且如此地定位这个凹口,从而在压紧时通过参考工具将致动器结构和膜片保持在适宜位置。
de102014216223a1还公开了一种制造音频转换器组件的方法。在这个制造方法中,首先从底侧再从顶侧蚀刻前驱mems芯片(
技术实现要素:
本发明的目的是,提供一种mems音频转换器的制造方法,其可以用来低成本地制造mems音频转换器以及/或者减少生产废料。
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种多个mems音频转换器的制造方法以及一种用所述制造方法制成的具有独立权利要求的特征的mems音频转换器。
本发明所提出的制造方法针对多个mems音频转换器。所述mems音频转换器特别是用于产生和/或检测可听波长谱和/或超声波范围中的声波。因此,mems音频转换器特别是指mems麦克风和/或mems扬声器。在所述制造方法中,首先制造重构晶片。术语“晶片”指的是由单晶或多晶坯件制成的板状元件。这些元件用作电子元器件(例如芯片)的衬底。晶片可以具有圆的或正方形的形状。在正方形的情形中,晶片也被称为面板。为了制造重构晶片,将晶片的多个芯片相互隔开且相互间隔地布置在载体上。最后,用模塑料浇铸包封这些相互间隔地布置的芯片。模塑料特别是指塑料。
此外,在重构晶片的芯片中,将至少一个压电元件暴露出来,使得这个压电元件,特别是压电元件的自由端可以沿升降轴偏转。压电元件优选为具有至少一个压电层的悬臂,该悬臂的一个末端被位置固定地紧固,其另一末端可以发生偏转。
只有在用模塑料浇铸包封相互间隔的芯片后才将至少一个压电元件暴露出来。这样在寄送或运输作为半成品的重构晶片时,以及在随后的方法步骤期间进行加工时,可以减小该至少一个压电元件受损的风险。有利地,只有在模塑料硬化后才将至少一个压电元件暴露出来。在暴露出来之前,该至少一个压电元件至少在其两侧中的一侧上被防止压电元件偏转的材料覆盖。术语“暴露”指的是压电元件在其顶侧和/或底侧上以某种方式暴露,以及/或者压电元件的侧轮廓以某种方式成型,使得这个压电元件,特别是其自由端和/或可动端,可以沿升降轴发生偏转。
压电元件特别是指压电致动器,其可以使得膜片发生偏转以产生声波。作为补充或替代方案,压电元件特别是指压电传感器,其可以检测到膜片的偏转以检测声波。
在本发明所提出的制造方法中,同样将重构晶片与多个对应于芯片的膜片连接在一起。在此过程中,特别是直接地或通过至少另一布置在中间的元件间接地将膜片分别与至少一个对应的压电元件如此地连接在一起,使得在将压电元件暴露出来后,膜片可以与至少一个对应的压电元件共同地沿升降轴偏转。因此,在暴露状态下,该至少一个压电元件可以与对应的膜片共同地沿升降轴运动。
有利地,为各个芯片所设置的膜片中的多个,特别是全部,连续地和/或以同一膜片元件的形式构建,在重构晶片的为该膜片元件所设置的一侧上将该膜片元件与这个重构晶片连接在一起。这样就能在单独一个方法步骤中安装多个膜片,从而减小制造成本。随后,将该膜片元件分为单个膜片。
作为替代方案,膜片可以在被安装在重构晶片上之前就已经被相互隔开以及/或者单独地与分别对应的芯片连接在一起。有鉴于此,特别有利地,将重构晶片与多个对应于芯片的膜片单元连接在一起。膜片单元可以包括膜片载体和至少一个被这个膜片载体保持在其边缘区域内的膜片。在连接时,将相应膜片单元的膜片与至少一个对应的压电元件连接在一起。这一点可以直接地或通过布置在中间的耦合元件间接地实施。因此,在暴露状态下,压电元件可以与膜片共同地沿升降轴运动。
特别是在制造方法结束时,将mems音频转换器单体化,其在此情况下分别包括一个芯片和一个特别是作为膜片单元的部分的膜片。
借助上述制造方法就能以极低的成本制造多个mems音频转换器。其原因例如在于,用重构晶片的模塑料就能节省芯片(特别是其衬底)的材料,该材料与模塑料相比更加昂贵。此外,所述制造方法因将重构晶片与多个对应于芯片的膜片,特别是膜片单元连接在一起的单独步骤而得到简化。作为补充或替代方案,通过上述方式会在制造mems音频转换器时减少废料,因为相应的至少一个压电元件只有在用模塑料浇铸包封后才暴露出来。
有利地,芯片的所述至少一个压电元件只有在用模塑料浇铸包封后但在与对应的膜片连接特别是粘合在一起前才暴露出来。这样就能防止该至少一个压电元件在运输重构晶片时受损。作为替代方案,有利地,芯片的所述至少一个压电元件在用模塑料浇铸包封后但在与对应的膜片连接在一起前才暴露出来。这样就能在用模塑料进行浇铸包封时将压电元件的损伤消除。
在本发明的一种有利改进方案中,芯片的所述至少一个压电元件有利地在与对应的膜片连接特别是粘合在一起后才暴露出来。因此,所述至少一个压电元件在连接前和连接期间还无法沿升降轴方向偏转,而是不可动地受芯片和/或模塑料的材料保持。这样就能防止该至少一个压电元件在与膜片连接时受损。这样就必须在沿升降轴方向连接膜片时,在压电元件上将力施加至这两个需要连接的组件上。在压电元件已经暴露出来的情况下,这个压电元件会因单侧起作用的连接力而如此地发生大幅偏转,从而使其受损。为了防止这一点,所述至少一个压电元件有利地并非在与膜片连接前,而是只有在与膜片连接后才暴露出来。
有利地,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片的一部分从重构晶片的第一侧逐步地移除直至对应的压电元件的第一侧。其优选指第一暴露子步骤。
有利地,以某种方式将重构晶片从其第一侧移除,从而针对mems音频转换器分别构建一个支承框架和/或布置在支承框架内部的耦合元件。
有利地,在第一暴露子步骤中,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片的一部分移除直至对应的压电元件的第一侧,使得压电元件在这侧上暴露出来。有利地,在随后的第二暴露子步骤中,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片的一部分移除直至对应的压电元件的第二侧,使得压电元件同样在这侧上暴露出来。有利地,至少一个压电元件的外轮廓,特别是悬臂形状,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,特别是以第一或第二暴露子步骤,由形成压电元件的压电层自由切割出来。作为替代方案,也可以在第一或第二暴露子步骤之后的独立的材料移除步骤中实施。
在将具有多个对应于芯片的第一开口的第一掩蔽层布置在重构晶片的第一侧上的情况下,可以极为简单其且快速地形成该方法。因此,在施加第一掩蔽层后,重构晶片的每个芯片均对应于至少一个第一开口。随后,将蚀刻剂,特别是液体或气体施加至这个第一掩蔽层上。蚀刻工艺优选指干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺。蚀刻剂可以在第一开口的区域内与重构晶片接触。这样重构晶片的一部分就会在第一开口的区域内被腐蚀直至对应的压电元件的第一侧。视重构晶片的具体技术方案,相应的压电元件可能已经暴露出来,也就是在这些压电元件在压电元件的第二侧上不具有任何材料的情况下,相应的压电元件已经暴露出来。在此情形下,优选只有在将膜片单元与重构晶片紧固在一起后才将具有蚀刻剂的第一掩蔽层施加至这个重构晶片上。但作为替代方案,重构晶片也可以如此地构建,使得在这个方法步骤中,也就是在压电元件的第二侧上还布置有材料的情况下,相应的压电元件还未暴露出来。在此情形下,有利地,在将膜片单元与相应的芯片连接在一起前就已将具有蚀刻剂的第一掩蔽层施加至重构晶片上。这样就能用蚀刻剂将压电元件的第一侧暴露出来,而压电元件在其相对的第二侧上仍被重构晶片的材料固定保持在适宜位置。
有利地,如此地构建第一开口,使得重构晶片,特别是芯片的衬底在针对相应mems音频转换器的支承框架所设置的外区域内被第一掩蔽层掩蔽,也就是覆盖。这样就能有利地形成构建在相应mems音频转换器的支承框架内部的第一空腔。
就此而言,作为补充或替代方案,有利地,第一开口如此地构建,使得重构晶片,特别是芯片的衬底在针对相应mems音频转换器的耦合元件所设置的内区域内被第一掩蔽层掩蔽。其中,内区域优选被外区域包围且与这个外区域特别是完全地间隔开。因此,内区域在外区域内部形成孤岛。这样就能在支承框架内部构建可以相对于这个支承框架沿升降轴方向自由运动的耦合元件。因此,耦合元件是指沿升降轴方向突出于压电元件的构件,该构件优选由芯片的衬底形成以及/或者可以在其末端区域内与为其所设置的膜片连接在一起。因此,在制成的mems音频转换器中,耦合元件将该至少一个压电元件与膜片间接地连接在一起。由此,耦合元件构建在第一空腔内部。
有利地,如此地将所述重构晶片特别是从其第一侧和/或在开口的区域内移除,特别是腐蚀掉,使得所述至少一个压电元件在其第一末端上与支承框架连接,以及/或者在其第二末端上与耦合元件连接,以及/或者在其这两个相对布置的纵侧上暴露出来。所述至少一个压电元件优选在这个时间点上还未暴露出来。因此,在其与耦合元件相对布置的第二侧上还存在材料,从而将压电元件保持在适宜位置。
在本发明的一种有利的进一步方案中,特别是在压电元件的第一侧暴露出来以后,将芯片的所述至少一个压电元件特别是在其第二末端的区域内和/或间接地通过耦合元件与膜片连接,特别是粘合在一起。其中,沿升降轴方向将膜片与该至少一个压电元件压紧在一起。由于所述至少一个压电元件优选在这个时间点上还未暴露出来,可以将在压紧时作用于该压电元件的力通过还存在于压电元件的另一侧上的材料导出。这样就防止压电元件受损。优选通过耦合元件间接地将压电元件与膜片连接在一起。在此过程中,优选将膜片在耦合元件的背离压电元件的末端上与这个耦合元件压紧在一起。
有利地,将膜片在耦合元件的沿升降轴方向背离压电元件的末端上与这个耦合元件连接在一起。因此,可以有利地为开槽的芯片的一侧配设粘合剂,随后,该粘合剂将耦合元件的自由端和支承框架的一侧润湿。
同样有利地,将膜片与支承框架直接连接在一起。作为替代方案,有利地,将膜片通过将该膜片保持在其边缘区域内的膜片框架间接地与支承框架连接在一起。膜片框架有利地连同其膜片一起形成膜片单元。优选在将膜片与耦合元件连接在一起的同时将膜片与支承框架连接在一起。优选将膜片框架与芯片的衬底和/或对应于这个芯片的模塑料连接在一起。
有利地,将膜片特别是作为膜片单元单独地,或者作为连续的膜片元件共同地施加至重构晶片上。
同样有利地,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片的一部分从重构晶片的与第一侧相对布置的第二侧逐步地移除直至对应的压电元件的第二侧。
在本发明的一种有利改进方案中,为了将所述至少一个压电元件暴露出来,将第二掩蔽层布置在重构晶片的与第一侧相对布置的第二侧上。第二掩蔽层优选具有多个对应于芯片的第二开口。因此,芯片中的每个优选均对应于至少一个第二开口。
同样有利地,为了将所述至少一个压电元件暴露出来,将蚀刻剂施加至这个第二掩蔽层上。这样重构晶片的一部分就会在第二开口的区域内被腐蚀直至对应的压电元件的第二侧。因此,芯片的该至少一个压电元件在其第一侧上和第二侧上均不具有将压电元件与支承框架刚性连接在一起或者将压电元件保持在适宜位置的材料。替代地,压电元件先暴露出来,这样就能使其沿升降轴偏转。
有利地,构建第二开口,使得重构晶片,特别是对应于各个芯片的模塑料,在针对相应mems音频转换器的空穴壁所设置的外区域内被第二掩蔽层掩蔽,也就是覆盖。因此,该外区域为框架状的封闭区域,在其内部构建第二空腔。因此,第一空腔优选构建在压电元件的第一侧上,以及/或者第二空腔构建在压电元件的第二侧上。这样压电元件在暴露状态下既能摆动入第一空腔又能摆动入第二空腔。
有利地,从重构晶片的第一侧将芯片的衬底腐蚀掉,以及/或者从重构晶片的第二侧将对应于芯片的模塑料腐蚀掉。
同样有利地,在蚀刻过程后重新将第一和/或第二掩蔽层移除。
有利地,为了构建压电元件的轮廓,特别是借助激光在边缘区域内将压电元件本身移除。芯片优选具有压电结构。其中,指的是施加在衬底上的至少一个压电层。在构建压电元件的轮廓时,将这个层沿轮廓切断。
有利地,在压电元件的第一侧暴露出来后或者在其第二侧暴露出来后,将压电元件本身在其边缘区域内轮廓化和/或切齐。
为了制造重构晶片,有利地,在用模塑料浇铸包封前将相互隔开的芯片布置特别是粘合在载体上。因此,载体在此期间用于固定芯片,以便用模塑料进行浇铸包封。
就此而言,有利地还在模塑料硬化后重新将载体移除。优选如此地布置及/或如此地移除载体,使得芯片在浇铸包封后被封装在模塑料中,并且在移除载体后在重构晶片的第一侧上暴露出来。
为了将mems音频转换器构建得尽可能薄,有利地,将重构晶片在其第一侧上部分地去除,特别是磨除,以减小其厚度。在此情形下,有利地,事先在重构晶片的第二侧上布置辅助载体,优选在进行磨除后将该辅助载体移除。
同样有利地,在重构晶片的第一侧和/或第二侧上施加电绝缘层和/或用于重新分布芯片的接触点的金属重分布层。优选在施加掩蔽层前布置重分布层,使其在蚀刻过程期间受掩蔽层保护。
有利地,在浇铸包封芯片时用模塑料构建绝缘层。
有利地,用chip-first工艺制造重构晶片。其中,首先用模塑料浇铸包封芯片,随后再构建重分布层。
作为替代方案,有利地,用chip-last工艺制造重构晶片。其中,首先构建重分布层,随后再将芯片布置在这个重分布层上并且用模塑料浇铸包封。
有利地,用face-down工艺制造重构晶片,其中在用模塑料浇铸包封前和/或浇铸包封时布置单体化的芯片,使其接触点朝下。
有利地,用face-up工艺制造重构晶片,其中在用模塑料浇铸包封前和/或浇铸包封时布置单体化的芯片,使其接触点朝上。
此外,本发明还提出一种mems音频转换器,其特别是用于产生和/或检测可听波长谱和/或超声波范围中的声波,所述音频转换器具有芯片,所述芯片包括支承框架和至少一个受所述支承框架保持的压电元件。所述至少一个压电元件暴露出来,使其可以相对所述支承框架沿升降轴偏转。所述mems音频转换器还包括用来至少部分地浇铸包封所述芯片的模塑料。模塑料优选指特别是可以注射成型的塑料,其用来注塑包封芯片。此外,所述mems音频转换器还包括膜片,所述膜片在其边缘区域内直接地或通过膜片单元间接地与芯片和/或模塑料连接。膜片单元优选包括膜片框架和受这个膜片框架保持的膜片。膜片在升降轴的区域内与至少一个压电元件连接。因此,膜片与压电元件相互耦合且可以沿升降轴偏转。所述mems音频转换器以前文描述的方法制成,其中可以单独应用述及的特征或将其任意组合。有利之处在于,mems音频转换器的制造成本极为低廉。
附图说明
本发明的更多优点参阅下文对实施例的描述。图中:
图1为mems音频转换器的示意性剖视图,以及
图2-12为制造多个图1中的mems音频转换器的各方法步骤。
具体实施方式
图1示出mems音频转换器1,其特别是用于产生和/或检测可听波长谱和/或超声波范围中的声波。以图2-12所绘示的方法步骤所示的制造方法用于示例性地制造这个mems音频转换器1。
在图1中,mems音频转换器1具有芯片2,该芯片形成至少一个支承框架3和至少一个压电元件4、5。在本实施例中,mems音频转换器1具有第一压电元件4和第二压电元件5。但作为替代方案,mems音频转换器1也可以仅包括单独一个压电元件4、5,或者包括超过两个压电元件4、5。第一压电元件4在其第一末端6上与支承框架3连接。第一压电元件4的第二末端7可以沿升降轴8偏转。为此,压电元件4在其一侧被自由切割。此外,mems音频转换器1包括耦合元件9。这个耦合元件布置在支承框架3内部。耦合元件9和支承框架3由芯片2的衬底10构成。第一压电元件4以其第二末端7与耦合元件9连接。这一点在此通过柔性的和/或活节的连接元件11实现。第二压电元件5以类似的方式与支承框架3和耦合元件9连接。耦合元件9可以通过第一和第二压电元件4、5沿升降轴8偏转。同样可以由第一和第二压电元件4、5检测到耦合元件9沿升降轴8的运动。
在图1中,芯片2部分地用模塑料12浇铸包封。模塑料12优选指可以注射成型的塑料,其用来在制造方法期间注塑包封芯片2。模塑料12构成mems音频转换器1的支承框架3和/或壳体13。
芯片2具有第一空腔14。在这个第一空腔14中布置有耦合元件9。此外,mems音频转换器1的第二空腔15构建在模塑料12中。因此,第一空腔14处于相应的压电元件4、5的第一侧16上,第二空腔15处于相应的压电元件4、5的第二侧17上。这样压电元件4、5既能摆动入第一空腔14又能摆动入第二空腔15。在此过程中,第二空腔15构成mems音频转换器1的空穴或后腔体积。因此,mems音频转换器1的空穴壁18由模塑料12形成。第二空腔15在其背离压电元件4、5的一侧上敞开。
如图1所示,用于压电元件4、5的芯片2还具有接触点19。此外,mems音频转换器1包括重分布层20。这个重分布层通过贯穿接点21与接触点19中的至少一个连接。重分布层20通过电绝缘的绝热层与芯片2隔开。这个绝热层在图1所示实施例中由模塑料12形成。作为替代方案,也可以构建额外的绝热层。
芯片2与模塑料12构成第一单元,在下文还将在结合图2至图12详细说明的制造方法期间,将该单元与膜片23连接在一起。在本实施例中,膜片23为膜片单元22的部分,该膜片单元包括膜片23和将膜片23保持在其边缘区域内的膜片框架24。此外,在本实施例中,膜片23包括柔性的膜片层25以及加固板26。在未在此示出的实施例中,膜片23也可以直接紧固在衬底10和/或模塑料12上。在此情形下,膜片框架24例如由模塑料12和/或衬底10形成。
膜片23在第一连接区域27内与至少一个压电元件4、5连接,特别是粘合。在本实施例中,第一连接区域27构建在耦合元件9与膜片23之间。因此,压电元件4、5间接地通过耦合元件9与膜片23连接。此外,这两个单元在第二连接区域28内相连。这个第二连接区域在此构建在膜片框架24与模塑料12之间。
可以以下文将详细描述的制造方法来制造上文所描述的mems音频转换器1,其中相应的方法步骤在图2至图12中示出。
在所述制造方法开始时,首先由图2所示的晶片29制成图7所示的重构晶片30。术语“晶片”指的是优选由单晶或多晶坯件制成的板状元件。晶片用作芯片2的衬底。晶片29可以具有浑圆的或正方形的形状。在正方形的情形中,晶片29也被称为面板。
如图2所示,晶片29包括多个芯片2,为清楚起见,其中只有一个标有附图标记。芯片2大体包括衬底10,在该衬底上布置有至少一个压电层31,在所述制造方法中,由该层构建至少一个压电元件4、5。压电层31可以为具有多个层,特别是压电层和/或电极层的夹层复合体。
在图3中,芯片2相互隔开。为此,将晶片29切割。随后,相互间隔地布置这些相互隔开的芯片2。如图3所示,这一点可以在载体32上实施。芯片2优选被粘合在载体32上。
如图3所示,如此地布置单体化的芯片2,使其接触点19如图所示地朝上。有鉴于此,在所谓的face-up工艺中进行制造。作为替代方案,在未在此示出的实施例中,也可以如此地布置单体化的芯片2,使其接触点19如图所示地朝下。因此,在所谓的face-down工艺中进行制造。
随后,将图4中的相互间隔的芯片2用模塑料12浇铸包封,特别是注塑包封。因此,芯片2分别以第一侧抵靠在载体32上,否则就完全被模塑料12封装在内。
如图5所示,在模塑料12硬化后,在模塑料上施加重分布层20。此外,通过贯穿接点21将重分布层20与芯片2的接触点19连接在一起。贯穿接点21在此穿过模塑料12。作为补充或替代方案,在未在此示出的实施例中,这些贯穿接点同样可以穿过衬底10。
随后,如图6所示,将载体32移除。在移除载体32后,重构晶片30大体制成。因此,芯片2被封装在模塑料12中,并且只在重构晶片30的第一侧33上暴露出来。在重构晶片30的第二侧34上设有重分布层20。
上述制造重构晶片30的方法被称为chip-first工艺,在该工艺中,首先用模塑料12浇铸包封单体化的芯片2,随后再配设重分布层20。
在未在此示出的替代实施例中,同样可以在chip-last工艺中制造重构晶片30。在此情形下,首先构建重分布层20。随后,将芯片2施加在这个重分布层20上,紧接着用模塑料12浇铸包封。
为了减小重构晶片30的厚度,如图7所示,可以将重构晶片30的一部分从第一侧33去除。这一点例如可以通过打磨实施。为了在这个加工步骤中防止重构晶片30受损,在此期间有利地将这个重构晶片布置在未在此示出的辅助载体上。随后再将这个辅助载体移除。
在未在此示出的实施例中,作为构建在重构晶片30的第二侧34上的重分布层20的补充或替代,同样可以在重构晶片30的第一侧33上构建重分布层20。
在随后的方法步骤中,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片30的一部分从重构晶片30的第一侧33逐步地移除直至对应的压电元件4、5的第一侧16。这一点通过构建支承框架3和布置在支承框架3内部的耦合元件9来实施。
优选在这个方法步骤期间或紧接在这个方法步骤后,为了构建相应压电元件4、5的轮廓,特别是借助激光在边缘区域内将压电元件4、5本身移除或进行自由切割。
随后,将相应的膜片23施加至重构晶片30上。膜片23可以单独地,特别是作为膜片单元22施加,或者共同地作为连续的膜片元件施加。
随后,压电元件4、5暴露出来。为此,特别是借助蚀刻工艺或激光加工工艺,将重构晶片30的一部分从重构晶片30的与第一侧16相对布置的第二侧34逐步地移除直至对应的压电元件4、5的第二侧17。
下文将例示性地描述蚀刻工艺。在图8中,重构晶片30被旋转。因此,如图所示,其第一侧33朝上且其第二侧34朝下。在图8所示的方法步骤中,将第一掩蔽层35施加至重构晶片30上。在此,在重构晶片30的第一侧33上实施这一点。第一掩蔽层35具有多个对应于芯片2的第一开口36。因此,芯片2中的每个均对应于至少一个第一开口36。在本实施例中,第一开口36如此地构建,使得重构晶片30在外区域37内被第一掩蔽层35覆盖,该外区域适于构建相应mems音频转换器1的图1所示支承框架3。此外,在本实施例中,第一开口36如此地构建,使得重构晶片30在内区域38内被第一掩蔽层35掩蔽,该内区域适于构建相应mems音频转换器1的图1所示耦合元件9。因此,外区域37构成在其内部岛状地布置有内区域38的框架。内区域38与外区域37不存在任何连接。
在施加第一掩蔽层35后,将蚀刻剂施加至重构晶片30上。这个蚀刻剂在第一开口36的区域内与重构晶片30接触,这样这个重构晶片就如图9所示地被腐蚀掉。基于第一开口36的技术方案,蚀刻剂在这些区域内仅与芯片2的衬底10接触。这样重构晶片30,特别是芯片2的衬底10就会在第一开口36直至压电层31或由这个压电层制成的压电元件4、5的第一侧16的区域内被腐蚀掉。在这个时间点上,压电元件4、5还未暴露出来,因为其在其第二侧17上仍受到模塑料12的材料的保持。现仅在相应压电元件4、5的第一侧16上构建有第一空腔14。此外,通过这个方法步骤,耦合元件9构建在这个第一空腔14的内部。压电元件4、5在其一个末端6上与支承框架3连接,在其另一末端7上与耦合元件9连接。在这个时间点上还无法沿升降轴8偏转,因为压电元件4、5还未暴露出来。在蚀刻过程后,重新将第一掩蔽层35移除。
优选在这个蚀刻过程后,为了构建相应压电元件4、5的轮廓,特别是借助激光在边缘区域内对压电元件4、5本身进行自由切割。
在图10所示的方法步骤中,针对芯片2中的每个将对应的膜片23与还未暴露出来的对应压电元件4、5连接在一起。
在未在此示出的实施例中,膜片23可以共同地作为连续的膜片元件施加。在此情形下,将连贯的膜片层或连续的膜片元件施加在重构晶片30的第一侧33上,并且在接触区域内与重构晶片30紧固在一起。
作为替代方案,在本实施例中,可以将膜片23特别是作为膜片单元22单独地施加至重构晶片30上。为此,膜片单元22在第一连接区域27内与对应的耦合元件9连接。此外,膜片框架24在第二连接区域28内特别是间接地通过模塑料12与对应的支承框架3连接。由于压电元件4、5未暴露出来,而是在其第二侧17上仍受到模塑料12的保持,可以在第一连接区域27内将膜片23特别是间接地通过耦合元件9与这些压电元件压紧在一起,这样这些压电元件就不会因受到较大的力而偏转出来并且受到损伤。但同样可以在第一连接区段27内构建固定连接,特别是粘合连接。
只有在将相应膜片单元22的膜片23与对应的压电元件4、5连接在一起后,压电元件4、5的相应第二侧17才会暴露出来。这一点同样通过掩蔽工艺以及紧随其后的蚀刻工艺实施。为此,在图11中,将第二掩蔽层39施加至重构晶片30的第二侧34上。第二掩蔽层39包括第二开口40,其中至少一个对应于相应的芯片2。第二开口40如此地构建,使得重构晶片30在针对相应mems音频转换器1的空穴壁18(参阅图1)所设置的第二外区域41内被第二掩蔽层39掩蔽。第二开口40框架状地被第二掩蔽层39包围。在施加第二掩蔽层39后,将蚀刻剂施加至重构晶片30的第二侧34上。这样芯片2的衬底10就会被腐蚀直至压电元件4、5的第二侧17。在蚀刻后,重新将第二掩蔽层39移除。
如图12所示,在这个方法步骤后,压电元件4、5不仅在其第一侧16上还在其第二侧17上暴露出来。这样压电元件4、5就被暴露出来。因此,这些压电元件就能与耦合元件9和/或相应膜片23共同地沿升降轴8偏转(参阅图1)。
根据图11,在本实施例中,第二掩蔽层39具有布置在两个mems音频转换器1之间的第三开口42。第三开口42用于使得mems音频转换器1在蚀刻过程期间相互隔开。
本发明不局限于所示和描述的实施例。可以采用处于权利要求书范围内的变体,以及将特征加以组合,即便这些特征是在不同的实施例中揭示和描述。
附图标记表
1mems音频转换器
2芯片
3支承框架
4第一压电元件
5第二压电元件
6压电元件的第一末端
7压电元件的第二末端
8升降轴
9耦合元件
10衬底
11连接元件
12模塑料
13壳体
14第一空腔
15第二空腔
16压电元件的第一侧
17压电元件的第二侧
18空穴壁
19接触点
20重分布层
21贯穿接点
22膜片单元
23膜片
24膜片框架
25膜片层
26加固板
27第一连接区域
28第二连接区域
29晶片
30重构晶片
31压电层
32载体
33重构晶片的第一侧
34重构晶片的第二侧
35第一掩蔽层
36第一开口
37第一外区域
38内区域
39第二掩蔽层
40第二开口
41第二外区域
42第三开口
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