KR20190070618A - Mems microphone - Google Patents
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Abstract
멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로가 기판 내부에 매설되도록 하여 부피를 축소시킬 수 있는 멤스 마이크로폰을 제공한다.
멤스 마이크로폰은 기판, 상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서, 상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로 및 상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되며, 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 음향이 유입되는 음향홀을 갖는 케이스를 포함한다.A MEMS microphone capable of reducing the volume by allowing an integrated circuit electrically connected to an MEMS acoustic sensor to be embedded in a substrate is provided.
The MEMS microphone includes a substrate, a MEMS acoustic sensor provided at an upper portion of the substrate to sense sound, an integrated circuit embedded in the substrate, electrically connected to the MEMS acoustic sensor, and a MEMS acoustic sensor And a case having an acoustic hole into which sound is introduced at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor.
Description
본 발명은 부피를 축소시킬 수 있는 멤스 마이크로폰에 관한 것이다.The present invention relates to a MEMS microphone capable of reducing the volume.
일반적으로, 마이크로폰은 음성을 전기적인 신호로 변환하는 장치로, 최근들어 점점 소형화되고 있으며, 이에 따라 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 마이크로폰이 개발되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, a microphone is a device that converts voice into an electrical signal. Recently, the microphone has been getting smaller and smaller, and a microphone using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is being developed.
멤스 마이크로폰은 일렉트렉 콘덴서 마이크로폰(ECM, Electret Condenser Microphone)에 비해 습기와 열에 대한 내성이 강하고, 소형화가 가능한 장점이 있다.The MEMS microphone is more resistant to moisture and heat than the Electret Condenser Microphone (ECM), and has the advantage of miniaturization.
멤스 마이크로폰은 스마트폰과 같은 이동 통신기기, 이어폰 및 보청기 등을 포함하는 다양한 통신기기에 적용되며, 정전용량형 방식와 압전형 방식으로 구분될 수 있다.The MEMS microphone is applied to various communication devices including a mobile communication device such as a smart phone, an earphone and a hearing aid, and can be classified into a capacitive type and a piezoelectric type.
정전용량형 방식의 멤스 마이크로폰은 고정막과 진동막으로 구성되며, 외부에서 음향이 진동막에 유입되면 고정막과 진동막 사이의 간격이 변하면서 그에 따른 정전용량값이 변하게 된다.The MEMS microphone of the capacitive type is composed of a fixed membrane and a diaphragm, and when the acoustic is introduced into the diaphragm from the outside, the distance between the fixed membrane and the diaphragm changes and the capacitance value accordingly changes.
이때, 발생하는 전기적 신호로 음압을 측정할 수 있다.At this time, the sound pressure can be measured by the generated electric signal.
압전형 멤스 마이크로폰은 진동막만으로만 구성되어 있으며, 외부에서 음향에 의해 진동막이 변형될 때, 압전효과(Piezoelectric)로 전기적 신호가 발생되어 음압을 측정하게 된다.Piezoelectric MEMS microphones consist of only a diaphragm, and when the diaphragm is deformed by sound from the outside, an electric signal is generated by the piezoelectric effect and the sound pressure is measured.
멤스 마이크로폰은 음향을 감지하는 멤스 음향 센서와, 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되어 신호를 전달받는 집적회로를 포함할 수 있다.The MEMS microphone may include an MEMS acoustic sensor that senses sound and an integrated circuit that is electrically coupled to the MEMS acoustic sensor to receive the signal.
멤스 음향 센서와 집적회로는 기판 상부에 마련되며, 와이어본딩에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.The MEMS acoustic sensor and the integrated circuit are provided on the substrate and can be electrically connected by wire bonding.
멤스 음향 센서와 집적회로는 기판 상부에 마련되기 때문에, 기판이 차지하는 부피는 커질 수 밖에 없어 멤스 마이크로폰은 전체적으로 부피가 커질 수 밖에 없다.Since the MEMS acoustic sensor and the integrated circuit are provided on the substrate, the volume occupied by the substrate is so large that the MEMS microphone is bulky as a whole.
또한, 멤스 음향 센서와 집적회로가 와이어본딩에 의해 전기적으로 연결되기 때문에, 와이어본딩의 높이에 의해 멤스 마이크로폰은 전체적으로 부피가 커질 수 밖에 없다.Further, since the MEMS acoustic sensor and the integrated circuit are electrically connected by wire bonding, the MEMS microphone has to be bulky as a whole due to the height of the wire bonding.
본 발명의 일 측면은 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로가 기판 내부에 매설되도록 하여 부피를 축소시킬 수 있는 멤스 마이크로폰을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a MEMS microphone in which an integrated circuit electrically connected to a MEMS acoustic sensor is embedded in a substrate to reduce the volume.
본 발명의 일실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 기판, 상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서, 상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로 및 상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되며, 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 음향이 유입되는 음향홀을 갖는 케이스를 포함한다.A MEMS microphone according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a MEMS acoustic sensor provided on the substrate to sense sound, an integrated circuit embedded in the substrate, electrically connected to the MEMS acoustic sensor, And a case having an acoustic hole for receiving the MEMS acoustic sensor at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor.
상기 기판은 상기 집적회로가 전기적으로 연결되도록 접착되는 제1금속층과, 상기 제1금속층과 이격되도록 마련되는 제2금속층과, 상기 제1금속층과 상기 제2금속층 사이에 채워지는 코어를 포함할 수 있다.The substrate may include a first metal layer bonded to the integrated circuit such that the integrated circuit is electrically connected, a second metal layer spaced apart from the first metal layer, and a core filled between the first metal layer and the second metal layer. have.
상기 제1금속층 및 제2금속층에는 패턴이 형성될 수 있다.A pattern may be formed on the first metal layer and the second metal layer.
상기 제1금속층과 상기 제2금속층은 상기 코어를 관통하는 금속층 연결 비아홀에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.The first metal layer and the second metal layer may be electrically connected by a metal layer connection via hole passing through the core.
상기 멤스 음향 센서는 상기 음향홀로 유입되는 음향에 의해 진동하는 진동막과, 상기 진동막을 상기 기판 상부에 지지시키는 지지부와, 상기 진동막의 상부면에 마련되는 제1전극과, 상기 진동막의 하부면에 마련되는 제2전극과, 상기 지지부를 관통하여 상기 제1전극과 상기 제1금속층을 전기적으로 연결하는 제1비아홀과, 상기 지지부를 관통하여 상기 제2전극과 상기 제1금속층을 전기적으로 연결하는 제2비아홀을 포함할 수 있다.Wherein the MEMS acoustic sensor comprises: a diaphragm that vibrates by sound introduced into the acoustic hole; a support for supporting the diaphragm above the substrate; a first electrode provided on an upper surface of the diaphragm; A first via hole electrically connecting the first electrode and the first metal layer to the first electrode through the support portion; and a second via hole electrically connecting the second electrode and the first metal layer, And a second via hole.
상기 집적회로는 상기 코어 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련될 수 있다.The integrated circuit may be embedded in the core, and may be provided at a position corresponding to the vertical direction of the MEMS acoustic sensor.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 음향이 유입되는 음향홀을 갖는 기판, 상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서, 상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로 및 상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되는 케이스를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a MEMS microphone comprising: a substrate having an acoustic hole into which sound is introduced; a MEMS acoustic sensor provided on the substrate to sense sound; An integrated circuit electrically connected thereto, and a case provided on the substrate to receive the MEMS acoustic sensor.
상기 음향홀은 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 마련되며, 상기 집적회로는 상기 음향홀을 회피하도록 일부만 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련될 수 있다.The acoustic holes may be provided at positions corresponding to the MEMS acoustic sensors, and the integrated circuit may be provided at positions corresponding to portions of the MEMS acoustic sensors in the vertical direction so as to avoid the acoustic holes.
상기 음향홀은 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 마련되며, 상기 집적회로는 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되고 상기 음향홀과 대응되는 위치에 마련되는 관통홀을 포함할 수 있다.The acoustic hole may be provided at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor, and the integrated circuit may include a through hole provided at a position corresponding to the MEMS acoustical sensor in the vertical direction and corresponding to the acoustic hole. have.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤스 마이크로폰은 음향이 유입되는 제1음향홀을 갖는 기판, 상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서, 상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로 및 상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되며, 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 음향이 유입되는 제2음향홀을 갖는 케이스를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a MEMS microphone, comprising: a substrate having a first acoustic hole through which sound is introduced; a MEMS acoustic sensor provided at an upper portion of the substrate for sensing sound; An integrated circuit electrically connected to the sensor, and a case provided on the substrate, the case having a second acoustic hole for receiving the MEMS acoustic sensor and having a sound inlet at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor.
상기 집적회로는 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되고 상기 제1음향홀과 대응되는 위치에 마련되는 관통홀을 포함할 수 있다.The integrated circuit may include a through hole provided at a position corresponding to the vertical direction of the MEMS acoustic sensor and corresponding to the first acoustic hole.
상기 제1음향홀로 유입되는 음향만 상기 멤스 음향 센서로 전달되도록 상기 제2음향홀에는 음향지연필터가 마련될 수 있다.An acoustic delay filter may be provided in the second acoustic hole so that only the sound flowing into the first acoustic hole is transmitted to the MEMS acoustic sensor.
본 발명의 실시예들에 따르면, 멤스 마이크로폰의 부피를 줄여 소형화할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to reduce the volume of the MEMS microphone and downsize it.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멤스 마이크로폰의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판의 제1금속층에 집적회로가 접착되는 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 코어와 제2금속층이 형성된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 제1금속층 및 제2금속층에 패턴이 형성되고, 제1금속층과 제2금속층이 금속층 연결 비아홀에 의해 연결된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4에서 제1금속층이 제2금속층 상부에 위치하도록 뒤집은 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 5에서 멤스 음향 센서를 제1금속층에 전기적으로 연결한 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 도 6에서 기판의 상부에 케이스가 마련된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판에 음향홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판에 음향홀이 형성되고, 집적회로에 관통홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판과 케이스에 각각 제1음향홀과 제2음향홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도.1 is a schematic diagram of a MEMS microphone according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic view illustrating an integrated circuit bonded to a first metal layer of a substrate according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a view schematically showing a state in which a core and a second metal layer are formed in FIG. 2; FIG.
FIG. 4 is a schematic view illustrating a pattern formed in the first metal layer and the second metal layer in FIG. 3, and connecting a first metal layer and a second metal layer by a metal layer connection via hole;
FIG. 5 is a view schematically showing a state where the first metal layer is inverted in FIG. 4 so as to be positioned on the second metal layer; FIG.
6 is a view schematically showing a state in which the MEMS acoustic sensor is electrically connected to the first metal layer in FIG.
FIG. 7 is a view schematically showing a case in which an upper part of a substrate is provided in FIG. 6; FIG.
8 is a schematic view of a MEMS microphone in which acoustic holes are formed in a substrate according to another embodiment of the present invention.
9 is a schematic view of a MEMS microphone in which acoustic holes are formed in a substrate according to another embodiment of the present invention, and a through hole is formed in the integrated circuit.
10 is a schematic view of a MEMS microphone in which a first acoustic hole and a second acoustic hole are formed in a substrate and a case, respectively, according to another embodiment of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, as claimed, and it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.In addition, the same reference numerals or signs shown in the respective figures of the present specification indicate components or components performing substantially the same function.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.Also, the terms used herein are used to illustrate the embodiments and are not intended to limit and / or limit the disclosed invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.It is also to be understood that terms including ordinals such as " first ", "second ", and the like used herein may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms, It is used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "선단", "후단", "상부", "하부", "상단" 및 "하단"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.The term "front end", "rear end", "upper", "lower", "upper" and "lower end" used in the following description are defined with reference to the drawings, And the position is not limited.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멤스 마이크로폰의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a MEMS microphone according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 멤스 마이크로폰은 기판(10)과, 기판(10)의 상부에 마련되어 외부에서 유입되는 음향을 감지하는 멤스 음향 센서(20)와, 멤스 음향 센서(20)와 전기적으로 연결되는 집적회로(30)와, 기판(10)의 상부에 멤스 음향 센서(20)를 수용하도록 마련되는 케이스(40)를 포함할 수 있다.1, the MEMS microphone includes a
기판(10)은 집적회로(30)가 전기적으로 연결되도록 접착되는 제1금속층(11)과, 제1금속층(11)과 이격되도록 마련되는 제2금속층(13)과, 제1금속층(11)과 제2금속층(13) 사이에 채워지는 코어(15)를 포함할 수 있다.The
제1금속층(11)과 제2금속층(13)에는 전자회로를 새겨 넣기 위해 특정부분을 선택적으로 깍아 내는 식각(etching)과정을 통해 패턴이 형성될 수 있다.A pattern may be formed in the
패턴이 형성된 제1금속층(11)과 제2금속층(13)은 금속층 연결 비아홀(17)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.The patterned
제1금속층(11)과 제2금속층(13) 사이에 채워지는 코어(15)는 에폭시(epoxy) 계열의 수지인 FR4일 수 있으며, 코어(15)에는 집적회로(30)가 매설될 수 있다.The
멤스 음향 센서(20)는 기판(10) 상부에 마련되어 외부로부터 유입되는 음향을 감지할 수 있다.The MEMS
멤스 음향 센서(20)는 하기할 케이스(40)에 마련된 음향홀(41)로 유입되는 음향에 의해 진동되는 진동막(21)과, 진동막(21)을 기판(10) 상부에 지지시키는 지지부(22)와, 진동막(21)의 상부면에 마련되는 제1전극(23)과, 진동막(21)의 하부면에 마련되는 제2전극(24)과, 지지부(22)를 관통하여 제1전극(23)과 기판(10)의 제1금속층(11)을 전기적으로 연결하는 제1비아홀(25)과, 지지부(22)를 관통하여 제2전극(24)과 제1금속층(11)을 전기적으로 연결하는 제2비아홀(26)을 포함할 수 있다.The MEMS
도면상에는 멤스 음향 센서(20)가 진동막(21)만으로만 구성되어 외부에서 유입되는 음향에 의해 진동막(21)이 변형될 때, 압전효과(Piezoelectric)로 전기적 신호가 발생되어 음압을 측정하는 압전형 멤스 마이크로폰이 도시되어 있고, 압전형 멤스 마이크로폰으로 설명을 하고 있다.In the figure, the MEMS
그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 멤스 음향 센서는 진동막과 고정막으로 구성되며, 외부의 음향이 진동막에 유입되면 고정막과 진동막 사이의 간격이 변하면서 그에 따른 정전 용량 값이 변하게 되면서 발생하는 전기적 신호로 음압을 측정하는 정전용량형 방식의 멤스 마이크로폰일 수 있다.However, the present invention is not limited to this, and the MEMS acoustic sensor is composed of a diaphragm and a fixed membrane. When external sound is introduced into the diaphragm, the distance between the fixed membrane and the diaphragm changes, A capacitive type MEMS microphone for measuring a sound pressure by an electrical signal.
멤스 음향 센서(20)는 케이스(40)에 마련된 음향홀(41)과 대응되는 위치에 마련되어 음향홀(41)로 유입되는 음향을 음향을 감지할 수 있다.The MEMS
진동막(21)은 음향홀(41)을 통해 유입되는 음향에 의해 진동막(21)과 기판(10) 사이에 형성되는 공간에서 변형될 수 있다.The
진동막(21)의 상부면에 마련되는 제1전극(23)과, 진동막(21)의 하부면에 마련되는 제2전극(24)은 각각 지지부(22)를 관통하는 제1비아홀(25)과 제2비아홀(26)에 의해 기판(10)의 제1금속층(11)과 연결될 수 있다.The
제1전극(23)과 제2전극(24)이 기판(10)의 제1금속층(11)과 전기적으로 연결되고, 제1금속층(11)이 집적회로(30)와 전기적으로 연결되기 때문에, 음향에 의해 진동막(21)이 변형되면서 발생하는 신호는 집적회로(30)로 전달될 수 있다.Since the
집적회로(30)는 주문형 집적회로(ASIC, application specific integrated circuit)일 수 있다.The
집적회로(30)는 멤스 음향 센서(20)에 마련되는 제1전극(23) 및 제2전극(24)과 전기적으로 연결되며, 외부에서 유입되는 음향에 의해 진동막(21)이 변형될 때 발생되는 전기적 신호로 음압을 측정할 수 있다.The
집적회로(30)는 기판(10) 내부의 코어(15)에 매설되며, 멤스 음향 센서(20)와 수직 방향으로 대응되는 위치인 멤스 음향 센서(20) 하부에 위치할 수 있다.The
집적회로(30)가 기판(10)의 제1금속층(11)에 직접 전기적으로 연결되기 때문에, 열전달에 유리할 수 있다.Since the
또한, 집적회로(30)가 기판(10) 내부에 매설되고, 집적회로(30)와 멤스 음향 센서(20)가 와이어본딩 없이 금속층 연결 비아홀(17)에 의해 연결되기 때문에, 멤스 마이크로폰의 전체적인 부피를 축소시킬 수 있다.Since the
케이스(40)는 기판(10)의 상부에 멤스 음향 센서(20)를 수용하도록 마련되며, 멤스 음향 센서(20)와 대응되는 위치에 외부로부터 음향이 유입되는 음향홀(41)을 포함할 수 있다.The
다음으로, 도 2 내지 도 7을 참고로 하여 멤스 마이크로폰이 제조되는 방법에 대해 설명하도록 한다.Next, a method of manufacturing a MEMS microphone will be described with reference to FIGS. 2 to 7. FIG.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판의 제1금속층에 집적회로가 접착되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에서 코어와 제2금속층이 형성된 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에서 제1금속층 및 제2금속층에 패턴이 형성되고, 제1금속층과 제2금속층이 금속층 연결 비아홀에 의해 연결된 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 제1금속층이 제2금속층 상부에 위치하도록 뒤집은 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에서 멤스 음향 센서를 제1금속층에 전기적으로 연결한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에서 기판의 상부에 케이스가 마련된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a state in which an integrated circuit is bonded to a first metal layer of a substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view schematically showing a state where a core and a second metal layer are formed FIG. 4 is a view schematically illustrating a state in which a first metal layer and a second metal layer are patterned in FIG. 3, and a first metal layer and a second metal layer are connected by a metal layer connection via hole. FIG. 6 is a schematic view illustrating a state in which the MEMS acoustic sensor is electrically connected to the first metal layer in FIG. 5, and FIG. 6 is a cross- 7 is a view schematically showing a case in which a case is provided on an upper portion of the substrate in FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)을 형성하는 제1금속층(11)에 접합제(G)를 도포한 후, 집적회로(30)를 제1금속층(11)에 플립칩 본딩할 수 있다.2, after the bonding agent G is applied to the
집적회로(30)가 플립칩 본딩에 의해 제1금속층(11)에 직접 접합되기 때문에, 열전달에 유리할 수 있다.Since the
집적회로(30)가 제1금속층(11)에 접합되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1금속층(11) 상부에 코어(15)를 채우고, 코어(15) 상부에 제2금속층(13)을 형성하여 집적회로(30)가 기판(10) 내부에 매설되도록 할 수 있다.When the
코어(15) 상부에 제2금속층(13)을 형성한 후에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1금속층(11)과 제2금속층(13)에 패턴을 형성하고, 코어(15)를 관통하는 금속층 연결 비아홀(17)에 의해 제1금속층(11)과 제2금속층(13)이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.After forming the
제1금속층(11)과 제2금속층(13)이 전기적으로 연결되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1금속층(11)이 제2금속층(13)의 상부에 위치하도록 기판(10)을 뒤집어 줄 수 있다.The
기판(10)을 뒤집은 후에는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1금속층(11) 상부에 멤스 음향 센서(20)를 마련하여 멤스 음향 센서(20)와 제1금속층(11)이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.6, the MEMS
멤스 음향 센서(20)와 제1금속층(11)을 전기적으로 연결한 후에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상부에 케이스(40)가 마련되도록 할 수 있다.After the MEMS
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참고로 하여 멤스 마이크로폰의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.Next, another embodiment of the MEMS microphone will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판에 음향홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판에 음향홀이 형성되고, 집적회로에 관통홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판과 케이스에 각각 제1음향홀과 제2음향홀이 형성된 멤스 마이크로폰의 개략도이다.FIG. 8 is a schematic view of a MEMS microphone in which acoustic holes are formed in a substrate according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a perspective view of a MEMS microphone in which acoustic holes are formed in a substrate according to another embodiment of the present invention, 10 is a schematic view of a MEMS microphone in which a first acoustic hole and a second acoustic hole are formed in a substrate and a case according to another embodiment of the present invention, respectively.
도 8에 도시된 바와 같이, 멤스 마이크로폰은 음향홀(18)이 케이스(40)가 아닌 기판(10)이 형성되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 8, the MEMS microphone may be configured such that the
음향홀(18)이 기판(10)에 형성되는 경우에는 도 1에 도시된 멤스 마이크로폰과 동일하게 멤스 음향 센서(20)를 음향홀(18)과 대응되는 위치에 마련되도록 할 수 있다.When the
기판(10)에 음향홀(18)이 형성되기 때문에, 집적회로(30)는 음향홀(18)을 회피하도록 일부만 멤스 음향 센서(20)와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련될 수 있다.Since the
상기의 경우, 다른 구성들은 도 1에 도시된 멤스 마이크로폰과 동일하며, 제1전극(23)을 제1금속층(11)과 연결하는 제1비아홀(25)과 제2전극(24)을 제1금속층(11)과 연결하는 제2비아홀(26)의 위치만 상이할 수 있다.1 except that the first via
도 9에 도시된 바와 같이, 집적회로(30)는 도 1에 도시된 멤스 마이크로폰과 동일하게 멤스 음향 센서(20)와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련될 수 있는데, 이 경우에 집적회로(30)의 음향홀(18)과 대응되는 위치에는 음향홀(18)을 통해 유입되는 음향이 진동막(21)으로 전달될 수 있도록 관통홀(31)이 형성될 수 있다.As shown in Fig. 9, the
도 10에 도시된 바와 같이, 멤스 마이크로폰은 기판(10)과 케이스(40)에 각각 제1음향홀(19)과 제2음향홀(43)이 형성되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 10, the MEMS microphone may have a first
기판(10)과 케이스(40)에 각각 제1음향홀(19)과 제2음향홀(43)이 형성되는 경우에 집적회로(30)는 멤스 음향 센서(20)와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련될 수 있는데, 이 경우에 집적회로(30)의 제1음향홀(19)과 대응되는 위치에는 제1음향홀(19)을 통해 유입되는 음향이 진동막(21)으로 전달될 수 있도록 관통홀(33)이 형성될 수 있다.When the first
이때, 제1음향홀(19)로 유입되는 음향만 멤스 음향 센서(20)로 전달되도록 제2음향홀(43)에는 음향지연필터(50)가 마련되도록 하여 지향성 멤스 마이크로폰을 구성할 수 있다.At this time, the directional MEMS microphone can be constituted by providing the
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 멤스 마이크로폰을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 이는 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. .
10 : 기판
11 : 제1금속층
13 : 제2금속층 15 : 코어
17 : 금속층 연결 비아홀 18 : 음향홀
19 : 제1음향홀
20 : 멤스 음향 센서 21 : 진동막
22 : 지지부 23 : 제1전극
24 : 제2전극 25 : 제1비아홀
26 : 제2비아홀
30 : 집적회로 31, 33 : 관통홀
40 : 케이스 41 : 음향홀
50 : 음향지연필터
G : 접합제10: substrate 11: first metal layer
13: second metal layer 15: core
17: metal layer connection via hole 18: acoustic hole
19: 1st sound hole
20: MEMS acoustic sensor 21: diaphragm
22: Support part 23: First electrode
24: second electrode 25: first via hole
26: Second via hole
30: integrated
40: Case 41: Acoustic hole
50: Acoustic delay filter
G: Bonding agent
Claims (12)
상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서;
상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로; 및
상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되며, 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 음향이 유입되는 음향홀을 갖는 케이스;
를 포함하는 멤스 마이크로폰.Board;
A MEMS acoustic sensor provided on the substrate to sense sound;
An integrated circuit embedded in the substrate and electrically connected to the MEMS acoustic sensor; And
A case having an acoustic hole through which sound is introduced at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor, the case being provided on the substrate to receive the MEMS acoustic sensor;
.
상기 기판은 상기 집적회로가 전기적으로 연결되도록 접착되는 제1금속층과, 상기 제1금속층과 이격되도록 마련되는 제2금속층과, 상기 제1금속층과 상기 제2금속층 사이에 채워지는 코어를 포함하는 멤스 마이크로폰.The method according to claim 1,
Wherein the substrate comprises a first metal layer bonded to the integrated circuit so as to be electrically connected, a second metal layer spaced apart from the first metal layer, and a core filled between the first metal layer and the second metal layer, microphone.
상기 제1금속층 및 제2금속층에는 패턴이 형성되는 멤스 마이크로폰.3. The method of claim 2,
Wherein a pattern is formed on the first metal layer and the second metal layer.
상기 제1금속층과 상기 제2금속층은 상기 코어를 관통하는 금속층 연결 비아홀에 의해 전기적으로 연결되는 멤스 마이크로폰.The method of claim 3,
Wherein the first metal layer and the second metal layer are electrically connected by a metal layer connection via hole passing through the core.
상기 멤스 음향 센서는 상기 음향홀로 유입되는 음향에 의해 진동하는 진동막과, 상기 진동막을 상기 기판 상부에 지지시키는 지지부와, 상기 진동막의 상부면에 마련되는 제1전극과, 상기 진동막의 하부면에 마련되는 제2전극과, 상기 지지부를 관통하여 상기 제1전극과 상기 제1금속층을 전기적으로 연결하는 제1비아홀과, 상기 지지부를 관통하여 상기 제2전극과 상기 제1금속층을 전기적으로 연결하는 제2비아홀을 포함하는 멤스 마이크로폰.5. The method of claim 4,
Wherein the MEMS acoustic sensor comprises: a diaphragm that vibrates by sound introduced into the acoustic hole; a support for supporting the diaphragm above the substrate; a first electrode provided on an upper surface of the diaphragm; A first via hole electrically connecting the first electrode and the first metal layer to the first electrode through the support portion; and a second via hole electrically connecting the second electrode and the first metal layer, A MEMS microphone comprising a second via hole.
상기 집적회로는 상기 코어 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되는 멤스 마이크로폰.6. The method of claim 5,
Wherein the integrated circuit is embedded in the core and is provided at a position corresponding to a vertical direction with respect to the MEMS acoustic sensor.
상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서;
상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로; 및
상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되는 케이스;
를 포함하는 멤스 마이크로폰.A substrate having an acoustic hole into which sound is introduced;
A MEMS acoustic sensor provided on the substrate to sense sound;
An integrated circuit embedded in the substrate and electrically connected to the MEMS acoustic sensor; And
A case provided on the substrate to receive the MEMS acoustic sensor;
.
상기 음향홀은 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 마련되며, 상기 집적회로는 상기 음향홀을 회피하도록 일부만 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되는 멤스 마이크로폰.8. The method of claim 7,
Wherein the acoustic hole is provided at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor, and the integrated circuit is provided only at a portion corresponding to the MEMS acoustic sensor in a vertical direction so as to avoid the acoustic hole.
상기 음향홀은 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 마련되며, 상기 집적회로는 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되고 상기 음향홀과 대응되는 위치에 마련되는 관통홀을 포함하는 멤스 마이크로폰.8. The method of claim 7,
Wherein the acoustic hole is provided at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor and the integrated circuit includes a through hole provided at a position corresponding to the acoustic hole in a direction perpendicular to the MEMS acoustic sensor, microphone.
상기 기판의 상부에 마련되어 음향을 감지하는 멤스 음향 센서;
상기 기판의 내부에 매설되며, 상기 멤스 음향 센서와 전기적으로 연결되는 집적회로; 및
상기 기판의 상부에 상기 멤스 음향 센서를 수용하도록 마련되며, 상기 멤스 음향 센서와 대응되는 위치에 음향이 유입되는 제2음향홀을 갖는 케이스;
를 포함하는 멤스 마이크로폰.A substrate having a first acoustic hole through which sound is introduced;
A MEMS acoustic sensor provided on the substrate to sense sound;
An integrated circuit embedded in the substrate and electrically connected to the MEMS acoustic sensor; And
A case having a second acoustic hole for receiving the MEMS acoustic sensor at an upper portion of the substrate, the second acoustic hole for receiving sound at a position corresponding to the MEMS acoustic sensor;
.
상기 집적회로는 상기 멤스 음향 센서와 수직 방향으로 대응되는 위치에 마련되고 상기 제1음향홀과 대응되는 위치에 마련되는 관통홀을 포함하는 멤스 마이크로폰.11. The method of claim 10,
Wherein the integrated circuit includes a through hole provided at a position corresponding to a vertical direction of the MEMS acoustical sensor and corresponding to the first acoustic hole.
상기 제1음향홀로 유입되는 음향만 상기 멤스 음향 센서로 전달되도록 상기 제2음향홀에는 음향지연필터가 마련되는 멤스 마이크로폰.12. The method of claim 11,
Wherein the second acoustic hole is provided with an acoustic delay filter so that only the sound flowing into the first acoustic hole is transmitted to the MEMS acoustic sensor.
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