[发明专利]MEMS模块

说明书

本申请涉及一种MEMS模块(100)。该MEMS模块包括：具有内部容积(V)的壳体(130)，其中壳体(130)具有朝内部容积(V)的声音开口(132)；壳体(130)中与声音开口(132)相邻的MEMS组件(110)；以及层元件(138)，该层元件(138)至少局部地布置在壳体(130)的面向内部容积(V)的表面区域(134‑1、136‑1)处，其中层元件(138)具有层材料，该层材料比层元件(138)相邻的壳体(130)的壳体材料具有更低的热导率，并且可选地具有更高的热容量。

技术领域

实施例涉及一种MEMS模块或MEMS传感器及其制造方法。特别地，实施例涉及一种以MEMS声换能器(例如MEMS麦克风)形式并且具有多层壳体结构的MEMS模块。该壳体结构被构造为，至少减少由于MEMS模块的环境中的动态温度或热波动而产生的热变化渗透到MEMS模块的内部容积中。根据实施例，MEMS模块的壳体装置被构造为热低通滤波器装置。

背景技术

MEMS模块通常包括布置在基板上的电子元件，例如MEMS组件(MEMS＝微机电系统)，该MEMS组件被壳体包围。该壳体旨在保护MEMS模块免受外部环境影响，例如灰尘、污垢、湿气等。一些壳体(封装)还被提供用于屏蔽MEMS模块免受外部电磁辐射，其中为此通常使用金属外壳。

对于传感器应用，例如MEMS麦克风应用，由于当前可用的MEMS麦克风的高灵敏度，MEMS模块对温度变化的稳定操作是必要的。因此，在某些情况下，特别是在麦克风应用中，MEMS麦克风上的快速温度变化(例如频率大于20赫兹)是重要的，因为这样的“快速”的温度变化能够产生声学相关信号，即产生传感器输出信号中的干扰信号分量。在此，快速温度变化无论是产生在传感器或MEMS模块的外部，还是产生在传感器模块壳体或传感器封装的某些部分中，是不重要的。

例如，在这种情况下应该注意，在移动设备中(例如所谓的智能手机)，MEMS麦克风模块布置在移动设备的壳体内，其中MEMS麦克风模块也可能相对靠近地布置在移动设备的功率模块处(例如收发器模块和相关的天线结构)。例如，由于GSM移动无线电标准包括具有约217Hz的重复频率的脉冲输出信号，所以在MEMS麦克风模块外部，可能由相应的发送和/或接收模块根据GSM移动无线电标准的封装重复频率而产生热波动。该温度波动可能耦合到MEMS组件的壳体中，并且可能影响由MEMS组件提供的输出信号。结果，可能降低所得到的信噪比(SNR)。

由于在传感器领域中存在对MEMS传感器(例如MEMS麦克风或MEMS压力传感器)的持续需求，该MEMS传感器以足够高的精度检测所需的测量量(例如声信号或压力变化)，因此要求减少温度波动对MEMS模块或MEMS传感器的影响。

发明内容

本公开的实施例可以满足这样的要求。本公开的实施例还给出了该方案的扩展。

MEMS模块100包括具有内部容积V的壳体130，其中壳体130具有朝内部容积V的声音开口132。MEMS模块100还包括在壳体130中与声音开口132相邻的MEMS组件110和层元件138，该层元件138至少局部地布置在壳体130的面向内部容积V的表面区域134-1、136-1处。层元件138具有层材料，该层材料比层元件138相邻的壳体130的壳体材料具有更低的热导率，并且可选地具有更高的热容量。

根据实施例，通过布置层元件138来改变壳体，至少可以减少动态热传递通过壳体130进入MEMS模块100的内部容积V。因此，能够降低MEMS组件110相对于MEMS模块100外部的快速温度变化的敏感度。根据实施例，具有层材料的附加层或层元件138至少布置在壳体130的面向内部容积V的表面区域(即内表面)的部分处，这些部分起到了主要的热传输器或热发生器的效果。该附加的层材料例如被设计成单独使用或与其他层(例如壳体130的金属材料)一起使用，起到热滤波器装置的效果，其一方面允许MEMS模块100环境中的缓慢的温度变化能够通过壳体130，但另一方面能够均化或过滤掉(即有效阻止)快速的温度变化。