防止mems組件過度移動的裝置的制造方法
【專利說明】防止MEMS組件過度移動的裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利依照35 U.S.C§ 119(e)要求于2012年11月14日提交、名稱為“Apparatusto Prevent Excess Movement of MEMS Components”、申請號為 61/726291 的美國臨時申請的權益，其內容整體上通過引用而結合于此。
技術領域
[0003]本申請涉及聲學設備，更具體地，涉及防止對這些設備的損壞。
【背景技術】
[0004]微機電系統(MEMS)設備包括麥克風和揚聲器作為兩個示例。在MEMS麥克風的情況下，聲能通過聲音端口進入并使振動膜(diaphragm)振動，并且該動作導致該振動膜與設置在該振動膜附近的背板之間的電勢(電壓)的相應變化。這個電壓表示已經接收到的聲能。通常，然后將該電壓傳輸到電路(例如，諸如專用集成電路(ASIC)的集成電路)。可在該電路上執行該信號的進一步處理。例如，可在該集成電路處對電壓信號執行放大或濾波功能。
[0005]麥克風的組件通常設置于印刷電路板(PCB)、基板或基部上，印刷電路板(PCB)、基板或基部還可在這些麥克風組件之間提供電連接以及為這些組件提供物理支撐。
[0006]麥克風有時會遭受高壓力事件。例如，設置有麥克風的設備可能跌落或被撞擊。這會產生通過端口進入麥克風并損壞內部麥克風組件的高能量壓力。由于多種原因，現有的方法不能為這些設備免受這些事件的影響提供足夠的保護。
【附圖說明】
[0007]為了更加全面地理解本發明，將參照下面的詳細描述和附圖，在附圖中:
[0008]圖1包括根據本發明的各種實施方式的具有止動件(stop)的麥克風設備的側部剖視圖；
[0009]圖2包括根據本發明的各種實施方式的具有止動件的麥克風設備的側部剖視圖；
[0010]圖3包括根據本發明的各種實施方式的具有止動件的麥克風設備的立體圖；
[0011]圖4包括示出了根據本發明的各種實施方式的圖3的麥克風設備的多個部分的立體圖；
[0012]圖5包括根據本發明的各種實施方式的圖3和4的從底部向上看止動件得到的麥克風設備的止動件的立體圖；
[0013]圖6包括根據本發明的各種實施方式的具有止動件的圖3至圖5的麥克風設備的立體圖。
[0014]熟練的技術人員將領會的是，這些圖中的元件為了簡化和清楚的目的而被示出。還將領會的是，某些動作和/或步驟可按照特定的發生順序進行描述或描繪，然而本領域技術人員將理解的是，針對順序的這些限定并不是實際必須的。還將理解的是，除非其中給出了特定含義，否則這里使用的術語和描述具有與相對于它們各自對應的調查和研宄領域的這些術語和描述一致的普通含義。
【具體實施方式】
[0015]提供了保護麥克風的內部組件免受聲能的高壓力瞬變影響的方法。更具體地，使用止動件或其它方便的元件以防止在高壓力事件期間麥克風的背板或振動膜移動超過將會損壞背板、振動膜或其它組件的距離。由于背板或振動膜沒有移動超過將導致它或其他組件損壞的距離，所以在高壓力事件期間防止了對麥克風及其內部組件的損壞的發生。這里描述的方法主要涉及限制背板的移動，但是它們可等同地應用于限制振動膜的移動。
[0016]在這些實施方式中的多個實施方式中，聲學設備包括基板、微機電系統(MEMS)裝置、蓋體、端口和止動件。MEMS裝置包括振動膜和背板。蓋體接合到基板并封閉MEMS裝置。端口穿過基板設置，并且MEMS裝置設置于端口上方。止動件設置于MEMS裝置上方并被配置為防止該MEMS裝置的多個部分的將損壞MEMS裝置的這些部分的移動。
[0017]在一些方面，止動件在MEMS裝置上方延伸并圍繞該MEMS裝置，并且接合到基板。在其他方面，止動件接合到蓋體。在另一些方面，止動件由至少一個底座(pedestal)支撐。在又一些方面，該至少一個底座接合到基板或MEMS或者這兩者。
[0018]在其它示例中，MEMS裝置的防止發生損壞所針對的部分是背板。在其他示例中，MEMS裝置的防止發生損壞所針對的部分是振動膜。在另一些示例中，MEMS裝置的防止發生損壞所針對的部分是由于過度移動而可能發生損壞的任意可移動組件。
[0019]現在參照圖1，示出了 MEMS麥克風裝置100。麥克風裝置100包括蓋體102、基部104、背板106、振動膜108。背板106和振動膜108安置在MEMS裸片(die) 105上。端口110延伸穿過基部104。止動件112設置于蓋體102的下側。止動件112防止背板106移動超過預定距離，因為當背板移動超過該預定距離時，可能發生對麥克風裝置100的背板106或其它組件的損壞。在一個示例中，止動件112由金屬或(？？)塑料構造并具有大約ImmX Imm和0.25mm厚度的尺寸。在這個示例中，麥克風裝置100大約Imm高，并且在無壓力下，止動件112和背板106之間的間隔大約為20微米。止動件112可以是具有任意合適尺寸的任意方便成型的結構。從而，該背板與該止動件之間的距離(無壓力下)可被調整為符合用戶和系統的需要。
[0020]在麥克風100的操作的一個示例中，聲能114穿過端口 110進入并使振動膜108振動，這個動作導致振動膜108和背板106之間的電勢(電壓)的相應變化。這個電壓表示已經接收到的聲能。然后可以將該電壓傳輸到電路(例如，諸如專用集成電路(ASIC)的集成電路，圖中未示出)。可在該電路上執行該信號的進一步處理。例如，可在該集成電路處對電壓信號執行放大或濾波功能。當聲壓114超過預定壓力時，止動件112防止背板106移動超過預定距離的任意進一步距離。這防止了對麥克風100的背板106或其它組件造成損壞。換句話說，在高壓力聲音事件期間(例如，高壓力聲音經由端口 110進入)，該背板不會斷裂或折斷并且不會對其它組件造成損壞。當聲壓的水平不超過預定量時，背板106不會彎曲到與止動件112接觸的距離。
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