CN101141834A - 硅电容传声器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了使用在由树脂形成的壳体主体上形成电镀层的壳体的硅电容传声器。本发明的传声器由如下部分构成:壳体,其由一面开放的筒形的由树脂形成的主体和形成于上述主体上的电镀层构成;以及基板,其安装有MEMS传声器芯片和用于对上述MEMS传声器芯片的电信号进行处理的特殊应用型半导体(ASIC)芯片,并且形成有用于与上述壳体接合的连接图形,利用导电性粘合剂将上述壳体和上述连接图形接合。另外,壳体可以是圆筒形或方筒形,上述电镀层可以形成于主体内部或整个面,也可以在上述主体的开放面端部沿着内周面形成台阶。

Description

硅电容传声器
技术领域
本发明涉及硅电容传声器,尤其涉及使用了如下结构的壳体的硅电容传声器,该壳体在由树脂形成的壳体主体上形成有电镀层。
背景技术
通常,广泛使用于移动通信终端或音响等的硅电容传声器由如下部分构成:偏压元件;一对膜片/背板,其用于形成与声压(sound pressure)对应地变化的电容器(C);以及结型场效应晶体管(JFET),其用于缓冲输出信号。这种典型方式的电容传声器通过如下方式制造:在一个壳体内一体地组装振动板、隔环、绝缘环、背板、导电环、PCB之后,将壳体的末端卷曲。
但是,这种将壳体末端向PCB侧加压的同时卷绕而使之弯曲的卷曲(curling)方式存在如下问题:由于工艺进行时的压力和部件的公差,给最终产品的形状或声音特性造成影响。即,当卷曲工艺中按压的力量不足时,声压漏进壳体(case)和PCB之间,音质下降,若卷曲时按压的力量过大,则卷曲的面破损,或导致内部部件变形,导致声音特性失真。
作为解决这种问题的方法,提出了如下的技术:将利用微加工技术制作的MEMS芯片传声器安装到PCB基板上之后,将壳体和PCB基板焊接,或利用粘合剂粘合。
但是,现有的硅电容传声器中使用的壳体由圆筒形或方筒形的金属构成,存在成型困难的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的,其目的在于,提供一种硅电容传声器,其使用了容易成型、能够屏蔽电磁波、并在树脂主体上形成有电镀层的壳体。
为了达到上述目的,本发明的传声器包括:壳体,其由单面开放的筒形的由树脂形成的主体和形成于上述主体上的电镀层构成;以及基板,其安装有MEMS(微电子机械系统)传声器芯片和用于对上述MEMS传声器芯片的电信号进行处理的特殊应用型半导体(ASIC)芯片,并且形成有用于与上述壳体接合的连接图形,利用导电性粘合剂将上述壳体和上述连接图形接合。
另外,上述壳体可以是圆筒形或方筒形,上述电镀层可以形成于内部、外部或整个面,在上述主体的开放面端部沿着内周面形成有台阶,上述基板可以插入于上述台阶。
附图说明
图1是示出本发明的壳体内表面形成有电镀层的硅电容传声器的侧剖视图。
图2是示出本发明的壳体外表面形成有电镀层的硅电容传声器的侧剖视图。
图3是示出本发明的壳体整个面形成有电镀层的硅电容传声器的侧剖视图。
图4是示出本发明的方筒形的硅电容传声器的分解示意图。
图5是示出本发明的圆筒形的硅电容传声器的分解示意图。
图6是示出本发明的硅电容传声器的MEMS芯片结构的例子。
图7是本发明的硅电容传声器的变形例。
图8是示出本发明的壳体内表面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图。
图9是示出本发明的壳体外表面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图。
图10是示出本发明的壳体整个面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图。
符号说明
10:MEMS芯片    20:ASIC
110:壳体       110a:声孔
112:树脂主体   114,116,118:电镀层
120:PCB基板    121:连接图形
122:连接端子   130:粘合剂
具体实施方式
下面,参照附图,详细说明本发明的优选实施例。
图1是示出本发明的硅电容传声器的侧剖视图,图2是示出本发明的壳体外表面形成有电镀层的硅电容传声器的侧剖视图,图3是示出本发明的壳体整个面形成有电镀层的硅电容传声器的侧剖视图。
如图1~图3所示,本发明的硅电容传声器的壳体(110)由如下部分构成:主体(112),其由树脂形成;以及电镀层,其形成于树脂主体(112)的内部或外部或整个面。本发明的实施例中,参考符号114表示形成于主体(112)内表面的电镀层,参考符号116表示形成于主体外表面的电镀层,参考符号118表示形成于主体整个面的电镀层。
参照图1~图3,在PCB基板(120)上安装有MEMS芯片(10)和ASIC芯片(20),在与壳体(110)接触的部分上形成有与壳体的形状对应的连接图形(121)。
壳体(110)由如下部分构成:主体(112),其由容易成型的树脂形成为一面开放的筒形;以及电镀层(114,116,118),其形成于主体(112)的内表面、外表面或整个面,壳体(110)构成为能够利用电镀层(114,116,118)屏蔽电连接和电磁波。树脂主体(112)可以根据壳体的形状形成为圆筒形或方筒形,也可以根据声音流入方式形成声孔。另外,电镀层(114,116)形成于树脂主体(112)的一面、即形成于内部或外部的情况下,为了与PCB基板(120)接触,形成到壳体(110)的开放面端部。
PCB基板(120)的尺寸与壳体(110)的尺寸相同或比壳体(110)的尺寸大,在PCB基板(120)的外侧面配置有用于与外部器件连接的连接垫或连接端子(122)。连接图形(121)是通过一般的PCB制作工序加上铜箔之后,电镀镍(Ni)或金(Au)来形成的,作为基板,除了PCB基板(120)之外,还可以使用陶瓷基板、FPCB基板、金属PCB基板等。此处,连接图形(121)可以经由通孔与接地端子连接,利用导电性环氧树脂将壳体(110)与该连接图形(121)连接时,壳体(110)全体接地,所以能够通过接地使壳体(110)上引发的电磁波噪声下降。
图4是示出本发明的方筒形的硅电容传声器的分解示意图,图5是示出本发明的圆筒形的硅电容传声器的分解示意图,图6是示出本发明的硅电容传声器的MEMS芯片结构的例子。
本发明能够应用于方筒形的传声器或圆筒形的传声器,但应用到方筒形的传声器时,如图4所示,壳体的树脂主体(112)成型为方筒形,形成于PCB基板的连接图形(121)也与其对应地形成为四边形。另外,应用于圆筒形的传声器时,如图5所示,壳体的树脂主体(112)成型为圆筒形,形成于PCB基板的连接图形(121)也与其对应地形成为圆形。
这样,将本发明的壳体(110)排列到PCB基板(120)的连接图形(121)上之后,利用导电性粘合剂(130)将壳体(110)和PCB基板(120)接合,从而完成硅电容传声器的封装。
完成了封装的硅电容传声器组装体如图1~图3所示,PCB基板(120)的连接图形(121)和壳体(110)通过粘合剂(130)粘合,壳体(110)和PCB基板(120)之间的空间起到音腔的作用。在PCB基板(120)的底面形成有用于与外部器件连接的至少2个的连接端子(122)。
如图6所示,MEMS芯片(10)的结构如下:利用MEMS技术在硅晶片(14)上形成背板(13)之后,隔着间隔物(12),形成振动膜(11)。这种MEMS芯片(10)的制造技术是已公知的,所以省略具体说明。
特殊应用型半导体(ASIC)芯片(20)与MEMS芯片(10)连接,其是用于处理电信号的部分,该特殊应用型半导体(ASIC)芯片(20)由如下部分构成:电压泵,其向电容传声器供电,以使MEMS芯片(10)动作;以及缓冲器IC等,其将经由MEMS芯片检测到的电声音信号放大或进行阻抗匹配,通过连接端子提供给外部。
图7是本发明的硅电容传声器的变形例,是将声孔形成于PCB基板上的情况。变形例的情况下也可为,不仅在壳体主体(112)的内部,还可以在外部或整个面形成电镀层。
参照图7,PCB基板(120)上安装有MEMS芯片(10)和ASIC芯片(20),在利用粘合剂(130)与壳体(110)粘合的部分形成有连接图形(121),并形成有用于外部声音流入的声孔(120a)。
壳体(110)由如下部分构成:筒形的主体(112),其由容易成型的树脂形成;以及电镀层(114),其形成于主体(112)的内表面,壳体(110)构成为能够利用电镀层(114)屏蔽电连接和电磁波。树脂主体(112)可以根据壳体的形状形成为一面开放的圆筒形或方筒形,电镀层(114)形成到开放面的端部为止,以便与树脂主体(112)的内部全体和PCB基板(120)接触。
该变形例的电容传声器与图1~图3所示的例子相比,除了声孔的位置之外,其它相同,所以省略详细说明。
图8是示出本发明的壳体内表面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图,图9是示出本发明的壳体外表面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图,图10是示出本发明的壳体整个面形成有电镀层的其它例子的硅电容传声器的侧剖视图。
本发明的其它例子的硅电容传声器如图8~图10所示,沿着筒形壳体的开放面端部的内周面形成台阶,PCB基板(120)能够插入台阶。其它例子的壳体由如下部分构成:树脂主体(112),其沿着开放面端部的内周面形成有台阶;以及电镀层,其形成于树脂主体(112)的内部或外部或整个面。本发明的其它例子中,参考符号114表示形成于主体(112)内表面的电镀层,参考符号116表示形成于主体外表面的电镀层,参考符号118表示形成于主体整个面的电镀层。
参照图8~图10,壳体(110)由如下部分构成:筒形的主体(112),其由容易成型的树脂形成;以及电镀层(114,116,118),其形成于主体(112)的内表面或外表面或整个面,壳体(110)构成为能够利用电镀层(114,116,118)屏蔽电连接和电磁波。树脂主体(112)可以根据壳体(110)的形状形成为圆筒形或方筒形,在树脂主体(112)的开放面端部沿着内周面形成台阶,以便插入PCB基板(120)。
PCB基板(120)上安装有MEMS芯片(10)和ASIC芯片(20),PCB基板(120)的尺寸为能够插入到壳体(110)的台阶的程度,壳体(110)和PCB基板(120)利用粘合剂(130)粘合。在该其它例子的硅电容传声器的情况下,根据声孔的流入结构,在壳体上形成声孔,或在PCB基板上形成声孔。
如上所述,对于本发明的硅电容传声器,壳体使用树脂,能够容易地形成多种形状,所以成型容易,并且在树脂主体的内部、外部或整个面形成电镀层,从而具有屏蔽电磁波杂音等外部噪声的效果。

Claims (5)

1.一种硅电容传声器,其特征在于,所述硅电容传声器包括:
壳体,其由一面开放的筒形的由树脂形成的主体和形成于上述主体上的电镀层构成;以及
基板,其安装有MEMS传声器芯片和用于对上述MEMS传声器芯片的电信号进行处理的特殊应用型半导体(ASIC)芯片,并且该基板形成有用于与上述壳体接合的连接图形,利用导电性粘合剂将上述壳体和上述连接图形接合。
2.根据权利要求1所述的硅电容传声器,其特征在于,上述壳体为圆筒形或方筒形。
3.根据权利要求1所述的硅电容传声器,其特征在于,上述电镀层形成于上述主体的内部或外部或整个面,且上述电镀层形成于上述主体的内部或外部时,形成至开放面端部为止。
4.根据权利要求1所述的硅电容传声器,其特征在于,上述壳体在上述主体的开放面端部沿着内周面形成台阶,以使上述基板可以插入到上述台阶中。
5.根据权利要求1所述的硅电容传声器,其特征在于,上述连接图形与接地端子连接,当上述连接图形利用导电性粘合剂与上述壳体连接时,上述壳体整体接地,从而通过接地来减少上述壳体上引发的电磁波噪声。
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