CN103888881A - Mems麦克风及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MEMS麦克风及电子设备，该MEMS麦克风包括第一麦克风外壳、印刷电路板、MEMS芯片及ASIC芯片，印刷电路板与第一麦克风外壳形成第一腔体，两芯片设于印刷电路板的内侧并通过金属线电连接，MEMS芯片与印刷电路板的内侧之间的空腔为背腔，MEMS麦克风还包括第二麦克风外壳且其上设音孔，第二麦克风外壳罩设于第一麦克风外壳外且与印刷电路板结合，两麦克风外壳之间形成第二腔体，印刷电路板上设第一盲孔、第二盲孔及连通两盲孔的第一通道，第一盲孔连通第二腔体，第二盲孔连通背腔。该MEMS麦克风可降低MEMS麦克风的声音阻尼，提高MEMS麦克风的信噪比及声音灵敏度。

Description

MEMS麦克风及电子设备

技术领域

 本发明涉及麦克风技术领域，特别地，涉及一种MEMS麦克风及具有该MEMS麦克风的电子设备。

背景技术

MEMS麦克风是采用微机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）工艺制作的麦克风（Microphone）。这种麦克风内含两个芯片：MEMS 芯片和专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）芯片，该两枚芯片封装在一个表面贴装器件封装体中。其中，MEMS 芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片用作电容器的弹性硅膜，该弹性硅膜将声波转换为电容变化；ASIC 芯片则用于检测电容变化并将其转换为电信号输出。

MEMS 麦克风与传统电容式麦克风（ECM）相比，具有更好的声学性能、较高的信噪比、一致性较好的敏感度且功耗较低（平均只有70μW，工作电压范围1.5V ～ 3.3V）。并且，MEMS 麦克风与ECM 麦克风相比，更易于组合成麦克风阵列且稳定性很高，目前Windows Vista 已经内置了麦克风阵列的算法，且其他各大笔记本厂家也都在争相寻找高质量的MEMS 麦克风，以提高其产品在视频通话中的语音传输质量。基于上述特性，MEMS 麦克风可广泛应用于智慧型手机、笔记本电脑等领域。

现有的MEMS 麦克风分为前进音和零高度两种结构，图1 所示为现有技术中的前进音MEMS 麦克风的结构示意图，其包括：印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）1、MEMS 芯片2、ASIC 芯片3、麦克风外壳4、音孔5、振膜6。

其中，麦克风外壳4 与印刷电路板1结合成一个腔体，印刷电路板1与麦克风外壳4相结合的一侧可称为印刷电路板的内侧。ASIC 芯片3设置于印刷电路板1的内侧并进而通过封装胶7进行封装。MEMS 芯片2 也设置于印刷电路板1的内侧，MEMS 芯片2 上设置有振膜6，位于MEMS芯片与印刷电路板的内侧之间的空腔可称为MEMS 麦克风的背腔8（剩余的密封腔体则可称为MEMS 麦克风的前腔9）。印刷电路板1、MEMS 芯片2和ASIC 芯片3可通过电连接将信号送到印刷电路板1上然后进行输出。音孔5开设在麦克风外壳4上，当MEMS麦克风与应用产品贴合后，相对于印刷电路板1来说，声压、气压只能从其前方进入，因此此种MEMS麦克风称为前进音MEMS麦克风。

前进音MEMS麦克风的声音灵敏度与背腔的体积大小有关，背腔体积越小，其声音的阻尼越大，灵敏度就越小，相反，背腔的体积越大，声音的阻尼越小，灵敏度则越高。现有的前进音MEMS麦克风，背腔8的体积较小，因此现有的前进音MEMS麦克风通常声音阻尼较大，信噪比较低，因此声音灵敏度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS麦克风及电子设备，可增加前进音MEMS麦克风的背腔体积，以降低MEMS麦克风的声音阻尼，提高MEMS麦克风的信噪比及声音灵敏度，进而提升具有该MEMS麦克风的电子设备的语音传输质量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种MEMS麦克风，包括第一麦克风外壳、印刷电路板、MEMS芯片及ASIC芯片，所述印刷电路板与所述第一麦克风外壳结合形成第一腔体，所述印刷电路板与所述第一麦克风外壳相结合的一侧为印刷电路板的内侧，所述MEMS 芯片和ASIC芯片设置于所述印刷电路板的内侧并通过金属线实现三者的电连接，所述MEMS芯片与所述印刷电路板的内侧之间的空腔为MEMS麦克风的背腔，其中，所述MEMS麦克风还包括第二麦克风外壳，所述第二麦克风外壳上设置有音孔，所述第二麦克风外壳罩设于所述第一麦克风外壳之外且与所述印刷电路板相结合，所述第二麦克风外壳、第一麦克风外壳与印刷电路板之间形成第二腔体；

所述印刷电路板上设有第一盲孔、第二盲孔及连通所述第一盲孔和第二盲孔的第一通道，所述第一盲孔连通于所述第二腔体，所述第二盲孔连通于所述MEMS麦克风的背腔。

进一步的，所述MEMS芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板的内侧。

进一步的，所述ASIC芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板的内侧，且ASIC芯片通过封装胶进行封装。

进一步的，所述金属线为金线。

进一步的，所述第一麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳，所述第二麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳。

进一步的，所述第一麦克风外壳通过密封胶或锡膏与所述印刷电路板相结合，所述第二麦克风外壳通过密封胶或锡膏与所述印刷电路板相结合。

另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述任一所述的 MEMS麦克风。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点：

本发明MEMS麦克风及电子设备的实施例中，可增加前进音MEMS麦克风的背腔体积，以降低MEMS麦克风的声音阻尼，提高MEMS麦克风的信噪比及声音灵敏度，进而提升具有该MEMS麦克风的电子设备的语音传输质量。

附图说明      

图1是现有技术中前进音MEMS麦克风的剖面结构示意图；

图2是本发明MEMS麦克风实施例一的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参看图2，图2为本发明MEMS麦克风实施例一的剖面结构示意图。

在该实施例中，该MEMS麦克风为前进音MEMS麦克风，其包括印刷电路板21、MEMS芯片22、ASIC芯片23和第一麦克风外壳24。

该第一麦克风外壳24可为金属外壳或线路板外壳，印刷电路板21与该第一麦克风外壳24结合形成第一腔体，比如可将印刷电路板21与第一麦克风外壳24通过密封胶或锡膏241相结合并形成第一腔体。其中，印刷电路板21与第一麦克风外壳24相结合的一侧可为印刷电路板21的内侧。

MEMS芯片22设置于印刷电路板21的内侧，其中，MEMS芯片22上设置有振膜221（即该MEMS芯片的振动系统），具体而言，比如可通过邦定胶222将MEMS芯片22粘接在印刷电路板21的内侧，在MEMS芯片22设置于印刷电路板21的内侧后，该MEMS芯片22与印刷电路板21的内侧之间会形成一个空腔，该空腔可称为MEMS麦克风的背腔26，则在第一腔体中，除了该背腔26之外的密封腔体可称为MESM麦克风的前腔。

ASIC芯片23也设置于印刷电路板21的内侧，具体而言，比如可通过邦定胶232将ASIC芯片23粘接在印刷电路板21的内侧，然后可通过封装胶231将ASIC芯片23进行封装。

MEMS芯片22与ASIC芯片23通过金属线28实现电连接，ASIC芯片23与印刷电路板21通过金属线29实现电连接。在该实施例中，可选用金线来实现MEMS芯片与ASIC芯片之间的电连接及ASIC芯片与印刷电路板之间的电连接，以将电信号送到印刷电路板上，然后进行输出。

在该实施例中，MEMS麦克风还包括第二麦克风外壳27，该第二麦克风外壳27可为金属外壳或线路板外壳。

该第二麦克风外壳27上设置有音孔25，该第二麦克风外壳27罩设于第一麦克风外壳24之外且与印刷电路板21相结合，第二麦克风外壳27、第一麦克风外壳24及印刷电路板21三者形成第二腔体33。其中，第二麦克风外壳27可通过密封胶或锡膏271与印刷电路板21相结合。

进一步的，在印刷电路板21上设有第一盲孔31、第二盲孔32及连通第一盲孔31和第二盲孔32的第一通道34，其中，该第一盲孔31连通于第二腔体33，该第二盲孔32连通于背腔26，通过第一盲孔31、第二盲孔32及第一通道34的设置，可实现背腔26与第二腔体33之间的连通，也就是说，通过上述结构增加了MEMS麦克风的背腔体积，增加后的背腔体积为原有背腔体积及第二腔体体积的总和，通过背腔体积的增加，可有效降低MEMS麦克风的声音阻尼，提高MEMS麦克风的信噪比及声音灵敏度。

由上述实施例可知，本发明实施例中的MEMS麦克风，通过设置第二麦克风外壳、第一盲孔、第二盲孔和第一通道，并通过第一盲孔、第二盲孔和第一通道将第二麦克风外壳与MEMS麦克风的背腔相连通，以实现增加MEMS麦克风的背腔的整体体积，通过MEMS麦克风体积的增加，有效降低了MEMS麦克风的声音阻尼，提高了MEMS麦克风的信噪比及声音灵敏度，进而有效提升该MEMS麦克风的音效质量，并有效提升具有该MEMS麦克风的电子设备的语音传输质量。

进一步的，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一实施例中的MEMS麦克风。其中，电子设备可为智慧型手机、笔记本电脑、医疗设备(如助听器)、汽车(如汽车中的免提通话装置)等领域。可见，本发明的MEMS麦克风可广泛应用于轻薄、便携型的电子设备，通过本发明实施例提供的MEMS麦克风的设置，可有效提升具有该MEMS麦克风的电子设备的语音传输质量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种MEMS麦克风及电子设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种MEMS麦克风，包括第一麦克风外壳、印刷电路板、MEMS芯片及ASIC芯片，所述印刷电路板与所述第一麦克风外壳结合形成第一腔体，所述印刷电路板与所述第一麦克风外壳相结合的一侧为印刷电路板的内侧，所述MEMS 芯片和ASIC芯片设置于所述印刷电路板的内侧并通过金属线实现三者的电连接，所述MEMS芯片与所述印刷电路板的内侧之间的空腔为MEMS麦克风的背腔，其特征在于，

所述MEMS麦克风还包括第二麦克风外壳，所述第二麦克风外壳上设置有音孔，所述第二麦克风外壳罩设于所述第一麦克风外壳之外且与所述印刷电路板相结合，所述第二麦克风外壳、第一麦克风外壳与印刷电路板之间形成第二腔体；

所述印刷电路板上设有第一盲孔、第二盲孔及连通所述第一盲孔和第二盲孔的第一通道，所述第一盲孔连通于所述第二腔体，所述第二盲孔连通于所述MEMS麦克风的背腔。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板的内侧。

3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板的内侧，且ASIC芯片通过封装胶进行封装。

4.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述金属线为金线。

5.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第一麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳，所述第二麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳。

6.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第一麦克风外壳通过密封胶或锡膏与所述印刷电路板相结合，所述第二麦克风外壳通过密封胶或锡膏与所述印刷电路板相结合。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一所述的MEMS麦克风。