CN104254048A - 一种mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MEMS麦克风，包括：线路板和外壳围成的封装结构以及音孔，封装结构内部设置有固定在线路板上的MEMS DIE传感器以及集成电路ASIC芯片，音孔设置在外壳上；MEMS DIE传感器内腔的开口端朝向音孔的一侧；音孔与传感器内腔开口端之间设置密封通道。本申请公开的MEMS麦克风的音孔设置在壳体上，从而保证在回流焊的过程中，MEMS DIE传感器的腔体内不会进入杂质，且通过将MEMS DIE倒置，使前进音的MEMS MIC的后腔变大，解决了前进音的MEMS MIC产品因为背腔太小，而导致灵敏度与信噪比低的缺点，有效地提升了前进音产品的灵敏度与信噪比。

Description

一种MEMS麦克风

技术领域

本申请涉及扬声设备技术领域，更具体地说，涉及一种MEMS麦克风。

背景技术

微型机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)麦克风是一种基于MEMS技术制造的麦克风。

现有技术中的MEMS麦克风的结构通常如图1’所示，主要包括：线路板1’、MEMS DIE传感器2’、集成电路ASIC芯片5’、以及外壳8’；其中所述MEMS DIE传感器2’采用底部胶3’粘接在线路板1’上，所述集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)芯片5’采用底部胶6’固定在线路板1’上，所述外壳8’采用锡膏或者胶9’固定在所述线路板1’上，所述MEMS DIE传感器2’和集成电路ASIC芯片5’以及所述线路板1’之间通过金线4’相连，其中“V后”为后音腔所述“V前”为前音腔，12’为音孔、10’为焊盘，其中所述焊盘10’与所述音孔12’设置在线路板1’的同一侧，且所述音孔12’设置于所述MEMS DIE传感器2’音腔的。

申请人经过研究发现，由于对比文件1中的所述焊盘10’和音孔12’设置在所述线路板1’的同侧，因此在对产品进行回流焊的过程中很容易导致松香通过音孔12’进入前音腔而导致产品失效。

因此如何解决现有技术中的MEMS麦克风在回流焊过程中因前音腔V前进入松香而导致产品失效的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

同时由于已经有的产品的结构中，因为后腔太小而导致产品的灵敏度与产品信噪比低，因为如何提高前进音产品的灵敏度及信噪比，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种MEMS麦克风，用于解决现有技术中，在对MEMS麦克风进行回流焊的过程中，容易导致松香等杂质进入前音腔而导致产品失效的问题。与提高前进音产品灵敏度与信噪比的问题

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种MEMS麦克风，包括线路板和外壳围成的封装结构以及音孔，所述封装结构内部设置有固定在所述线路板上的MEMS DIE传感器以及集成电路ASIC芯片，所述音孔设置在外壳上；

所述MEMS DIE传感器内腔的开口端朝向所述音孔的一侧；

所述音孔与所述MEMS DIE传感器的内腔开口端之间设置密封通道。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述密封通道内设置一隔离层；所述隔离层上设置至少一个通孔。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述音孔设置在所述外壳上端；

所述MEMS DIE传感器设置在所述音孔的正下方，且其内腔的开口端朝上。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述音孔设置在所述外壳的侧壁上；

所述MEMS DIE传感器的内腔的开口端正对所述音孔。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述隔离层为一薄板或者组合薄板。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述MEMS DIE传感器焊接在所述线路板上，包括但不限于植焊球，或者印刷焊锡膏连接。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述隔离层上设置有多个呈规则分布的隔离孔。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述隔离层表面的边沿位置通过胶与外壳内部相连。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述隔离层为玻璃薄片或金属薄片。

优选的，上述的MEMS麦克风中，所述隔离层由多个结构相同的子隔离层组成。

优选的，上述的MEMS麦克风中，还包括：设置在所述线路板上的沟道，所述沟道的一端与MEMS麦克风的后音腔相通，另一端设置在所述MEMSDIE传感器振膜的下方。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的MEMS麦克风的音孔设置在壳体上，从而保证在回流焊的过程中，MEMS DIE传感器的腔体内不会进入杂质，且通过将MEMS DIE倒置，使前进音的MEMS MIC的后腔变大，解决了前进音的MEMS MIC产品因为背腔太小，而导致灵敏度与信噪比低的缺点，有效地提升了前进音产品的灵敏度与信噪比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的MEMS麦克风的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种MEMS麦克风结构图；

图3为本申请另一实施例提供的一种MEMS麦克风结构图；

图4为本申请又一实施例提供的一种MEMS麦克风结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中在回流焊的过程中松香等杂质容易通过音孔进入前音腔的问题，本申请设计了一种能够有效防止松香等杂质进入MEMS麦克风前或后音腔的MEMS麦克风。

图2为本申请实施例公开的一种MEMS麦克风的结构图，参见图2，与图1中的现有技术相比，本实施例中的所述音孔12’设置于所述外壳顶8’部，使得图1现有技术中MEMS麦克风的后音腔V后变为前音腔，前音腔V前变为后音腔，可见，本申请上述实施例中的所述焊盘10’和所述音孔12’分别设置在所述MEMS麦克风的两端，由于音孔12’附近无焊点，因此在进行回流焊时无松香等杂质通过音孔12’进入音腔。

但是申请人经过进一步研究发现，由于上述实施例中的前、后音腔，相对于现有技术中的音腔发生了颠倒，因此使得后音腔的空间严重减小，从而导致MEMS麦克风的灵敏度严重降低。

因此，参见图3，申请人又设计了另外一种MEMS麦克风，本实施例中的MEMS麦克风包括：

线路板1、外壳3围成的封装结构、MEMS DIE传感器6、音孔5和集成电路ASIC芯片13，所述外壳3、MEMS DIE传感器6和集成电路ASIC芯片13固定在所述线路板1上，所述MEMS DIE传感器6和集成电路ASIC芯片13设置于所述外壳3和线路板1之间；其中，所述音孔5设置在外壳上3；

所述MEMS DIE传感器6内腔的开口端朝向所述音孔5的一侧；

所述音孔5与所述MEMS DIE传感器6内腔开口端之间设置密封通道。

参见本申请上述MEMS麦克风结构可见，本申请上述实施例中的所述MEMS麦克风的音孔设置在壳体上，从而保证在回流焊的过程中，所述MEMSDIE传感器的腔体内不会进入杂质，且所述音孔与所述MEMS DIE传感器的音腔采用密封通道相连，使得所述MEMS DIE传感器的音腔为前音腔、壳体和所述线路板之间的音腔为后音腔，解决了上一实施例中因后音腔太小，而导致灵敏度与信噪比低的缺点，有效地提升了前进音产品的灵敏度与信噪比。

所述图3中标号2为焊盘、所述集成电路ASIC芯片13通过金属丝16与线路板1相连，采用胶或焊锡球14固定在线路板1上，所述外壳3通过胶4固定在所述线路板1上，15为涂敷在所述集成电路ASIC芯片13表面的保护层，所述外壳内部的腔体17作为MEMS麦克风的后音腔，所述MEMS DIE传感器6的内腔12作为MEMS麦克风的前音腔。

可以理解的是，所述MEMS DIE传感器6的内腔开口顶部设置有一隔离层10，所述隔离层10上设置有隔离孔8，所述隔离孔8用于隔离在回流焊时产生的松香等杂质，其中所述隔离层10可以通过涂覆在所述隔离层10下表面边沿位置的胶9与所述MEMS DIE传感器6的顶部相粘贴。本实施例中的技术方案由于所述MEMS DIE传感器6内的腔体12的开口端设置了一隔离层结构10，并且，所述隔离层10上设置有用于隔离松香等杂质的隔离孔，因此在回流焊过程中产生的松香等杂质并不能进入到腔体12中，因此不会出现因松香等杂质进入所述腔体12而引起产品失效的问题，并且由于所述本实施例中的技术方案中的后音腔17的体积较大，因此能够保持较高的灵敏度。

需要指出的是，所述图3中的MEMS DIE传感器6和隔离层10以及音孔5的设置方式只是上述实施例中一种具体的表现形式，只是为了读者能够直观的了解本申请技术方案的总体思想，申请人采用图3中的结构形式对本实施例中的技术方案进行介绍。

需要只得出的是，本申请上述实施例中，所述MEMS DIE传感器焊接在所述线路板上，包括但不限于植焊球，或者印刷焊锡膏连接。

需要指出的是，所述MEMS DIE传感器6和所述音孔5的设置方式可以采用图3中的设置方式，即所述MEMS DIE传感器6的底端采用焊锡球7固定在所述线路板1上，所述集成电路ASIC芯片13采用焊锡球14固定在线路板1上，所述音孔5设置在所述外壳3上且位于隔离层10的正上方，所述隔离层10与所述外壳3之间采用胶11固定，所述胶11设置在所述隔离层10上表面的边沿位置，且将所述隔离层10顶部与所述外壳3之间的空间与后音腔17相隔离。或者所述音孔5可以设置在外壳的侧壁上，所述MEMS DIE传感器旋转九十度设置在线路板上，使得MEMS DIE传感器的内腔的开口端正对所述音孔。

外部声音通过音孔5进入到外壳内再通过隔离层10上的隔离孔进入前音腔12传递到MEMS DIE传感器6的振膜上，引起振膜振动，将外部的声音信号转化为电信号，实现声电转换，电信号经过MEMS DIE传感器6与接线板1之间的焊锡球7与线路板1相连，再通过线路板1的内部电路与所述集成电路ASIC芯片13相连。

可以理解的是，在产品实验过程中，用户可以通过改变所述隔离层10和胶9的厚度对所述后音腔17的体积进行微调，以实验在所述隔离层10为何种厚度时，所述MEMS麦克风具有较高的灵敏度，在实验结束后，所述隔离层10的厚度可选在实验室所述MEMS麦克风灵敏度最高时的隔离层厚度，例如，用户可以通过，增大胶9的厚度、减小隔离层10的厚度，使得所述后音腔17的体积增大。

可以理解的是，所述隔离层10上的隔离孔数量的多少以及所述隔离孔孔径的大小能够直接对所述MEMS麦克风的灵敏度造成影响，并且由于所述隔离孔用于隔离在回流焊过程中产生的松香等杂质，所述隔离孔的体积不宜过大，因此，为了使得所述MEMS麦克风具有较高的灵敏度，所述隔离层上的隔离孔8的数量可以为多个，其可以均匀分布，设置所述隔离层10可以为网孔板状结构，所述网孔可以视为所述隔离孔。

可以理解的是，所述隔离层10的材质可以根据用户需求自行设定，例如，所述隔离层可以为金属片或玻璃片等。

可以理解的是，为了方便实验所述隔离层10的厚度对所述MEMS麦克风的灵敏度的影响，所述隔离层为一薄板或者组合薄板，具体的所述隔离层10可以由多个结构相同的子隔离层组成，在实验时用户可以通过增加或减少所述子隔离层的数量对所述隔离层10的厚度进行调整。

可以理解的是，为了进一步降低在回流焊时，松香等杂质进入前音腔12的概率，本申请上述MEMS麦克风的音孔处还可以设置一层网罩，用于进一步防止松香等杂质进入。

此外可以理解的是，由于MEMS DIE传感器6的振膜与线路板1之间的的间隙较小，很容易堵塞，因此，参见图4，本申请还在所述线路板1上设置了一沟道18，所述沟道18的一端与MEMS麦克风的后音腔17相通，另一端设置在所述MEMS DIE传感器6的振膜的下方，该沟道可以为槽型结构，此时所述振膜与所述线路板之间的间隙宽度变为所述振膜与所述沟道底部之间的宽度，使间隙有效地增大，因此不容易堵塞。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风，包括线路板和外壳围成的封装结构以及音孔，所述封装结构内部设置有固定在所述线路板上的MEMS DIE传感器以及集成电路ASIC芯片，其特征在于：

所述音孔设置在外壳上；

所述MEMS DIE传感器内腔的开口端朝向所述音孔的一侧；

所述音孔与所述MEMS DIE传感器的内腔开口端之间设置密封通道。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：

所述密封通道内设置一隔离层；所述隔离层上设置至少一个通孔。

3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于：

所述音孔设置在所述外壳上端；

所述MEMS DIE传感器设置在所述音孔的正下方，且其内腔的开口端朝上。

4.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于：

所述音孔设置在所述外壳的侧壁上；

所述MEMS DIE传感器的内腔的开口端正对所述音孔。

5.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于：

所述隔离层为一薄板或者组合薄板。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于；

所述MEMS DIE传感器焊接在所述线路板上，包括但不限于植焊球，或者印刷焊锡膏连接。

7.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述隔离层上设置有多个呈规则分布的隔离孔。

8.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述隔离层表面的边沿位置通过胶与外壳内部相连。

9.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述隔离层由多个结构相同的子隔离层组成。

10.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，还包括：设置在所述线路板上的沟道，所述沟道的一端与MEMS麦克风的后音腔相通，另一端设置在所述MEMS DIE传感器振膜的下方。