CN110166914A - 硅麦克风 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅麦克风，其将具有拾音孔及传导腔的凸出部作为进声孔，能够改变外界声音振动形成的气流的流通方向，且能够减弱气流的强度，从而避免高强度的气流直接进入音腔中，从而提高了硅麦克风的抗吹气的能力。另外，相较于现有的硅麦克风较大尺寸的进声孔，本发明硅麦克风的拾音孔能够有效地阻挡外界的微小异物进入所述硅麦克风内部；同时，由于本发明硅麦克风在凸出部的侧壁上设置拾音孔，增加了进声孔的有效开孔率；本申请硅麦克风能够在有效阻挡外界异物进入硅麦克风内部的前提下，提高硅麦克风拾取声音的性能。
Description
技术领域
本发明涉及声学及封装领域，尤其涉及一种硅麦克风。
背景技术
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)技术是近年来高速发展的一项高新技术，它采用先进的半导体制造工艺，实现传感器、驱动器等器件的批量制造，与对应的传统器件相比，MEMS器件在体积、功耗、重量以及价格方面有十分明显的优势。市场上，MEMS器件的主要应用实例包括压力传感器、加速度计及硅麦克风等。
硅麦克风又称MEMS麦克风，是基于MEMS技术制造的麦克风。由于其在小型化、性能、可靠性、环境耐受性、成本及量产能力上与ECM比都有相当优势，迅速占领手机、PDA、MP3及助听器等消费电子产品市场。
硅麦克风由MEMS传感器，ASIC芯片，音腔和具有RF抑制电路的电路板组成。MEMS传感器是一个由硅振膜和硅背极板构成的微型电容器，能将声压变化转化为电容变化，然后由ASIC芯片降电容变化转化为电信号，实现"声—电"转换。
现有的硅麦克风的缺点在于，外界气流未经阻挡直接进入音腔，易对传感器造成冲击；且外界异物容易自进声孔进入所述硅麦克风内部，而硅振膜和硅背极板的间距较小，对微小的异物颗粒非常敏感。这也是目前制约硅麦克风封装和导致硅麦克风失效的主要因素。
目前，通用的避免异物进入硅麦克风内的方法是：
1、在外壳进声处加工向里或者向外的舌状片阻挡异物，该种方法的缺陷在于，只是改变了气流的流动方向，异物阻挡效率不高，并且该种结构导致进声孔的开孔率低，影响了频响特性。
2、在外壳向内冲压形成凹槽，该种方法的缺陷在于，虽然可以阻挡环境异物的直接进入，但是凹槽处容易堆积被阻挡的异物，使用过程中存在更大隐患。
3、传统的外壳开孔进声的产品，由于考虑到异物以及抗吹气能力的隐患，开孔直径大约在800μm以内，对异物阻挡效果不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种硅麦克风，其能够在有效阻挡外界异物进入硅麦克风内部的前提下，提高硅麦克风的性能。
为了解决上述问题，本发明提供了一种硅麦克风，其包括一构件及一传感器，所述构件与所述传感器形成一音腔，所述构件的外壁具有一朝向所述构件的外部突出的凸出部，所述凸出部具有一传导腔及多个拾音孔，所述传导腔与所述音腔连通，所述拾音孔设置在所述凸出部的侧壁且与所述传导腔连通，外界的气流经所述拾音孔转换流通方向后进入所述传导腔，并经所述传导腔进入所述音腔。
在一实施例中，所述构件的外壁的一部分朝向所述构件的外部延伸而形成所述凸出部。
在一实施例中，采用冲压所述构件的外壁的方法或者机加工的方法形成所述凸出部。
在一实施例中，所述构件与所述凸出部一体成型。。
在一实施例中，所述凸出部的侧壁的厚度与所述构件的外壁的厚度相同。
在一实施例中，在所述音腔的上方形成所述凸出部。
在一实施例中，所述拾音孔的宽度小于50微米。
在一实施例中，沿所述凸出部的周向，所述拾音孔等间距设置。
在一实施例中，所述拾音孔的轴心垂直所述传导腔的轴心。
在一实施例中，所述构件为所述硅麦克风的外壳。
本发明硅麦克风将具有拾音孔及传导腔的凸出部作为进声孔，能够改变外界声音振动形成的气流的流通方向，且能够减弱气流的强度，从而避免高强度的气流直接进入音腔中，从而提高了硅麦克风的抗吹气的能力。
另外，相较于现有的硅麦克风较大尺寸的进声孔，本发明硅麦克风的拾音孔能够有效地阻挡外界的微小异物进入所述硅麦克风内部；同时，由于本发明硅麦克风在凸出部的侧壁上设置拾音孔，增加了进声孔的有效开孔率；本申请硅麦克风能够在有效阻挡外界异物进入硅麦克风内部的前提下，提高硅麦克风拾取声音的性能。
附图说明
图1是本发明硅麦克风的一实施例的外部结构示意图；
图2是沿图1中A～A向的剖视示意图；
图3是图2中凸出部位置的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的硅麦克风的具体实施方式做详细说明。
图1是本发明硅麦克风的一实施例的外部结构示意图，图2是沿图1中A～A向的剖视示意图。
请参阅图1及图2，本发明硅麦克风包括一构件10及一传感器11，所述构件10与所述传感器11形成一音腔。在本实施例中，所述构件10为所述硅麦克风的外壳，在本发明其他实施例中，所述构件10也可以为所述硅麦克风的其他结构，只要能满足解决本发明的技术问题即可。
具体的说，在本实施例中，所述硅麦克风还包括一电路板12及一ASIC芯片13。所述传感器11设置在所述电路板12上，且所述传感器11与所述电路板12之间形成一第一音腔14。所述ASIC芯片13设置在所述电路板12上。所述ASIC芯片13与所述电路板12及所述传感器11电连接，以进行声-电信号的传输。所述构件10(即所述硅麦克风的外壳)覆盖所述电路板12，且在所述电路板12与所述构件10之间形成一容纳腔。所述传感器11及所述ASIC芯片13位于所述容纳腔内，且所述传感器11与所述构件10之间形成一第二音腔15。其中，所述电路板12的基材包括但不限于FR4、陶瓷基板，所述构件10的基材包含但不限于金属、高分子、FR4材料。所述电路板12、所述传感器11、所述ASIC芯片13及所述构件10均为本领域常规结构，硅麦克风的声音转换原理也为本领域技术人员熟知的原理，不再赘述。
请继续参阅图1及图2，所述构件10的外壁具有一朝向所述构件10的外部突出的凸出部16。其中，为了清楚说明本发明硅麦克风的技术方案，在附图中夸大了所述凸出部16的尺寸。具体的说，在本实施例中，所述构件10的外壁的一部分朝向所述构件10的外部延伸而形成所述凸出部16。例如，可采用冲压所述构件10的外壁的方法使所述构件10的部分外壁朝向所述构件10的外部延伸，形成所述凸出部16。其中，所述凸出部16的侧壁的厚度与所述构件10的外壁的厚度相同。当然，本发明并不限于采用冲压的方法形成所述凸出部16，在本发明其他实施例中，也可以采用本领域技术人员熟知的其他方法形成所述凸出部16，例如铸造或机加工。优选地，在本发明一实施例中，所述凸出部16与所述构件10一体成型。
所述凸出部16具有一传导腔161及多个拾音孔162。
所述传导腔161与所述第二音腔15连通。具体的说，在本实施例中，采用冲压所述构件10的外壁的方法形成所述凸出部16，则所述凸出部16朝向所述第二音腔15的一侧形成所述传导腔161。
所述拾音孔162设置在所述凸出部16的侧壁且与所述传导腔161连通。具体的说，所述拾音孔162贯穿所述凸出部16的侧壁，以与所述传导腔161连通。其中，可采用冲压所述凸出部16的侧壁的方法形成所述拾音孔162。在本发明其他实施例中，也可以采用本领域技术人员熟知的其他方法形成所述拾音孔162。所述拾音孔162的数量可根据实际需求而设置。
在本发明硅麦克风中，所述凸出部16作为所述硅麦克风的进声孔。外界声音振动形成的气流经所述拾音孔162、传导腔161后进入所述第二音腔15。其中，气流经所述拾音孔162后会改变流通方向，避免高强度的气流直接进入所述第二音腔15中，从而提高了硅麦克风的抗吹气的能力。
图3是图2中凸出部16位置的放大示意图，在图3中采用箭头示意性绘示了气流的流通方向。请参阅图3，外界声音振动形成的气流经所述拾音孔162后转变流通方向，进入所述传导腔161，并经所述传导腔161进入所述第二音腔15。其中，所述拾音孔162的作用在于改变气流的流通方向。具体的说，外界声音振动形成的竖向气流经所述拾音孔162后形成横向气流，横向气流进入所述传导腔161后，被所述传导腔161后再次改变方向，例如，横向气流改变为竖向气流，进入所述第二音腔15。
本发明硅麦克风将具有拾音孔162及传导腔161的凸出部16作为进声孔，能够改变外界声音振动形成的气流的流通方向，且能够减弱气流的强度，从而避免高强度的气流直接进入所述第二音腔15中，从而提高了硅麦克风的抗吹气的能力。
另外，相较于现有的硅麦克风较大尺寸的进声孔，本发明硅麦克风的拾音孔162能够有效地阻挡外界的微小异物进入所述硅麦克风内部；同时，由于本发明硅麦克风在凸出部16的侧壁上设置拾音孔162，增加了进声孔的有效开孔率，从而能够在有效阻挡外界异物的前提下，提高硅麦克风拾取声音的性能。
优选地，在本实施例中，所述拾音孔162的轴心垂直所述传导腔161的轴心，以进一步改变外界声音振动形成的气流的流通方向及减弱气流的强度。在本发明其他实施例中，所述拾音孔162的轴心与所述传导腔161的轴心也可呈一锐角。
优选地，在所述第二音腔15的上方形成所述凸出部16，以提高所述凸出部16的对声音的收集能力，进而提高所述硅麦克风的性能。
优选地，在本实施例中，所述拾音孔162的宽度小于50微米。相较于现有技术中较大的进声孔，所述凸出部16能够有效地阻挡外界的异物通过所述拾音孔162进入所述硅麦克风内部，进一步提高了硅麦克风的性能。当然，在本发明其他实施例中，所述拾音孔162的宽度可也根据实际需求进行设置，本发明对此不进行限定。
优选地，沿所述凸出部16的周向，所述拾音孔162等间距设置。具体的说，沿所述凸出部16的圆周方向，相邻的拾音孔162之间的距离相等，从而能够使得所述硅麦克风均匀地拾取的声音，提供所述硅麦克风的性能。
优选地，在本实施例中，本申请凸出部16的高度大于所述拾音孔162的高度即可，即在所述凸出部16的侧壁能够形成所述拾音孔162即可。所述凸出部16微凸于所述构件10，则所述凸出部16对所述第二音腔15的影响很小，从而不会影响所述第二音腔15的频宽。当然，在本发明其他实施例中，所述凸出部16的高度可也根据实际需求进行设置，本发明对此不进行限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硅麦克风，包括一构件及一传感器，所述构件与所述传感器形成一音腔，其特征在于，所述构件的外壁具有一朝向所述构件的外部突出的凸出部，所述凸出部具有一传导腔及多个拾音孔，所述传导腔与所述音腔连通，所述拾音孔设置在所述凸出部的侧壁且与所述传导腔连通，外界的气流经所述拾音孔转换流通方向后进入所述传导腔，并经所述传导腔进入所述音腔。
2.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述构件的外壁的一部分朝向所述构件的外部延伸而形成所述凸出部。
3.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，采用冲压所述构件的外壁的方法或者机加工的方法形成所述凸出部。
4.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述构件与所述凸出部一体成型。
5.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述凸出部的侧壁的厚度与所述构件的外壁的厚度相同。
6.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，在所述音腔的上方形成所述凸出部。
7.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述拾音孔的宽度小于50微米。
8.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，沿所述凸出部的周向，所述拾音孔等间距设置。
9.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述拾音孔的轴心垂直所述传导腔的轴心。
10.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述构件为所述硅麦克风的外壳。
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