CN110972047A - 防尘结构、麦克风封装结构以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防尘结构、麦克风封装结构以及电子设备，包括：载体层，所述载体层的中部形成有通孔；膜体层，所述膜体层包括网格结构和围绕所述网格结构设置的连接部，所述网格结构覆盖在所述通孔的一端，所述连接部连接在所述载体层上；翘曲补偿层，在载体层的远离膜体层的一侧固定有所述翘曲补偿层，翘曲补偿层的热膨胀系数低于载体层的热膨胀系数。本发明的一个技术效果在于，通过设置热膨胀系数低于载体层的翘曲补偿层，有效抑制防尘结构在安装过程中发生的翘曲变形。

Description

防尘结构、麦克风封装结构以及电子设备

技术领域

本发明涉及MEMS麦克风技术领域，更具体地，涉及一种防尘结构、麦克风封装结构以及电子设备。

背景技术

麦克风设置有防尘结构，防尘结构是一种能够防止粉末、颗粒等外来物进入引起麦克风产生错误反应，并且能够使声波通过的装置。

防尘结构有不同的材料组成，不同材料的热膨胀系数不同。在防尘结构的安装工序中，热处理时，防尘结构会产生翘曲。这使得防尘结构的安装变得更困难。

因此，需要一种新的技术方案，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种防尘结构、麦克风封装结构以及电子设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种防尘结构，包括：

载体层，所述载体层的中部形成有通孔；

膜体层，所述膜体层包括网格结构和围绕所述网格结构设置的连接部，所述网格结构覆盖在所述通孔的一端，所述连接部连接在所述载体层上；

翘曲补偿层，在载体层的远离膜体层的一侧固定有所述翘曲补偿层，翘曲补偿层的热膨胀系数低于载体层的热膨胀系数。

可选地，所述膜体层为金属材料，所述载体层为有机材料，所述翘曲补偿层的热膨胀系数与所述膜体层的热膨胀系数相同。

可选地，所述网格结构包括沿网格结构所在的平面方向的弹性伸缩结构。

可选地，所述网格结构的弹性系数具有各向异性。

可选地，所述网格结构各处的开口率不同。

可选地，在所述载体层的与所述连接部固定的位置设置有应力缓和部。

可选地，所述膜体层的材料为金属玻璃。

可选地，所述载体层的材料为环氧树脂或PI。

可选地，所述载体层的侧面也固定有所述翘曲补偿层。

根据本发明的另一方面，提供了一种麦克风封装结构，包括上述任意一项的防尘结构，所述防尘结构固定在麦克风封装结构的声孔上；

或者，所述防尘结构包覆麦克风封装结构内的MEMS芯片。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述麦克风封装结构。

根据本公开的一个实施例，通过设置热膨胀系数低于载体层的翘曲补偿层，有效抑制防尘结构在安装过程中发生的翘曲变形。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个实施例的防尘结构剖面图。

图2是本发明一个实施例的膜体层结构示意图。

图3是本发明一个实施例的载体层侧面也固定有翘曲补偿层的结构示意图。

图4是本公开一个实施例的在麦克风封装结构基板上的声孔内侧设置防尘结构结构示意图。

图5是本公开一个实施例的在麦克风封装结构基板上的MEMS芯片处设置防尘结构结构示意图。

图中，1为膜体层，11为连接部，12为网格结构，2为载体层，3为翘曲补偿层，4为声孔，5为MEMS芯片。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种防尘结构，如图1,2所示，该防尘结构包括：

载体层2，所述载体层2的中部形成有通孔；

膜体层1，所述膜体层1包括网格结构12和围绕所述网格结构12设置的连接部11，所述网格结构12覆盖在所述通孔的一端，所述连接部11连接在所述载体层2上；

翘曲补偿层3，至少在载体层2的远离膜体层1的一侧固定有所述翘曲补偿层3，翘曲补偿层3的热膨胀系数低于载体层2的热膨胀系数。

在该实施例中，膜体层1和载体层2形成了防尘结构的基本结构，在载体层2的底部固定翘曲补偿层3，翘曲补偿层3的热膨胀系数(CTE)低于载体层2的热膨胀系数。

网格结构12能够阻止灰尘等颗粒经过，以及能够通过声波。例如，连接部11围合在网格结构12外形成的膜体层1中，网格结构12整体可以是矩形、三角形、椭圆形等规则或不规则的形状。

在安装防尘结构的过程中，载体层2和膜体层1会因安装过程中的热处理工序引起整体结构发生翘曲。而本实施例中的翘曲补偿层3的热膨胀系数低于载体层2的热膨胀系数，在工序中受到热量，翘曲补偿层3的形变量小于载体层2的形变量。这样能够限制载体层2发生，同时有效抑制了防尘结构本身结构的翘曲形变。

例如，翘曲补偿层3是与载体层2固定在一起的，载体层2发生翘曲的过程中，翘曲补偿层3形变量较小，限制了载体层2翘曲的程度。

在一个实施例中，所述膜体层1为金属材料，所述载体层2为有机材料，所述翘曲补偿层3的热膨胀系数与所述膜体层1的热膨胀系数相同。

在该实施例中，膜体层1为金属材料，载体层2为有机材料。金属材料的热膨胀系数低于有机材料，且相差很大。在防尘结构安装的过程中，热处理工序会使载体层2发生较大的形变，膜体层1的形变较小。在载体层2下部固定的翘曲补偿层3的热膨胀系数与膜体层1的热膨胀系数相同，例如，翘曲补偿层3可以是金属材料或其他与膜体层1热膨胀系数相同的材料。或者，翘曲补偿层3为与膜体层1的热膨胀系数接近的材料。这样，翘曲补偿层3基本不会发生翘曲形变。翘曲补偿层3与载体层2固定在一起能够有效限制载体层2发生翘曲，减小载体层2的形变量。这样能够有效避免防尘结构发生翘曲，确保防尘结构安装的可靠性。

例如，膜体层1为金属膜，载体层2为有机膜。这样的防尘结构中，载体层2和膜体层1的热膨胀系数相差很大。在安装防尘结构的过程中，防尘结构受到热处理过程中产生的热量影响，载体层2产生较大的形变，这样会出现防尘结构翘曲，难以安装的情况。例如，安装防尘结构的过程中通过热粘接的方式固定。通过使用热固化型的粘接剂进行防尘结构的固定，安装过程中会有热量影响到防尘结构。在上述例子中，在载体层2底部固定了翘曲补偿层3，翘曲补偿层3的材料使用与膜体层1相同的材料，这样翘曲补偿层3的热膨胀系数相较于载体层2就更低。在受到热量影响的过程中，翘曲补偿层3基本不发生形变，这样就能抑制载体层2受到热量发生的形变。使防尘结构不发生翘曲。进而使防尘结构的安装工序变得更容易。

在一个例子中，如图3所示，所述载体层2的侧面也固定有所述翘曲补偿层3。

载体层2受到热处理过程的热量影响后，载体层2会发生形变。载体层2的形变是载体层2整体结构发生的。翘曲补偿层3从载体层2的底部对载体层2的形变进行限制的情形下，在载体层2的侧面也固定翘曲补偿层3。形成翘曲补偿层3包覆载体层2的底部和侧面的结构。这样能够通过翘曲补偿层3最大限度地对载体层2的形变进行限制，更有效地避免防尘结构发生翘曲。

例如，防尘结构安装的过程中，热处理工序的热量对防尘结构产生影响。载体层2因热量引起自身体积膨胀，形状发生变化。翘曲补偿层3在同样的热量影响下，体积的变化相对于载体层2可以忽略不计。翘曲补偿层3从载体层2的底部和侧面限制了载体层2的膨胀，避免载体层2的形变量过大，这样防尘结构就不会发生翘曲。

在一个实施例中，所述网格结构12包括沿网格结构12所在的平面方向的弹性伸缩结构。

网格结构12是防尘结构的结构中用于放置粉末等外界的异物进入设备并使声波通过的结构。外界异物进入设备会使设备接收到不正常的信息，会产生错误的反应或指令。而在防尘结构安装的过程中，受热量影响而使防尘结构发生翘曲的情况下，形变的防尘结构可能会破坏网格结构12的结构。这样会时防尘结构丧失本身具有的功能。

在该例子中，网格结构12设置有弹性伸缩结构，弹性伸缩结构沿网格结构12所在的平面方向设置。网格结构12所在的方面即为膜体层1，也可以是弹性伸缩结构沿膜体层1的平面方向设置，弹性伸缩结构可以在该方向弹性伸缩。

例如，网格结构12中设置有弹性伸缩结构，或者网格结构12为弹性伸缩结构。例如是设置该弹性伸缩结构为网状的结构。这样能够满足网格结构12防止灰尘、粉末等异物进入，以及声波能够通过的功能，并且网格结构12还能够实现弹性伸缩。

在防尘结构安装的过程中，热处理的安装工序中，防尘结构受热量影响产生的翘曲形变会对网格结构12形成挤压，网格结构12会发生变形。网格结构12能够实现弹性伸缩的情况下，网格结构12被挤压时，弹性伸缩结构的网格结构12进行收缩，或拉伸网格结构12时，弹性伸缩结构被拉伸。因网格结构12具有伸缩的能力，在挤压或拉伸的过程中，网格结构12不会被损坏。还能过因自身的伸缩能力恢复原样。

另外，在防尘结构发生翘曲的过程中，在网格结构12还会因受应力而产生褶皱。在该例子中设置了弹性伸缩结构后，能够有效避免网格结构12产生褶皱。

例如，在受力后网格结构12形成褶皱，在弹性伸缩结构的作用下，网格结构12恢复原来的结构，不会起皱。

在一个例子中，所述网格结构12的弹性系数具有各向异性。

各向异性指的是在物质的不同方向上的材料性质不同，例如，沿网格结构12的不同方向，网格结构12自身的物理性质不同。可以是通过设定网格结构12沿膜体层1所在平面方向上的弹性系数设定网格结构12在该方向上的弹性。还可以设定网格结构12在于膜体层1所在平面垂直的方向上的弹性系数。

例如，在防尘结构发生翘曲时，会使膜体层1产生挤压或拉伸的形变。形变的过程中，在网格结构12的不同方向上会产生不同的形变。该例子中，通过网格结构12的各向异性设定不同方向的弹性系数，能够使网格结构12适应不同方向上的不同程度上的形变。这样能够有效避免网格结构12因挤压、拉伸产生不能恢复的变形。或挤压、拉伸过程中网格结构12刚度过大使形变破坏网格结构12以外的结构。确保防尘结构在翘曲过程中不会损坏。

另外，在防尘结构发生翘曲的过程中，在网格结构12还会因受应力而产生褶皱。通过网格结构12的各向异性适应各处的形变。并且通过设定网格结构12在垂直方向上的弹性系数，也能抑制受应力过程中防尘结构变形产生的垂直方向上的位移。

在一个实施例中，网格结构12各处的开口率不同。

网格结构12设置为网格结构能够防止灰尘等异物进入，并且声波可以通过。例如，网格结构12为网格结构能过使声波通过。网格结构上不同大小的网眼对声波的通过有不同的影响。网眼较小会对经过的声波形成较大的粘滞阻力。网眼较大又起不到防止灰尘等异物进入的效果。

因此，通过调节网格结构12各处的开口率至设定的程度，能够使防尘结构发挥最优的效果。例如，调节开口率以调节空气粘滞阻力，从而调节对防尘结构所在的MEMS微机的频率特性。

在一个实施例中，在所述载体层2的与所述连接部11固定的位置设置有应力缓和部。

防尘结构在翘曲的过程中，下部的翘曲程度较大。因翘曲变形产生的应力在载体层2最大，从载体层2向膜体层1传递的应力最大。

该例子中，在载体层2的与连接部11固定的位置设置了应力缓和部。该应力缓和部能够控制传递到膜体层1的应力保持在一定程度，并随时间而减小。这样作用在网格结构12的应力就会减少。避免了网格结构12因应力产生的褶皱。

在一个例子中，所述膜体层1的材料为金属玻璃。

膜体层1为防尘结构的最上部结构，膜体层1在防尘结构的安装或使用过程中最容易受到外部施加的外力。例如，其他部件的挤压、安装时对防尘结构的挤压等。

该例子中，将膜体层1的材料设置为金属玻璃。这样能够增强防尘结构的机械强度，增强承受外力的能力。并且，防尘结构发生翘曲的过程中，结构强度更大的膜体层1能够抑制翘曲，减少形变。这样能够进一步保护防尘结构的结构更不容易被破坏。

在一个例子中，所述载体层2的材料为环氧树脂或PI。环氧树脂属于热固型塑料。PI为聚酰亚胺，其分子主链结构稳定，具有良好的耐热性、耐辐射性以及良好的机械性能。有利于提高防尘结构的结构强度和抗热变形能力。

在防尘结构安装的过程中，可以选择热处理工序进行固定。将载体层2设置为环氧树脂材料，载体层2本身就能够通过热处理与被固定的位置进行粘接固定，不用使用其他粘接剂进行固定。同样的，载体层2与膜体层1的固定也可以不使用另外的粘接剂。这样能够减少防尘结构固定后的厚度，有助于整体薄化。

根据本发明的一个实施例，提供了一种麦克风封装结构，该麦克风封装结构包括上述的防尘结构，所述防尘结构固定在麦克风封装结构的声孔4上；

或者，所述防尘结构包覆麦克风封装结构内的MEMS芯片5。

一般地，麦克风封装结构包括形成容纳腔的壳体和与该壳体固定的基板。声孔4可以设置在基板上，也可以设置在壳体上。

在该实施例中，可以是，防尘结构从麦克风封装结构的外部固定在声孔4上，从外部对麦克风封装结构内的元器件起到保护作用。

也可以是，如图4所示，防尘结构从麦克风封装结构的内部固定在声孔4上，从内部对麦克风封装结构的元器件起到保护作用。

也可以是，如图5所示，防尘结构从固定在基板上，对声孔31与麦克风封装结构的内部起到保护作用。MEMS芯片5通过防尘结构固定。

还可以是，防尘结构固定在麦克风封装结构的内部，并包覆MEMS芯片5。这样能够对MEMS芯片5形成保护。这种结构中，可以将防尘结构固定在MEMS芯片5所在的基板上，形成包覆。也可以将防尘结构固定在MEMS芯片5的衬底上，形成包覆。以上结构都能够对MEMS芯片5形成保护作用。

该麦克风封装结构能够在麦克风安装和使用过程中有效防止受热导致的防尘结构损坏。并且能够对麦克风内的元器件形成保护。例如，保护MEMS芯片5不被外界灰尘等污染物污染。

根据本发明的一个实施例，提供了一种电子设备，包括上述的麦克风封装结构。

该电子设备包括上述麦克风封装结构，具有上述麦克风封装结构的所有优点。例如，电子设备可以是音响设备、手机、电脑等产品。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种防尘结构，其特征在于，包括：

载体层，所述载体层的中部形成有通孔；

膜体层，所述膜体层包括网格结构和围绕所述网格结构设置的连接部，所述网格结构覆盖在所述通孔的一端，所述连接部连接在所述载体层上；

翘曲补偿层，在载体层的远离膜体层的一侧固定有所述翘曲补偿层，翘曲补偿层的热膨胀系数低于载体层的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述膜体层为金属材料，所述载体层为有机材料，所述翘曲补偿层的热膨胀系数与所述膜体层的热膨胀系数相同。

3.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述网格结构包括沿网格结构所在的平面方向的弹性伸缩结构。

4.根据权利要求3所述的防尘结构，其特征在于，所述网格结构的弹性系数具有各向异性。

5.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述网格结构各处的开口率不同。

6.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，在所述载体层的与所述连接部固定的位置设置有应力缓和部。

7.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述膜体层的材料为金属玻璃。

8.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述载体层的材料为环氧树脂或PI。

9.根据权利要求1所述的防尘结构，其特征在于，所述载体层的侧面也固定有所述翘曲补偿层。

10.一种麦克风封装结构，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的防尘结构，所述防尘结构固定在麦克风封装结构的声孔上；

或者，所述防尘结构包覆麦克风封装结构内的MEMS芯片。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求10所述的麦克风封装结构。

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