CN111711902B - 微型麦克风防尘装置及mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，其中的微型麦克风防尘装置包括过滤膜；过滤膜包括固定部以及设置在固定部内部的过滤网；过滤网包括中心部、环绕中心部设置的至少一个分区部、连接中心部与分区部的第一连接部、连接相邻两分区部之间的第二连接部，以及位于分区部远离中心部一侧的边缘部；其中，第一连接部、第二连接部、边缘部的刚度值均小于中心部及分区部的刚度值；分区部和第二连接部配合使得分区部在过滤网的垂直方向上呈规则凹凸分布。利用上述发明能够有效防止过滤膜在加工时受到外力作用极易产生变形而出现不规则褶皱等问题。

Description

微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，更为具体地，涉及一种微型麦克风防尘装置及设置有该微型麦克风防尘装置的MEMS麦克风。

背景技术

现有的MEMS麦克风通常设置有防尘结构，防尘结构主要包括支撑件和防尘膜，通过防尘结构阻止外界粉尘、颗粒等污染物进入麦克风内部，进而确保麦克风产品的声学性能。

但是，由于防尘膜的厚度极薄，而其平面尺寸相对厚度的比值又较大，在加工或使用过程中，受到如热应力等外力作用时极易产生变形而出现不规则的褶皱；此外，在防尘膜加工工艺过程中，热应力是不容易避免的，使得传统的防尘薄膜在封装时容易有褶皱等外观不良现象，影响产品的性能及用户体验。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，以解决目前防尘膜容易受到外力作用而出现不规则褶皱，导致其防尘性能差等问题。

本发明提供的微型麦克风防尘装置，包括支撑载体和设置在支撑载体一侧的过滤膜；过滤膜包括固定部以及设置在固定部内部的过滤网；过滤网包括中心部、环绕中心部设置的至少一个分区部、连接中心部与分区部的第一连接部、连接相邻两分区部之间的第二连接部，以及位于分区部远离中心部一侧的边缘部；其中，第一连接部、第二连接部、边缘部的刚度值均小于中心部及分区部的刚度值；分区部和第二连接部配合使得分区部在过滤网的垂直方向上呈规则凹凸分布。

此外，优选的技术方案是，在分区部上设置有自中心部向边缘部延伸的调节部；调节部的长度小于或等于第二连接部的长度，且调节部的刚度值小于分区部的刚度值。

此外，优选的技术方案是，在过滤网上设置有规则分布的穿孔；通过改变穿孔在第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、调节部以及分区部处的形状及密度以调节第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、分区部及调节部的刚度值。

此外，优选的技术方案是，穿孔的宽度范围为0.1μm～10μm。

此外，优选的技术方案是，第一连接部、第二连接部、边缘部处的相邻两穿孔之间相互交错分布。

此外，优选的技术方案是，第一连接部为环形或者规则多边形结构。

此外，优选的技术方案是，中心部设置在过滤膜的几何中心处。

此外，优选的技术方案是，分区部为三角形结构或四边形结构；过滤网呈规则凹多边形结构或者凸多边形结构。

此外，优选的技术方案是，分区部为扇形结构；过滤网呈环形结构。

根据本发明的另一方面，提供一种MEMS麦克风，包括上述微型麦克风防尘装置；其中，微型麦克风防尘装置设置在MEMS麦克风的声孔处；或者，微型麦克风防尘装置设置在MEMS麦克风的芯片处。

利用上述微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，将过滤网划分为中心部和分区部等不同的区域，在各区域的连接处或周围设置刚度值小于中心部和分区部的边界区域，各区域相互配合使得分区部在过滤网的垂直方向上呈规则的凹凸分布，低刚度值的区域能够在装置受到压缩外力时相对容易变形，使得防尘膜变形能够控制在区域的边界而不会产生不规则褶皱。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的微型麦克风防尘装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的低刚度区域的穿孔分布结构示意图；

图3为根据本发明实施例的非低刚度区域的穿孔分布结构示意图；

图4为根据本发明实施例一的过滤网的结构示意图；

图5为图4的立体结构示意图；

图6为根据本发明实施例二的过滤网的结构示意图；

图7为图6的立体结构示意图；

图8为根据本发明实施例三的过滤网的结构示意图；

图9为图8的立体结构示意图。

其中的附图标记包括：微型麦克风防尘装置100；过滤膜101；过滤网110、210、310；支撑载体102；中心部111、211、311；分区部112、212、312；第一连接部113、213、313；调节部114、214；第二连接部115、215、314；边缘部116、216、315。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为详细描述本发明的微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的微型麦克风防尘装置的示意结构。

如图1所示，本发明实施例的微型麦克风防尘装置100，包括支撑载体102和设置在支撑载体102一侧的过滤膜101；过滤膜101包括与支撑载体102相连接的固定部以及设置在固定部内部的过滤网110；其中，过滤网110进一步包括中心部、环绕中心部设置的至少一个分区部、连接中心部与分区部的第一连接部、连接相邻两分区部之间的第二连接部，以及位于分区部远离中心部一侧的边缘部；其中，第一连接部、第二连接部、边缘部的刚度值均小于中心部及分区部的刚度值，使得第一连接部、第二连接部和边缘部形成低刚度区域；此外，分区部和第二连接部相互配合使得分区部在过滤网110的垂直方向上呈规则的凹凸分布。

此外，为增加低刚度区域，还可以在分区部上再设置自中心部向边缘部延伸的调节部，调节部的长度小于或等于第二连接部的长度，且调节部的刚度值小于分区部的刚度值；其中，第一连接部、第二连接部、边缘部及调节部也可以理解为一个区域，但是这些区域的刚度值小于中心部及分区部处的刚度值，且各区域的边界由过滤网的中心点径向向外延伸并呈放射线状，各区域组合成规则的凹多边形结构或者凸多边形结构。

在本发明的一个具体实施方式中，第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、调节部和分区部所在位置的刚度值可通过在过滤网上设置的穿孔进行调节；其中，在过滤网上设置有规则分布的穿孔；通过改变穿孔在第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、调节部以及分区部处的形状及密度以调节第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、分区部及调节部的刚度值。

具体地，穿孔的宽度范围可设置为0.1μm～10μm。可知，穿孔的宽度、长宽比、分布方式等均可以根据产品尺寸及需求进行调整，并不限于附图中所示具体结构。

图2和图3分别示出了根据本发明实施例的穿孔在不同区域的示意结构。

如图2和图3所示，在本发明实施例的微型麦克风防尘装置中，在第一连接部、第二连接部、边缘部及调节部等低刚度值的区域可将穿孔的结构设置为图2所示长宽比较大的长条状结构，且相邻两穿孔之间相互交错分布，使得穿孔整体呈Z字型结构。而其他非低刚度值区域，如中心部及分区部等非低刚度区域处的穿孔可采用图3中所示分布结构。

以下将结合具体示例对本发明提供的微型麦克风防尘装置进行详细阐述。

图4和图5分别从不同角度示出了根据本发明实施例一的麦克风发防尘装置的示意结构。

如图4和图5共同所示，本发明实施例一的微型麦克风防尘装置中，过滤网110包括呈圆形的中心部111、环绕中心部111设置的至少一个分区部112、连接中心部111与分区部112的第一连接部113、连接相邻两分区部112之间的第二连接部115，以及位于分区部112远离中心部111一侧的边缘部116；其中，第一连接部113整体形成环形结构，并环绕在中心部111边缘，使得中心部111呈圆形区域；第二连接部115为自中心部111的径向向外延伸的放射线状，而边缘部116与第一连接部113和第二连接部115配合形成一个围绕分区部112的区域；此外，第一连接部113、第二连接部115、边缘部116的刚度值均小于中心部111及分区部112的刚度值，使得第一连接部113、第二连接部115和边缘部116形成低刚度区域，低刚度区域在受压缩外力时相对中心部111和分区部112更容易变形，能够将过滤网110的变形限制在各区域的边界，而不会产生不规则的褶皱。

具体地，在每个分区部112上均设置有自中心部111向边缘部116延伸的调节部114，该调节部114的长度小于第二连接部115的长度，使二者之间形成一定的长度差，该长度差能够使得过滤网110承受更大程度的变形，进而吸收更大的外力。其中，设置在调节部114的穿孔的结构使得调节部114的刚度值小于分区部112的刚度值

此外，该实施例一中的微型麦克风防尘装置，放射线状的第二连接部115和调节部114部使得过滤网110在沿圆周方向上产生上下(过滤网的Z轴方向)规则的凹凸变形，换言之，分区部112、第二连接部115和调节部114相互配合使得分区部112在过滤网110的厚度或者垂直方向上呈规则的凹凸分布，进而达到控制或缓冲外力导致的变形的目的。

可知，在该实施例一中，通过改变穿孔在不同位置或区域的长宽比，能够控制对应区域的刚度值，当穿孔的长宽比较大时，对应区域的刚度值就是较小；此外，也可将相邻的穿孔设置为交错分布，该结构也会降低对应区域的刚度值，进而通过低刚度值的区域接收外部应力。

进一步地，第一连接部113、第二连接部115、调节部114和边缘部116设置为低刚度区域，能够使得过滤网110在这些区域吸收外部应力，防止过滤膜发生不规则变形，并且，还能够控制应力集中点，防止过滤网110失效。其中，第一连接部113能够吸收过滤膜受到的径向外部应力，第二连接部115和调节部114能够吸收过滤膜的切线方向的外部应力，边缘部116能够防止过滤膜沿过滤网110的边缘发生变形。

图6和图7分别从不同角度示出了根据本发明实施例二的微型麦克风防尘装置的示意结构。

如图6和图7共同所述，该实施例二中的过滤网210包括呈圆形的中心部211、环绕中心部211设置的至少一个三角形的分区部212、连接中心部211与分区部212的第一连接部213、连接相邻两分区部212之间的第二连接部215，以及位于分区部212远离中心部211一侧的边缘部216；其中，第一连接部213整体形成环形结构，并环绕在中心部211边缘，使得中心部211呈圆形区域；第二连接部215为自中心部211的径向向外延伸的放射线状，而边缘部216与第一连接部213和第二连接部215配合形成一个三角形的分区部212区域；此外，第一连接部213、第二连接部215、边缘部216的刚度值均小于中心部211及分区部212的刚度值，使得第一连接部213、第二连接部215和边缘部216形成低刚度区域，低刚度区域在受压缩外力时相对中心部211和分区部212更容易变形，能够将过滤网210的变形限制在各区域的边界，而不会产生不规则的褶皱。当然，也分区部212的形状也可以为四边形，不影响本发明的优点体现。

具体地，在每个分区部212上均设置有自中心部211向边缘部216延伸的调节部214，该调节部214的长度小于第二连接部215的长度。

可知，该实施例二与实施例一的区别在于分区部212的分布结构，在该实施例二中，调节部214和边缘部216为90°直角，且边缘部216形成规则八边形形状，但是实施例第一中的调节部114和边缘部116非直角设置，且边缘部116形成规则十六边形形状；可知，该实施例二中的调节部、穿孔以及各低刚度区域等结构实施例均可参考实施例一中的阐述，此处不再一一赘述。

图8和图9分别从不同角度示出了根据本发明实施例三的微型麦克风防尘装置的示意结构。

如图8和图9共同所述，在该实施例三中的过滤网310包括呈圆形的中心部311、环绕中心部311设置的至少一个扇形的分区部312、连接中心部311与分区部312的第一连接部313、连接相邻两分区部312之间的第二连接部314，以及位于分区部312远离中心部311一侧的弧形的边缘部315；其中，第一连接部313整体形成环形结构，并环绕在中心部311边缘，使得中心部311呈圆形区域；第二连接部314为自中心部311的径向向外延伸的放射线状，而边缘部315与第一连接部313和第二连接部314配合形成一个扇形的分区部312区域；此外，第一连接部313、第二连接部314、边缘部315的刚度值均小于中心部311及分区部312的刚度值，使得第一连接部313、第二连接部314和边缘部315形成低刚度区域，低刚度区域在受压缩外力时相对中心部311和分区部312更容易变形，能够将过滤网310的变形限制在各区域的边界，而不会产生不规则的褶皱。

具体地，分区部的设置个数可根据产品尺寸及生产要求进行调整，并不限于附图中所示十六个分区部的具体结构；此外，该实施例三与实施例一的区别在于分区部的分布结构，在该实施例三中，分区部312呈扇形结构，且边缘部315形成圆形形状，但是实施例第一中的分区部112为四边形结构，且边缘部116形成规则十六边形形状；可知，该实施例三中的调节部、穿孔以及各低刚度区域等结构实施例均可参考实施例一中的阐述，此处不再一一赘述。

此外，需要说明的是，本发明提供的微型麦克风防尘装置中的过滤网的结构并不限于上述三个实施例，例如，第一连接部可设置为环形或者其他规则多边形结构，即中心部可以呈圆形也可以呈规则多边形，能够确保中心部设置在过滤膜的几何中心位置，且过滤膜呈对称规则分布皆可。

与上述微型麦克风防尘装置相对应，本发明还提供一种MEMS麦克风，包括上述微型麦克风防尘装置；其中，微型麦克风防尘装置可设置在MEMS麦克风的声孔处；或者，设置在MEMS麦克风的芯片处。

通过上述根据本发明的微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，通过调整不同位置穿孔的结构或密度等调整过滤网在不同区域处的刚度值，同时过滤网在厚度方向上呈规则的凹凸分布，能够通过非平面结构以及低刚度值区域使得装置在受到压缩外力时相对容易变形，避免防尘膜产生不规则褶皱。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风。但是本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的微型麦克风防尘装置及MEMS麦克风，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种微型麦克风防尘装置，包括支撑载体和设置在所述支撑载体一侧的过滤膜；其特征在于，

所述过滤膜包括固定部以及设置在所述固定部内部的过滤网；

所述过滤网包括中心部、环绕所述中心部设置的至少一个分区部、连接所述中心部与所述分区部的第一连接部、连接相邻两分区部之间的第二连接部，以及位于所述分区部远离所述中心部一侧的边缘部；其中，

所述第一连接部、所述第二连接部、所述边缘部的刚度值均小于所述中心部及所述分区部的刚度值；

所述分区部和所述第二连接部配合使得所述分区部在所述过滤网的垂直方向上呈规则凹凸分布；其中，

在所述分区部上设置有自所述中心部向所述边缘部延伸的调节部；

所述调节部的长度小于或等于所述第二连接部的长度，且所述调节部的刚度值小于所述分区部的刚度值。

2.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

在所述过滤网上设置有规则分布的穿孔；

通过改变所述穿孔在所述第一连接部、第二连接部、所述边缘部、所述中心部、所述调节部以及所述分区部处的形状及密度以调节所述第一连接部、第二连接部、所述边缘部、所述中心部、所述分区部及所述调节部的刚度值。

3.如权利要求2所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述穿孔的宽度范围为0.1μm～10μm。

4.如权利要求2所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述第一连接部、所述第二连接部、所述边缘部处的相邻两穿孔之间相互交错分布。

5.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述第一连接部为环形或者规则多边形结构。

6.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述中心部设置在所述过滤膜的几何中心处。

7.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述分区部为三角形结构或四边形结构；

所述过滤网呈规则凹多边形结构或者凸多边形结构。

8.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述分区部为扇形结构；

所述过滤网呈环形结构。

9.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的微型麦克风防尘装置；其中，

所述微型麦克风防尘装置设置在所述MEMS麦克风的声孔处；或者，所述微型麦克风防尘装置设置在所述MEMS麦克风的芯片处。

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