CN111711904B - 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；过滤网包括中心部以及环绕中心部设置的分区部；在中心部与分区部的结合处设置有第一连接部、在分区部的边缘设置有使得分区部呈规则多边型分布的边缘部；在相邻设置的两边缘部之间还设置有第二连接部；第一连接部、边缘部和第二连接部的刚度值小于中心部或分区部的刚度值；并且，第一连接部、边缘部和第二连接部配合使得过滤网在垂直方向上呈规则凹凸分布。利用上述发明能够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；过滤网包括中心部以及环绕中心部设置的分区部；在中心部与分区部的结合处设置有第一连接部、在分区部的边缘设置有使得分区部呈规则多边型分布的边缘部；在相邻设置的两边缘部之间还设置有第二连接部；第一连接部、边缘部和第二连接部的刚度值小于中心部或分区部的刚度值；并且，第一连接部、边缘部和第二连接部配合使得过滤网在垂直方向上呈规则凹凸分布。

此外，优选的技术方案是，边缘部的长度大于第二连接部的长度。

此外，优选的技术方案是，第二连接部与相邻设置的两分布区之间形成周围分区；第二连接部为折线形或者弧形结构，使得周围分区的形状呈具有至少三个边的多边形和/或由线和/或弧包围而成的封闭区域。

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、边缘部、第二连接部、中心部、分区部以及周围分区处的形状及密度以调节第一连接部、边缘部、第二连接部、中心部及、分区部及周围分区的刚度值。

此外，优选的技术方案是，在周围分区内设置有调节部；调节部包括至少一个边，调节部将周围分区划分为至少两个封闭区域。

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，第一连接部呈环形或者具有至少四个边的多边形结构。

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，分区部为具有至少三个边的多边形结构；过滤网形成具有至少两个边长度不同的凹多边形结构、弧形结构或者凸多边形结构。

此外，优选的技术方案是，第一连接部、边缘部和第二连接部分别具有不同的刚度值。

根据本发明的另一方面，提供一种MEMS麦克风，包括上述的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4-1为根据本发明实施例一的过滤网的结构示意图；

图4-2为根据本发明实施例一的过滤网的衍生结构示意图；

图5为图4-2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为根据本发明实施例三的过滤网的结构示意图。

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；支撑载体102；中心部111、211；分区部112、212；周围分区113；第一连接部114、214；边缘部115、116、215；第二连接部117、216；调节部118、218、219；第一周围分区213；第二周围分区217。

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进一步包括中心部以及环绕中心部设置的分区部；在中心部与分区部的结合处设置有第一连接部、在分区部的边缘设置有使得分区部呈规则多边型分布的边缘部；在相邻设置的两边缘部之间还设置有第二连接部，第二连接部的设置使得相邻两分区部之间形成另外一个区域，即下述周围分区；第一连接部、边缘部和第二连接部的刚度值小于中心部或分区部的刚度值；并且，第一连接部、边缘部和第二连接部配合使得过滤网110在垂直方向上呈规则凹凸分布。其中，第一连接部、第二连接部和边缘部形成低刚度区域，低刚度区域在受压缩外力时相对中心部和分区部更容易变形，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。

其中，边缘部和第一连接部配合使得分区部呈现一定的形状，或者可理解为：分区部的边缘由边缘部和第一连接部构成；同理，第一连接部形成中心部的边缘结构；而分区部的形状可以与中心部的形状相同也可以不同。

在本发明的一个具体实施方式中，第二连接部与相邻设置的两分布区之间形成周围分区，或第二连接部与相邻的两分区部的所在的边缘部之间形成一个封闭区域，即周围分区；其中，第二连接部可以为折线形或者弧形结构，使得周围分区的形状呈具有至少三个边的多边形和/或由线和/或弧包围而成的封闭区域。

其中，在周围分区内还可进一步设置调节部，调节部可设置为包括至少一个边的结构，通过调节部将周围分区划分为至少两个封闭区域。

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、周围分区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、周围分区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、周围分区及调节部的刚度值。

可知，上述第一连接部、第二连接部、边缘部、中心部、周围分区、调节部、分区部等处的刚度值可设置为低刚度区域，但是各位置处的刚度值也可设置为不同数值，即过滤网上的各处位置的刚度值均可自行调整。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。

可知，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。

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的结构进行详细阐述。

图4-1示出了根据本发明实施例一的麦克风防尘装置的示意结构。

如图4-1所示，本发明实施例一的微型麦克风防尘装置中，过滤网110进一步包括中心部111以及环绕中心部111设置的分区部112；在中心部111与分区部112的结合处设置有第一连接部114、在分区部112的边缘设置有使得分区部112呈规则多边型分布的边缘部115，由于第一连接部114和边缘部115的存在，使得中心部111和分区部112均呈规则五边形结构，且每个分区部112均与中心部111的一个边相重合，但各分区部112之间是相互隔离的。

此外，在相邻设置的两边缘部115之间还设置有第二连接部117，第二连接部117的刚度值小于中心部111或分区部112的刚度值，第二连接部117的设置使得相邻两分区部112之间形成周围分区113，第二连接部117为折线形结构，周围分区113呈边长不等的菱形结构，且第二连接部117的长度的单边的长度小于边缘部115的单边的长度，该长度差使得过滤网110更容易发生形变，进而能够吸收更大的外力。

在该实施例一中，第一连接部、第二连接部117、和边缘部115均设置为低刚度区域，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114能够吸收外力并且控制过滤网110沿第一连接部114方向上的变形，边缘部115能够吸收沿过滤网110的切向和径向外部应力，边缘部116和第二连接部117能够防止过滤膜沿过滤网110的边缘发生变形。

此外，如图4-2和图5根据本发明实施例一的过滤网的衍生结构所示，过滤网还可以图4-1所示技术方案的基础上作为改进；其中，在周围分区113内设置调节部118，在该实施例中调节部118为具有一条边的直线型，其将周围分区113分割为两个三角形区域，该调节部118的刚度值可通过其上的穿孔进行调整，例如可将调节部118的刚度值设置为小于周围分区113处的刚度值，进而通过调节部118吸收外界应力，以增强过滤膜的抗干扰能力。

图6示出了根据本发明实施例二的麦克风发防尘装置的示意结构。

如图6所示，本发明实施例二的麦克风防尘装置，其过滤网210包括中心部211以及环绕中心部211设置的分区部212；在中心部211与分区部212的结合处设置有第一连接部214、在分区部212的边缘设置有使得分区部212呈规则多边型分布的边缘部215，由于第一连接部214和边缘部215的存在，使得中心部211和分区部212均呈规则五边形结构，且每个分区部212均与中心部211的一个边相重合，但各分区部212之间是相互隔离的。

此外，在相邻设置的两边缘部215之间还设置有第二连接部216，第二连接部216的刚度值小于中心部211或分区部212的刚度值，该第二连接部216与边缘部215之间形成封闭的周围分区213，且第二连接部216为弧形结构，多个第二连接部216均位于同一圆周上，该结构能够通过第二连接部216吸收外界压力，并抑制过滤膜在过滤网210边缘位置的形变。

图7为根据本发明实施例三的过滤网示意结构。

如图7所示，本发明实施例三的过滤网结构在实施例二的基础上做了进一步的改进，其中，在第一周围分区213的内部设置具有两条边的调节部219(此处也可理解为设置两条调节部)，两条调节部219呈折线形结构，通过调节部219的设置将第一周围分区213分割为三个封闭区域，即相比第一周围分区213而言，又形成了一个第二周围分区217。

进一步地，在第二周围分区217内部可再设置调节部218，通过调节部218将第二周围分区217分割为两部分封闭结构；其中，调节部218和调节部219的刚度值也可以根据设置在对应位置处的穿孔进行调整。

需要说明的是，本发明提供的微型麦克风防尘装置，并不限于附图中所示具体结构示例，也可在附图所示具体结构的基础上，在封闭区域内设置直线、折线或者弧线型的调节部，通过调节部将分区部或者周围分区划分为多个封闭区域。

需要说明的是，相邻两分区部之间的夹角或者位于相邻两分区部处的相对设置的两边缘部之间的夹角可以较大也可以较小，该角度可进行调整。

在本发明的一个具体实施方式中，微型麦克风防尘装置中的过滤网的结构并不限于上述两个实施例，例如，第一连接部可设置为环形或者具有至少四个边的多边形结构，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，过滤膜呈对称规则分布皆可；此外，分区部可设置为具有至少三个边的多边形结构，例如正三角形、正五边形或正六边形等，使得过滤网形成具有至少两个边长度不同的凹多边形结构、弧形结构或者凸多边形结构。

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 (11)

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以及环绕所述中心部设置的分区部；

在所述中心部与所述分区部的结合处设置有第一连接部、在所述分区部的边缘设置有使得所述分区部呈规则多边型分布的边缘部；

在相邻设置的两边缘部之间还设置有第二连接部；

所述第一连接部、所述边缘部和所述第二连接部的刚度值小于所述中心部或所述分区部的刚度值；并且，

所述第一连接部、所述边缘部和所述第二连接部配合使得所述过滤网在垂直方向上呈规则凹凸分布；

所述第二连接部与相邻设置的两分布区之间形成周围分区；

在所述周围分区内设置有调节部，所述调节部包括至少一个边，所述调节部将所述周围分区划分为至少两个封闭区域。

2.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述边缘部的长度大于所述第二连接部的长度。

3.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述第二连接部为折线形或者弧形结构，使得所述周围分区的形状呈具有至少三个边的多边形和/或由线和/或弧包围而成的封闭区域。

4.如权利要求3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、所述边缘部、所述第二连接部、所述中心部、所述分区部以及所述周围分区处的形状及密度以调节所述第一连接部、所述边缘部、所述第二连接部、所述中心部、所述分区部以及所述周围分区的刚度值。

5.如权利要求4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。

6.如权利要求4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。

7.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述第一连接部呈环形或者具有至少四个边的多边形结构。

8.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述中心部设置在所述过滤膜的几何中心处。

9.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，

所述分区部为具有至少三个边的多边形结构；

所述过滤网形成具有至少两个边长度不同的凹多边形结构、弧形结构或者凸多边形结构。

10.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、所述边缘部和所述第二连接部分别具有不同的刚度值。

11.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括如权利要求1至10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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