CN111711906B - 微型麦克风防尘装置及mems麦克风 - Google Patents
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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具有通孔的支撑载体和设置在支撑载体一侧的防尘膜；防尘膜包括设置在支撑载体上的固定部、悬设在通孔内的过滤部，以及连接固定部和过滤部的控制部；并且，控制部的弹性常数大于过滤部的弹性常数。利用上述发明能够将防尘膜的屈曲变形集中在控制部，通过控制部确保过滤部的性能稳定。
Description
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，防尘膜的边缘设置在支撑件的支承区域，防尘膜的中部悬设在支撑件通孔处形成过滤区域，设置防尘结构可阻止外界粉尘、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，目前防尘结构中，过滤区域通常是自支撑(free standing)膜结构，因此，由于支撑件和防尘膜的热膨胀系数之差、安装基板时受到应力等，过滤区域的薄膜容易发生屈曲褶皱(buckle)。在支承区域受力的情况下，屈曲会自支撑膜的边缘位置传播到过滤区域；同时，由于防尘膜的中央位置较柔软，而屈曲容易集中在弹性常数低的柔软区域，也会导致褶皱扩展到自支撑膜的整个区域，进而影响防尘结构的防尘性能及稳定。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种防尘结构及MEMS麦克风，以解决目前传统的防尘结构中，防尘膜容易收到边缘位置产生的屈曲褶皱的影响，而导致防尘性能差等问题。
本发明提供的微型麦克风防尘装置，包括具有通孔的支撑载体和设置在支撑载体一侧的防尘膜；防尘膜包括设置在支撑载体上的固定部、悬设在通孔内的过滤部，以及连接固定部和过滤部的控制部；并且，控制部的弹性常数大于过滤部的弹性常数。
此外，优选的技术方案是，控制部包括靠近通孔中心位置设置的软化部和设置在软化部外围的强化部；其中，软化部的弹性常数小于过滤部的弹性常数，强化部的弹性常数大于过滤部的弹性常数。
此外，优选的技术方案是，控制部还包括平滑连接软化部和强化部的过渡部；过渡部的弹性常数自强化部至软化部过渡式减小。
此外，优选的技术方案是，软化部包括至少两层软化区域，各软化区域包括依次连接的至少两个第一弧形槽；并且，相邻两层的两邻接第一弧形槽之间交错第一弧形槽的弧度的一半。
此外，优选的技术方案是，过渡部包括至少两层过渡区域，各过渡区域包括依次连接的至少两个第二弧形槽；并且，不同过渡区域内的第二弧形槽的弧度不等。
此外，优选的技术方案是，自软化部至强化部的方向，第二弧形槽的弧度逐渐减小。
此外，优选的技术方案是，防尘膜为包含至少两层金属的结构件。
另一方面，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，在固定部和过滤部之间设置控制部，并将控制部的弹性常数设置为大于过滤部的弹性常数，通过控制部对固定部产生的褶皱屈曲进行隔离，防止其传播至过滤部，能够有效抑制过滤部的形变，进而确保微型麦克风防尘装置的防尘性能。
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示意图；
图2为根据本发明实施例的控制部的局部结构示意图一；
图3为根据本发明实施例的控制部的局部结构示意图二。
其中的附图标记包括：防尘膜1、支撑载体2、控制部11、软化部111、强化部112、过渡部113、过滤部12、通孔3。
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。
为详细描述本发明的微型麦克风防尘装置，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，包括具有通孔3的支撑载体2和设置在支撑载体2一侧的防尘膜1；防尘膜1包括设置在支撑载体2的支承区域上的固定部、悬设在通孔3内的过滤部12，以及连接固定部和过滤部12的控制部11；并且，控制部11的弹性常数大于过滤部12的弹性常数，进而通过控制部11对固定部产生的应力进行隔离，防止防尘膜1的屈曲褶皱从控制部11传递至过滤部12。
具体地，图2示出了根据本发明实施例的控制部的局部示意结构。
结合图1和图2共同所示，控制部11进一步包括靠近通孔3中心位置设置的软化部111和设置在软化部111外围的强化部112；其中，软化部111的弹性常数小于过滤部12的弹性常数，强化部112的弹性常数大于过滤部12的弹性常数，通过控制部11的设置，能够将防尘膜1的屈曲褶皱集中在控制部11处，已达到对过滤部12的保护作用。
进一步地，图3示出了根据本发明另一实施例的控制部的局部示意结构。
结合图1至图3共同所示，为了更好的实现控制部11对固定部和过滤部12的过渡作用，还可以在软化部111和强化部112之间设置平滑的过渡部，过渡部的弹性常数设置为自强化部112至软化部111进行过渡式减小，换言之，过渡部的结构为不规则结构，在过渡部的不同位置其弹性常数不同，进而通过过渡部对软化部111和强化部112进行平稳的过渡。
具体地，软化部111进一步包括至少两层软化区域，各软化区域包括依次连接的至少两个第一弧形槽，或弧形狭缝；并且，相邻两层的两邻接第一弧形槽之间交错第一弧形槽的弧度的一半。在附图2所示具体示例中，在沿防尘膜1的径向方向，软化部111设置有5层软化区域，而强化部112为未设置狭缝的网格结构。可知，软化部111的设置层数及各层的第一弧形槽设置弧度等均可根据生产要求进行调整，并不限于附图所示具体结构。
另外，与软化部111相类似，过渡部也包括至少两层过渡区域，各过渡区域包括依次连接的至少两个第二弧形槽；并且，不同过渡区域内或同一过渡区域内的第二弧形槽的弧度可设置为不等。进而通过不同弧度的第二弧形槽的交错设置，使得过渡部具有渐变的弹性常数。
在本发明的一个具体实施方式中，自软化部111至强化部112的方向，第二弧形槽的弧度可设置外逐渐减小，即自软化部111至强化部112的方向，同一过渡区域内的第二弧形槽的设置密度逐渐变大。在附图3所示具体示例中，在沿防尘膜1的径向方向，过度部设置有5层过渡区域，过渡部的设置层数及各层的第二弧形槽设置弧度等均可根据生产要求进行调整，并不限于附图所示具体结构。
另外，此外，本发明实施例中的防尘膜1可选用网格结构，在阻挡外界异物的同时，能够允许空气通过；此外，防尘膜1也可采用包含至少两层金属的结构件，例如采用双金属材质，通过包含至少两层金属的结构件能够控制防尘膜1的强度，也能够起到抑制挠曲变形的作用。
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，微型麦克风防尘装置可设置在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，在固定部和过滤部之间设置控制部，控制部进一步包括软化部、过渡部和强化部，能够通过软化部、过渡部和强化部对固定部产生的褶皱屈曲进行隔离，防止其传播至过滤部，进而有效抑制过滤部的形变，确保微型麦克风防尘装置的防尘性能稳定。
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 (6)
1.一种微型麦克风防尘装置，包括具有通孔的支撑载体和设置在所述支撑载体一侧的防尘膜；其特征在于，
所述防尘膜包括设置在所述支撑载体上的固定部、悬设在所述通孔内的过滤部，以及连接所述固定部和所述过滤部的控制部；并且，
所述控制部的弹性常数小于所述过滤部的弹性常数；
所述控制部包括靠近所述通孔中心位置设置的软化部、设置在所述软化部外围的强化部、以及平滑连接所述软化部和所述强化部的过渡部；并且，
所述软化部的弹性常数小于所述过滤部的弹性常数，所述强化部的弹性常数大于所述过滤部的弹性常数，所述过渡部的弹性常数自所述强化部至所述软化部过渡式减小。
2.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述软化部包括至少两层软化区域，各软化区域包括依次连接的至少两个第一弧形槽；并且，
相邻两层的两邻接第一弧形槽之间交错所述第一弧形槽的弧度的一半。
3.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述过渡部包括至少两层过渡区域，各过渡区域包括依次连接的至少两个第二弧形槽；并且，
不同过渡区域内的第二弧形槽的弧度不等。
4.如权利要求3所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
自所述软化部至所述强化部的方向，所述第二弧形槽的弧度逐渐减小。
5.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述防尘膜为包含至少两层金属的结构件。
6.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括如权利要求1至5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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