CN112291693B - Mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MEMS麦克风，MEMS麦克风包括：电路板，所述电路板设于主板，所述电路板的第一侧与所述主板连接；金属壳，所述金属壳设于所述电路板的第二侧，且与所述电路板连接；芯片，所述芯片设于所述电路板的第二侧，且位于所述金属壳内；至少一个连接板，所述连接板具有折叠状态和展开状态，在折叠状态的情况下，连接板设于金属壳上；在展开状态的情况下，连接板的第一端与所述金属壳连接，所述连接板的第二端与所述主板连接。本申请通过在金属壳和主板之间设置连接板，在连接板处于展开状态的情况下，能够增加金属壳和主板之间的接触面积，提高金属壳与主板之间的连接牢固性。

Description

MEMS麦克风

技术领域

本申请属于麦克风技术领域，具体涉及一种MEMS麦克风。

背景技术

在手机技术领域，普遍使用MEMS麦克风(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)，在MEMS麦克风的内部包含MEMS芯片与ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)两个芯片，两个芯片贴装在PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)的表面。

目前随着赋予给手机的功能越来越多，同时为了满足5G技术中需要增加天线的需求，手机内部空间日趋紧张。因此，MEMS麦克风的封装尺寸也同样趋向小型化，以节省空间。

在现有技术的MEMS麦克风中，在电路板的上方设有金属壳，在金属壳内设有芯片。在电路板的下方设有主板，在电路板和主板之间设有多个焊盘，通过焊盘实现电路板和主板之间的装配。金属壳的下端的外壳固定点与电路板连接。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：封装小型化的MEMS麦克风，焊盘面积也会同时缩小。例如封装面积从3.5×2.65减小为2.75×1.85时，焊盘面积会减小40％。由于剥离力与焊盘面积成正比，故相比大封装的产品，小封装产品在受到外力冲击时，更容易出现焊盘剥离(脱落)的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种MEMS麦克风，能够解决金属壳和主板之间的焊盘面积小的焊盘易脱落的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提出了一种MEMS麦克风，包括：电路板，所述电路板设于主板，所述电路板的第一侧与所述主板连接；金属壳，所述金属壳设于所述电路板的第二侧，且与所述电路板连接；芯片，所述芯片设于所述电路板的所述第二侧，且位于所述金属壳内；至少一个连接板，所述连接板具有折叠状态和展开状态，在所述折叠状态的情况下，所述连接板设于所述金属壳上；在所述展开状态的情况下，所述连接板的第一端与所述金属壳连接，所述连接板的第二端与所述主板连接。

在本申请的实施例中，通过连接板增加金属壳与主板之间的连接面积，避免了现有的小型化MEMS麦克风的封装过程中，由于金属壳和主板之间的焊盘面积缩小导致的焊盘易脱落的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的MEMS麦克风的局部内部结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的MEMS麦克风的金属壳和连接板的装配示意图；

图3是根据本发明一个实施例的MEMS麦克风的连接板位于折叠状态的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的MEMS麦克风的连接板位于折叠状态时，电路板和主板的装配示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的MEMS麦克风的金属壳和连接板的装配示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的MEMS麦克风的连接板位于折叠状态的示意图；

图7是根据本发明的实施例的MEMS麦克风的连接板由折叠状态切换至展开状态的示意图。

附图标记：

MEMS麦克风100；

电路板10；

金属壳20；侧部21；顶部22；边缘部23；凸起部24；

芯片30；MEMS芯片31；ASIC芯片32；

连接板40；第一板体41；第二板体42；第三板体43；

主板50；焊盘60。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图7描述根据本发明实施例的MEMS麦克风100。

根据本发明实施例的MEMS麦克风100包括：电路板10、金属壳20、芯片30和至少一个连接板40。

具体而言，电路板10设于主板50，电路板10的第一侧与主板50连接，金属壳20设于电路板10的第二侧，且与电路板10连接，芯片30设于电路板10的第二侧，且位于金属壳20内，连接板40具有折叠状态和展开状态，在折叠状态的情况下，连接板40设于金属壳20，在展开状态的情况下，连接板40的第一端与金属壳20连接，连接板40的第二端与主板50连接。

换言之，根据本发明实施例的MEMS麦克风100主要由设于主板50的电路板10、与电路板10相对设置的金属壳20、位于金属壳20内的芯片30和至少一个分别与金属壳20和主板50连接的连接板40组成。当MEMS麦克风100在应用于手机终端时，主板50可以是手机主板。

其中需要说明的是，连接板40的数量可以为一个或者多个，例如图1中连接板40的数量为两个。连接板40的总数可以是奇数或者偶数个，在此均不作限定。当连接板40的数量为多个时，多个连接板40可以间隔开分布在金属壳20的外周，每个处于展开状态的连接板40可以同时与金属壳20和主板50连接以增加金属壳20和主板50之间的连接面积。

下面结合附图，并以电路板10沿水平方向延伸为例，对根据本发明实施例的MEMS麦克风100进行详细说明。

如图1所示，金属壳20位于电路板10的上方，主板50位于电路板10的下方。金属壳20的上端封闭，金属壳20的下端与电路板10连接。在金属壳20内设有芯片30，芯片30的下端与电路板10连接。芯片30包括MEMS芯片31(Micro-Electro-Mechanical芯片)和ASIC芯片32(Application Specific Integrated Circuit芯片，专用集成电路芯片)。

如图1所示，在金属壳20和主板50之间设有两个连接板40，每个连接板40能够在折叠状态和展开状态之间可切换。如图3、图4和图6所示，一个处于折叠状态的连接板40位于金属壳20的左上方，另一个处于折叠状态的连接板40位于金属壳20的右上方，两个连接板40可呈对称结构。由于处于折叠状态的连接板40位于金属壳20的上方且占用空间较小，因此连接板40不会对尺寸较小的MEMS麦克风100的内部结构的装配造成干扰。当每个连接板40分别处于展开状态的情况下，如图1、图2和图5所示，每个连接板40的上端可与金属壳20连接，每个连接板40的下端可与主板50连接。通过设置两个连接板40，不仅能够进一步增加金属壳20和主板50之间的连接面积，还能够提高金属壳20和主板50之间的受力均匀性，避免了金属壳20与主板50之间存在的连接不牢固甚至脱落的问题。

此外，连接板40与金属壳20和主板50之间的固定方式可以是点焊、胶水粘接等，在此不作限定。

由此，根据本发明实施例的MEMS麦克风100，通过连接板40增加金属壳20与主板50之间的连接面积，避免了现有的小型化MEMS麦克风的封装过程中，由于金属壳和主板之间的焊盘60的面积缩小导致的焊盘60易脱落的问题。

根据本发明的一个实施例，金属壳20包括：至少两个侧部21和顶部22，每个连接板40分别包括：第一板体41和第二板体42。

具体地，至少两个侧部21间隔开设置，每个侧部21的第一端与电路板10连接，芯片30设于至少两个侧部21之间，顶部22设于侧部21的第二端且与侧部21连接。第一板体41设于顶部22的外表面且与顶部22连接，第二板体42的第一端与第一板体41连接，第二板体42的第二端与主板50连接，通过将连接板40分为第一板体41和第二板体42，能够实现位于两个平面的顶部22和主板50之间的连接。

需要说明的是，侧部21的数量可以为两个、三个、四个等，在此不作限制。在侧部21的数量为两个时，如图1所示，一个侧部21位于左侧，另一个侧部21位于右侧。在两个侧部21的上方设有顶部22，顶部22的左端与一个侧部21连接，顶部22的右端与另一个侧部21连接。通过侧部21和顶部22相互配合，能够围合成一腔室，在腔室内可以安装有芯片30。

如图1所示，在金属壳20的顶部22和位于右侧的侧部21围合成的结构的截面为倒“L”形时，处于展开状态的连接板40的第一板体41和第二板体42之间也大致形成为倒“L”形结构，通过采用相似且平行的结构能够节省连接板40和金属壳20之间的空间。

此外，第一板体41与顶部22之间的连接方式包括线接触或面接触，能够增加第一板体41和顶部22之间的接触面积，进而进一步提高第一板体41和顶部22之间的连接牢固性和可靠性。

进一步地，金属壳20为一体成型件。一体成型的金属壳20不仅便于加工生产和使用，而且金属壳20作为一个整体结构，通过使连接板40与整体金属壳20连接，能够提高金属壳20和连接板40之间的连接牢固性。

可选地，顶部22的外表面为平面，例如图1中顶部22的上端面为平面，连接板40的第一端与顶部22的外表面连接，在将连接板40安装至顶部22的外表面时，能够增大连接板40与顶部22之间的接触面积，从而提高连接板40和顶部22之间的连接可靠性。

根据本发明的一个实施例，顶部22的外表面设有边缘部23和凸出于边缘部23的凸起部24，连接板40的第一端与边缘部23连接，且连接板40的第一端的厚度小于或等于凸起部24的高度。通过设置边缘部23，使得处于展开状态的连接板40的外表面与凸起部24的外表面齐平，或者使得处于展开状态的连接板40的外表面低于凸起部24的外表面，能够避免因在顶部22设置连接板40影响了MEMS麦克风100的本身高度。例如，在图5中，在顶部22的上表面设有边缘部23和凸起部24，凸起部24相对于边缘部23向上凸出，将连接板40的第一端设于边缘部23，连接部40的上端不超出凸出部24的上端，能够有效避免由安装连接板40导致的MEMS麦克风100的整体高度增加。

可选地，每个连接板40还分别包括第三板体43，第三板体43设于第二板体42的另一端，第三板体43的一侧与主板50连接。通过使第二板体42通过第三板体43与主板50连接，能够增大连接板40和主板50之间的接触面积。如图1所示，位于金属壳20的右侧的连接板40大致形成为“Z”形结构，不仅能够实现沿上下方向错开的顶部22和主板50之间的连接，还能够同时增大顶部22和第一板体41之间的接触面积、第三板体43和主板50之间的接触面积，从而提高金属壳20和主板50之间的连接可靠性。

根据本发明的一个实施例，第二板体42的一端与第一板体41之间倾斜设置，两者之间的夹角大于0°，小于180°。第二板体42的另一端与第三板体43之间倾斜设置，两者之间的夹角大于0°，小于180°。第一板体41和第二板体42之间的夹角、第二板体42和第三板体43之间的夹角具体数值设置，可以根据金属壳20的具体外形而定，灵活性强。

进一步地，如图1所示，第二板体42的一端与第一板体41垂直连接，第二板体42的另一端与第三板体43垂直连接，不仅能够缩小连接板40与金属壳20的外表面之间的间距，缩小连接板40在MEMS麦克风100中所占的空间，而且还便于连接板40的加工生产和整形。

在本发明的一些具体实施方式中，连接板40为一体成型件，采用一体成型件的结构具有便于加工生产，降低生产成本等优点。

在本发明的又一些具体实施方式中，连接板40为记忆合金件。也就是说，在金属壳20的表面增加形状记忆合金，利用记忆合金件在受热后的形变，实现记忆合金件与主板50的接触，增大焊盘60的面积，从而增加金属壳20的焊盘60的剥离力，防止焊盘60从主板50上脱落。需要说明的是，相对于其他成型的连接板40而言，记忆合金件能够在折叠状态时占据较小的空间，便于尺寸较小的MEMS麦克风100的内部结构的装配。

下面结合附图对根据本申请实施例的记忆合金件的加热过程进行详细说明。

如图7中的(a)所示，处于折叠状态的记忆合金件包括第一板体41和第二板体42，第一板体41与顶部22的上表面连接，第二板体42可位于第一板体41的上方，第二板体42的第一端与第一板体41连接。在记忆合金件受热时，如图7中的(b)所示，第一板体41受到顶部22的上表面的限制保持不动，第二板体42的第二端绕第二板体42的第一端开始顺时针旋转，第二板体42的第二端伸出第一板体41的部分也发生顺时针旋转。记忆合金件继续受热，如图7中的(c)所示，第二板体42继续顺时针旋转。最终，如图7中的(d)所示，第二板体42的第二端向下折弯形成第三板体43。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，连接板40的两端分别与金属壳20和主板50连接，以将金属壳接地，通过将金属壳20单独接地，能够起到增加屏蔽效果的作用。

下面结合附图对根据本发明实施例的连接板40为记忆合金件时的加工过程进行说明。

首先，如图3、图4和图6所示，将记忆合金件弯曲折叠后固定在金属壳20的上表面，如图5所示，其中记忆合金件可以位于边缘部23上。

随后，对MEMS麦克风100进行高温回流焊接，由于记忆合金件在高温下产生形变，因此记忆合金件会发生弯曲变形，如图7所示，由位于金属壳20的表面的折叠状态变为展开状态，其中展开状态如图2和图5所示。此时，如图1所示，位于展开状态的记忆合金件的另一端可以作为额外的焊盘60，起到增加金属壳20和主板50之间的连接面积的作用。

需要说明的是，当记忆合金件的数量为两个时，两个记忆合金件可以分别设于顶部22的上表面，每个记忆合金件均能够在受热时由折叠状态变为展开状态，最终扩展至金属壳20的两侧。也就是说，采用两个记忆合金件能够进一步加大焊盘60的面积，提高金属壳20和主板50之间的连接结构的牢固性。

总而言之，根据本发明实施例的MEMS麦克风100通过在金属壳20和主板50之间增设连接板40，实现金属壳20和主板50之间的连接位置的数量的增加，防止金属壳20从主板50上脱落。在连接板40选用记忆合金件时，能够在对MEMS麦克风100进行高温回流焊接时，使记忆合金件自动发生弯曲变形，由折叠状态变为展开状态，展开状态后的记忆合金的另一端可作为额外的焊盘60，从而增加MEMS麦克风100的焊盘60的面积，即增大了焊盘60的附着力，有效避免使用过程中的焊盘60脱落问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风(100)，其特征在于，包括：

电路板(10)，所述电路板(10)设于主板(50)，所述电路板(10)的第一侧与所述主板(50)连接；

金属壳(20)，所述金属壳(20)设于所述电路板(10)的第二侧，且与所述电路板(10)连接；

芯片(30)，所述芯片(30)设于所述电路板(10)的所述第二侧，且位于所述金属壳(20)内；

至少一个连接板(40)，所述连接板(40)具有折叠状态和展开状态，在所述折叠状态的情况下，所述连接板(40)设于所述金属壳(20)上；在所述展开状态的情况下，所述连接板(40)的第一端与所述金属壳(20)连接，所述连接板(40)的第二端与所述主板(50)连接。

2.根据权利要求1所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述金属壳(20)包括：

至少两个侧部(21)，至少两个所述侧部(21)间隔开设置，每个所述侧部(21)的第一端与所述电路板(10)连接，所述芯片(30)设于至少两个所述侧部(21)之间；

顶部(22)，所述顶部(22)设于所述侧部(21)的第二端且与所述侧部(21)连接，

每个所述连接板(40)分别包括：

第一板体(41)，所述第一板体(41)设于所述顶部(22)的外表面且与所述顶部(22)连接；

第二板体(42)，所述第二板体(42)的第一端与所述第一板体(41)连接，所述第二板体(42)的第二端与所述主板(50)连接。

3.根据权利要求2所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述金属壳(20)为一体成型件。

4.根据权利要求2所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述顶部(22)的外表面为平面，所述连接板(40)的第一端与所述顶部(22)的外表面连接。

5.根据权利要求2所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述顶部(22)的外表面设有边缘部(23)和凸出于所述边缘部(23)的凸起部(24)，所述连接板(40)的第一端与所述边缘部(23)连接，且所述连接板(40)的第一端的厚度小于或等于所述凸起部(24)的高度。

6.根据权利要求2所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，每个所述连接板(40)还分别包括：

第三板体(43)，所述第三板体(43)设于所述第二板体(42)的另一端，所述第三板体(43)的一侧与所述主板(50)连接。

7.根据权利要求6所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述第二板体(42)的一端与所述第一板体(41)垂直连接，所述第二板体(42)的另一端与所述第三板体(43)垂直连接。

8.根据权利要求1所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述连接板(40)为一体成型件。

9.根据权利要求1所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述连接板(40)为记忆合金件。

10.根据权利要求1所述MEMS麦克风(100)，其特征在于，所述连接板(40)的两端分别与所述金属壳(20)和所述主板(50)连接，以将所述金属壳(20)接地。

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