CN112929798B - 一种防水透声膜组件及其装有防水透声膜组件的mems - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水透声膜组件及其装有防水透声膜组件的MEMS，包括防水透声膜和支撑层，支撑层位于防水透声膜背离外界环境的一侧，支撑层为高分子聚合物层，不仅价格便宜，还便于防水透声膜组件整体的安装加工；同时支撑层的弹性模量为40‑400MPa，对防水透声膜具有较大的支撑作用，使得整个防水透声膜组件的耐水压为20‑500kPa，耐水压较大；与此同时在支撑层上有若干个支撑孔，提高了支撑层的透声性能，使得防水透声膜组件在100‑10000Hz的声频范围下的声音阻隔量小于3dB，透声性能好；此外防水透声膜组件的防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68，防水性能强；该防水透声膜组件不仅适合于3C电子产品上，也适合用于水下工作的电子产品上，特别适合应用于MEMS等微机电系统中。

Description

一种防水透声膜组件及其装有防水透声膜组件的MEMS
技术领域
本发明涉及膜材料技术领域以及微电子技术领域，更具体的说是涉及一种防水透声膜组件及其装有防水透声膜组件的MEMS。
背景技术
随着社会的进步，人们对于手机，笔记本电脑等电子产品的要求越来越高，不仅希望这些电子产品的性能越来越高，能够满足人们的各项工作需求，还希望这些电子产品的体积越来越小，方便人们携带；因此与之相配套的电子零件的体积也需要不断减小、而性能和一致性需要不断提高。
在上述背景下，MEMS这一种电子零部件备受人们的关注，MEMS即微机电系统，也叫做微电子机械系统，它是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子和智能家居等领域开拓了广阔的用途。
常见的MEMS相关产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。在将MEMS应用在麦克风等声学部件的过程中，为了防止外界的水等液体影响麦克风等声学部件的声学性能以及使用寿命，需要在MEMS上贴一层防水透声膜；与此同时常常会在防水透声膜上背离外界环境的一侧设置有一层支撑层，该支撑层用于提高防水透声膜整体的耐水压能力，从而拓宽其应用范围；例如申请号为CN201780058064.9的中国专利“防水透声盖部、防水透声盖部构件和声学装置”中就提到了在所述防水透声盖部的一侧上设置有支撑层；目前常见的支撑层只要有以下两种，一种是无孔的聚合物层，如PI支撑层；另一种是不锈钢网支撑层。虽然上述两种不同材料形成的支撑层均对防水透声膜具有不错的支撑作用，但是在实际的制备使用过程中，研发人员发现上述两种支撑层均存在一定的缺陷，例如PI支撑层，由于其是无孔的，在声音传递过程中，声损就会较大，从而导致整个防水透声膜组件的透声性能较差，继而影响了相应声学部件的正常工作，不适合用于紧密仪器中；而不锈钢网支撑层，由于在前期的加工处理过程中不锈钢网容易出现毛刺，毛刺的存在不利于防水透声膜组件整体后期的加工安装，甚至一旦毛刺过长，就会对防水透声膜的防水透声性能产生不良的影响；与此同时钢网的弹性形变很低，一旦受到较大力作用后，就容易发生不可逆形变，无法恢复到初始状态，这样就会对防水透声膜组件整体的透声性能造成不良影响；此外钢网的价格较贵，经济成本较高；上述两种支撑层均存在一定的缺点，而这些缺点的存在，也一定程度上限制了防水透声膜的发展。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防水透声膜组件及其装有防水透声膜组件的MEMS，该防水透声膜组件具有较强防水性和较高的透声性，并且价格便宜，便于安装加工，适合装贴在MEMS上长时间为MEMS起到防水透声的作用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种防水透声膜组件，包括有防水透声膜和支撑层，所述支撑层位于防水透声膜背离外界环境的一侧；所述支撑层上设置有若干个支撑孔；所述防水透声膜组件在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量小于3dB，防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68；所述防水透声膜组件的耐水压为20-500kPa；所述支撑层为高分子聚合物层，其弹性模量为40-400MPa。
本发明的防水透声膜组件，包括防水透声膜和支撑层，该防水透声膜具有优异的防水性和透声性，从而使得整个防水透声膜组件的防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68，防水性能好，能够为声学部件长时间的正常工作提供保障；而支撑层位于防水透声膜背离外界环境的一侧，支撑层主要是对防水透声膜起到支撑作用，支撑层的弹性模量为40-400MPa，支撑层能够为防水透声膜提供不错的支撑作用，从而提高防水透声膜组件整体的耐水性能力，本发明中防水透声膜组件的耐水压为20-500kPa，因此本发明的防水透声膜组件除了适合用在MEMS上，还适合用在手机麦克风，音箱等3C电子设备的声学部件，以及可以用于水下工作的电子设备，从而起到很强的防水透声作用；且本发明的支撑层为高分子聚合物层，相较于不锈钢网支撑层，其不容易出现毛刺，从而利于防水透声膜组件后期的加工组装，并且价格便宜，来源广泛，经济成本较低，成本仅仅为不锈钢网的十分之一；同时在受较大外力作用后，发生的形变大多为弹性形变，能够恢复到初始状态，不会影响防水透声膜组件整体的透声性能；此外通过在支撑层上设置有若干个支撑孔，支撑孔的存在，大大降低了在透过支撑层时声音的损失量，相较于无孔PI支撑层，本发明支撑层就具有不错的透声性，从而保证了整个防水透声膜组件具有较低的声音阻隔量，声损小，在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量(也称插入损失)小于3dB，透声性能很好，特别适合应用于MEMS等微机电系统中。
声音在透过一个物体时，就会发生一定的损失；这个损失量其实也是指物体的声音阻隔量，物体的声音阻隔量(也称插入损失)越大，声音损失就越大，物体的声音阻隔量越小，声音损失也越小；本发明中防水透声膜组件的声音阻隔量小于3dB，即声音在透过防水透声膜组件时，声音损失量小于3dB，从而说明了防水透声膜组件具有优异的透声性能，具有较大的应用范围，特别适合应用于MEMS等微电子技术领域中。
IP防护等级是由两个数字所组成，其中第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级(这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器之内带电部分，以免触电)，第2个数字表示电器防湿气、防水浸入的密闭程度(防水性能)，数字越大表示其防护等级越高；防水性能是通过IP防水等级试验机测得，一般认为物体防水的等级大于等于4就认为该物体具有不错的防水性能，能够防止雨水等液体的侵入；本发明中防水透声膜组件的防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68，防水性能较强，为MEMS起到防水的作用，保证MEMS具有较长的使用寿命。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声膜与所述支撑层之间存在间隔d；所述防水透声膜包含防水透声段D；在受到20-500kPa压力作用时，所述防水透声段的相对形变量E＝(2d+AD)/D不大于防水透声段的弹性极限相对形变量S；
其中A为在20-500kPa压力作用时，支撑层的相对形变量。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声段的弹性极限相对形变量S的范围为1％-30％；在20-500KPa压力作用下，支撑层的相对形变量A不大于1％。
防水透声膜与支撑层之间存在间隔d(d大于0)，即不受外力时，防水透声膜与支撑层两者之间不会相接触；该间隔用于为声音提供一定的振动空间，从而便于声音的传输，降低声音传播过程中的损失，保证整个防水透声膜组件具有较高的透声性能；如果防水透声膜与支撑层之间不存在间隔d或者说d＝0时，整个防水透声膜组件的透声性能会很差，声音阻隔量(插入损失)会很大，无法满足实际应用的需求；本发明中防水透声膜包含防水透声段，防水透声段是防水透声膜的一部分，防水透声段主要起到防水(防止外界液体)透声的作用；防水透声段的长度为D，即在不受到外界压力作用时，防水透声段的原长为D；当防水透声段为圆形时，防水透声段的直径大小就是其长度D；当防水透声段为矩形时，防水透声段的对角线大小就是其长度D；
在受到较大压力作用时，防水透声段就会发生形变；在受到20-500kPa压力作用时，所述防水透声段发生的最大形变长度为2d+AD，2d是指2倍的间隔(支撑层与防水透声膜之间的间距)大小，因为在受到很大压力作用时，防水透声段可视为已经完全与支撑层相贴合；而A为在20-500kPa压力作用时，支撑层的相对形变量，因为在压力为20-500kPa时，为了使防水透声膜正常工作，支撑层会对防水透声膜有一个支撑力以防止防水透声膜破裂失去防水透声作用，而由于力的作用是相互的，那么防水透声膜也会对支撑层有一个相应大小的反作用力，在这个力的作用下，支撑层也会发生一定的形变，因此防水透声段的形变长度除了2d，还会产生额外的形变量，这个额外的形变长度即为AD；A的计算公式为A＝(L2-L1)/L1，其中L1为在不受到外力作用时支撑层的原长；L2为在受到20-500kPa压力作用时支撑层发生形变后的总长度；L2-L1为在受到20-500kPa压力作用时支撑层的形变长度(形变前后的差值)；
本发明中在20-500KPa压力作用下，支撑层的相对形变量A不大于1％；且防水透声段的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D不大于防水透声段的弹性极限相对形变量S，防水透声段的弹性极限相对形变量S的范围为1-30％；当防水透声段的相对形变量超过其自身弹性极限相对形变量S时，防水透声段的形变不再是弹性形变，而是不可逆形变；该形变使得防水透声段即使在不受到外界压力作用时，也无法恢复到原状，即防水透声段的长度不再可能为D，这样就会大大影响了防水透声膜的防水透声作用；无法再满足实际的需求；因此，当防水透声段的相对形变量不大于弹性极限相对形变量S时，不仅保证了防水透声膜组件具有良好的透声性，还具有很强的防水性，在20-500kPa压力作用下，依然能够正常发挥作用，从而使得本发明的防水透声膜组件不仅适合用在MEMS上，还适合用在手机麦克风，音箱等3C电子设备的声学部件，于此同时还可以用于水下工作的电子设备，从而起到很强的防水透声作用；
要保证在受到较大压力作用时防水透声段的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D不大于防水透声段的弹性极限相对形变量S；除了控制间隔d和防水透声段D的大小，还需要注意在受到相同压力作用时支撑层的相对形变量A和防水透声段的弹性极限相对形变量S的大小；其中防水透声段的弹性极限相对形变量S的大小，其本质就是防水透声膜的弹性极限相对形变量大小；材料的弹性极限相对形变量主要与材料自身密切相关，材料的材质，相关制备方法(例如可以进行一定的改性处理)，内部孔径大小，孔面积率以及厚度等因素均会对材料弹性极限相对形变量大小造成较大的影响；防水透声段的弹性极限相对形变量S越大，越容易保证在受到较大压力作用时，防水透声段发生的形变是弹性形变，能够一直起到防水透声的作用，具有较长的使用寿命；在受到相同压力作用时支撑层的相对形变量A的大小也与材料自身密切相关，材料的材质，相关制备方法(例如可以进行一定的改性处理)，材料的弹性模量，内部孔径大小，孔面积率以及厚度等因素均会对支撑层的相对形变量A的大小造成较大的影响；在受到相同压力作用时支撑层的相对形变量A越小，那么防水透声段发生的形变也越小，越能够保证防水透声段发生的形变是弹性形变；在实际设计以及材料选型的过程中，我们常常根据安装空间尺寸设计要求、防水透声性能设计要求先确定间隔d，防水透声段D，支撑层的相对形变量A和弹性极限相对形变量S四个参数中的任意几个(1-3个)参数，从而指导其余参数，已确定相应结构参数和性能参数，从而保证在受到较大压力作用时，防水透声段发生的形变是弹性形变，能够一直起到防水透声的作用，继而保证整个防水透声膜组件具有较长的使用寿命；
弹性极限是指材料受到外力作用到某一限度时，若撤去外力，材料其变形(伸长)就会消失而恢复原状；但如果继续增大该外力作用，该材料就会发生塑性变形，即发生不可逆形变，此时即使撤去外力，材料也不会恢复到原状；这样大小的外力作用就叫做弹性极限压力；在弹性极限压力作用下材料的形变量即为该材料的弹性极限形变量。
作为本发明的进一步改进，所述间隔d为20-80μm，所述防水透声段D为1-5mm。
所述间隔d用于为防水透声膜和支撑层提供一定的振动空间，便于声音的传输，降低声音传播过程中的损失，从而保证整个防水透声膜组件具有较低的声音阻隔量(插入损失)，透声性能好；当间隔d过小时，即振动空间过小，不利于声音的传输，会导致声音传播过程中的损失过大，即声音阻隔量过大，无法满足实际应用的需求；当间隔d过大时，在受到20-500kPa的压力作用(主要指水压)时，防水透声段的形变量会过大，支撑层无法起到较好的支撑作用，从而导致防水透声段发生不可逆形变甚至破裂的现象，继而使得整个防水透声膜组件无法正常进行防水透声作用；本发明中间隔d为20-80μm，不仅利于声音的传播，降低声音传播过程中的损失，保证整个防水透声膜组件具有较低的声音阻隔量(插入损失)；也能保证在受到20-500kPa的压力作用时，支撑层能够对防水透声膜起到支撑作用，继而保证防水透声段只会发生弹性形变，不会发生不可逆形变，使得防水透明膜组件具有较长的使用寿命，能够一直为MEMS等电子部件起到防水透声的作用；
如果防水透声段D过大，就不利于防水透声膜组件的安装；防水透声段直径过小，在20-500kPa压力作用时，就容易导致防水透声段的相对形变量过大，继而使防水透声段发生不可逆形变或者破裂，从而无法正常工作；本发明的防水透声段直径长度D为1.0mm-5.0mm，既便于防水透声膜组件的安装，又能保证在20-500kPa压力作用时，防水透声段发生的形变是弹性形变，保证了防水透声段的正常使用；
通过这样的防水透声段D与这样的间隔d相互配合协同作用下，一方面利于声音的传播，降低声音传播过程中的损失，保证整个防水透声膜组件具有较低的声音阻隔量(插入损失)；另一方面保证了在受到20-500kPa的压力作用时，支撑层能够对防水透声膜起到足够的支撑作用，继而保证在相应压力作用下防水透声段发生的形变是弹性形变，不会发生不可逆形变，使得防水透明膜组件具有较长的使用寿命，能够一直为MEMS等电子部件起到防水透声的作用，应用范围十分广泛。
作为本发明的进一步改进，所述支撑层为耐高温的高分子聚合物层，所述支撑层至少能耐250℃的高温3min；所述支撑层的透气速率为0.1-30L/(min·cm2)@7kPa，所述支撑层的厚度为0.04-0.12mm。
在电子制造领域过程中，最常用的技术是回流焊技术，在较高温度下将MEMS等元件安装固定在相应主板上，因此也需要支撑层能耐较高的温度，本发明中的支撑层至少能耐250℃的高温3min，确保了在回流焊工艺过程中，支撑层自身不会受到损坏；最终安装结束后，支撑层能够对防水透声膜起到较大的支撑作用，整个防水透声膜组件能够对MEMS起到防水透声的作用，保证MEMS正常发挥其作用，且具有较长的使用寿命。
本发明支撑层的透气速率是通过透气率测试仪在压力为7kPa的条件下测得；本发明支撑层的透气速率为0.1-30L/(min·cm2)，具有不错的透气速率，在这样的情况下，在传递声音的过程中，声音主要是通过支撑层的支撑孔内空气振动进行传递的，相较于无孔的支撑层，本发明设置有支撑孔的支撑层的透声性能大大提高，继而保证整个防水透声膜组件的声音阻隔量(插入损失)很小，完全能够满足实际应用的需求；而由于在原本无孔的支撑层上设置了一定数量的支撑孔，使得在受到相同外力作用时，存在支撑孔的支撑层的形变量大于无孔支撑层的形变量，而当支撑层的透气速率为0.1-30L/(min·cm2)时，存在支撑孔的支撑层的形变量不会远远大于无孔支撑层的形变量，两者的形变量差值较小，存在支撑孔的支撑层依然能够对防水透声段起到足够的支撑作用；
本发明中声音的传递是通过首先声音发出后，引起内部空气振动从而进行传递，接着主要通过支撑层支撑孔内的空气振动进行传递，也有一部分声音与支撑层的实体部分相接触继而使得支撑层自身发生振动进行传递，再通过防水透声膜和支撑层两者之间的空气振动进行传递，然后引起防水透声膜自身振动进行传递，当然也有部分声音通过防水透声膜孔洞内的空气振动进行传递的，最终人耳(接受者)听到相关声音；经过研究发现，其他条件不变时，在一定范围内，厚度的增加，可以使支撑层在受到相同压力作用时发生更小的形变，即其他条件不变时支撑层厚度的增加，会使在受到相同压力作用下支撑层的相对形变量A变小，使得在该压力下防水透声段的相对形变量E也变小，支撑层对防水透声膜起到更好支撑作用，继而保证在该压力作用下防水透声段发生的形变是弹性形变，防水透声膜具有较长的使用寿命；与此同时，厚度的增加对支撑层的透声性能影响较小，虽然也有一定的增加，但此时支撑层的透声性能依然较高，声音阻隔量很小，完全满足实际应用的需求；而超过该范围时，厚度的继续增加，虽然也能够对防水透声膜起到不错的支撑作用，但此时厚度的增加对支撑层的透声性能影响很大，此时支撑层的透声性能会变得很差，声音阻隔量很大，无法满足实际应用的需求；
而如果支撑层的厚度过小(多孔支撑层的厚度小于或者等于原先无孔支撑层的厚度)时，同时由于支撑层内已设置有若干个支撑孔，那么就会使支撑层在受到相同压力作用时发生的形变过大，即此时受到相同压力作用下支撑层的相对形变量A过大，使得在该压力下防水透声段的相对形变量E也过大，继而保使得在该压力作用下防水透声段发生的形变不再是弹性形变，而是不可逆形变，防水透声膜也将失去防水透声的作用，无法继续工作；
本发明支撑层的厚度为0.04-0.12mm，通过与支撑层的透气速率相互协调作用后，一方面保证了支撑层的透声性能较高，声音阻隔量很小，完全满足实际应用的需求；另一方面可以使支撑层在受到相同压力作用时发生相对较小的形变，对防水透声膜起到更大的支撑作用，继而保证在该压力作用下防水透声段发生的形变是弹性形变，防水透声膜具有较长的使用寿命；此外，还能保证支撑层具有不错的力学性能，满足工业化生产的需求。
作为本发明的进一步改进，所述支撑层为PI支撑层；所述支撑孔的孔径为0.1-0.7mm，所述支撑层外表面上的支撑孔面积率为5％-75％。
本发明的支撑层为PI支撑层，聚酰亚胺简称PI，其具有优良的耐高温性能，能够在低于280℃以下的温度内长期使用，短时间可耐达400℃的高温，保证防护层不会受到回流焊工艺(各类元件都是通过该工艺焊接到相应线路板上)过程中高温的影响，保证回流焊工艺的成功完成，继而确保整个防水透声膜组件能够为MEMS等部件起到防水透声的作用；本发明所用的PI支撑层原本不存在孔洞，为无孔材料，通过激光打孔在PI支撑层上形成了本发明所需要的支撑孔；本发明中支撑孔的孔径为0.1-0.7mm，支撑层外表面上的支撑孔面积率为5％-75％，通过这样的孔径大小和孔面积率相配合作用下，一方面保证了整个防水透声膜具有不错的透声性能，声音阻隔量(插入损失)很小；另一方面也保证了支撑层依然具有不错的弹性模量和力学强度(主要指拉伸强度和断裂伸长率)，不仅能够满足工业化生产组装的需求，还能够为防水透声膜起到较大的支撑作用，从而大大提高防水透声膜组件整体的耐水压，应用范围进一步提高。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声膜的孔径为0.02-2μm，厚度为2-20μm，耐水压为10kPa到450kPa；所述防水透声膜在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量不大于1.3dB。
本发明的防水透声膜为ePTFE膜，其孔径为0.02-2μm，既保证了防水透声膜具有不错的防水性能，同时又具有较高的透声性能，声音损失很小，经过测试发现该防水透声膜在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量不大于1.3dB，进一步说明该防水透声膜具有优异的透声性能，从而保证整个防水透声膜组件具有优异的透声性能，声音阻隔量很小；若防水透声膜的厚度过小，则防水透声膜的力学性能较差，若防水透声膜的厚度过大，则会导致整个防水透声膜组件的厚度过大，不利于进行组装加工；本发明中防水透声膜的厚度为2-20μm，既保证了防水透声膜具有不错的力学性能，满足工业化生产的需求，另一方面保证了整个防水透声膜组件具有合适的厚度，便于后续的组装加工；此外本发明防水透声膜的耐水压为10kPa到450kPa，其自身就具有不错的耐水压，不仅能够满足用于MEMS等部件上的耐水压要求，还能够满足用于水下工作的各类电子产品的耐水压要求，应用范围广，具有较长的使用寿命。
作为本发明的进一步改进，所述支撑孔在支撑层上的排布方式为均匀分布或不均匀分布；当支撑孔在支撑层上的排布方式为均匀分布时，其分布方式为矩形分布或环形分布；当支撑孔在支撑层表面上不均匀分布时，其分布方式为中间密，边缘疏；或者，中间疏，边缘密；或者，一侧密，另一侧疏。
本发明中支撑孔在支撑层上的排布方式为均匀分布或不均匀分布；其中均匀排布可以为矩形排布，环形排布或其他支撑孔均匀分布在支撑层上的方式；相较于不均匀分布，当支撑孔均匀分布在支撑层上时，支撑层各处的透声性能以及弹性模量基本相等，能够稳定的为防水透声膜起到支撑作用；作为优选，本发明中当透声孔在防护层上的排布方式为矩形排布时，其相邻两个透声孔圆心之间的间距为0.2-0.9mm；或所述透声孔在防护层上的排布方式为环形排布，其圆心在同一直线上的相邻两个透声孔圆心之间的间距为0.2-0.9mm时，这样的均匀排布的方式一方面使得防护层上的透声性能基本处处相同，保证整个防水透声膜组件的声损较低，具有不错的透声性能；另一方面支撑层对防水透声膜的支撑作用基本处处相同，继而保证防水透声膜组件具有较大的耐水压，使用寿命相对较长，能够为MEMS等部件一直起到防水透声作用；此外也保证了支撑层具有不错的弹性模量和力学性能，满足工业化生产的需求。
而在一些特殊用途中，可能需要支撑层局部的某种性质相对较高，同时又不影响整个防水透声膜组件的防水性以及透声性；因此此时支撑在支撑层上为不均匀分布；例如当支撑孔在支撑层表面上的分布方式为中间密，边缘疏时，此时支撑层中间区域的透气量会相对较高，透声性能也会相对更好；而支撑层边缘区域的支撑强度更高，力学性能更好，可能更有利于整个防水透声膜组件的安装以及加工；例如当支撑孔在支撑层表面上的分布方式为中间疏，两侧密时，支撑层中间区域对防水透声膜的支撑作用更强，从而更能提高防水透声膜组件的耐压力作用；此外，当支撑孔在支撑层表面上的分布方式为一侧密，另一侧疏时，支撑孔相对较密的一侧更有利于透声，较少声损，而支撑孔相对较疏的一侧，更能对防水透声膜起到支撑作用，且有利于整个防水透声膜组件的安装以及加工；支撑孔在支撑层上的不均匀分布，更有利于提高防水透声膜组件的应用范围。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声膜组件在经过压力为20-500KPa，时间为2小时的5次循环防水测试前后，其100-10000Hz的声频范围下声音阻隔量的差值小于1.5dB；
在温度为-40℃-80℃，空气相对湿度为20％-80％，声频为100-10000Hz的情况下，所述防水透声膜组件的谐波失真增量至多为15％。
对整个防水透声膜组件进行若干次耐水压循环测试后，发现整个防水透声膜组件的声音损失量几乎没变，依然具有很高的透声性能，说明了本发明的防水透声膜组件具有不错的耐水压性能，即使突然遭遇高压水枪冲击等特殊情况，也不会影响防水透声膜组件的正常使用，即该防水透声膜组件能够长时间为MEMS起到防水透声的作用；该防水透声膜组件不仅适合应用于MEMS，还适合用于水下工作的各类电子产品需求，应用范围广。
经过研究发现，在这样的间隔d和防水透声段D的相互配合下，本发明防水透声膜组件在温度为-40℃-80℃，空气相对湿度为20％-80％，声频为100-10000Hz的情况下，其谐波失真增量至多为15％；即在各种环境下，防水透声膜组件在声音传递过程中，会保证声音的音调基本不会发生变化，不会出现杂音，继而说明防水透声膜组件在声音传递中的高质量性；谐波失真增量是目前常见用来判断声音音质好坏，是否出现杂音的指标之一；谐波失真增量为使用该膜片组件后的谐波失真度与没有用该膜片组件的谐波失真度的差值，而谐波失真度通过音频分析仪来测。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声膜和所述支撑层的周边提供间隔物，从而在所述防水透声膜和所述支撑层之间保持间隔d；所述间隔物为第一粘合件，所述第一粘合件的粘结强度为5-50N/cm。
第一粘合件是一种双面胶，可以为热敏胶或其他适合本发明的双面胶，第一粘合件的厚度即间隔d；如果第一粘合件的粘结强度不够大，那么防水透声膜和支撑层之间就容易发生分离，支撑层就无法为防水透声膜提供支撑作用，防水透声膜组件整体的耐水压会大大降低，同时可能影响防水透声膜组件整体的透声性能，无法正常的为MEMS提供防水透声作用，特别对于水下正常工作的电子产品造成极大的不良影响；本发明中第一粘合件的粘结强度为5-50N/cm，粘结强度较大，保证了防水透声膜和支撑层之间粘结十分紧密，不容易分离；那么支撑层就可以长时间为防水透声膜提供支撑作用，从而保证防水透声膜组件整体具有较高的耐水压，以及不错的防水透声性，能够一直为MEMS提供防水透声作用，以及保证在水下工作的电子产品能够长时间正常工作。
与此同时本发明的第一粘合件包括一个基材层和两个胶水层，胶水层位于基材层的两侧，两个胶水层的厚度基本相同；所述基材层为PI或PET基材，其中基材层的弹性模量为50-300MPa，弹性极限相对形变量为0.5-5％，说明了基材层具有不错的弹性模量和合适的弹性极限形变量，继而保证第一粘合件具有优良的弹性模量和不错的弹性极限形变量；除了支撑层可以为防水透声膜提供一定的支撑作用，第一粘合件也会为防水透声膜提供一个支撑作用，进一步使得在受到外力作用时防水透声膜不容易发生形变；即使发生形变，防水透声膜的形变量也会相对较小，属于弹性形变，第一粘合件会进一步帮助防水透声膜恢复到初始位置，这样一方面保证防水透声膜组件具有较高的耐水压，能够应用于水下工作(最高可达水下50米)的电子产品中，应用范围广；另一方面保证了整个防水透声膜组件的声损依然较小，同时谐波失真增量也较小，不会出现杂音，保证高质量传递声音。
作为本发明的进一步改进，所述防水透声膜背离支撑层的一侧还设置有高分子聚合物材料制成的防护层；所述防护层上设置有若干个透声孔，所述透声孔的孔径为0.1-0.5mm，所述防护层外表面上的透声孔面积率为10-70％；所述防护层靠近外界环境一侧表面的表面能为12-45mN/m。
通过设置有防护层，防护层位于防水透声膜靠近外界环境的一侧，防护层用于对防水透声膜起到防护作用，从而防止在后续进行与MEMS相关的封装，加工等工艺过程中，如芯片等尖锐物体会对防水透声膜的防水透声性能造成不良的影响；或者机械手在抓取过程中对防水透声膜造成一定的损失；该防护层为高分子聚合物层，相较与钢网，一方面不存在毛刺，便于对防水透声膜组件整体的安装加工；另一方面价格便宜，经济成本大大降低，来源广泛，方便获取；
通过在防护层上设置一定数量以及一定孔径的透声孔，保证了整个防水透声膜组件依然具有较高的透声性能，声音阻隔量(也称插入损失)较小；而透声孔的孔径大小以及孔面积率大小会影响整个防水透声膜组件的透声性能以及防水性能，并且还会影响防护层自身的弹性模量和力学性能；本发明中防护层的透声孔的孔径大小为0.1-0.5mm，在这样的孔径下，使得防护层也具有一定的防水作用；且防护层外表面上的透声孔面积率为10-70％，通过这样的孔径大小与透声膜面积率相互配合协同作用下，不仅保证了防护层具有不错的弹性模量和力学性能；还保证了整个防水透声膜组件具有优异的防水透声性能。
由于在防护层上设置有一定孔径大小的透声孔，这使得防护层的防水性能有一定程度的下降；而本发明中防护层靠近外界环境一侧表面的表面能为12-45mN/m，即防护层表面具有不错的疏水性，在透声孔相同孔径的条件下，材料越疏水，水越不容易进去，即此时本发明的防护层也具有了不错的防水性能。
作为本发明的进一步改进，所述防护层为PI防护层，所述防护层的弹性模量为50-300MPa，所述防护层的弹性极限形变量为5％-20％；所述防护层的硬度为H-4H；所述防护层的厚度为0.02-0.08mm。
聚酰亚胺，简称PI，其具有优良的耐高温性能，能够在低于280℃以下的温度内长期使用，短时间可耐达400℃的高温，保证防护层不会受到回流焊工艺(回流焊工艺是MEMS加工组装处理过程中最常见的工艺之一)过程中高温的影响，保证回流焊工艺的成功完成，继而确保整个防水透声膜组件能够为MEMS等部件起到高质量防水透声的作用；本发明所用的PI膜(PI防护层)原本不存在孔洞，为无孔材料，通过激光打孔才在PI防护层上形成了本发明所需要的透声孔；
本发明中防护层的厚度为0.02-0.08mm，既保证防护层具有不错的力学性能，满足工业化生产的需求，另一方面保证整个防水透声膜组件具有合适的厚度，便于后续的组装加工；经过研究发现，钢网虽然对防水透声膜具有不错的防护作用，但钢网很容易发生变形，其弹性模量较差，且弹性极限形变量很低，即受到形变后，无法恢复到初始状态，这样就会对防水透声膜组件整体的透声性能造成不良影响；而本发明中防护层的弹性模量为50-300MPa，弹性极限形变量为5％-20％，具有优异的弹性模量和优良的弹性极限形变量，从而说明了该防护层抗变形能力较强，在外力作用下不易发生形变，即使发生了一定的形变，该形变也属于弹性形变，能够恢复到初始状态，不会对防水透声膜组件整体的透声性能造成不良影响；与此同时所述防护层的硬度为H-4H，具有不错的硬度，芯片等尖锐物体不容易对防护层产生影响(例如出现划痕甚至刺破)，也不怕机械手在抓取过程中对防护层造成损伤继而无法对防水透声膜起到防护作用，甚至影响防水透声膜组件整体的透声性能，保证了防护层能够一直对防水透声膜起到防护作用，整个防水透声膜组件一直具有高防水高透声的性能。
作为本发明的进一步改进，一种装有防水透声膜组件的MEMS，MEMS上设置有凹槽，所述防水透声膜组件固定在凹槽内壁上。
通过将防水透声膜组件安装固定在MEMS的凹槽内壁上，安装的方式可以为防水透声膜组件自带粘性(通过在支撑层背离防水透声膜的一侧设置有胶黏剂)，从而将防水透声膜组件粘贴固定在MEMS凹槽内壁上；也可以先将防水透声膜组件放置到MEMS凹槽内部的合适位置，从而通过点胶工艺将防水透声膜组件固定在MEMS凹槽内壁上或者通过其他合适的方式进行安装固定，这样防水透声膜组件就能够长时间为MEMS提供防水(外界液体)作用，同时对声音的阻隔量很小，高透声性且不会出现杂音，高效的保证声音的传递质量，继而保证了MEMS具有较长的使用寿命。
本发明的有益效果：通过该防水透声膜组件包括有防水透声膜和支撑层，所述支撑层位于防水透声膜背离外界环境的一侧，支撑层为高分子聚合物层，不仅价格便宜，来源广泛，还便于防水透声膜组件整体的安装加工；同时支撑层的弹性模量为40-400MPa，对防水透声膜具有较大的支撑作用，使得整个防水透声膜组件的耐水压为20-500kPa，具有较大的耐水压；与此同时在支撑层上设置有若干个支撑孔，提高了防护层的透声性能，使得防水透声膜组件在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量小于3dB，透声性能好；此外防水透声膜组件的防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68，防水性能强；整个防水透声膜组件具有较高的防水透声性能，不仅适合于3C电子产品上，也适合用于水下工作的电子产品上，特别适合应用于MEMS等微机电系统中，从而为MEMS一直提供防水透声作用，保证MEMS具有较长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明防水透声膜组件(不含有防护层)的结构示意图；
图2为本发明防水透声膜组件(含有防护层)的结构示意图；
图3为本发明中支撑孔在支撑层上矩形排布时支撑层的结构示意图；
图4为本发明中支撑孔在支撑层上环形排布时支撑层的结构示意图；
图5为本发明中支撑孔在支撑层上不均匀分布中间密，边缘疏时支撑层的结构示意图；
图6为本发明中支撑孔在支撑层上不均匀分布中间疏，边缘密时支撑层的结构示意图；
图7为本发明中支撑孔在支撑层上不均匀分布一侧密，另一侧疏时支撑层的结构示意图；
图8为本发明中防护层的结构示意图；
图9为本发明当防水透声膜收到较大外力作用时防水透声膜组件(不含有防护层)的结构示意图；
附图标记：1、防水透声膜；11、防水透声段；2、支撑层；21、支撑孔；3、防护层；31、透声孔；4、第一粘合件；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种防水透声膜组件，包括有防水透声膜1和支撑层2，所述支撑层2位于防水透声膜1背离外界环境的一侧；
所述防水透声膜1的孔径为1μm，厚度为10μm，耐水压为200kPa；所述防水透声膜1在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量为0.7-1.0dB。
所述支撑层2为PI支撑层2；支撑层2上设置有若干个支撑孔21，所述支撑孔21的孔径为0.3mm，所述支撑层2外表面上的支撑孔21面积率为35％；所述支撑孔21在支撑层2上的排布方式为矩形分布；所述支撑层2的透气速率为13.7L/(min·cm2)@7kPa，所述支撑层2的弹性模量为250MPa,厚度为0.08mm；在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.57％；
所述防水透声膜1与所述防护层3之间存在间隔d；所述防水透声膜1包含防水透声段D11；所述间隔d为50μm(0.05mm)，所述防水透声段D11为3mm；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.57％*3)/3＝3.90％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；
所述第一粘合件4的粘结强度为25N/cm；第一粘合件4包括胶水层和基材层，胶水层位于基材层的两侧，所述基材层的弹性模量为170MPa，弹性极限形变量为2.5％；基材层为PI基材；
实施例2
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.06mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.76％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.76％*3)/3＝4.09％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；
实施例3
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.04mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.98％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.98％*3)/3＝4.31％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；
实施例4
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.10mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.42％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.42％*3)/3＝3.75％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；
实施例5
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.12mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.31％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.31％*3)/3＝3.64％；小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；
对比例1
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.01mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为2.71％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+2.71％*3)/3＝6.04％大于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％；此时防水透声段11发生的形变不是弹性形变，而是不可逆形变；到不受到外力作用时，防水透声段11也无法恢复到初始位置，继而导致防水透声膜1无法继续起到防水透声的作用；
对比例2
将实施例1中支撑层2的厚度设置为0.15mm，其余条件不变；此时在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.27％；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.05+0.27％*3)/3＝3.6％不大于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为6％。
通过实施例1-5和对比例1-2进行对比，可知其他条件不变时，支撑层厚度的增加确实可以使在受到相同压力作用时支撑层的相对形变量A减小，从而保证在受到该压力作用时防水透声段的最大相对形变量E小于其自身的弹性极限相对形变量S，确保防水透声段发生的形变是弹性形变，使得防水透声膜能够一直发挥防水透声的作用；
声音阻隔量的测试方法为：将待测物体(实施例1-5和对比例1-2制得的防水透声膜组件)冲切成直径为5.0mm直径的圆片，再将冲切好的待测材料与具有外径5.0mm内径1.7mm的环形双面胶进行同圆心堆叠，双面胶的厚度为0.15mm，最后将双面胶装贴在带有1mm直径0.8mm深度的出音孔的麦克风测试板上，模拟麦克风选用楼氏SPA1687LR5H。距离麦克风工装2cm处设置人工嘴。模拟麦克风与人工嘴均连入Audio Precision x525型号的音频分析仪。利用Audio Preciseion自带的音频测试软使人工嘴发出频率为100Hz-10000Hz声压级为94dBSPL的声音。对麦克风工装表面装贴了测试组件和无装贴测试组件条件下麦克风端的响应信号进行收集并作差做差，最终得到对应物体的声音阻隔量。
试样 声音阻隔量/dB
实施例1 1.2-1.5
实施例2 1.1-1.4
实施例3 1.0-1.3
实施例4 1.6-2.1
实施例5 2.3-2.9
对比例1 0.9-1.3
对比例2 3.5-4.2
通过实施例1-5和对比例1-2进行对比可知，当其他条件不变时，支撑层厚度的增加确实会导致防水透声膜组件的声音阻隔量(插入损失)增加，但实施例1-5制得的防水透声膜组件的声音阻隔量依然较低，透声性能好，能够满足实际应用的需求；而对比例2中由于支撑层的厚度过大，导致该防水透声膜组件的声音阻隔量过大，透声性能差，无法满足实际应用的需求。
对实施例1-5制得的防水透声膜组件进行IP等级防水测试，由于实施例1-5使用的防水透声膜相同，因此实施例1-5制得的防水透声膜组件的防水等级均为IP66级；
对实施例1-5制得的防水透声膜组件在经过压力为500KPa，时间为2小时的5次循环防水测试前后，其100-10000Hz的声频范围下声音阻隔量的差值小于1.5dB；
对整个防水透声膜组件进行若干次耐水压循环测试后，发现整个防水透声膜组件的声音损失量几乎没变，依然具有很高的透声性能，说明了本发明的防水透声膜组件具有不错的耐水压性能，即使突然遭遇高压水枪冲击等特殊情况，也不会影响防水透声膜组件的正常使用，即该防水透声膜组件能够长时间为MEMS起到防水透声的作用；此外本发明的防水透声膜组件还可以用于水下工作的电子设备中，应用范围十分广泛。
谐波失真增量测试；(谐波失真增量为使用该膜片组件后的谐波失真度与没有用该膜片组件的谐波失真度的差值)；
将待测物体(实施例1-5制得的防水透声膜组件)冲切成直径为5.0mm直径的圆片，再将冲切好的待测材料与具有外径5.0mm内径1.7mm的环形双面胶进行同圆心堆叠，双面胶的厚度为0.15mm，最后将双面胶装贴在带有1mm直径0.8mm深度的出音孔的麦克风测试板上，模拟麦克风选用楼氏SPA1687LR5H。距离麦克风工装2cm处设置人工嘴。模拟麦克风与人工嘴均连入Audio Precision x525型号的音频分析仪。利用Audio Preciseion自带的音频测试软使人工嘴发出频率为100Hz-10000Hz声压级为94dBSPL的声音。从而在温度为-40℃-80℃，空气相对湿度为20％-80％，声频在频率为100Hz-10000Hz的条件下，对麦克风工装表面装贴了测试组件和无装贴测试组件条件下麦克风端的谐波失真信号进行收集并作差，最终得到了对应试样的谐波失真增量。
经过测试发现在各种环境下，实施例1-5制得的防水透声膜组件的谐波失真增量均小于15％；说明了防水透声膜组件对声音的传递影响很小，在声音传递过程中不会出现杂音等现象，音质有保证，不仅适合用于3C电子产生的声学部件上，更适合用于MEMS微电子部件上。
实施例6
一种防水透声膜组件，包括有防水透声膜1和支撑层2，所述支撑层2位于防水透声膜1背离外界环境的一侧；
所述防水透声膜1的孔径为1.4μm，厚度为15μm，耐水压为300kPa；所述防水透声膜1在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量为0.6-0.9dB。
所述支撑层2为PI支撑层2；支撑层2上设置有若干个支撑孔21，所述支撑孔21的孔径为0.2mm，所述支撑层2外表面上的支撑孔21面积率为25％；所述支撑孔21在支撑层2上的排布方式为环形分布；所述支撑层2的透气速率为8.3L/(min·cm2)@7kPa，所述支撑层2的弹性模量为300MPa,厚度为0.05mm；在500KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.64％；
所述防水透声膜1与所述防护层3之间存在间隔d；所述防水透声膜1包含防水透声段D11；所述间隔d为60μm(0.06mm)，所述防水透声段D11为4mm；
在受到500kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.06+0.64％*4)/4＝3.64％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为5％；
所述第一粘合件4的粘结强度为35N/cm。
实施例7
一种防水透声膜组件，包括有防水透声膜1和支撑层2，所述支撑层2位于防水透声膜1背离外界环境的一侧；
所述防水透声膜1的孔径为0.6μm，厚度为7μm，耐水压为150kPa；所述防水透声膜1在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量为0.7-1.1dB。
所述支撑层2为PI支撑层2；支撑层2上设置有若干个支撑孔21，所述支撑孔21的孔径为0.6mm，所述支撑层2外表面上的支撑孔21面积率为55％；所述支撑孔21在支撑层2上的排布方式为中间疏，边缘密；所述支撑层2的透气速率为20.6L/(min·cm2)@7kPa，所述支撑层2的弹性模量为100MPa,厚度为0.11mm；在300KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.73％；
所述防水透声膜1与所述防护层3之间存在间隔d；所述防水透声膜1包含防水透声段D11；所述间隔d为40μm(0.04mm)，所述防水透声段D11为2.5mm；
在受到300kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.04+0.73％*2.5)/2.5＝3.93％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为15％；
所述第一粘合件4的粘结强度为20N/cm；
实施例8
一种防水透声膜组件，包括有防水透声膜1和支撑层2，所述支撑层2位于防水透声膜1背离外界环境的一侧；
所述防水透声膜1的孔径为0.8μm，厚度为11μm，耐水压为250kPa；所述防水透声膜1在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量为0.8-1.2dB。
所述支撑层2为PI支撑层2；支撑层2上设置有若干个支撑孔21，所述支撑孔21的孔径为0.45mm，所述支撑层2外表面上的支撑孔21面积率为40％；所述支撑孔21在支撑层2上的排布方式为一侧密，另一侧疏；所述支撑层2的透气速率为16.8L/(min·cm2)@7kPa，所述支撑层2的弹性模量为200MPa,厚度为0.07mm；在400KPa压力作用下，支撑层2的相对形变量A为0.49％；
所述防水透声膜1与所述防护层3之间存在间隔d；所述防水透声膜1包含防水透声段D11；所述间隔d为45μm(0.045mm)，所述防水透声段D11为3.5mm；
在受到400kPa压力作用时，所述防水透声段11的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D＝(2*0.045+0.49％*3.5)/3.5＝3.06％小于防水透声段11的弹性极限相对形变量S；本发明中防水透声段11的弹性极限相对形变量S的范围为10％；
所述防水透声膜1背离支撑层2的一侧还设置有防护层3；防护层3上设置有若干个透声孔31，所述透声孔31的孔径为0.3mm，所述防护层3外表面上的透声孔31面积率为30％；所述防护层3靠近外界环境一侧表面的表面能为20mN/m；所述防护层3为PI防护层3，所述防护层3的弹性模量为200MPa，所述防护层3的弹性极限形变量为13％；所述防护层3的硬度为3H；所述防护层3的厚度为0.05mm。所述第一粘合件4的粘结强度为30N/cm。
对实施例6-8进行声音阻隔量和IP防水等级测试，结果如下
试样 声音阻隔量/dB IP防水等级
实施例6 0.9-1.2 IP65
实施例7 1.0-1.4 IP68
实施例8 1.1-1.5 IP67
由上表可知，实施例6-8制得的防水透声膜组件不仅具有较高的防水性，同时具有较低的声音阻隔量，透声性能好；适合用于3C电子产生的声学部件上，特别适合用于MEMS微电子部件上。
将实施例6-8制得的防水透声膜组件在相应压力(实施例6在500kPa下测试，实施例7在300kPa下测试，实施例8在400kPa下测试)，时间为2小时的5次循环防水测试前后，其100-10000Hz的声频范围下声音阻隔量的差值均小于1.5dB。
对实施例6-8的防水透声膜组件进行若干次耐水压循环测试后，发现整个防水透声膜组件的声音损失量几乎没变，依然具有很高的透声性能，说明了本发明的防水透声膜组件具有不错的耐水压性能，即使突然遭遇高压水枪冲击等特殊情况，也不会影响防水透声膜组件的正常使用，即该防水透声膜组件能够长时间为MEMS起到防水透声的作用；此外本发明的防水透声膜组件还可以用于水下工作的电子设备中，应用范围十分广泛。
在温度为-40℃-80℃，空气相对湿度为20％-80％，声频为100-10000Hz的情况下对实施例6-8的防水透声膜组件的谐波失真增量进行测试，其谐波失真增量均小于15％；说明在各种环境下，实施例6-8制得的防水透声膜组件的谐波失真增量均较小，继而说明防水透声膜组件对声音的传递影响很小，在声音传递过程中不会出现杂音等现象，音质有保证，不仅适合用于3C电子产生的声学部件上，更适合用于MEMS微电子部件上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种防水透声膜组件，其特征在于：包括有防水透声膜和支撑层，所述支撑层位于防水透声膜背离外界环境的一侧；所述支撑层上设置有若干个支撑孔；所述防水透声膜组件在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量小于3dB，防水性能为IP64或IP65或IP66或IP67或IP68；所述防水透声膜组件的耐水压为20-500kPa；所述支撑层为高分子聚合物层，其弹性模量为40-400MPa；
所述支撑层为耐高温的高分子聚合物层，所述支撑层至少能耐250℃的高温3min；所述支撑层的透气速率为0.1-30L/(min·cm2)@7kPa；所述支撑层的厚度为0.04-0.12mm。
2.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声膜与所述支撑层之间存在间隔d；所述防水透声膜包含防水透声段D；
在受到20-500kPa压力作用时，所述防水透声段的最大相对形变量E＝(2d+AD)/D不大于防水透声段的弹性极限相对形变量S；
其中A为在20-500kPa压力作用时，支撑层的相对形变量。
3.根据权利要求2所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声段的弹性极限相对形变量S的范围为1％-30％；在20-500KPa压力作用下，支撑层的相对形变量A不大于1％。
4.根据权利要求2所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述间隔d为20-80μm；所述防水透声段D为1-5mm。
5.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述支撑层为PI支撑层；所述支撑孔的孔径为0.1-0.7mm，所述支撑层外表面上的支撑孔面积率为5％-75％。
6.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声膜的孔径为0.02-2μm，厚度为2-20μm，耐水压为10kPa到450kPa；所述防水透声膜在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量不大于1.3dB。
7.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述支撑孔在支撑层上的排布方式为均匀分布或不均匀分布；当支撑孔在支撑层上的排布方式为均匀分布时，其分布方式为矩形分布或环形分布；当支撑孔在支撑层表面上不均匀分布时，其分布方式为中间密，边缘疏；或者，中间疏，边缘密；或者，一侧密，另一侧疏。
8.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声膜组件在经过压力为20-500KPa，时间为2小时的5次循环防水测试前后，其100-10000Hz的声频范围下声音阻隔量的差值小于1.5dB；
在温度为-40℃-80℃，空气相对湿度为20％-80％，声频为100-10000Hz的情况下，所述防水透声膜组件的谐波失真增量至多为15％。
9.根据权利要求2所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声膜和所述支撑层的周边提供间隔物，从而在所述防水透声膜和所述支撑层之间保持间隔d；所述间隔物为第一粘合件，所述第一粘合件的粘结强度为5-50N/cm。
10.根据权利要求1所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防水透声膜背离支撑层的一侧还设置有高分子聚合物材料制成的防护层；所述防护层上设置有若干个透声孔，所述透声孔的孔径为0.1-0.5mm，所述防护层外表面上的透声孔面积率为10-70％；所述防护层靠近外界环境一侧表面的表面能为12-45mN/m。
11.根据权利要求10所述的一种防水透声膜组件，其特征在于：所述防护层为PI防护层，所述防护层的弹性模量为50-300MPa，所述防护层的弹性极限形变量为5％-20％；所述防护层的硬度为H-4H；所述防护层的厚度为0.02-0.08mm。
12.一种装有如权利要求1-11任意一项所述的防水透声膜组件的MEMS，其特征在于：MEMS上设置有凹槽，所述防水透声膜组件固定在凹槽内壁上。
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