CN113242500A - Mems麦克风和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种MEMS麦克风和电子设备，所述MEMS麦克风包括壳体、基板和MEMS芯片。所述壳体一侧开口形成空腔，所述基板盖设于所述壳体上，所述基板上设置有内声孔，所述MEMS芯片置于所述空腔内并与所述基板连接，所述内声孔与所述MEMS芯片相对。所述基板远离所述壳体的一侧依次设置有防水层和防护组件，所述防护组件上设置有与所述内声孔相对的外声孔。本申请实施例提供的所述MEMS麦克风将所述MEMS芯片设置于所述壳体和所述基板形成的腔体内，而且在所述基板远离所述壳体的一侧依次设置有防水层和防护组件，一方面可以避免MEMS麦克风的水滴等杂质进入到所述空腔内部；另一方面可以对所述MEMS麦克风进行保护，保证所述MEMS麦克风的安全、稳定收音。
Description
技术领域
本申请属于声电转换技术领域，具体地，本申请涉及一种MEMS麦克风和电子设备。
背景技术
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风是一种用微机械加工技术制作的电能换声器，具有体积小、品相特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小型化、薄型化发展，MEMS麦克风被越来越广泛地运用到各种各样的电子设备上。
传统的MEMS麦克风由于其体积小、制作精度高，对防尘防水的要求非常高，而一般的防尘防水操作都是在声孔外部的位置增加复杂而且重量较高的构件，这样就会使整个MEMS麦克风的整体复杂度增加，不利于现代工业对电子产品便携性和轻量化的发展要求。
发明内容
本申请实施例的一个目的是提供一种MEMS麦克风和电子设备的新技术方案。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种MEMS麦克风，包括：
壳体，所述壳体一侧开口形成空腔；
基板，所述基板盖设于所述壳体上，所述基板上设置有内声孔；
MEMS芯片，所述MEMS芯片置于所述空腔内并与所述基板连接，所述内声孔与所述MEMS芯片相对；
所述基板远离所述壳体的一侧依次设置有防水层和防护组件，所述防护组件上设置有与所述内声孔相对的外声孔。
可选地，所述防护组件包括防护板，所述防护板设置于所述防水层上远离所述基板的一侧，所述外声孔设置于所述防护板上。
可选地，所述防护组件还包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板连接于所述基板的第一端和所述防护板的第一端之间，所述第二侧板连接于所述基板的第二端和所述防护板的第二端之间；
所述防护组件和所述基板之间形成容纳腔，所述防水层设置于所述容纳腔内。
可选地，所述开口设置于所述壳体的顶侧。
可选地，所述壳体与所述基板相对的面积小于所述基板的面积。
可选地，所述防水层包括防水膜和设置于所述防水膜两端的支撑部；
所述支撑部被配置为支撑所述防水膜，以使所述防水膜处于悬空状态。
可选地，所述壳体远离所述基板的一侧设置有多个焊盘；
所述焊盘被配置为将所述MEMS麦克风与电子设备主板连接。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电子设备，包括外壳和第一方面所述的MEMS麦克风；
所述MEMS麦克风连接于所述外壳的内侧。
可选地，所述防护组件远离所述基板的一侧粘接于所述外壳的内侧。
可选地，还包括主板，所述MEMS麦克风通过所述焊盘焊接于所述主板上。
可选地，所述壳体与所述基板相对的面积小于所述基板的面积的情况下；
所述主板上与所述基板针对的位置设置有元器件，所述元器件位于所述壳体的外部。
本申请实施例的一个技术效果在于：
本申请实施例提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括壳体、基板和MEMS芯片。所述MEMS麦克风将所述MEMS芯片设置于所述壳体和所述基板形成的腔体内，而且在所述基板远离所述壳体的一侧依次设置有防水层和防护组件，所述防水层和所述防护组件的结构简单、装配难度低，一方面可以避免MEMS麦克风的水滴等杂质进入到所述空腔内部，提升所述空腔内部环境的洁净性；另一方面可以对所述MEMS麦克风进行保护，保证所述MEMS麦克风的安全、稳定收音。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种MEMS麦克风的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种MEMS麦克风的壳体结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种MEMS麦克风的防护组件结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种MEMS麦克风的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种MEMS麦克风的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的局部结构示意图。
其中：1-壳体；11-焊盘；2-基板；21-内声孔；3-MEMS芯片；4-防水层；41-防水膜；42-支撑部；5-防护组件；51-外声孔；52-防护板；53-第一侧板；54-第二侧板；6-ASIC芯片；
100-外壳；101-粘接部；102-主板；103-元器件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参照图1至图6，本申请实施例提供了一种MEMS麦克风，包括：
壳体1、基板2和MEMS芯片3；
所述壳体1一侧开口形成空腔，所述基板2盖设于所述壳体1上，所述基板2上设置有内声孔21，所述MEMS芯片3置于所述空腔内并与所述基板2连接，所述内声孔21与所述MEMS芯片3相对，以便于所述MEMS芯片3的收音。
所述基板2远离所述壳体1的一侧依次设置有防水层4和防护组件5，所述防护组件5上设置有与所述内声孔21相对的外声孔51。所述防水层4可以避免所述MEMS麦克风的水滴等杂质进入到所述空腔内部，保证了所述空腔内部环境的洁净性；而所述防护组件5通过所述外声孔51的设置，可以在不影响所述MEMS麦克风正常收音的情况下，对所述防水层4和所述MEMS麦克风进行进一步的保护。
具体地，由于所述MEMS麦克风的体积小、部件精度高，所以需要很高的防水和防护要求，而将所述防水层4和所述防护组件5可以在保证所述MEMS麦克风的收音效果的前提下，起到很好的防水效果；而且相对于传统的在麦克风整机上设置防水结构的复杂性和高成本，本申请的MEMS麦克风大大简化了防水和防护的结构，降低了防水的成本和装配的难度，可以实现IP68防水防尘以及最高100米深水的防水的性能。另外，参见图3，所述外声孔51可以为圆形，在保证所述MEMS麦克风收音的各向同性基础上，提高所述MEMS麦克风的外观美感。
本申请实施例提供的所述MEMS麦克风将所述MEMS芯片3设置于所述壳体1和所述基板2形成的腔体内，而且在所述基板2远离所述壳体1的一侧依次设置有防水层4和防护组件5，所述防水层4和所述防护组件5的结构简单、装配难度低，一方面可以避免所述MEMS麦克风的水滴等杂质进入到所述空腔内部，提升所述空腔内部环境的洁净性；另一方面可以对所述MEMS麦克风进行保护，保证所述MEMS麦克风的安全、稳定收音。
可选地，参见图1、图4和图5，所述防护组件5包括防护板52，所述防护板52设置于所述防水层4上远离所述基板2的一侧，所述外声孔51设置于所述防护板52上。
具体地，所述防护板52设置于所述防水层4上远离所述基板2的一侧，也就是所述防水层4设置于所述基板2和所述防护板52之间，所述防护板52可以对所述防水层4提供良好的保护。另外，由于所述防护板52设置于所述MEMS麦克风的最外侧，为了提高所述防护板52的防护能力，所述防护板52可以为铜板、铝板或者钢板等强度较高的金属板。
可选地，参见图4和图5，所述防护组件5还包括第一侧板53和第二侧板54，所述第一侧板53连接于所述基板2的第一端和所述防护板52的第一端之间，所述第二侧板54连接于所述基板2的第二端和所述防护板52的第二端之间；
所述防护组件5和所述基板2之间形成容纳腔，所述防水层4设置于所述容纳腔内。
具体地，所述第一侧板53和所述第二侧板54分别连接于所述防护板52的两端后，所述第一侧板53、所述第二侧板54和所述防护板52可以形成三面的防护结构，再通过所述防护组件5与所述基板2的配合，可以将所述防水层4充分地设置于所述防护组件5和所述基板2之间，对所述防水层4形成全面的防护。
在一种具体的实施方式中，如图4和图5所示，所述基板2的第一端可以是所述基板2的左端，所述防护板52的第一端也可以是所述防护板52的左端，所述基板2的第二端可以是所述基板2的右端，所述防护板52的第二端也可以是所述防护板52的右端，所述第一侧板53连接于所述基板2的左端和所述防护板52的左端之间，所述第二侧板54所述基板2的右端和所述防护板52的右端之间，使得所述防护组件5形成倒U形的防护结构，在所述防水层4进行组装时，可以有效地保护容纳腔内部的所述防水层4，同时提高所述防水层4的抗压和抗剪切的能力。
可选地，参见图1和图4，所述开口设置于所述壳体1的顶侧。
具体地，所述开口设置于所述壳体1的顶侧时，所述基板2可以盖设于所述壳体1的顶侧并形成倒装型MEMS麦克风，使得所述MEMS芯片3和所述壳体1之间形成大空间的背腔，提高了所述MEMS麦克风拾音的品质。在所述MEMS麦克风应用于穿戴类、智能家居类等较远距离声音传输的设备中时，可以使所述MEMS麦克风更加清楚的收音。
可选地，参见图5，所述壳体1与所述基板2相对的面积小于所述基板2的面积。
具体地，所述MEMS麦克风一般通过其底部的焊盘焊接至电子设备的主板上，在所述MEMS麦克风为倒装型MEMS麦克风时，也就是通过所述壳体1底部的焊盘焊接将所述MEMS麦克风焊接至电子设备的主板上。所述壳体1与所述基板2相对的面积小于所述基板2的面积，也就是所述基板2的面积大于所述壳体1的面积，使得所述基板2的周侧与电子设备的主板之间会留出可以利用的空间，而这一可以利用的空间可以便于电子设备的主板上设置其他元器件，比如设置电容、电阻或者芯片等元器件，增大了所述基板2的承载面积，可以在保证所述壳体1尺寸不变的基础上，装配体积更大的所述防水层4和防护组件5，减少了所述防水层4的声损，提高了所述MEMS麦克风的收音性能。另外，所述防护组件5结构尺寸的增加，可以增加所述防护组件5的可操作面积，方便SMT贴装设备的吸取，而且所述防护组件5还可以使用更宽大的胶套进行密封，提高所述MEMS麦克风装配的密封性。
可选地，参见图1，所述防水层4包括防水膜41和设置于所述防水膜41两端的支撑部42；
所述支撑部42被配置为支撑所述防水膜41，以使所述防水膜41处于悬空状态。
具体地，所述支撑部42可以为PE或者PI等高分子材料支撑部，所述防水膜41的两端可以嵌入到所述支撑部42的内部，以保证所述防水膜41的支撑稳定性。另外，所述防水膜6可以为PTFE膜，所述PTFE膜的厚度范围为10-30μm，所述PTFE膜上设置有通孔，该通孔的孔径范围为5μm以下，优选0.05μm-0.5μm。
具体地，所述MEMS麦克风外部传入的声音中可能携带有部分水滴等液体，这时所述防水层4就可以将声音中携带的液体分子阻挡在所述防水膜41的外侧。PTFE膜的表面每平方厘米能达到十多亿个微孔，每个微孔直径范围在0.05μm-0.5μm，这就比水滴20μm-100μm的直径小几百倍，使水滴不能通过，利用这种微孔结构可达到优异的防水功能。所述PTFE膜可以达到IPX8级的防水级别，在IPX8级防水的设置条件下，所述MEMS麦克风的灵敏度仅仅下降2-3dB。而且所述PTFE膜具有耐高低温、绝缘性好、粘接性好的优点，可以提高麦克风的使用寿命和结构稳定性。另外，所述防水膜41和所述支撑部42之间可以为一体成型，再将所述防水层4贴装到基板2上，以提高所述MEMS麦克风的产品一致性和良品率，达到高效量产的目的。
可选地，参见图2，所述壳体1远离所述基板2的一侧设置有多个焊盘11；
所述焊盘11被配置为将所述MEMS麦克风与电子设备主板连接。
具体地，所述MEMS麦克风一般是通过其底部的焊盘焊接至电子设备的主板上，所述MEMS麦克风为倒装型MEMS麦克风时，所述壳体1位于所述MEMS麦克风的底部，而所述焊盘11的设置可以将所述MEMS麦克风稳定设置在电子设备主板的焊点上。所述焊盘11的数量可以是一个或者多个，本申请实施例对此不做限制。在一种具体的实施方式中，如图2所示，所述壳体1的底面设置有四个所述焊盘11，所述壳体1的底面为方形，四个所述焊盘11分别设置于所述壳体1底面的四个边角的位置。
另外，所述MEMS麦克风还包括ASIC芯片6，所述ASIC芯片6设置在所述空腔内并与所述基板2电连接，所述MEMS芯片3和ASIC芯片6之间通过金线电连接。所述MEMS芯片3可以接收来自外界的声音，并将该声音转换成电信号，所述ASIC芯片6接收来自MEMS芯片3发出的电信号，并对该电信号进行处理，然后ASIC芯片6将处理后的电信号输出给基板2，最后通过基板2将所述电信号对外输出。所述基板2可以为PCB板，以达到对信号的快速输出。
参见图6，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括外壳100和所述的MEMS麦克风；
所述MEMS麦克风连接于所述外壳100的内侧。
具体地，所述外壳100上可以设置有收音孔，该收音孔与所述外声孔51、所述内声孔21连通并形成收音通道，以保证所述MEMS芯片3的正常收音。所述MEMS麦克风将所述MEMS芯片3设置于所述壳体1和所述基板2形成的腔体内，而且在所述基板2远离所述壳体1的一侧依次设置有防水层4和防护组件5，所述防水层4和所述防护组件5的结构简单、装配难度低，一方面可以避免所述MEMS麦克风的水滴等杂质进入到所述空腔内部，提升所述空腔内部环境的洁净性；另一方面可以对所述MEMS麦克风进行保护，保证所述电子设备的安全和稳定收音。
可选地，参见图6，所述防护组件5远离所述基板2的一侧粘接于所述外壳100的内侧。
具体地，所述外壳100的内侧可以设置有粘接部101，比如在所述外壳100的内侧点胶，然后将所述防护组件5远离所述基板2的一侧粘接于所述外壳100内的点胶位置，保证所述MEMS麦克风在所述壳100内的稳定连接。另外，所述粘接部101也可以是胶套，将所述防护组件5远离所述基板2的一侧与胶套相对后，只需要短时间的按压所述防护组件5，便可以实现所述防护组件5与所述外壳100的胶套粘接，避免了在点胶后对胶水的固化和烘烤过程，提高了所述防护组件5与所述外壳100连接的效率。
可选地，所述电子设备还包括主板102，所述MEMS麦克风通过所述焊盘11焊接于所述主板102上。
具体地，所述基板2在盖设于所述壳体1的顶部后，可以使得所述MEMS麦克风形成倒装型的麦克风，所述MEMS麦克风的顶部可以粘接于所述外壳100的内侧，所述MEMS麦克风的底部可以通过所述焊盘11焊接于所述主板102上，给所述MEMS麦克风提供双头固定，提高所述MEMS麦克风装配的稳定性。
可选地，参见图6，所述壳体1与所述基板2相对的面积小于所述基板2的面积的情况下；
所述主板102上与所述基板2针对的位置设置有元器件103，所述元器件103位于所述壳体1的外部。
具体地，所述MEMS麦克风在通过其底部的所述焊盘11焊接至所述电子设备的所述主板102上时，所述壳体1与所述基板2相对的面积小于所述基板2的面积，也就是所述基板2的面积大于所述壳体1的面积，使得所述基板2的周侧与所述主板102之间会留出可以利用的空间，而这一可以利用的空间可以便于所述主板102上设置所述元器件103，所述元器件103可以是电容、电阻或者芯片等元器件，增大了所述基板2的承载面积，在所述MEMS麦克风应用于穿戴类等空间有限的电子设备中时，可以最大限度的利用空间实现电子设备的迷你化。
可选地，所述电子设备包括但不限于智能手表、手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、计算机、机顶盒、智能电视和可穿戴设备中的一种。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (11)
1.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)一侧开口形成空腔；
基板(2)，所述基板(2)盖设于所述壳体(1)上，所述基板(2)上设置有内声孔(21)；
MEMS芯片(3)，所述MEMS芯片(3)置于所述空腔内并与所述基板(2)连接，所述内声孔(21)与所述MEMS芯片(3)相对；
所述基板(2)远离所述壳体(1)的一侧依次设置有防水层(4)和防护组件(5)，所述防护组件(5)上设置有与所述内声孔(21)相对的外声孔(51)。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述防护组件(5)包括防护板(52)，所述防护板(52)设置于所述防水层(4)上远离所述基板(2)的一侧，所述外声孔(51)设置于所述防护板(52)上。
3.根据权利要求2所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述防护组件(5)还包括第一侧板(53)和第二侧板(54)，所述第一侧板(53)连接于所述基板(2)的第一端和所述防护板(52)的第一端之间，所述第二侧板(54)连接于所述基板(2)的第二端和所述防护板(52)的第二端之间；
所述防护组件(5)和所述基板(2)之间形成容纳腔，所述防水层(4)设置于所述容纳腔内。
4.根据权利要求3所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述开口设置于所述壳体(1)的顶侧。
5.根据权利要求4所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述壳体(1)与所述基板(2)相对的面积小于所述基板(2)的面积。
6.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述防水层(4)包括防水膜(41)和设置于所述防水膜(41)两端的支撑部(42)；
所述支撑部(42)被配置为支撑所述防水膜(41)，以使所述防水膜(41)处于悬空状态。
7.根据权利要求1所述的一种MEMS麦克风，其特征在于，所述壳体(1)远离所述基板(2)的一侧设置有多个焊盘(11)；
所述焊盘(11)被配置为将所述MEMS麦克风与电子设备主板连接。
8.一种电子设备，其特征在于，包括外壳(100)和权利要求1-7任一项所述的MEMS麦克风；
所述MEMS麦克风连接于所述外壳(100)的内侧。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述防护组件(5)远离所述基板(2)的一侧粘接于所述外壳(100)的内侧。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括主板(102)，所述MEMS麦克风通过所述焊盘(11)焊接于所述主板(102)上。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述壳体(1)与所述基板(2)相对的面积小于所述基板(2)的面积的情况下；
所述主板(102)上与所述基板(2)针对的位置设置有元器件(103)，所述元器件(103)位于所述壳体(1)的外部。
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