CN113259795B - 骨声纹传感器及其制作方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种骨声纹传感器及其制作方法以及电子设备。该骨声纹传感器包括传感器单元和拾振单元，传感器单元具有封装腔体；拾振单元具有容纳腔体，封装腔体与容纳腔体相连通；拾振单元包括振动组件，振动组件设置于容纳腔体内；振动组件包括相连接的振膜及质量块，质量块上开设有预开孔凹槽，预开孔凹槽被配置为：经由预开孔凹槽开设有贯通振动组件的透气微孔；传感器单元和/或拾振单元开设有泄气孔；封装腔体及容纳腔体内的气体经由透气微孔及泄气孔排出。

Description

骨声纹传感器及其制作方法以及电子设备

技术领域

本公开涉及电子产品技术领域，更具体地，涉及一种骨声纹传感器及其制作方法以及电子设备。

背景技术

骨声纹传感器是利用人讲话时引起的头颈部骨骼的轻微振动，来把声音信号收集起来转为电信号的一种振动传感器。由于它不同于传统麦克风的通过空气传导采集声音，所以可以在很嘈杂的环境里把声音高清晰地传递出去。在许多场合如火灾现场，带着防毒面具的消防人员不能用嘴直接对着麦克风讲话，在此种情况下就可以利用骨声纹传感器来进行声音传导。随着电子产品的发展，骨声纹传感器的应用越来越广泛。

骨声纹传感器通常包括振动组件及麦克风组件，振动组件用来感应外界的振动信息，并通过麦克风组件将振动时产生的气流变化转换为电信号，以此来表达该振动信息。

在骨声纹传感器的制作组装过程中，由于需要涉及到焊接工艺，因此会在骨声纹传感器的腔体内产生大量气体，为了确保腔体内外的气压平衡，通常需要在骨声纹传感器的振动组件上开设透气孔。现有技术中都是直接对振动组件进行开孔，这样不仅打孔路径较深、容易导致打孔的孔径一致性差以及孔壁垂直性差；同时由于打孔时温度较高，振动组件中的质量块在高温下熔融后会在透气孔的边缘四周留下孔瘤，孔瘤不仅会导致质量块的高度增加，而且会损伤振膜，进而影响产品性能的一致性与整体良率。

有鉴于此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种骨声纹传感器及其制作方法以及电子设备的新技术方案。

根据本公开的第一方面，提供了一种骨声纹传感器，所述骨声纹传感器包括：

传感器单元，所述传感器单元具有封装腔体；

拾振单元，所述拾振单元具有容纳腔体，所述封装腔体与所述容纳腔体相连通；

所述拾振单元包括振动组件，所述振动组件设置于所述容纳腔体内；所述振动组件包括相连接的振膜及质量块，所述质量块上开设有预开孔凹槽，所述预开孔凹槽被配置为：经由所述预开孔凹槽开设有贯通所述振动组件的透气微孔；

所述传感器单元和/或所述拾振单元开设有泄气孔；所述封装腔体及所述容纳腔体内的气体经由所述透气微孔及所述泄气孔排出。

可选地，所述拾振单元包括拾振壳体，所述振膜包括固定部和振动部，所述质量块与所述振动部连接；所述固定部具有相背设置的第一面和第二面，所述固定部的第一面与所述传感器单元连接，所述拾振壳体与所述固定部的第二面连接。

可选地，所述透气微孔的孔径为10um-30um。

可选地，所述传感器单元包括电路基板、封装盖体、麦克风芯片及ASIC芯片，所述电路基板具有相背设置的第一表面及第二表面；所述封装盖体与所述电路基板的第一表面连接并围合形成所述封装腔体，所述麦克风芯片及所述ASIC芯片位于所述封装腔体内，且所述麦克风芯片及所述ASIC芯片均与所述电路基板电连接。

可选地，所述电路基板上与所述麦克风芯片相对应的位置处开设有声孔。

可选地，所述振动组件与所述电路基板的第二表面连接。

可选地，所述质量块为金属材质。

根据本公开的第二方面，提供了一种如第一方面所述的骨声纹传感器的制作方法，所述制作方法包括：

提供传感器单元、振膜及质量块；

在所述质量块上开设预开孔凹槽，将具有所述预开孔凹槽的质量块与所述振膜连接组成振动组件，在所述预开孔凹槽处开设贯通所述振动组件的透气微孔；

将所述振动组件与所述传感器单元连接。

可选地，所述质量块采用注塑成型制成，所述预开孔凹槽在所述质量块上为一体成型设置。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面所述的骨声纹传感器。

本申请实施例提供的骨声纹传感器通过在质量块上设置预开孔凹槽，可以有效提高在振动组件上打孔的孔径一致性与孔壁的垂直性，并且还可以有效避免质量块加工不良。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开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公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。

图1是根据本公开的一个实施例的骨声纹传感器的结构示意图。

附图标记说明：

1：封装腔体；2：容纳腔体；201：第一腔体；202：第二腔体；3：振膜；4：质量块；401：预开孔凹槽；5：透气微孔；6：泄气孔；7：拾振壳体；8：电路基板；801：声孔；9：封装盖体；10：麦克风芯片；11：ASIC芯片。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开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公开的范围。

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，决不作为对本公开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所示，根据本公开的一个实施例，提供了一种骨声纹传感器。所述骨声纹传感器包括传感器单元及拾振单元，所述传感器单元具有封装腔体1；所述拾振单元具有容纳腔体2，所述封装腔体1与所述容纳腔体2相连通；所述拾振单元包括振动组件，所述振动组件设置于所述容纳腔体2内；所述振动组件包括相连接的振膜3及质量块4，所述质量块4上开设有预开孔凹槽401，所述预开孔凹槽401被配置为：经由所述预开孔凹槽401开设有贯通所述振动组件的透气微孔5；所述传感器单元和/或所述拾振单元开设有泄气孔6；所述封装腔体1及所述容纳腔体2内的气体经由所述透气微孔5及所述泄气孔6排出。

在本公开实施例提供的骨声纹传感器中，由于在组成振动组件的质量块4上预先开设有一个凹槽，即所述的预开孔凹槽401，当质量块4与振膜3结合组成振动组件后，在振动组件上开设透气微孔5时，就从预开孔凹槽401的位置进行开孔；此时由于在预开孔凹槽401的位置处，质量块4的厚度已经进行了减薄，因此在开设透气微孔5时，可以减小透气微孔5的打孔深度，这样就可以有效提高打孔的孔径一致性与孔壁的垂直性，从而提高该骨声纹传感器的性能一致性。此外，在开设透气微孔5时，打孔过程中的高温会使质量块4的材料发生熔融，熔融再冷凝的材料以及打孔过程中的排出物会在透气微孔的边缘形成鼓包结构，该鼓包结构称之为孔瘤。在现有技术中，由于质量块4的表面为平整的结构，这样开孔后形成的孔瘤会高出质量块4的表面，这样就会影响质量块4的加工质量；例如，高出质量块4表面的孔瘤在振动组件振动的过程中极有可能会触碰到拾振单元的其他元件，并且如果孔瘤朝向靠近振膜3的方向凸出，则极有可能会损伤振膜3，从而造成骨声纹传感器的性能不良。而在本公开实施例提供的骨声纹传感器中，由于在质量块4的表面预先开设了预开孔凹槽401，这样打孔过程中形成的孔瘤会限制在凹槽的范围内，孔瘤不会凸出质量块4的表面，由此就可以避免上述问题，从而有效提高了骨声纹传感器的装配良率。

参照图1所示，在一个实施例中，所述拾振单元包括拾振壳体7，所述振膜3包括固定部和振动部，所述质量块4与所述振动部连接；所述固定部具有相背设置的第一面和第二面，所述固定部的第一面与所述传感器单元连接，所述拾振壳体7与所述固定部的第二面连接。

拾振单元中的拾振壳体7可以将外界的骨振动信号传递给振动组件，振动组件则用于拾取该骨振动信号而进行振动，以产生响应振动信号。振动组件安装于拾振壳体7内，拾振壳体7可以对振动组件进行保护。在该具体的例子中，拾振壳体7是一个一端具有敞口的结构，拾振壳体7的敞口端连接在振膜3的固定部的第二面上。拾振壳体7、振膜3及传感器单元共同围合形成了拾振单元的容纳腔体2，并且，振膜3将容纳腔体2分隔为了靠近传感器单元的第一腔体201和远离传感器单元的第二腔体202。在如图1所示的实施例中，在拾振壳体7上开设所述的泄气孔6，这样，封装腔体1内产生的气体可经由第一腔体201、透气微孔5进入到第二腔体202中并最终通过泄气孔6排出；第一腔体201内产生的气体则可经由透气微孔5进入到第二腔体202中并最终通过泄气孔6排出。在该骨声纹传感器中，由于打孔过程中形成的孔瘤会限制在预开孔凹槽401的范围内，孔瘤不会凸出质量块4的表面，因此在质量块4连同振膜3一起振动的过程中，质量块4不会存在触碰到拾振壳体7的风险。

在一个实施例中，所述透气微孔5的孔径为10um-30um。

在该具体的例子中，将透气微孔5的孔径具体设置在10um-30um的范围内，这是由于，如果透气微孔5的孔径过小，例如小于10um，则透气微孔5无法有效起到通气的作用，这样就会影响气体的排出效率。而如果透气微孔5的孔径过大，例如大于30um，那么就会影响振动组件的振动。因此本实施例将透气微孔5的孔径设置在10um-30um的范围内，在确保透气微孔5可以有效透气的同时不会影响振动组件的振动。

参照图1所示，在一个实施例中，所述传感器单元包括电路基板8、封装盖体9、麦克风芯片10及ASIC芯片11，所述电路基板8具有相背设置的第一表面及第二表面；所述封装盖体9与所述电路基板8的第一表面连接并围合形成所述封装腔体1，所述麦克风芯片10及所述ASIC芯片11位于所述封装腔体1内，且所述麦克风芯片10及所述ASIC芯片11均与所述电路基板8电连接。

在该骨声纹传感器中，拾振单元用于拾取外界(如电子产品的佩戴者，或其他振动源)的骨振动信号而产生响应振动信号，而传感器单元则用于接收响应振动信号并且根据接收到的响应振动信号而产生电信号。传感器单元中的麦克风芯片10及ASIC芯片11均与电路基板8电连接，具体地，ASIC芯片11直接通过金属导线与电路基板8进行电连接，而麦克风芯片10则通过金属导线与ASIC芯片11进行电连接。具体地，麦克风芯片10及ASIC芯片11通过粘片胶粘接在电路基板8的第一表面。进一步具体地，麦克风芯片10用于接收响应振动信号并且根据接收到的响应振动信号而产生电信号，之后麦克风芯片10将产生的电信号传递给ASIC芯片11，ASIC芯片11则对电信号进行处理。

参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述电路基板8上与所述麦克风芯片10相对应的位置处开设有声孔801。

在该具体的例子中，通过开设于电路基板8上的声孔801连通拾振单元与传感器单元，以使拾振单元产生的响应振动信号通过声孔801传递给麦克风芯片10。

在一个实施例中，进一步地，所述振动组件与所述电路基板8的第二表面连接。

在该具体的例子中，拾振单元中的振动组件具体是与传感器单元中的电路基板8进行连接，连接的方式例如可以是粘接。

在一个实施例中，进一步地，所述质量块4为金属材质。

质量块4连接在振膜3的振动部上，即质量块4通过振膜3悬置于第二腔体202中，质量块4跟随振膜3一起振动，对振膜3的振动进行调节，使振膜3的振动与电子产品佩戴者的骨振动信号匹配性更好，从而可提高该骨声纹传感器的灵敏度。而且，质量块4跟随振膜3一起振动，可增加振膜3振动时的质量，从而可以有效避免外界因素的干扰。质量块4需要满足一定的重量要求，而金属材质的质量块4则易于满足重量要求。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种如上所述的骨声纹传感器的制作方法，所述制作方法包括：

提供传感器单元、振膜3及质量块4；

在所述质量块4上开设预开孔凹槽401，将具有所述预开孔凹槽401的质量块4与所述振膜3连接组成振动组件，在所述预开孔凹槽401处开设贯通所述振动组件的透气微孔5；

将所述振动组件与所述传感器单元连接。

在该骨声纹传感器的制作方法中，首先在质量块4上开设预开孔凹槽401，然后再将质量块4与振膜3连接组成振动组件，随后进行打孔形成的透气微孔5是开设于质量块4已经具备的预开孔凹槽401的位置处，这样预开孔凹槽401的设置可以有效提高打孔的孔径一致性与孔壁的垂直性，并且还可以有效避免质量块4加工不良。

在一个实施例中，进一步地，所述质量块4采用注塑成型制成，所述预开孔凹槽401在所述质量块4上为一体成型设置。

在该具体的例子中，在采用注塑成型制作质量块4时，将预开孔凹槽401一体成型形成在质量块4上，这样的加工制作工艺简单、易于操作、加工效率较高。

根据本公开的又一个实施例，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的骨声纹传感器。

所述电子设备可以是但不限于头戴设备、耳机、智能手表、智能手环、车载降噪设备及振动感测装置等本领域技术人员所熟知的电子设备。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本公开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，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种骨声纹传感器，其特征在于，所述骨声纹传感器包括：

传感器单元，所述传感器单元具有封装腔体(1)；

拾振单元，所述拾振单元具有容纳腔体(2)，所述封装腔体(1)与所述容纳腔体(2)相连通；

所述拾振单元包括振动组件，所述振动组件设置于所述容纳腔体(2)内；所述振动组件包括相连接的振膜(3)及质量块(4)，所述质量块(4)上开设有预开孔凹槽(401)，所述预开孔凹槽(401)被配置为：经由所述预开孔凹槽(401)开设有贯通所述振动组件的透气微孔(5)；

所述质量块(4)开设有一凹槽，以形成所述预开孔凹槽(401)；所述质量块(4)在所述预开孔凹槽(401)位置处的厚度小于在所述预开孔凹槽(401)以外位置处的厚度；

所述传感器单元和/或所述拾振单元开设有泄气孔(6)；所述封装腔体(1)及所述容纳腔体(2)内的气体经由所述透气微孔(5)及所述泄气孔(6)排出。

2.根据权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述拾振单元包括拾振壳体(7)，所述振膜(3)包括固定部和振动部，所述质量块(4)与所述振动部连接；所述固定部具有相背设置的第一面和第二面，所述固定部的第一面与所述传感器单元连接，所述拾振壳体(7)与所述固定部的第二面连接。

3.根据权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述透气微孔(5)的孔径为10um-30um。

4.根据权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述传感器单元包括电路基板(8)、封装盖体(9)、麦克风芯片(10)及ASIC芯片(11)，所述电路基板(8)具有相背设置的第一表面及第二表面；所述封装盖体(9)与所述电路基板(8)的第一表面连接并围合形成所述封装腔体(1)，所述麦克风芯片(10)及所述ASIC芯片(11)位于所述封装腔体(1)内，且所述麦克风芯片(10)及所述ASIC芯片(11)均与所述电路基板(8)电连接。

5.根据权利要求4所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述电路基板(8)上与所述麦克风芯片(10)相对应的位置处开设有声孔(801)。

6.根据权利要求4所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述振动组件与所述电路基板(8)的第二表面连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的骨声纹传感器，其特征在于，所述质量块(4)为金属材质。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的骨声纹传感器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供传感器单元、振膜(3)及质量块(4)；

在所述质量块(4)上开设预开孔凹槽(401)，将具有所述预开孔凹槽(401)的质量块(4)与所述振膜(3)连接组成振动组件，在所述预开孔凹槽(401)处开设贯通所述振动组件的透气微孔(5)；

将所述振动组件与所述传感器单元连接；

所述质量块(4)采用注塑成型制成，所述预开孔凹槽(401)在所述质量块(4)上为一体成型设置；所述质量块(4)在所述预开孔凹槽(401)位置处的厚度小于在所述预开孔凹槽(401)以外位置处的厚度。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7中任一项所述的骨声纹传感器。

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