CN113747329A - 防尘mems模组、麦克风装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种防尘MEMS模组、麦克风装置以及电子设备。所述防尘MEMS模组包括：电路板和防尘膜；所述电路板具有相背设置的第一表面和第二表面，所述电路板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔；所述电路板的第二表面凹陷形成有凹陷槽，所述凹陷槽与所述通孔连通；所述凹陷槽的底面具有连接部；所述防尘膜的第一表面上设置有金属层，所述金属层与所述连接部焊接，以使所述防尘膜设置在所述凹陷槽内并覆盖所述通孔。
Description
技术领域
本公开涉及电声转换技术领域，更具体地，本公开涉及一种防尘 MEMS模组、麦克风装置以及电子设备。
背景技术
为防止微型麦克风内部的芯片受到外界粉末、颗粒物、水分的影响，从而降低微型麦克风的使用寿命，通常情况下，都需要在微型麦克风内部与外界的连通处(如通孔)设计微型麦克风防尘装置，通过微型麦克风防尘装置将微型麦克风芯片与外界环境分隔开，起到保护微型麦克风芯片的作用。
然而，传统的微型麦克风防尘装置通过粘接剂与微型麦克风连接，传统的微型麦克风在潮湿或者等其他恶劣环境中使用时，粘接剂的粘接力降低，防尘膜装置容易出现脱落情况。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种防尘MEMS模组、麦克风装置以及电子设备。
根据本公开的第一方面，提供了防尘MEMS模组。所述防尘MEMS 模组包括：电路板和防尘膜；
所述电路板具有相背设置的第一表面和第二表面，所述电路板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔；
所述电路板的第二表面凹陷形成有凹陷槽，所述凹陷槽与所述通孔连通；
所述凹陷槽的底面设置有连接部；
所述防尘膜的第一表面上设置有金属层，所述金属层与所述连接部焊接，以使所述防尘膜设置在所述凹陷槽内并覆盖所述通孔。
可选地，所述连接部为设置在所述凹陷槽底面的铜箔。
可选地，所述连接部为设置在所述凹陷槽底面的焊盘。
可选地，所述防尘膜的第二表面上设置有防水膜，所述防水膜与所述防尘膜通过黏结剂连接。
可选地，所述防尘膜与所述防水膜之间设置有隔离膜，所述隔离膜的一表面与所述防尘膜的第二表面固定连接，所述隔离膜的另一表面与所述防水膜固定连接。
可选地，所述隔离膜的厚度范围为45μm～55μm。
可选地，所述防尘膜的第二表面上设置有导电层。
可选地，所述防尘膜的材质为金属材质。
可选地，包括外壳，所述外壳盖设在所述电路板的第一表面并与所述电路板围合形成容纳腔，所述容纳腔与所述通孔连通。
可选地，所述电路板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的多个通孔，多个所述通孔间隔设置。
根据本公开第二方面，提供了一种麦克风装置。所述麦克风装置包括第一方面所述的防尘MEMS模组，以及MEMS麦克风芯片和ASIC芯片；
所述电路板与所述外壳围合形成容置腔，所述MEMS麦克风芯片和所述ASIC芯片设置于所述容置腔内。
根据本公开第三方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括第二方面所述的麦克风装置。
本公开的一个技术效果在于，提供了一种防尘MEMS模组。防尘MEMS模组包括电路板和防尘膜。在防尘膜上设置金属层，在电路板的第二表面上形成凹陷槽，凹陷槽的底面上具有连接部，金属层与连接部焊接。相较于防尘膜与电路板粘接连接，本实施例提高了防尘膜与电路板连接的可靠性。
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
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
图1所示为本公开防尘MEMS模组的结构示意图一。
图2所示为本公开防尘MEMS模组的结构示意图二。
图3所示为图2中A处结构放大图。
图4所示为本公开防尘MEMS模组的结构示意图三。
附图标记说明：
1-电路板，11-电路板的第一表面，12-电路板的第二表面，13-通孔， 14-凹陷槽，141-凹陷槽的底面，142-连接部；2-防尘膜，21-金属层，3-外壳，4-防水膜，5-焊接料，6-隔离膜，61-第一黏结剂，62-第二黏结剂，7- 导电层，8-MEMS麦克风芯片，9-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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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。
根据本公开一个实施例，提供了一种防尘MEMS模组。本公开提供的防尘MEMS模组可用于制作MEMS麦克风装置。该MEMS麦克风装置可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、VR设备、智能穿戴设备等多种类型的电子产品中。
参照图1-图4所示，所述防尘MEMS模组包括：电路板1和防尘膜2。
所述电路板1具有相背设置的第一表面11和第二表面12，所述电路板1上开设有贯穿所述第一表面11和所述第二表面12的通孔13。所述电路板1的第二表面12凹陷形成有凹陷槽14，所述凹陷槽14与所述通孔13 连通。所述凹陷槽14的底面141设置有连接部142。所述防尘膜2的第一表面上设置有金属层21，所述金属层21与所述连接部142焊接，以使所述防尘膜2设置在所述凹陷槽14内并覆盖所述通孔13。
换句话说，防尘MEMS模组主要包括电路板1和安装在电路板1上的防尘膜2。防尘膜2避免了外界环境中的尘土颗粒等杂质进入麦克风内部，提升了防尘MEMS模组的防尘效果。
电路板1上具有相背设置的第一表面11和第二表面12。第一表面11 上设置声学组件，声学组件与电路板1电连接。防尘MEMS模组包括与所述电路板1固定连接且包容所述声学组件的外壳3，电路板1上设置有供声波通过的通孔13，所述通孔13设置在声学组件所在位置。
电路板1的第二表面12上设置有焊盘。在防尘MEMS模组应用到电子设备，电路板1通过设置在第二表面12上的焊盘与电子设备电连接。
电路板1的第二表面12凹陷形成与通孔13连通的凹陷槽14，防尘膜 2与凹陷槽14连接。电路板1的第二表面12凹陷形成与通孔13连通的凹陷槽14，防尘膜2与凹陷槽14连接，相较于防尘膜2直接与电路板1的第二表面12连接，可以更好地保护防尘膜2，避免防尘膜2在组装和使用时受到破坏。另外，电路板1的第二表面12凹陷形成与通孔13连通的凹陷槽14，防尘膜2与凹陷槽14连接，能够降低防尘MEMS模组的整体高度。
例如采用挖孔工艺在电路板1的第二表面12上形成凹陷槽14，在凹陷槽14的底面141上设置有连接部142。连接部142用于与防尘膜2焊接。
在防尘膜2的第一表面上设置有金属层21。例如采用化学气相沉积法在防尘膜2的第一表面上沉积金属层21。通过金属层21与连接部142焊接，使得防尘膜2安装在凹陷槽14内并覆盖通孔13。
所述通孔13可以作为声孔。通孔13可以为圆形孔，正方形孔、长方形孔、椭圆形孔、三角形孔、菱形孔或平行四边形孔等。多种形式的声孔均可实现本公开的技术效果，更加有利于加工制造，实用性、可靠性更高。
可选地，在防尘膜2的两端的边缘区域设置金属层21。例如金属层 21覆盖防尘膜2的面积为防尘膜2的第一表面面积的20％～40％。防尘膜2 上设置有多个小孔，多个小孔均匀分布在防尘膜2上。本例子为了不影响防尘膜2的整体防尘效果以及麦克风的整体声学性能，金属层21并没有全部覆盖防尘膜2的第一表面，而是在防尘膜2的两端边缘区域设置金属层 21。
可选地，金属层21的材料可以选用镍或者金等金属材料。可选地，金属层21与连接部142可以通过焊接料15焊接。焊接料15可以为锡膏或者银浆等。可选地，防尘膜2为塑料材质或者金属材质等。
本实施例在防尘膜2上设置金属层21，在电路板1的第二表面12上形成凹陷槽14，凹陷槽14的底面141上设置连接部142，金属层21与连接部142焊接。相较于防尘膜2与电路板1粘接连接，本实施例提高了防尘膜2与电路板1连接的可靠性。
在一个实施例中，所述连接部142为设置在所述凹陷槽14底面141 的铜箔。
具体地，电路板1包括电路板主体和设置在电路板主体上铜箔。例如采用敷铜箔层压板制备电路板1。在电路板1的第二表面12上形成凹陷槽 14，凹陷槽14的底面141上涂覆有铜箔。铜箔与金属层21焊接。
或者连接部142为设置在凹陷槽14底面141的铜箔环。例如铜箔环为环状结构。例如电路板1上开设固定孔用于固定声学组件。固定孔贯穿电路板1的第一表面1和凹陷槽14的底面141。因此在电路板1的第一表面11上形成第一孔，在凹陷槽14的底面141上形成第二孔，第一孔和第二孔连通。在凹陷槽14的底面141的第二孔的外围设有铜箔环。铜箔环与金属层21焊接。
可选地，在铜箔或者铜箔环上设置多个焊点，相邻焊点间隔设置。在铜箔或者铜箔环与金属层21焊接之后，设置在铜箔或者铜箔环上的焊点与金属层21焊接。
在一个实施例中，所述连接部142为设置在所述凹陷槽14底面141 的焊盘。具体地，在凹陷槽14底面141上固定有焊盘。在底面141上可以设置一个或者多个焊盘。焊盘与金属层21焊接。
在一个实施例中，参照图2所示，所述防尘膜2的第二表面上设置有防水膜4，所述防水膜4与所述防尘膜2间隔设置，所述防尘膜2的第一表面和所述防尘膜2的第二表面相背设置。
具体地，防尘膜2具有第一表面和第二表面。防尘膜2的第一表面用于与电路板1焊接。防尘膜2的第二表面用于与防水膜4连接，其中防尘膜2与防水膜4间接连接。
本例子在防尘膜2的第二表面上设置有与防尘膜2间隔设置的防水膜 4，使得防尘MEMS模组具有防水性能，避免外界环境中的水汽从通孔13 流入防尘MEMS模组内部，而损坏内部电路。
防尘MEMS模组在工作时，防尘膜2在气流作用下会产生振动，由于本例子防尘膜2与防水膜4间隔设置，确保了防尘膜2的有效振动范围。具体地，防尘MEMS模组在防尘膜2与声学组件之间的音腔中气压的作用下振动发声。防尘膜2的振动幅度影响了防尘MEMS模组中音腔的容积大小。音腔容积大小主要影响了防尘MEMS模组的低频特征。例如防尘膜2 与防水膜4间隔设置，防尘膜2有足够的振动空间，音腔的容积不断增大的过程中，使得防尘MEMS模组的低频特性得到改善。
在一个实施例中，参照图2和图3所示，所述防尘膜2与所述防水膜 4之间设置有隔离膜6，所述隔离膜6的一表面与所述防尘膜2的第二表面固定连接，所述隔离膜6的另一表面与所述防水膜4固定连接。
具体地，防尘膜2与防水膜4之间设置有隔离膜6，使得防尘膜2与防水膜4间隔设置。具体地，隔离膜6位于防尘膜2和防水膜4的两端边缘区域，使得与通孔13相对设置的防尘膜2能够在一定空间内产生振动，以改善防尘MEMS模组的低频特性。
隔离膜6的一表面与防尘膜2的第二表面通过第一黏结剂61固定连接。隔离膜6的一表面与防水膜4的表面通过第二黏结剂62固定连接。例如第一黏结剂61和第二黏结剂62可以为热熔胶带。
进一步地，参照图2和图3所示，所述隔离膜6的厚度范围为45μ m～55μm。
换句话说，在不考虑第一黏结剂61厚度和第二黏结剂62厚度的情况下，防尘膜2的第二表面与防水膜4的间距范围为45μm～55μm。防尘膜 2在向靠近防水膜4方向振动的振动间距为45μm～55μm。可选地，隔离膜6的厚度范围为50μm。
本实施例将隔离膜6的厚度控制在此范围内，在不影响防尘MEMS 模组的整体高度情况下，能够改善防尘MEMS模组的声学性能。例如本实施例将隔离膜6的厚度控制在此范围内，防水膜4远离防尘膜2的表面与电路板1的第二表面12平齐设置，或者防水膜4远离防尘膜2的表面低于电路板1的第二表面12。这样使得防尘膜2不仅具有防尘效果，而且还能保护防水膜4不受外界破坏。
在一个实施例中，参照图4所示，所述防尘膜2的第二表面上设置有导电层7，所述防尘膜2的第一表面和所述防尘膜2的第二表面相背设置。
具体地，在防尘膜2的第二表面上涂覆导电层7，导电层7覆盖防尘膜2的第二表面。本例子防尘MEMS模组具有电磁干扰屏蔽功能。导电层 7的材质包括金属或合金。在防尘MEMS模组应用到电子设备中，防尘膜 2的第二表面上涂覆的导电层7接地。
在一个实施例中，参照图1-图2所示，所述防尘膜2的材质为金属材质。
具体地，参照图1和图2所示，防尘膜2采用金属材料制作。例如利用一个薄型金属片通过腐蚀、激光打孔等工艺，制作出多个小孔对应电路板1上的通孔13，可以到达更好的忍耐高温等复杂外界环境的性能，并能达到一定的电磁干扰屏蔽功能。
在防尘膜2采用金属材料制作的情况下，防尘膜2的第一表面可以与设置在凹陷槽14的底面141的连接部142直接焊接。一方面提高了防尘膜 2与电路板1的连接强度。另一方面采用金属材料制备的防尘膜2能够提高防尘MEMS模组的电磁干扰屏蔽功能。
或者在防尘膜2采用金属材料制作的情况下，也可以在防尘膜2的第一表面上设置有金属层21，通过金属层21与设置在凹陷槽14的底面141 的连接部142焊接。一方面提高了防尘膜2与电路板1的连接强度。另一方面采用金属材料制备的防尘膜2能够提高防尘MEMS模组的电磁干扰屏蔽功能。
需要说明的是，将防尘膜2设置为金属材质或者在防尘膜2远离电路板1的一表面上设置导电层7以提高麦克风装置的屏蔽效果，也是适用于气压传感器、振动传感器以及其他类似MEMS电子器件，本公开对此不作限制。
在一个实施例中，参照图4所示，所述电路板1上开设有贯穿所述第一表面11和所述第二表面12的多个通孔13，多个所述通孔13间隔设置。
可以提高整个振膜的一致性，保证振膜的振动性能，提升麦克风的使用性能和寿命。
另一方面，本发明实施例还提供了一种麦克风装置。
参照图1、图2和图4所示，所述麦克风装置包括如上所述的麦克风封装结构，以及MEMS麦克风芯片8和ASIC芯片9；其中，所述电路板1 与所述外壳3围合形成容置腔，所述MEMS麦克风芯片8和所述ASIC芯片9设置于所述容置腔内。可由所述外壳3和所述电路板1对所述MEMS 麦克风芯片8和所述ASIC芯片9进行保护。
所述ASIC芯片9固定设置在所述电路板1上(例如可以采用胶黏剂固定连接在所述电路板1上)并与所述电路板1内的线路层电连接，在所述ASIC芯片9外包覆有保护胶10。所述保护胶10可以对所述ASIC芯片 9起到良好的防水、防尘等保护作用，以提高其使用寿命。
另一方面，本公开还提供了一种电子设备，该电子设备包括如前所述的麦克风装置。
其中，所述电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、VR设备、智能穿戴设备等，本公开对此不作限制。
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。
虽然已经通过示例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，以上示例仅是为了进行说明，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 (12)
1.一种防尘MEMS模组，其特征在于，包括：电路板和防尘膜；
所述电路板具有相背设置的第一表面和第二表面，所述电路板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔；
所述电路板的第二表面凹陷形成有凹陷槽，所述凹陷槽与所述通孔连通；
所述凹陷槽的底面设置有连接部；
所述防尘膜的第一表面上设置有金属层，所述金属层与所述连接部焊接，以使所述防尘膜设置在所述凹陷槽内并覆盖所述通孔。
2.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述连接部为设置在所述凹陷槽底面的铜箔。
3.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述连接部为设置在所述凹陷槽底面的焊盘。
4.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述防尘膜的第二表面上设置有防水膜，所述防水膜与所述防尘膜间隔设置，所述防尘膜的第一表面和所述防尘膜的第二表面相背设置。
5.根据权利要求4所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述防尘膜与所述防水膜之间设置有隔离膜，所述隔离膜的一表面与所述防尘膜的第二表面固定连接，所述隔离膜的另一表面与所述防水膜固定连接。
6.根据权利要求5所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述隔离膜的厚度范围为45μm～55μm。
7.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述防尘膜的第二表面上设置有导电层，所述防尘膜的第一表面和所述防尘膜的第二表面相背设置。
8.根据权利要求1或5所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述防尘膜的材质为金属材质。
9.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，包括外壳，所述外壳盖设在所述电路板的第一表面并与所述电路板围合形成容纳腔，所述容纳腔与所述通孔连通。
10.根据权利要求1所述的防尘MEMS模组，其特征在于，所述电路板上开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的多个通孔，多个所述通孔间隔设置。
11.一种麦克风装置，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的防尘MEMS模组，以及MEMS麦克风芯片和ASIC芯片；
所述电路板与外壳围合形成容置腔，所述MEMS麦克风芯片和所述ASIC芯片设置于所述容置腔内。
12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求11所述的麦克风装置。
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