CN116055931A - 麦克风单体和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种麦克风单体和电子设备。其中，麦克风单体包括麦克风基板、壳体、MEMS芯片、导电焊盘以及牺牲焊盘；麦克风基板上设有声孔；壳体罩设于麦克风基板的一侧，并与麦克风基板共同围合形成有容纳腔；MEMS芯片连接于麦克风基板的一侧，并位于容纳腔内；导电焊盘设于麦克风基板背离MEMS芯片的一侧；牺牲焊盘的形状为封闭的形状，牺牲焊盘在麦克风基板上的投影环绕声孔设置，且导电焊盘设于牺牲焊盘围合的区域外。本发明技术方案通过在麦克风基板上设置具有封闭形状的牺牲焊盘，且牺牲焊盘围绕声孔设置，导电焊盘设于牺牲焊盘围合的区域外，则声孔进入的水首先接触牺牲焊盘，减小了导电焊盘被腐蚀的风险，保证导电焊盘牢固的焊接强度。

Description

麦克风单体和电子设备

技术领域

本发明涉及电子器件领域，特别涉及一种麦克风单体和应用该所述麦克风单体的电子设备。

背景技术

现有的MEMS麦克风单体单体防水一般是通过在麦克风单体声孔的内侧或外侧设置防水膜或防水网等结构实现。而底部声孔结构的麦克风单体其声孔和贴装焊盘在同一侧。底部声孔结构的防水麦克风单体虽然可以通过防水的试验，但是由于实际使用时其声孔周围的底部的导电焊盘(通常为信号接地焊盘)以及声孔处的麦克风基板也会接触外界进入的液体，因此长期使用时有导电焊盘腐蚀及麦克风基板吸潮的现象，进而导致接地焊盘焊接质量不佳。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种麦克风单体，旨在改善因导电焊盘腐蚀或者麦克风基板吸潮而导致的导电焊盘焊接质量不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提出的麦克风单体，包括麦克风基板、壳体、MEMS芯片、导电焊盘以及牺牲焊盘；所述麦克风基板上设有声孔；所述壳体罩设于所述麦克风基板的一侧，并与所述麦克风基板共同围合形成有容纳腔；所述MEMS芯片连接于所述麦克风基板的一侧，并位于所述容纳腔内；所述导电焊盘设于所述麦克风基板背离所述MEMS芯片的一侧；所述牺牲焊盘的形状为封闭的形状，所述牺牲焊盘在所述麦克风基板上的投影环绕所述声孔设置，且所述导电焊盘设于所述牺牲焊盘围合的区域外。

可选地，所述导电焊盘为封闭的形状，所述导电焊盘环绕在所述牺牲焊盘外，并与所述牺牲焊盘间隔设置；

或者，所述导电焊盘包括多个间隔设置的弧形段，多个所述弧形段环绕在所述牺牲焊盘外，并与所述牺牲焊盘间隔设置；

或者，所述导电焊盘为点状结构，并与所述牺牲焊盘间隔设置。

可选地，与所述导电焊盘相邻的所述牺牲焊盘的部分区域与所述导电焊盘连接；

和/或，所述牺牲焊盘设有至少两个，至少两个所述牺牲焊盘同心设置，且相邻两个所述牺牲焊盘间隔设置或部分连接。

可选地，所述牺牲焊盘与所述导电焊盘之间相互隔绝。

可选地，所述牺牲焊盘与所述导电焊盘之间设有防水圈；

和/或，所述牺牲焊盘围合的区域内设有防水圈。

可选地，所述麦克风基板设有所述牺牲焊盘的一侧还设有第一防水涂层，所述第一防水涂层在所述麦克风基板上的投影落入所述牺牲焊盘在所述麦克风基板上的投影所围合的区域内；

和/或，所述麦克风基板背离所述牺牲焊盘的一侧还设有第二防水涂层。

可选地，所述第一防水涂层与所述麦克风基板之间还夹设有第一金属层；

和/或，所述第二防水涂层与所述麦克风基板之间还夹设有第二金属层；

和/或，所述声孔的内侧设有第三金属层，所述第三金属层上设有防腐涂层。

可选地，所述第一金属层、所述第二金属层、第三金属层以及所述牺牲焊盘为一体的结构。

可选地，所述麦克风基板包括：

主体部，所述主体部开设有嵌入孔，所述导电焊盘设于所述主体部；和

防水嵌入部，所述防水嵌入部嵌入所述嵌入孔内，所述声孔开设于所述防水嵌入部上，且所述牺牲焊盘设于所述防水嵌入部。

本发明还提出一种电子设备，包括上述的麦克风单体。

本发明技术方案通过将导电焊盘设于麦克风基板背离MEMS芯片的一侧，则便于将本发明中的麦克风单体与应用该麦克风单体的电子设备中的主基板或其他器件进行连接。通过在麦克风基板背离MEMS芯片的一侧还设置具有封闭形状的牺牲焊盘，且牺牲焊盘围绕声孔设置，导电焊盘设于牺牲焊盘围合的区域外，则使得声孔处进入的水向外扩散时首先接触、腐蚀牺牲焊盘，而不会直接接触导电焊盘，因此牺牲焊盘可以将外部的水与导电焊盘进行隔绝，从而减小导电焊盘被水腐蚀的风险，保证导电焊盘仍能具有牢固的焊接强度，提高了麦克风单体的使用可靠性，延长了麦克风单体的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明麦克风与电子设备中的主基板一实施例的连接结构示意图；

图2为图1中A-A处的一实施例的剖视图；

图3为图1中A-A处的另一实施例的剖视图；

图4为图1中A-A处的又一实施例的剖视图；

图5为图1中A-A处的再一实施例的剖视图；

图6为图1中A-A处的还一实施例的剖视图；

图7为图1中的局部结构示意图；

图8为本发明麦克风与电子设备中的主基板另一实施例的连接结构示意图；

图9为图8中B-B处的剖视图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种麦克风单体100。

在本发明实施例中，请结合参照图1至图9，该麦克风单体100包括麦克风基板110、壳体180、MEMS芯片190、导电焊盘120以及牺牲焊盘130；麦克风基板110上设有声孔110a；壳体180罩设于麦克风基板110的一侧，并与麦克风基板110共同围合形成有容纳腔；MEMS芯片190连接于麦克风基板110的一侧，并位于容纳腔内；导电焊盘120设于麦克风基板110背离MEMS芯片190的一侧；牺牲焊盘130的形状为封闭的形状，牺牲焊盘130在麦克风基板110上的投影环绕声孔110a设置，且导电焊盘120设于牺牲焊盘130围合的区域外。

麦克风基板110为电路板麦克风基板110，麦克风基板110上设有声孔110a，则外部的声音可以从该声孔110a内进入麦克风基板110与壳体180围合形成的容纳腔内。容纳腔内设有MEMS芯片190，MEMS芯片190将容纳腔分为朝向声孔110a的前腔和远离声孔110a的后腔，MEMS芯片190上设有振膜，从声孔110a传入的声波使得振膜振动，从而MEMS芯片190将振膜的振动信号传递至电路板上进行识别、放大等。为了该麦克风基板110与麦克风单体100的其他部件连接，麦克风基板110背离MEMS芯片190的一侧还设有导电焊盘120，导电焊盘120可以包括接地焊盘、传递信号的信号焊盘或者连接电源的焊盘等其中的至少一种。通常情况下，接近声孔110a的导电焊盘120很容易受到外部水的腐蚀，进而导致其导电焊盘120的焊接牢固性降低。本发明中通过在麦克风基板110背离MEMS芯片190的一侧还设置牺牲焊盘130，牺牲焊盘130围绕声孔110a设置，并使得导电焊盘120位于牺牲焊盘130围合的区域外，因此当有外部的水进入声孔110a并向声孔110a周围扩散时，则水首先接触并腐蚀牺牲焊盘130，从而起到对导电焊盘120的较好的防水效果，保证导电焊盘120依然具有较稳固的焊接效果。并且由于牺牲焊盘130在焊接时，通过锡膏进行焊接，因此会形成焊锡环以及包裹在焊锡环表面由残留助焊剂形成的保护层，实际使用中，该保护层会首先受到侵蚀，且该保护层具有一定的防水效果，因此能够更加有效地保护位于牺牲焊盘130外的导电焊盘120，从而提升了该麦克风单体100的可靠性，延长了该麦克风单体100的使用寿命。当然，牺牲焊盘130也可通过热固化胶与其他部件进行粘接，例如牺牲焊盘130通过热固化胶与应用该麦克风单体100的电子设备的主基板200上。

具体地，牺牲焊盘130可以设置一个、两个、三个或者更多个，可以理解的是，牺牲焊盘130设置得越多，则对导电焊盘120的保护效果越好。实际过程中，可根据麦克风基板110的尺寸和保护效果综合考虑设置牺牲焊盘130的个数。牺牲焊盘130设置有至少两个时，相邻两个牺牲焊盘130之间可以间隔设置，也可以通过连接焊件进行连接。牺牲焊盘130的形状可以为封闭的圆环形、封闭的多边形、跑道型或者封闭的其他异形形状等。牺牲焊盘130与其外围的导电焊盘120之间可以部分连接，或者也可以与导电焊盘120相互隔绝设置。

本发明技术方案通过将导电焊盘120设于麦克风基板110背离MEMS芯片190的一侧，则便于将本发明中的麦克风单体100与应用该麦克风单体100的电子设备中的主基板200或其他器件进行连接。通过在麦克风基板110背离MEMS芯片190的一侧还设置具有封闭形状的牺牲焊盘130，且牺牲焊盘130围绕声孔110a设置，导电焊盘120设于牺牲焊盘130围合的区域外，则使得声孔110a处进入的水向外扩散时首先接触、腐蚀牺牲焊盘130，而不会直接接触导电焊盘120，因此牺牲焊盘130可以将外部的水与导电焊盘120进行隔绝，从而减小导电焊盘120被水腐蚀的风险，保证导电焊盘120仍能具有牢固的焊接强度，提高了麦克风单体100的使用可靠性，延长了麦克风单体100的使用寿命。

作为一种示例，如图2、图3或图6所示，导电焊盘120为封闭的形状，导电焊盘120环绕在牺牲焊盘130外，并与牺牲焊盘130间隔设置。通过将导电焊盘120也设置成封闭的形状，则使得基板上设有至少两层密封效果，以保证形成较好的声学密封效果。

作为另一种示例，如图4所示，导电焊盘120包括多个间隔设置的弧形段，多个弧形段环绕在牺牲焊盘130外。或者，如图5所示，导电焊盘120为点状结构。可以理解的是，由于本发明中设置的牺牲焊盘130也可以形成声学密封的效果，因此，导电焊盘120可以为封闭的形状，也可以为不封闭或不连续的形状。本实施例中，通过将导电焊盘120包括多个间隔设置的弧形段，多个弧形段环绕在牺牲焊盘130外；或者导电焊盘120为点状结构，则有利于减少导电焊盘120的成本。

进一步地，如图6所示，与导电焊盘120相邻的牺牲焊盘130的部分区域与导电焊盘120连接。

通过将导电焊盘120相邻的牺牲焊盘130的部分区域与导电焊盘120连接，则使得导电焊盘120和牺牲焊盘130呈一个整体，从而提升了焊接时的牢固性。

当然，在其他实施例中，如图2或图3所示，牺牲焊盘130还可与导电焊盘120之间相互隔绝。如此设置，则避免牺牲焊盘130被水侵蚀后与导电焊盘120之间连通，使得导电焊盘120作为接地焊盘时处于导通的状态，而使得本发明中的麦克风出现杂音的风险。

在一实施例中，牺牲焊盘130设有至少两个，至少两个牺牲焊盘130同心设置，且相邻两个牺牲焊盘130间隔设置或部分连接。

通过设置至少两个牺牲焊盘130，则使得牺牲焊盘130对导电焊盘120的保护性更强，大大减少了导电焊盘120被水腐蚀而导致焊接效果不佳的风险。其中，如图5所示，相邻两个牺牲焊盘130可以间隔设置，以增长外部的液体进入导电焊盘120的路径。或者相邻两个牺牲焊盘130之间可以部分连接，从而提高牺牲焊盘130的焊接强度，减少牺牲焊盘130被水侵蚀后容易导致焊接不牢的风险，进而间接实现减少外部液体进入导电焊盘120而腐蚀导电焊盘120的风险。

作为一种示例，牺牲焊盘130与导电焊盘120之间设有防水圈(未图示)。

具体地，防水圈可以为防水胶或者密封圈等。牺牲焊盘130与导电焊盘120之间设有防水圈，则防水圈能够进一步防止水进入导电焊盘120而腐蚀导电焊盘120。

作为一种示例，牺牲焊盘130围合的区域内也可以设有防水圈。通过在牺牲焊盘130围合的区域内设置防水圈，则该防水圈起到首先阻挡外部水进入的效果，从而减少水对牺牲焊盘130的腐蚀风险，从而间接对导电焊盘120起到较佳的保护效果，延长了使用寿命。

作为一种示例，如图7所示，麦克风基板110设有牺牲焊盘130的一侧还设有第一防水涂层141，第一防水涂层141在麦克风基板110上的投影落入牺牲焊盘130在麦克风基板110上的投影所围合的区域内。

通过在麦克风基板110设有牺牲焊盘130的一侧还设有第一防水涂层141，且第一防水涂层141在麦克风基板110上的投影落入牺牲焊盘130在麦克风基板110上的投影所围合的区域内，则第一防水涂层141首先进入声孔110a的水进行隔绝，避免水进一步腐蚀牺牲焊盘130。另外，通过在麦克风基板110的一侧设置第一防水涂层141，则第一防水涂层141还对麦克风基板110起到较好的防水效果，减少了麦克风基板110吸潮而导致牺牲焊盘130和/或导电焊盘120焊接不牢固的风险。

可以理解的是，由于水进入声孔110a后，可能沿基板相对的两个表面向外流动，因此麦克风基板110背离牺牲焊盘130的一侧还可设有第二防水涂层142，从而使得第二防水涂层142也能够对麦克风基板110起到较好的防潮效果，进而减少牺牲焊盘130和/或导电焊盘120焊接不牢固的风险。

进一步地，如图7所示，第一防水涂层141与麦克风基板110之间还夹设有第一金属层161。

通过在第一防水涂层141与麦克风基板110之间还夹设有第一金属层161，则由于金属的吸水性较差，因此第一金属层161可以进一步阻挡水汽进入麦克风基板110内，从而进一步提高了麦克风的防潮效果。由于牺牲焊盘130和导电焊盘120的材质也为金属，因此可以将牺牲焊盘130和导电焊盘120均与第一金属层161同层设置，实现整体一致性效果。并且，通过将第一金属层161设于第一防水涂层141与麦克风基板110之间，则使得第一防水涂层141对第一金属层161也具有较好的防水效果，减少第一金属层161被水腐蚀的风险，以保证其能对麦克风基板110起到较佳的防潮效果。

基于上述麦克风基板110背离牺牲焊盘130的一侧还设有第二防水涂层142的方案，进一步地，如图7所示，第二防水涂层142与麦克风基板110之间还夹设有第二金属层162。

同样地，通过在第二防水涂层142与麦克风基板110之间还夹设有第二金属层162，则第二金属层162可以进一步阻挡水汽进入麦克风基板110内，从而进一步提高了麦克风的防潮效果。并且，通过将第二金属层162设于第二防水涂层142与麦克风基板110之间，则使得第二防水涂层142对第二金属层162也具有较好的防水效果，减少第二金属层162被水腐蚀的风险，以保证其能对麦克风基板110起到较佳的防潮效果。

进一步地，如图7所示，基于牺牲焊盘130与导电焊盘120间隔设置的方案，牺牲焊盘130与导电焊盘120之间还可设有第三防水涂层143，从而进一步提高对导电焊盘120的防水效果，减小导电焊盘120焊接不牢固的风险。

如图7所示，为了对麦克风基板110具有较好的防潮效果，声孔110a的内侧设有第三金属层163，第三金属层163上设有防腐涂层170。

通过在声孔110a的内侧设置第三金属层163，第三金属层163则可以对基板具有较好的防水效果。由于声孔110a处很容易进入水汽，因此通过在第三金属层163上设置防腐涂层170后，还可以减少水汽对第三金属层163的腐蚀风险。具体地，为了对第三金属层163具有较好的防腐效果，防腐涂层170也可为金属涂层，该金属涂层的金属活泼性可小于第三金属层163的金属活泼性，例如第三金属层163为铜材质时，防腐涂层170可以为镀金层。

基于发明中的麦克风具有上述第一金属层161、第二金属层162及第三金属层163的方案，进一步地，如图7所示，本实施例中，第一金属层161、第二金属层162、第三金属层163以及牺牲焊盘130为一体的结构。如此设置，则一方面便于安装和减小零件数量，另一方面可以提高第一金属层161、第二金属层162、第三金属层163以及牺牲焊盘130之间任意相邻两者之间具有良好的密封性，从而进一步提高对麦克风基板110的防水效果。具体地，第一金属层161、第二金属层162、第三金属层163以及牺牲焊盘130可以采用铜材质，从而具有较好的延展性，便于这几者一体成型。当然，在其他实施例中，第一金属层161、第二金属层162、第三金属层163以及牺牲焊盘130也可以采用其他金属。

作为又一种示例，请结合参照图7和图8，麦克风基板110包括主体部111和防水嵌入部112，主体部111开设有嵌入孔，导电焊盘120设于主体部111；防水嵌入部112嵌入于嵌入孔内，声孔110a开设于防水嵌入部112上，且牺牲焊盘130设于防水嵌入部112。

通过将防水嵌入部112嵌入至主体部111的嵌入孔内，且声孔110a开设于防水嵌入部112上，则进入声孔110a的水可以被防水嵌入部112阻挡，进而减少主体部111吸潮的风险，进而减小设于主体部111的导电焊盘120焊接不牢固的风险。另外，通过将牺牲焊盘130设于防水嵌入部112，则可减小因与牺牲焊盘130连接的防水嵌入部112吸潮而导致牺牲焊盘130焊接不牢固的风险，进而间接对导电焊盘120具有更好的防水效果。具体地，防水嵌入部112的材质可以为陶瓷或者防水塑料等。

进一步地，主体部111与防水嵌入部112之间还可通过粘接胶粘接，从而提高主体部111与防水嵌入部112连接得稳固性以及二者之间良好的密封性。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括麦克风单体100，该麦克风单体100的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。电子设备还可包括主基板200，麦克风单体100可通过牺牲焊盘130和导电焊盘120与主基板200连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种麦克风单体，其特征在于，包括：

麦克风基板，所述麦克风基板上设有声孔；

壳体，所述壳体罩设于所述麦克风基板的一侧，并与所述麦克风基板共同围合形成有容纳腔；

MEMS芯片，所述MEMS芯片连接于所述麦克风基板的一侧，并位于所述容纳腔内；

导电焊盘，所述导电焊盘设于所述麦克风基板背离所述MEMS芯片的一侧；以及

牺牲焊盘，所述牺牲焊盘的形状为封闭的形状，所述牺牲焊盘在所述麦克风基板上的投影环绕所述声孔设置，且所述导电焊盘设于所述牺牲焊盘围合的区域外。

2.如权利要求1所述的麦克风单体，其特征在于，所述导电焊盘为封闭的形状，所述导电焊盘环绕在所述牺牲焊盘外，并与所述牺牲焊盘间隔设置；

或者，所述导电焊盘包括多个间隔设置的弧形段，多个所述弧形段环绕在所述牺牲焊盘外，并与所述牺牲焊盘间隔设置；

或者，所述导电焊盘为点状结构，并与所述牺牲焊盘间隔设置。

3.如权利要求2所述的麦克风单体，其特征在于，与所述导电焊盘相邻的所述牺牲焊盘的部分区域与所述导电焊盘连接；

和/或，所述牺牲焊盘设有至少两个，至少两个所述牺牲焊盘同心设置，且相邻两个所述牺牲焊盘间隔设置或部分连接。

4.如权利要求1所述的麦克风单体，其特征在于，所述牺牲焊盘与所述导电焊盘之间相互隔绝。

5.如权利要求4所述的麦克风单体，其特征在于，所述牺牲焊盘与所述导电焊盘之间设有防水圈；

和/或，所述牺牲焊盘围合的区域内设有防水圈。

6.如权利要求1所述的麦克风单体，其特征在于，所述麦克风基板设有所述牺牲焊盘的一侧还设有第一防水涂层，所述第一防水涂层在所述麦克风基板上的投影落入所述牺牲焊盘在所述麦克风基板上的投影所围合的区域内；

和/或，所述麦克风基板背离所述牺牲焊盘的一侧还设有第二防水涂层。

7.如权利要求6所述的麦克风单体，其特征在于，所述第一防水涂层与所述麦克风基板之间还夹设有第一金属层；

和/或，所述第二防水涂层与所述麦克风基板之间还夹设有第二金属层；

和/或，所述声孔的内侧设有第三金属层，所述第三金属层上设有防腐涂层。

8.如权利要求7所述的麦克风单体，其特征在于，所述第一金属层、所述第二金属层、第三金属层以及所述牺牲焊盘为一体的结构。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的麦克风单体，其特征在于，所述麦克风基板包括：

主体部，所述主体部开设有嵌入孔，所述导电焊盘设于所述主体部；和

防水嵌入部，所述防水嵌入部嵌入所述嵌入孔内，所述声孔开设于所述防水嵌入部上，且所述牺牲焊盘设于所述防水嵌入部。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的麦克风单体。

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