CN201094163Y - 利用陶瓷封装的电容传声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供利用陶瓷封装的电容传声器。该陶瓷封装电容传声器构成为包括:陶瓷封装,其形成为一面开口的筒形状,具备用于安装MEMS传声器芯片的第一空间和用于安装集成电路半导体芯片的第二空间;盖,其形成有用于使外部声音流入到MEMS传声器芯片的声孔,用于盖住而密封陶瓷封装的开口面;MEMS传声器芯片,其安装在陶瓷封装的第一空间内,借助从外部流入的声音产生电信号;和集成电路半导体芯片,其安装在陶瓷封装的第二空间,与MEMS传声器芯片连接,将MEMS传声器芯片的电信号放大并输出到外部。本实用新型的陶瓷封装传声器无需卷曲工序,因此能解决在传统结构的传声器中因卷曲而产生的问题,借助陶瓷封装的高温特性,适合于SMD类型并能够提供稳定的特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电容传声器,更详细地说,涉及利用陶瓷封装的电容传声器。
背景技术
通常,广泛使用于移动通信终端或音响等的电容传声器由如下部分构成:偏压元件;一对膜片/背板,其用于形成与声压对应地变化的电容器(C);以及结型场效应晶体管(JFET),其用于缓冲输出信号。这种典型方式的电容传声器通过如下方式制造:在一个壳体内一体地组装振动板、隔环、绝缘环、背板、导电环、印刷电路板(PCB)之后,将壳体的末端卷曲(curling)。
但是,这种典型的驻极体电容传声器具有如下问题:将壳体的末端弯曲的卷曲过程中产生不良,导致音质下降。
另一方面,最近作为为进行微装置的集成化而使用的技术,已有利用了微加工的半导体加工技术。被称为MEMS(Micro Electro MechanicalSystem:微电子机械系统)的这种技术利用半导体工程、尤其是应用了集成电路技术的微加工技术制造出μm单位的超小型传感器或致动器(actuator)和电气机械式构造物。利用这样的微加工技术来制作的MEMS芯片传声器通过超精密微加工可以实现小型化、高性能化、多功能化、集成化,具有可提高稳定性和可靠性的优点。
但是,如上所述利用微加工技术制作的MEMS芯片传声器需要进行电驱动和信号处理,因此,还需要与其它集成电路(IC)半导体芯片器件一起进行封装。
实用新型内容
本实用新型是为了满足上述需要而进行的,本实用新型的目的在于,提供一种利用陶瓷封装的电容传声器。
为了达到上述目的,本实用新型的电容传声器构成为包括:陶瓷封装,其形成为一面开口的筒形状,具备用于安装MEMS传声器芯片的第一空间和用于安装集成电路半导体芯片的第二空间;盖,其形成有用于使外部声音流入到上述MEMS传声器芯片的声孔,并用于盖住而密封上述陶瓷封装的开口面;MEMS传声器芯片,其安装在上述陶瓷封装的上述第一空间内,借助从外部流入的声音产生电信号;以及集成电路半导体芯片,其安装在上述陶瓷封装的上述第二空间,与上述MEMS传声器芯片连接,将上述MEMS传声器芯片的电信号放大,并输出到外部。
上述陶瓷封装被隔壁分割为上述第一空间和上述第二空间,并通过第一至第五陶瓷封装板的接合来构成,在上述各板的接合面上形成有预定的图形,以构成电信号路径。
尤其,上述MEMS传声器芯片和上述集成电路半导体芯片是单芯片或重叠的芯片,因此上述陶瓷封装的上述第一空间和上述第二空间成为一个,从而可以安装到单一空间中。
如上所述,本实用新型的陶瓷封装传声器无需卷曲工序,因此,能够解决在传统结构的传声器中因卷曲而产生的问题,并借助陶瓷封装的高温特性,适合于SMD类型,从而能够提供稳定的特性。
附图说明
图1是表示本实用新型的利用陶瓷封装的电容传声器的立体图。
图2是表示本实用新型的利用陶瓷封装的电容传声器的剖视立体图。
图3(a)、(b)和(c)是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的三面图。
图4是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第一层图形的图。
图5是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第二层图形的图。
图6是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第三层图形的图。
图7是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第四层图形的图。
图8是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第五层图形的图。
图9是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第六层图形的图。
附图标记说明
10陶瓷封装;10a第一安装空间;10b第二安装空间;11第一陶瓷封装板;12第二陶瓷封装板;13第三陶瓷封装板;14第四陶瓷封装板;15第五陶瓷封装板;18隔壁;20盖;20a声孔;30 MEMS传声器芯片40半导体芯片;A、B、C、D外部连接电极;C1、C2、C3上侧导电图形;B1、B2、B3底表面导电图形H1~H6通孔。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。
图1是表示本实用新型的利用陶瓷封装的电容传声器的立体图。图2是表示本实用新型的利用陶瓷封装的电容传声器的剖视立体图。
如图1和图2所示,本实用新型的利用陶瓷封装的电容传声器由如下部分构成:陶瓷封装10,其形成为一面开口的长方筒形状,并被隔壁18分割成用于安装MEMS传声器芯片30的第一空间10a和用于安装集成电路半导体芯片40的第二空间10b;MEMS传声器芯片30,其安装于上述陶瓷封装10的第一空间10a,通过从外部流入的物理声音来产生电信号;集成电路半导体芯片40,其安装于上述陶瓷封装的第二空间10b,将上述MEMS传声器芯片30的电信号放大之后输出到外部;以及盖20,其用于封闭上述陶瓷封装的开口面,并且形成有用于使外部声音流入到上述MEMS传声器芯片30的声孔20a。
如图3(a)、(b)和(c)所示,本实用新型的陶瓷封装10通过第一至第五陶瓷封装板(11至15)的接合来构成,各个陶瓷封装板(11至15)的接合面(MP1至MP6)上形成有图4至图9所示的图形,以构成电信号路径。
图3(a)是本实用新型的陶瓷封装10的俯视图,图3(b)是将局部切开的主视图,图3(c)是将局部切开的侧视图。图3(a)、(b)和(c)所示的陶瓷封装10为长方筒形且四个角上形成有凹槽,隔壁18的上端形成有C1、C2、C3导电图形,在用于安装集成电路(IC)半导体芯片的底表面上形成有B1、B2、B3导电图形。而且,如图9所示,陶瓷封装10的底面上形成有A、B、C、D连接图形,该A、B、C、D连接图形从外部接受供电以传递信号。
形成于各层(MP1至MP6)上的导电图形通过通孔(H1至H6)相互连接,本实用新型的实施例中,连接图形A与B1导电图形和C2导电图形连接,连接图形D与B2导电图形连接,连接图形B和C通过C1、C3、B3导电图形和通孔H1、H2与金属盖20连接。
图4是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第一层(MP1)图形的图,由图可知,形成有用于与金属盖20连接的通孔H1、H2。图5是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第二层(MP2)图形的图。
而且,图6是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第三层(MP3)图形的图。图7是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第四层(MP4)图形的图。图8是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第五层(MP5)图形的图。图9是表示本实用新型的电容传声器的陶瓷封装的第六层(MP6)图形的图。
第三层(MP3)的图形是相当于陶瓷封装的内部隔壁18的上端的部分,在半导体芯片所在部分的隔壁的上端形成有C1、C2、C3图形;第四层(MP4)的图形是相当于安装空间的底表面部分的图形,形成有B1、B2、B3图形;第六层(MP6)是陶瓷封装的底面,形成有用于与外部信号连接的连接图形A、B、C、D。
第三层(MP3)的各图形通过相应通孔H3、H4、H5与下层的图形连接。即,C1图形通过通孔H3与第四层(MP4)的B3图形连接,C2图形通过通孔H4在第五层(MP5)上与A连接图形连接,C3图形在第五层(MP5)上与C和D连接图形连接。而且,各A和D连接图形沿着形成于直方筒形的角上的凹槽与第五层(MP5)连接,B和C连接图形沿着形成于直方筒形的角上的凹槽与第五层(MP5)和第四层(MP4)连接。
如上所述,本实用新型的实施例的陶瓷封装中,连接图形A与B1图形和C2图形连接,连接图形D与B2图形连接,连接图形B和C通过导电图形C1、C3、B3和通孔H1、H2与金属盖20连接。而且,本实用新型的陶瓷封装10通过盖20和形成于第五层上的接地板图形与接地图形B、C连接,从而能够遮蔽外部的电磁波,减少噪声。
本实用新型的实施例中,这样的图形的具体连接结构只不过是一个实施例,可以根据所要安装的部件的连接端子等采用各种结构进行连接。例如,本实用新型的实施例中,集成电路半导体芯片40和MEMS传声器芯片30采用了引线键合(Wire Bonding)W的结构,但是也可以形成导电图形来连接。
再次参见图1和图2,盖20是形成有声孔20a的、与陶瓷封装10对应的矩形板,由导电性的金属或多氯化联二苯(PCB)、塑料等构成,接合在陶瓷封装的开口面上部。接合方式可以采用焊接、使用导电性粘合剂等多种方式,金属材质的盖20通过形成于陶瓷封装10上的通孔图形与接地电极连接。
另外,陶瓷封装的第一空间10a上安装有MEMS传声器芯片30,第二空间10b上安装有集成电路(IC)半导体芯片40,隔壁上部的图形上可以安装电容器或电阻等其它元件。而且,安装于第一空间10a的MEMS传声器芯片30与集成电路(IC)半导体芯片40通过引线键合W或SMD等连接。
通常,MEMS传声器芯片30的结构如下:利用MEMS技术在硅晶片上形成背板之后,隔着间隔物,形成振动膜。集成电路(IC)半导体芯片40与MEMS传声器芯片30连接,以处理电信号,MEMS传声器芯片30可以由如下部分构成:电压泵,其向电容传声器供电,以使电容传声器动作;以及缓冲器IC,其将经由MEMS传声器芯片检测到的电声音信号放大或进行阻抗匹配,通过连接端子提供给外部。
采用上述结构的本实用新型的陶瓷封装传声器在组装完成后,以SMD方式安装到电子产品的主电路板上,通过连接图形A、B、C、D从主板接受供电以进行动作。通过形成于盖20上的声孔20a流入的外部声压引发形成于MEMS传声器芯片30的振动板的振动,表现为静电容量的变化,这样的电信号通过引线键合W传递到IC芯片40,并被放大之后,通过形成于陶瓷封装10的底面部的连接图形A、B、C、D传递到主板侧。
以上的实施例中,以陶瓷封装分为两个安装空间的情况为例进行了说明,但是,当上述MEMS传声器芯片30和上述集成电路半导体芯片40形成为单芯片或重叠的芯片的情况下,上述陶瓷封装的上述第一空间和上述第二空间成为一体,因此,可以安装在单一空间内。
以上通过具体实施例详细说明了本实用新型,但本实用新型不限于上述的实施例,本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的技术思想的范围内,对本实用新型进行各种变更后实施。
Claims (8)
1.一种利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述电容传声器构成为包括:
陶瓷封装,该陶瓷封装形成为一面开口的筒形状,具备用于安装MEMS传声器芯片的第一空间和用于安装集成电路半导体芯片的第二空间;
盖,该盖形成有用于使外部声音流入到所述MEMS传声器芯片的声孔,并用于盖住而密封所述陶瓷封装的开口面;
MEMS传声器芯片,该MEMS传声器芯片安装在所述陶瓷封装的所述第一空间内,借助从外部流入的声音产生电信号;以及
集成电路半导体芯片,该集成电路半导体芯片安装在所述陶瓷封装的所述第二空间,与所述MEMS传声器芯片连接,将所述MEMS传声器芯片的电信号放大,并输出到外部。
2.根据权利要求1所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述陶瓷封装被隔壁分割为所述第一空间和所述第二空间。
3.根据权利要求2所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述陶瓷封装通过第一至第五陶瓷封装板的接合来构成,在所述各板的接合面上形成有预定的图形,以构成电信号路径。
4.根据权利要求3所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述陶瓷封装为长方筒形且四个角上形成有凹槽,隔壁的上端形成有C1、C2、C3图形,在用于安装所述集成电路半导体芯片的底表面上形成有B1、B2、B3导电图形,所述陶瓷封装的底面上形成有A、B、C、D连接图形,该A、B、C、D连接图形从外部接受供电以传递信号。
5.根据权利要求4所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,形成于所述各层上的导电图形通过通孔相互连接,所述A连接图形与B1图形和C2图形连接,所述D连接图形与B2图形连接,所述B和C连接图形通过C1、C3、B3图形和通孔(H1、H2)与所述盖连接。
6.根据权利要求1所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述盖选择金属、多氯化联二苯或塑料中的任意一种材料来构成。
7.根据权利要求1所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述MEMS传声器芯片和所述集成电路半导体芯片通过引线键合或SMD方式连接。
8.根据权利要求1所述的利用陶瓷封装的电容传声器,其特征在于,所述MEMS传声器芯片和所述集成电路半导体芯片是单一芯片或重叠的芯片,所述陶瓷封装的所述第一空间和所述第二空间成为一个,从而安装到单一空间中。
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