CN201153325Y - 硅电容传声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硅电容传声器，包括线路板、MEMS声学芯片和壳体，所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔；在此类结构中，声波从壳体上的声孔进入到其中一个空腔，作用到MEMS声学芯片上或者通过线路板内部的声学通道作用到MEMS声学芯片上。MEMS声学芯片后端的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且能够很好地解决硅电容传声器的防尘问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传声器，尤其是涉及一种具有新型封装结构的硅电容传声器。
背景技术
近年来，随着手机、笔记本等电子产品体积不断减小、性能越来越高，也要求配套的电子零件的体积不断减小、性能和一致性提高。在这种背景下，作为重要零件之一的传声器产品领域也推出了很多的新型产品，利用半导体制造加工技术而批量实现的硅电容传声器为其中的代表产品。而硅电容传声器中的关键设计内容为封装技术，而且封装所占用的成本比例较高，所以，最近也出现了很多关于硅电容传声器封装技术的专利，例如美国专利No.US20020102004公开了一种名为“miniature silicon condenser microphone and method forproducing same(小型的硅电容传声器及其制造方法)”的传声器封装。附图9表示了专利No.US20020102004中公开的硅电容传声器封装结构的剖视图。
如图9所示，硅电容传声器包括一个外壳11，外壳11上有能够透过声音的声孔12，有一个线路板13，外壳11和线路板13结合成为一个空腔，线路板13上安装上MEMS(微机电系统)声学芯片14和集成电路15，MEMS声学芯片14和集成电路15可以共同将声音信号转化为电信号。这种设计的关键点在于，在MEMS声学芯片14下方的位置，线路板通过腐蚀等工艺作出一定的凹陷16。这种设计的优势在于增加了MEMS声学芯片14下方的空气空间(行业内通常称之为“后腔”，指声波遇到MEMS声学芯片以后，MEMS声学芯片后方的空间)，可以使硅电容传声器的灵敏度更高，频响曲线更好。
这种设计可以接受硅电容传声器上方的声波，声波从外壳11上的声孔12进入，作用到MEMS声学芯片14的正面，并且一定程度上增加了硅电容传声器的后腔。然而，这种设计简单的通过MEMS声学芯片14下方的线路板凹陷16来增加后腔，对后腔增大的贡献非常有限，对性能提高的贡献也非常小；并且，这种设计将使得线路板的厚度大大增加，过多的增加了产品的高度，并且不能很好地解决防尘问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不过多增加线路板的尺寸，却可以大幅增加MEMS声学芯片后腔体积的硅电容传声器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：硅电容传声器，包括线路板，安装在所述线路板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对MEMS声学芯片进行保护的壳体，其特征在于：所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔。
本技术方案的改进在于：所述声孔和所述MEMS声学芯片分别位于不同的空腔上。
本技术方案的第一种进一步改进在于：所述壳体是一个一体成型的槽形外壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分。
本技术方案的第二种进一步改进在于：所述壳体包括一个通过塑料注塑一体成型的槽形外壳和一个扣在所述槽形外壳外部的一个金属壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分，所述金属壳上设有与所述槽形外壳上的声孔相对应的声孔。
本技术方案的第二种进一步改进的改进在于：所述金属壳通过导电胶与所述线路板粘结。
本技术方案的第三种进一步改进在于：所述壳体包括一个中间层和一个盖子，所述中间层为一个“日”字形、两端通透的非金属材料做成的框架，所述盖子为覆盖在所述中间层上的带有声孔的金属片。
本技术方案的第四种进一步改进在于：所述壳体包括一个槽形外壳和一个安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个“工”字形框架，所述槽形外壳上设有声孔。
本技术方案的第五种进一步改进在于：所述壳体包括一个槽形外壳和安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个“日”字形框架，所述槽形外壳上设有声孔。
本技术方案的第六种进一步改进在于：所述壳体包括两个槽形外壳，其中一个槽形外壳上设有声孔，另外一个槽形外壳和所述基板组成的空腔内安装有MEMS声学芯片。
本技术方案的改进在于：所述壳体和所述基板采用导电胶粘结在一起。
一般硅电容传声器的结构中，大部分会包含有信号放大器、电容、基板外侧的焊盘等电子元器件或者结构，但此类器件或者结构的有无、位置并不影响本实用新型的创造性，所以在本实用新型中并没有体现。
由于采用了上述技术方案，硅电容传声器，包括线路板，安装在所述线路板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对MEMS声学芯片进行保护的壳体，其特征在于：所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔；在此类结构中，声波从壳体上的声孔进入到其中一个空腔，作用到MEMS声学芯片上或者通过线路板内部的声学通道作用到MEMS声学芯片上。MEMS声学芯片后端的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且能够很好地解决硅电容传声器的防尘问题。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是本实用新型实施例一的硅电容传声器去掉外壳后的俯视图；
图3是本实用新型实施例二的结构示意图；
图4是本实用新型实施例三的结构示意图；
图5是本实用新型实施例三的硅电容传声器中“日”字形框架的俯视图；
图6是本实用新型实施例四的结构示意图；
图7是本实用新型实施例四的硅电容传声器中“工”字形框架的俯视图；
图8是本实用新型实施例五的结构示意图；
图9是背景技术的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：图1为本实施案例的结构示意图，图2为本实施案例的硅电容传声器去掉外壳后的俯视图。
硅电容传声器包括一个塑料方槽形外壳101，外壳101的内部有一个注塑一体成型的隔板102，右腔上平面部有能够透过声音的声孔103，外壳101的边缘以及内部隔板102的边缘平齐，硅电容传声器还包括一个树脂材料为基体的方形线路板121，线路板121内部通过腐蚀或者多层线路板的叠加等工艺加工有一个水平的通道124，通道124的两端开口123和125都设在线路板121的同一侧，外壳101和线路板121带有开口123和125的一侧利用导电胶或者普通粘结剂122粘结在一起，并且隔板102也通过粘结剂122和线路板121粘结在一起，隔板102和线路板121的粘结位置在开口123和125的中部，粘结处密闭性良好，从而隔板102将外壳101和线路板121结合形成的空间分为声腔111和声腔112两部分，而声孔103设置在声腔112一侧，声腔111内部、开口125的上方，安装有一个MEMS声学芯片131。
当声波从声孔103进入硅传声器以后，首先进入声腔112，然后分别穿过开口123、水平声道124和开口125，进入到MEMS(微机电系统)声学芯片131的下方，从而，声腔111以内MEMS(微机电系统)声学芯片131周围的空间就成为了硅电容传声器的后腔。
通过本实施案例的技术方案，并不需要过多的增加线路板的尺寸，而通过在外壳内部添加一个隔板将硅电容传声器内部的空间分割成两个空腔，并且通过一个线路板内部设置水平声道来实现两个空腔之间的声学导通，从而实现增大硅电容传声器后腔的作用，使得硅电容传声器后腔增大变得更加容易；并且，通过这种设计，可以使得声波从MEMS(微机电系统)声学芯片的下方作用到MEMS(微机电系统)声学芯片上，一定程度上调整了声学性能，硅电容传声器的声学性能更容易调整；最后，这种设计使得硅电容传声器外部的灰尘等杂质很难作用到MEMS(微机电系统)声学芯片上，可以使产品的使用环境更加复杂。外壳101的材料也可以使用金属材料通过注塑、冲压等工艺制成。
实施例二：如图3所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，在硅电容传声器上塑料方槽形外壳101的外部，安装有一个方形金属外壳104，金属外壳104上设有一个声孔105和外壳101上声孔103的位置相对应，金属外壳104的端口边缘和线路板121利用导电胶122粘结在一起。
通过本实施案例的技术方案，硅电容传声器的外部壳体有金属层，可以很好的抵抗电磁干扰；并且，这种多层壳体可以使硅电容传声器具有更好的耐高温效果和更好的机械性能。
实施例三：如图4、图5所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅电容传声器的外部壳体是由上下两部分组成的，包括中间的一个“日”字形线路板框架107和上部的一个平面的金属片106，金属片106上带有声孔103。金属片106、线路板框架107和线路板121粘结在一起形成两个空腔。
通过本实施案例的技术方案的优点是金属片106和线路板框架107的制作工艺都较为简单，可以达到较低的生产成本。当然，根据实际生产的需要，也可以将平面的金属片106设置成一个方槽状金属壳。
实施例四：如图6、图7所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅电容传声器的外部壳体是由内外两部分组成的，外部是一个带有声孔的方槽形金属外壳101，内部是一个“工”字形的非金属隔板102，二者结合起来和线路板121粘结在一起形成两个空腔。
在本实施案例中，硅电容传声器的壳体是由内外两部分组成的，壳体的机械强度和与线路板之间的推拉力都会变强。
实施例五：如图8所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅电容传声器的壳体是由左右两个并在一起的方形金属外壳组成的。两个方形金属外壳108和109粘结在一起和线路板121形成两个空腔，外壳108和线路板结合成的空腔用于安置MEMS声学芯片，外壳109上设置有声孔用于接受外界声波。
在本实施案例中，外壳108和109的制作都会更加容易，并且形成的两个空腔更容易达到气密性的要求。
Claims (10)
1.硅电容传声器，包括线路板，安装在所述线路板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对MEMS声学芯片进行保护的壳体，其特征在于：所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔。
2.根据权利要求1所述的硅电容传声器，其特征在于：所述声孔和所述MEMS声学芯片分别位于不同的空腔上。
3.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体是一个一体成型的槽形外壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分。
4.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体包括一个通过塑料注塑一体成型的槽形外壳和一个扣在所述槽形外壳外部的一个金属壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分，所述金属壳上设有与所述槽形外壳上的声孔相对应的声孔。
5.根据权利要求4所述的硅电容传声器，其特征在于：所述金属壳通过导电胶与所述线路板粘结。
6.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体包括一个中间层和一个盖子，所述中间层为一个“日”字形、两端通透的非金属材料做成的框架，所述盖子为覆盖在所述中间层上的带有声孔的金属片。
7.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体包括一个槽形外壳和一个安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个“工”字形框架，所述槽形外壳上设有声孔。
8.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体包括一个槽形外壳和安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个“日”字形框架，所述槽形外壳上设有声孔。
9.根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体包括两个槽形外壳，其中一个槽形外壳上设有声孔，另外一个槽形外壳和所述基板组成的空腔内安装有MEMS声学芯片。
10.根据权利要求1所述的硅电容传声器，其特征在于：所述壳体和所述基板采用导电胶粘结在一起。
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