CN203193895U - Mems麦克风 - Google Patents

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庞胜利
刘诗婧
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Abstract

本实用新型涉及MEMS麦克风,包括:外壳;与外壳结合为一体的线路板,定义线路板与外壳相结合的一侧为线路板的内侧,其内侧罩设有MEMS芯片,该MEMS芯片的罩设区域内的线路板上设有至少两个第一声孔;线路板外侧对应第一声孔处设有第二声孔,第一声孔的孔径尺寸小于第二声孔的孔径尺寸;在第一声孔与第二声孔之间设有连通两者设为气流缓冲腔;使用时,气流通过第二声孔进入,然后经气流缓冲腔进行缓冲,通过第一声孔作用在MEMS芯片的膜片上,完成声电的转换,设有气流缓冲腔可以对较强气流进行缓冲,避免直接冲击MEMS芯片的膜片,起到了保护作用,有效的降低了MEMS芯片的损坏率,延长了MEMS麦克风的使用寿命。

Description

MEMS麦克风
技术领域
本实用新型属于电声产品技术领域,尤其涉及一种MEMS麦克风。
背景技术
随着电子技术的快速发展,MEMS(微电子机械系统)麦克风以其体积小、便于SMT(表面贴装技术)安装、耐高温、稳定性好、自动化程度高和适合大批量生产等优点得到了越来越广泛的应用。现有技术中的MEMS麦克风通常包括外壳以及与外壳结合为一体的线路板,线路板上设有声孔,在线路板的内侧对应声孔的位置设有MEMS芯片。MEMS芯片的结构如图8所示,包括基底31,基底31上设有膜片32,膜片32上设有支撑环34,支撑环34上设有背极板33,背极板33上设有极板孔331,背极板33与膜片32之间留有振动空间。
这种结构的MEMS麦克风的不足之处在于:由于膜片与线路板上的声孔之间没有遮挡,当声孔进入的气流较强时容易损伤膜片,从而损坏MEMS芯片,导致MEMS麦克风无法正常工作,缩短了MEMS麦克风的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种MEMS麦克风,旨在解决现有MEMS麦克风因进入气流直接冲击MEMS芯片,容易损伤膜片,损坏MEMS芯片的问题。
本实用新型是这样实现的,一种MEMS麦克风,所述MEMS麦克风包括外壳;与所述外壳结合为一体的线路板,定义所述线路板与所述外壳相结合的一侧为所述线路板的内侧,所述线路板的内侧罩设有MEMS芯片,在所述线路板的内侧上所述MEMS芯片的罩设区域内设有至少两个第一声孔;在所述线路板的外侧上对应所述第一声孔处设有第二声孔,所述第一声孔的孔径尺寸小于所述第二声孔的孔径尺寸;在所述第一声孔与所述第二声孔之间设有气流缓冲腔,所述气流缓冲腔连通所述第一声孔与所述第二声孔。
作为一种改进,所述MEMS芯片包括:基底和设置在所述基底上的电容器,所述电容器包括刚性背极板、弹性膜片以及设置在所述背极板与所述膜片之间的支撑环,所述膜片与所述基底相连接,所述MEMS芯片通过所述基底安装在所述线路板上。
作为一种改进,所述线路板内侧上设有用于防止气流相互干扰的隔离板,所述隔离板设置在每两个相邻的所述第一声孔之间。
作为一种改进,各所述第一声孔与所述第二声孔错开设置。
作为一种改进,所述线路板设置为双层线路板结构,所述线路板包括三层金属层以及分别设置在每相邻的两层所述金属层之间的基材层;定义与所述外壳粘接的所述金属层为内侧金属层,其余两所述金属层分别为中间金属层、外侧金属层,所述第一声孔设置在所述内侧金属层上,所述第二声孔设置在所述外侧金属层与靠近所述外侧金属层的所述基材层上,所述气流缓冲腔设置在所述中间金属层与靠近所述内侧金属层的所述基材层上。
作为一种改进,所述线路板设置为双层线路板结构,所述线路板包括三层金属层以及分别设置在每相邻的两层所述金属层之间的基材层;定义与所述外壳粘接的所述金属层为内侧金属层,其余两所述金属层分别为中间金属层、外侧金属层,所述第一声孔设置在所述内侧金属层上,所述第二声孔设置在所述外侧金属层、所述中间金属层以及两者之间的所述基材层上,所述气流缓冲腔设置在靠近所述内侧金属层的所述基材层上。
作为一种改进,所述线路板设置为三层线路板结构,定义与所述外壳粘接的一层为内侧线路板,其余两层分别为中间线路板、外侧线路板,所述第一声孔设置在所述内侧线路板上,所述第二声孔设置在所述外侧线路板上,所述气流缓冲腔设置在所述中间线路板上。
作为一种改进,所述第一声孔的孔径为0.01~0.1mm;所述第二声孔的孔径为0.2~0.3mm。
作为一种改进,所述第一声孔的孔径尺寸在0.03~0.05mm之间。
作为一种改进,所述MEMS芯片与所述线路板相结合位置的线路板上设有用于存胶的溢胶槽。
采用了上述技术方案,所述MEMS麦克风包括:外壳;与外壳结合为一体的线路板,定义线路板与外壳相结合的一侧为线路板的内侧,线路板的内侧罩设有MEMS芯片,在线路板的内侧上MEMS芯片的罩设区域内设有至少两个第一声孔;在线路板的外侧上对应第一声孔处设有第二声孔;在第一声孔与第二声孔之间设有连通两者的气流缓冲腔;本实用新型的有益效果是:使用时,气流通过第二声孔进入MEMS麦克风,然后经过气流缓冲腔进行缓冲,然后再通过第一声孔作用在MEMS芯片的膜片上,完成声电的转换,设置有气流缓冲腔可以对较强气流进行缓冲,避免直接冲击MEMS芯片的膜片,起到了保护作用,有效的降低了MEMS芯片的损坏率,延长了MEMS麦克风的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图2是本实用新型第二实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图3是本实用新型第三实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图4是本实用新型第四实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图5是本实用新型第五实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图6是本实用新型第六实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图7是本实用新型第七实施例提供的MEMS麦克风的剖视结构示意图;
图8是本实用新型提供的MEMS麦克风的MEMS芯片的结构示意图;
其中,1、线路板,11a、内侧金属层,11b、外侧金属层,11c、中间金属层,12、基材层,13、内侧线路板,14、中间线路板,15、外侧线路板,2、外壳,3、MEMS芯片,31、基底,32、膜片,33、背极板,331、极板孔,34、支撑环,4a、第一声孔,4b、第一声孔,4c、第一声孔,5a、第二声孔,5b、第二声孔,5c、第二声孔,5d、第二声孔,6a、气流缓冲腔,6b、气流缓冲腔,6c、气流缓冲腔,6d、气流缓冲腔,7、隔离板,8、溢胶槽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
第一实施例:
由图1及图8可知,该MEMS麦克风包括:由金属材料或线路板材料制得的外壳2,外壳2为一端开口一端封闭的筒状结构;外壳2的开口端设有线路板1,定义线路板1与外壳2相结合的一侧为线路板1的内侧;在该线路板1上外壳2的罩设区域内设有至少两个第一声孔4a,该第一声孔4a的孔径为0.01~0.1mm,优选为0.03~0.05mm,在本实施例中,线路板1上的第一声孔4a设有两个,具体应用中,可以根据具体情况设置第一声孔4a的数量,如三个、四个、五个或六个等,出于对气流均衡的考虑,第一声孔4a的个数优选为双数;该线路板1的外侧上对应第一声孔4a处设有第二声孔5a,第二声孔5a的孔径为0.2~0.3mm,第一声孔4a的孔径尺寸小于第二声孔5a的孔径尺寸;设置在第一声孔4a与第二声孔5a之间的气流缓冲腔6a,该气流缓冲腔6a连通第一声孔4a与第二声孔5a;设置在线路板1内侧上的MEMS芯片3,该MEMS芯片3罩设在第一声孔4a上。
MEMS芯片3包括一个基底31和设置在基底31上的电容器,该电容器包括一个刚性背极板33、一个弹性膜片32以及设置在背极板33和膜片32之间的支撑环34,膜片32端面与基底31相连,背极板33远离基底31,背极板33上设有极板孔331,背极板33与膜片32之间留有振动空间;MEMS芯片3通过基底31安装在线路板1上。
在本实施例中,作为一种优化的方案,各第一声孔4a与第二声孔5a错开设置,这样可以防止从第二声孔5a进入的气流直接冲击第一声孔4a。
在本实施例中,气流通过第二声孔5a进入MEMS麦克风,然后经过气流缓冲腔6a进行缓冲,然后再通过第一声孔4a作用在MEMS芯片3的膜片上,完成声电的转换,设置有气流缓冲腔6a可以对较强气流进行缓冲,避免直接冲击MEMS芯片3的膜片,对MEMS芯片3起到了保护作用,有效的降低了MEMS芯片3的损坏率,延长了MEMS麦克风的使用寿命。
第二实施例:
由图2可知,本实施例与第一实施例基本相同,其不同之处在于:
线路板1的内侧上位于MEMS芯片3与线路板1相结合的位置设有溢胶槽8。在MEMS芯片3与线路板1进行粘贴结合时,多余的胶很容易堵塞声孔,溢胶槽8可以收集多余的胶,有效的解决了声孔易被堵塞的问题,提高了MEMS麦克风的成品合格率。
第三实施例:
由图3可知,本实施例与第一实施例基本相同,其不同之处在于:
由于线路板1上设有至少两个第一声孔4a,从第一声孔4a通过的气流在MEMS芯片3的腔内会互相干扰,气流的相互干扰会对MEMS麦克风的声学性能造成影响,故在线路板1上的每两个第一声孔4a之间增设了隔离板7,隔离板7有效的阻止了气流之间的相互干扰,保证了MEMS芯片3腔内气流声压均衡,大大的提高了MEMS麦克风的灵敏度,提高了MEMS麦克风的声学性能。
第四实施例:
由图4可知,本实施例与第三实施例基本相同,其不同之处在于:
线路板1的内侧上位于MEMS芯片3与线路板1相结合的位置设有溢胶槽8。在MEMS芯片3与线路板1进行粘贴结合时,多余的胶很容易堵塞声孔,溢胶槽8可以收集多余的胶,有效的解决了声孔易被堵塞的问题,提高了MEMS麦克风的成品合格率。
第五实施例:
由图5可知,本实施例与第四实施例基本相同,其不同之处在于:
该线路板1包括三层金属层以及分别设置在每相邻的两层金属层之间的基材层12;外壳2与一侧的金属层粘接,定义与外壳2粘接的金属层为内侧金属层11a,其余两金属层分别为中间金属层11c、外侧金属层11b,第一声孔4b设置在内侧金属层11a上,第二声孔5b设置在外侧金属层11b与靠近外侧金属层11b的基材层12上,气流缓冲腔6b设置在中间金属层11c与靠近内侧金属层11a的基材层12上。
第六实施例:
由图6可知,本实施例与第五实施例基本相同,其不同之处在于:
第二声孔5c设置在外侧金属层11b、中间金属层11c以及设置在外侧金属层11b、中间金属层11c之间的基材层12上,气流缓冲腔6c设置在靠近内侧金属层11a的基材层12上。
第五实施例、第六实施例的气流缓冲腔的在厚度方向的大小设置不同,可以根据实际生产情况对气流缓冲腔的大小进行调整,使MEMS麦克风的声学性能处于最佳状态。
第七实施例:
由图7可知,本实施例与第四、第五实施例基本相同,其不同之处在于:
线路板1设置为三层线路板结构,每层线路板均包括金属层以及与金属层复合在一起的基材层,定义与外壳2粘接的一层为内侧线路板13,其余两层分别为中间线路板14、外侧线路板15,第一声孔4c设置在内侧线路板13上,第二声孔5d设置在外侧线路板15上,气流缓冲腔6d设置在中间线路板14上。
本实用新型提供的MEMS麦克风包括:外壳;与外壳结合为一体的线路板,定义线路板与外壳相结合的一侧为线路板的内侧,线路板的内侧罩设有MEMS芯片,定义线路板与外壳相结合的一侧为线路板的内侧;在该线路板的内侧上的MEMS芯片罩设区域内设有至少两个第一声孔;该线路板的外侧上对应第一声孔处设有第二声孔;设置在第一声孔与第二声孔之间连通两者的气流缓冲腔;使用时,气流通过第二声孔进入MEMS麦克风,然后经过气流缓冲腔进行缓冲,然后再通过第一声孔作用在MEMS芯片的膜片上,完成声电的转换,设置有气流缓冲腔可以对较强气流进行缓冲,避免直接冲击MEMS芯片的膜片,起到了保护作用,有效的降低了MEMS芯片的损坏率,延长了MEMS麦克风的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.MEMS麦克风,所述MEMS麦克风包括:外壳;与所述外壳结合为一体的线路板,定义所述线路板与所述外壳相结合的一侧为所述线路板的内侧,所述线路板的内侧罩设有MEMS芯片,其特征在于,在所述线路板的内侧上所述MEMS芯片的罩设区域内设有至少两个第一声孔;在所述线路板的外侧上对应所述第一声孔处设有第二声孔,所述第一声孔的孔径尺寸小于所述第二声孔的孔径尺寸;在所述第一声孔与所述第二声孔之间设有气流缓冲腔,所述气流缓冲腔连通所述第一声孔与所述第二声孔。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述MEMS芯片包括:基底和设置在所述基底上的电容器,所述电容器包括刚性背极板、弹性膜片以及设置在所述背极板与所述膜片之间的支撑环,所述膜片与所述基底相连接,所述MEMS芯片通过所述基底安装在所述线路板上。
3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述线路板内侧上设有用于防止气流相互干扰的隔离板,所述隔离板设置在每两个相邻的所述第一声孔之间。
4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风,其特征在于,各所述第一声孔与所述第二声孔错开设置。
5.根据权利要求4所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述线路板包括三层金属层以及分别设置在每相邻的两层所述金属层之间的基材层;定义与所述外壳粘接的所述金属层为内侧金属层,其余两所述金属层分别为中间金属层、外侧金属层,所述第一声孔设置在所述内侧金属层上,所述第二声孔设置在所述外侧金属层与靠近所述外侧金属层的所述基材层上,所述气流缓冲腔设置在所述中间金属层与靠近所述内侧金属层的所述基材层上。
6.根据权利要求4所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述线路板包括三层金属层以及分别设置在每两层相邻的所述金属层之间的基材层;定义与所述外壳粘接的所述金属层为内侧金属层,其余两所述金属层分别为中间金属层、外侧金属层,所述第一声孔设置在所述内侧金属层上,所述第二声孔设置在所述外侧金属层、所述中间金属层以及两者之间的所述基材层上,所述气流缓冲腔设置在靠近所述内侧金属层的所述基材层上。
7.根据权利要求4所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述线路板设置为三层线路板结构,定义与所述外壳粘接的一层为内侧线路板,其余两层分别为中间线路板、外侧线路板,所述第一声孔设置在所述内侧线路板上,所述第二声孔设置在所述外侧线路板上,所述气流缓冲腔设置在所述中间线路板上。
8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述第一声孔的孔径为0.01~0.1mm;所述第二声孔的孔径为0.2~0.3mm。
9.根据权利要求8所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述第一声孔的孔径尺寸在0.03~0.05mm之间。
10.根据权利要求1至9任一项权利要求所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述MEMS芯片与所述线路板相结合位置的线路板上设有用于存胶的溢胶槽。
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