CN203748007U - Mems麦克风及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种MEMS麦克风及电子设备，该MEMS麦克风包括麦克风外壳、与麦克风外壳结合为一体的印刷电路板、MEMS芯片、ASIC芯片及音孔，印刷电路板与外壳相结合的一侧为印刷电路板的内侧，MEMS芯片和ASIC芯片设置于印刷电路板的内侧，音孔开设在印刷电路板的内侧，其中，ASIC芯片设置于音孔之上，且ASCI芯片设置于MEMS芯片的前腔内部，ASIC芯片与印刷电路板通过金属线电连接，MEMS芯片与所述印刷电路板通过金属线电连接。该MEMS麦克风，可减小外部声、气压对MEMS芯片的冲击，提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命，且可减小MEMS麦克风体积，以适应电子产品轻薄化的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风技术领域，特别地，涉及一种MEMS麦克风及具有该MEMS麦克风的电子设备。
背景技术
MEMS麦克风是采用微机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）工艺制作的麦克风（Microphone）。这种麦克风内含两个芯片：MEMS 芯片和专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）芯片，该两枚芯片封装在一个表面贴装器件封装体中。其中，MEMS 芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片用作电容器的弹性硅膜，该弹性硅膜将声波转换为电容变化；ASIC 芯片则用于检测电容变化并将其转换为电信号输出。
MEMS 麦克风与传统电容式麦克风（ECM）相比，具有更好的声学性能、较高的信噪比、一致性较好的敏感度且功耗较低（平均只有70μW，工作电压范围1.5V ～ 3.3V）。并且，MEMS 麦克风相对于传统ECM 麦克风更易于组合成麦克风阵列且稳定性很高，目前Windows Vista 已经内置了麦克风阵列的算法，因此各大笔记本厂家都在争相寻找高质量的MEMS 麦克风，从而提高其视频通话中的语音传输质量。基于上述特性，MEMS 麦克风可广泛用于智慧型手机、笔记本电脑、医疗设备(如助听器)、汽车行业(如免提通话装置)等领域。
现有的MEMS 麦克风分前进音和零高度两种结构，图1 示出了现有技术中零高度MEMS 麦克风的结构示意图，其包括：印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）1、MEMS 芯片2、ASIC 芯片3、麦克风外壳5、振膜6、音孔7。
其中，麦克风外壳5 与印刷电路板1形成一个腔体，印刷电路板1与麦克风外壳5相结合的一侧可称为印刷电路板的内侧。ASIC 芯片3设置于印刷电路板1的内侧并通过封装胶4进行封装，MEMS 芯片2 也设置于印刷电路板1的内侧。MEMS 芯片2 上设置有振膜6，内部设置有前腔9（剩余的密封腔体则为背腔8），音孔7开设在印刷电路板1 上且与MEMS芯片的前腔9相连通。印刷电路板1、MEMS 芯片2和ASIC 芯片3通过电连接将信号送到印刷电路板1上然后输出。
但是，现有的零高度产品存在如下问题，第一，MEMS 芯片正对音孔，外部声(气) 压将直接施加在MEMS 芯片上，由于MEMS 芯片的振动系统即（振膜）的材料为既薄又脆弱的单晶或多晶硅结构，在较大声压或气压冲击下，该振膜会发生过度形变而破碎，由此可能会导致整个麦克风因MEMS芯片振膜的损坏而无声音信号输出。第二，在电子产品轻薄化的趋势下，也要求麦克风的体积越来越小，但是现有MEMS麦克风的内部结构都为将上述两个芯片并行放置于印刷电路板上，占用空间较多，从而造成MEMS麦克风的体积较大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种MEMS麦克风及电子设备，可减小外部（声）气压对MEMS芯片的冲击，提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命，且可减小MEMS麦克风整体的体积，以适应电子产品轻薄化的需要。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种MEMS麦克风，包括麦克风外壳、与所述麦克风外壳结合为一体的印刷电路板、MEMS芯片、ASIC芯片及音孔，所述印刷电路板与所述麦克风外壳相结合的一侧为印刷电路板的内侧，所述MEMS 芯片和ASIC芯片设置于所述印刷电路板的内侧，所述音孔开设在所述印刷电路板的内侧，其中，所述ASIC芯片设置于所述音孔之上，且所述ASCI芯片设置于所述MEMS芯片的前腔内部，所述ASIC芯片与所述印刷电路板通过金属线电连接，所述MEMS芯片与所述印刷电路板通过金属线电连接。
进一步的，所述ASIC芯片通过邦定胶以预置的非连续方式粘接在印刷电路板上，且ASIC芯片通过封装胶进行封装。
进一步的，所述MEMS芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板上。
进一步的，所述金属线为金线。
进一步的，所述麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳。
进一步的，所述麦克风外壳与所述印刷电路板通过密封胶进行密封形成腔体。
另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述任一所述的 MEMS麦克风。
与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点：
本实用新型MEMS麦克风及电子设备的实施例中，减小外部（声）气压对MEMS芯片的冲击，提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命，且可减小MEMS麦克风整体的体积，以适应电子产品轻薄化的需要。
附图说明
图1是现有技术中零高度MEMS麦克风的结构示意图；
图2是本实用新型MEMS麦克风实施例一的结构示意图；
图3是图2所示MEMS麦克风中的ASIC芯片与印刷电路板粘接后的俯视结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参看图2和图3所示，其中图2为本实用新型MEMS麦克风实施例一的结构示意图，图3为是图2所示MEMS麦克风中的ASIC芯片与印刷电路板粘接后的俯视结构示意图。
在该实施例中，该MEMS麦克风为零高度MEMS 麦克风，其包括印刷电路板21、MEMS芯片22、ASIC芯片23、麦克风外壳24及音孔28。
该麦克风外壳24可为金属外壳或线路板外壳，印刷电路板21与麦克风外壳24结合为一个完整的腔体，比如可将印刷电路板21与麦克风外壳24通过密封胶25进行密封形成一个腔体。其中，印刷电路板21与麦克风外壳24相结合的一侧可为印刷电路板21的内侧, 音孔28则开设在印刷电路板21的内侧。
在该实施例中，MEMS 芯片22和ASIC23芯片都设置于印刷电路板21的内侧，其中，ASIC芯片23设置于音孔28之上，且ASCI芯片23设置于MEMS芯片22的前腔221内部，ASIC芯片23与印刷电路板21通过金属线电连接，MEMS芯片22与印刷电路板21通过金属线电连接。
具体而言，将MEMS 芯片22设置于印刷电路板21的内侧，比如可通过邦定胶27将MEMS芯片22粘接在印刷电路板21上，该MEMS 芯片22上设置有振膜223（即该MEMS芯片的振动系统），MEMS芯片22可与音孔28相连通的腔体可为前腔221，剩余的密封腔体则可称为背腔222。
将ASIC芯片23设置于印刷电路板21的内侧且将ASIC芯片23设置于音孔28之上，比如可通过邦定胶以预置的非连续方式将ASIC芯片23粘接在印刷电路板21上的音孔28的上方，然后可通过封装胶231将ASIC芯片进行封装。
进一步的，将ASCI芯片23设置于MEMS芯片22的前腔221的内部，也就是MEMS芯片22为罩设于ASCI芯片23之外，以使得外部的声压、气压通过ASCI芯片，然后再到达MEMS芯片，有效减弱了对MEMS芯片上的振动系统（即振膜223）的冲击，降低了振膜223因声压、气压的冲击以坏损的几率，提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命，同时，由于该ASIC芯片与MEMS芯片的此种结构，可使得该两个芯片所占用的空间减少了，进而可减小MEMS麦克风整体体积。
上述的可通过邦定胶以预置的非连续方式将ASIC芯片23粘接在印刷电路板21上的音孔28的上方中，该预置的非连续方式可根据实际需要选择任一种非连续粘接对ASIC芯片进行粘接，在本实施例里，可以如图3所示的非连续的方式将ASIC芯片23粘接在印刷电路板21上，即在ASIC芯片23的四周各选取一个粘接区26，然后在该四个粘接区26上放置具有预定高度的邦定胶（该预定高度通常要高于粘接MEMS芯片的邦定胶的高度），以将ASIC芯片23粘接于印刷电路板21上，由图3可知，该四个粘接区26内的邦定胶并不会形成封闭的圆形、方形等形状，而是为不连续的四段，在每段邦定胶之间是有间隙的，这样使得外部气压、声压等可通过这些非连续性的间隙传递到ASIC芯片上，进而透过ASIC芯片传递到MEMS芯片及其振膜上，可进一步有效减弱了对MEMS芯片上的振动系统（即振膜）的冲击，降低了振膜因声压、气压的冲击以坏损的几率，提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命。在本实施例中，可选用金线来实现ASIC芯片23与印刷电路板21之间的电连接及MEMS芯片22与印刷电路板21之间的电连接，通过印刷电路板21、MEMS芯片22和ASIC芯片23之间的电连接，可将电信号送到印刷电路板21上然后进行输出。
由上述实施例可知，本实用新型实施例中的MEMS麦克风，可通过将ASIC芯片设置与MEMS芯片的前腔内部的结构，降低该两个芯片的占用空间，进而可降低MEMS麦克风整体的体积，可适用于轻薄化的电子产品中，更顺应电子产品轻薄化的需求。而且，通过上述结构及ASIC芯片与印刷电路板的非连续的粘接方式，可使得外部声压、气压可通过不连续间隙先经过ASIC芯片再到达MEMS芯片，可有效降低声压、气压对MEMS芯片及其振动系统（振膜）的冲击，可有效提高MEMS麦克风的使用稳定性及使用寿命。
进一步的，本实用新型还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一实施例中的MEMS麦克风。其中，电子设备可为智慧型手机、笔记本电脑、医疗设备(如助听器)、汽车(如汽车中的免提通话装置)等领域。可见，本实用新型的MEMS麦克风可广泛应用于轻薄、便携型的电子设备。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本实用新型所提供的一种MEMS麦克风及电子设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (7)
1.一种MEMS麦克风，包括麦克风外壳、与所述麦克风外壳结合为一体的印刷电路板、MEMS芯片、ASIC芯片及音孔，所述印刷电路板与所述麦克风外壳相结合的一侧为印刷电路板的内侧，所述MEMS 芯片和ASIC芯片设置于所述印刷电路板的内侧，所述音孔开设在所述印刷电路板的内侧，其特征在于，
所述ASIC芯片设置于所述音孔之上，且所述ASCI芯片设置于所述MEMS芯片的前腔内部，所述ASIC芯片与所述印刷电路板通过金属线电连接，所述MEMS芯片与所述印刷电路板通过金属线电连接。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片通过邦定胶以预置的非连续方式粘接在印刷电路板上，且ASIC芯片通过封装胶进行封装。
3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片通过邦定胶粘接在印刷电路板上。
4.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述金属线为金线。
5.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述麦克风外壳为金属外壳或线路板外壳。
6.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述麦克风外壳与所述印刷电路板通过密封胶进行密封形成腔体。
7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一所述的MEMS麦克风。
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