CN204733382U - 一种mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种MEMS麦克风，包括：线路板、设置于线路板上方的支撑部、设置于支撑部上方的一体MEMS芯片，以及外壳；线路板和外壳围成腔体，将支撑部和一体MEMS芯片封装在腔体内部；一体MEMS芯片包括并列的第一MEMS单元和第二MEMS单元；线路板开设有第一通孔；支撑部对应于第一MEMS单元开设有第二通孔，并且对应于第二MEMS单元开设有第三通孔；第一通孔位于第二通孔和第三通孔之间，第一、第二、第三通孔互相连通以形成分岔的声孔。本实用新型的MEMS麦克风利用现有MEMS单元增大检测电容的面积，提高了麦克风产品的信噪比。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种MEMS麦克风。
背景技术
MEMS麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的声电换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展，MEMS麦克风被越来越广泛地运用到这些设备上。
MEMS麦克风产品中包含一个基于电容检测的MEMS芯片和一个ASIC芯片，MEMS芯片的电容会随着输入声音信号的不同产生相应的变化，再利用ASIC芯片对变化的电容信号进行处理和输出从而实现对声音的拾取。MEMS芯片通常包括具有背腔的基底、在基底上方设置的由背极板和振膜构成的平行板电容器，振膜接收外界的声音信号并发生振动，从而使平行板电容器产生一个变化的电信号，实现声-电转换功能。
目前对于MEMS麦克风产品的信噪比的要求越来越高，理论上可以通过增大MEMS芯片的电容面积来实现这一目的，但这需要重新开发、设计、制作一个新的MEMS芯片，成本和难度都很高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用现有MEMS芯片增大检测电容面积的MEMS麦克风的新的技术方案。
本实用新型提出了一种MEMS麦克风，包括：线路板、设置于线路板上方的支撑部、设置于支撑部上方的一体MEMS芯片、以及外壳；所述线路板和外壳围成腔体，将所述支撑部和一体MEMS芯片封装在腔体内部；所述一体MEMS芯片包括并列的第一MEMS单元和第二MEMS单元；所述线路板开设有第一通孔；所述支撑部对应于第一MEMS单元开设有第二通孔，并且对应于第二MEMS单元开设有第三通孔；所述第一通孔位于第二通孔和第三通孔之间，所述第一、第二、第三通孔互相连通以形成分岔的声孔。
优选的，所述支撑部为硅片。
优选的，所述第一MEMS单元和第二MEMS单元分别为差分电容结构，分别包括：位于中间的振膜，位于振膜上方的第一背极板以及位于振膜下方的第二背极板。
优选的，所述线路板与支撑部接触的一面开设有第一凹槽，所述第一凹槽连通所述第一、第二、第三通孔以形成所述分岔的声孔。
优选的，所述支撑部与线路板接触的一面开设有第二凹槽，所述第二凹槽连通所述第一、第二、第三通孔以形成所述分岔的声孔。
优选的，所述线路板与支撑部接触的一面开设有第一凹槽，所述支撑部与线路板接触的一面开设有与所述第一凹槽相对的第二凹槽；所述第一凹槽和第二凹槽连通所述第一、第二、第三通孔以形成所述分岔的声孔。
优选的，还包括设置于线路板上的ASIC芯片；所述第一MEMS单元和第二MEMS单元通过转接器与所述ASIC芯片电连接，或者所述第一MEMS单元和第二MEMS单元通过线路板上的电路与所述ASIC芯片电连接。
优选的，还包括一个设置于线路板上的ASIC芯片，所述第一MEMS单元和第二MEMS单元共用所述ASIC芯片。
优选的，所述第一MEMS单元和第二MEMS单元并联。
MEMS芯片的制造过程是同时形成多个MEMS单元然后将其一一切割分离开形成一个一个的MEMS芯片。根据本实用新型的技术方案，只需要在切割时将两个MEMS单元保留在一起，形成一个一体MEMS芯片，就可以利用现有的MEMS单元增大检测电容的面积，而无需重新开发一个大检测电容面积的MEMS芯片。本实用新型的MEMS麦克风利用现有MEMS单元增大检测电容的面积，提高了MEMS麦克风的信噪比，从而提升了麦克风产品的性能。
本实用新型的发明人发现，在现有技术中尚没有一种利用现有MEMS芯片增大检测电容面积的MEMS麦克风。因此本实用新型是一种新的技术方案。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型MEMS麦克风的实施例的结构示意图。
图2是图1实施例的线路板的俯视图。
图3是图1实施例的线路板的侧视图。
图4是图1实施例的支撑部的仰视图。
图5是图1实施例的支撑部的侧视图。
图6是本实用新型MEMS麦克风的MEMS芯片和ASIC芯片连接方式的第一实施例的示意图。
图7是本实用新型MEMS麦克风的MEMS芯片和ASIC芯片连接方式的第二实施例的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参考图1-5介绍本实用新型MEMS麦克风的实施例的结构：
MEMS麦克风，包括线路板100、设置于线路板100上方的支撑部200、设置于支撑部200上方的一体MEMS芯片300，以及外壳1。线路板100和外壳1围成腔体，将支撑部200和一体MEMS芯片300封装在腔体内部。
一体MEMS芯片300包括并列的第一MEMS单元301和第二MEMS单元302，第一MEMS单元301具有第一MEMS电容结构，第二MEMS单元302具有第二MEMS电容结构，第一MEMS单元301和第二MEMS单元302并联。
线路板100开设有第一通孔102；支撑部200对应于第一MEMS单元301开设有第二通孔202，并且对应于第二MEMS单元开设有第三通孔203。第一通孔102位于第二通孔202和第三通孔203之间，第一、第二、第三通孔102、202、203互相连通以形成分岔的声孔。一体MEMS芯片300和外壳1、线路板100共同围成后声腔400。上述声孔的设置，能够使进入到两个MEMS单元的声波更为均匀，使得两个MEMS单元更加相当于一个大检测电容面积的MEMS单元；同时还可以满足从麦克风下方进音的需求，以及对MEMS芯片提供一定的保护，防止粉尘或固体颗粒进入MEMS芯片内部对振膜造成破坏。
上述第一MEMS电容结构和第二MEMS电容结构可以分别为差分电容结构，分别包括：位于中间的振膜，位于振膜上方的第一背极板以及位于振膜下方的第二背极板。可以在第一背极板和第二背极板的感应部分分别设置多个通孔，以及在振膜的中心位置设置有若干细小的通孔，以起到平衡前后声腔声压的作用。
本实施例中，线路板100与支撑部200接触的一面开设有第一凹槽101，支撑部200与线路板100接触的一面开设有与第一凹槽101相对的第二凹槽201；第一凹槽101和第二凹槽201连通第一、第二、第三通孔102、202、203以形成分岔的声孔。在其它实施例中，可以仅在线路板100与支撑部200接触的一面开设有第一凹槽101，第一凹槽101连通第一、第二、第三通孔102、202、203以形成分岔的声孔；也可以仅在支撑部200与线路板100接触的一面开设有第二凹槽201，第二凹槽201连通第一、第二、第三通孔102、202、203以形成分岔的声孔。
MEMS麦克风还包括设置于线路板100上的ASIC芯片(图1-5中没有示出)，本实施例中两个MEMS单元共用一个ASIC芯片，在其它实施例中，两个MEMS单元可以分别使用一个ASIC芯片。
其中，支撑部200可以为硅片。第一背极板、振膜、第二背极板可以均为多晶硅材质；或者第一背极板、振膜、第二背极板均包括氮化硅层和多晶硅层；或者第一背极板、振膜、第二背极板均包括氮化硅层和金属层；其中氮化硅层主要起支撑作用，多晶硅层或金属层作为电容的极板使用。
图6是本实用新型MEMS麦克风的MEMS芯片和ASIC芯片连接方式的第一实施例的示意图。从图6中可以看出，第一MEMS单元301和第二MEMS单元302通过线路板100上的电路与ASIC芯片600电连接。
图7是本实用新型MEMS麦克风的MEMS芯片和ASIC芯片连接方式的第二实施例的示意图。从图7中可以看出，MEMS麦克风还包括一个转接器800，转接器800上设置有电路，第一MEMS单元301、第二MEMS单元302、ASIC芯片600分别连接至转接器800，第一MEMS单元301和第二MEMS单元302通过转接器800上的电路与ASIC芯片600电连接。
MEMS芯片的制造过程是同时形成多个MEMS单元然后将其一一切割分离开形成一个一个的MEMS芯片。根据本实用新型的技术方案，只需要在切割时将两个MEMS单元保留在一起，形成一个一体MEMS芯片，就可以利用现有的MEMS单元增大检测电容的面积，而无需重新开发一个大检测电容面积的MEMS芯片。本实用新型的MEMS麦克风利用现有MEMS单元增大检测电容的面积，提高了MEMS麦克风的信噪比，从而提升了麦克风产品的性能。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括：线路板(100)、设置于线路板(100)上方的支撑部(200)、设置于支撑部(200)上方的一体MEMS芯片(300)、以及外壳(1)；所述线路板(100)和外壳(1)围成腔体，将所述支撑部(200)和一体MEMS芯片(300)封装在腔体内部；
所述一体MEMS芯片(300)包括并列的第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)；所述线路板(100)开设有第一通孔(102)；所述支撑部(200)对应于第一MEMS单元(301)开设有第二通孔(202)，并且对应于第二MEMS单元开设有第三通孔(203)；所述第一通孔(102)位于第二通孔(202)和第三通孔(203)之间，所述第一、第二、第三通孔(102、202、203)互相连通以形成分岔的声孔。
2.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述支撑部(200)为硅片。
3.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)分别为差分电容结构，分别包括：位于中间的振膜，位于振膜上方的第一背极板以及位于振膜下方的第二背极板。
4.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述线路板(100)与支撑部(200)接触的一面开设有第一凹槽(101)，所述第一凹槽(101)连通所述第一、第二、第三通孔(102、202、203)以形成所述分岔的声孔。
5.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述支撑部(200)与线路板(100)接触的一面开设有第二凹槽(201)，所述第二凹槽(201)连通所述第一、第二、第三通孔(102、202、203)以形成所述分岔的声孔。
6.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述线路板(100)与支撑部(200)接触的一面开设有第一凹槽(101)，所述支撑部(200)与线路板(100)接触的一面开设有与所述第一凹槽(101)相对的第二凹槽(201)；所述第一凹槽(101)和第二凹槽(201)连通所述第一、第二、第三通孔(102、202、203)以形成所述分岔的声孔。
7.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，还包括设置于线路板(100)上的ASIC芯片(600)；所述第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)通过转接器(800)与所述ASIC芯片(600)电连接，或者所述第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)通过线路板(100)上的电路与所述ASIC芯片(600)电连接。
8.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，还包括一个设置于线路板(100)上的ASIC芯片(600)，所述第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)共用所述ASIC芯片(600)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的麦克风，其特征在于，所述第一MEMS单元(301)和第二MEMS单元(302)并联。
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| CN111314830A (zh) * | 2019-12-07 | 2020-06-19 | 朝阳聚声泰（信丰）科技有限公司 | 一种信噪比高的mems麦克风及其生产方法 |
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