CN204968105U - 一种指向性mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种指向性MEMS麦克风，包括与PCB板围成第一封装结构的第一壳体，还包括位于第一封装结构内部的MEMS芯片以及ASIC芯片；还包括固定在PCB板上并与PCB板围成第二封装结构的第二壳体，第一壳体位于第二封装结构的内部；其中，PCB板上设置有第一声孔，第一壳体、第二封装结构上分别设置有第二声孔、第三声孔；其中，第一声孔形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声孔，第二声孔、第三声孔形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声孔，其中还包括用于覆盖次声孔的阻尼片。本实用新型的麦克风，对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，从而实现了MEMS麦克风良好的指向性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种麦克风，属于声电转换领域，更具体地，涉及一种指向性的MEMS麦克风。
背景技术
MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，其中的振膜、背极板是MEMS麦克风中的重要部件，振膜、背极板构成了电容器并集成在硅晶片上，实现声电的转换。
现有的MEMS麦克风通常包括MEMS芯片和ASIC芯片，声音从单一的声孔进入到MEMS芯片的振膜上，此类结构的MEMS麦克风为全指向性麦克风，无法实现声音的指向性，这在一定程度上限制了MEMS麦克风的应用领域及范围，这是因为全指向性麦克风对每个角度的声音敏感度是一样的，也就是说，来自各个方向的声音均能被其拾取到。当应用到某些特定场所时，该全指向性麦克风便不能满足需求。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种指向性MEMS麦克风。
根据本实用新型的一个方面，提供一种指向性MEMS麦克风，包括PCB板以及与PCB板围成第一封装结构的第一壳体，还包括位于第一封装结构内部的MEMS芯片以及ASIC芯片；还包括固定在PCB板上并与PCB板围成第二封装结构的第二壳体，所述第一壳体位于第二封装结构的内部；其中，所述PCB板上设置有第一声孔，所述第一壳体、第二封装结构上分别设置有第二声孔、第三声孔；其中，所述第一声孔形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声孔，所述第二声孔、第三声孔形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声孔，其中还包括用于覆盖所述次声孔的阻尼片。
优选的是，所述MEMS芯片固定在PCB板上，所述第一声孔设置在PCB板上位于MEMS芯片下方的位置。
优选的是，所述阻尼片设置有一个，其覆盖住所述第三声孔。
优选的是，所述阻尼片设置有两个，两个阻尼片分别覆盖住所述第二声孔、第三声孔。
优选的是，所述两个阻尼片的透气量不同。
优选的是，覆盖所述第三声孔的阻尼片的透气量为346mm*s；覆盖所述第二声孔的阻尼片的透气量为170mm*s。
优选的是，所述第三声孔设置在第二外壳上。
优选的是，所述第三声孔设置在PCB板上。
优选的是，所述阻尼片设有密集的通孔。
本实用新型还提供了另一种指向性MEMS麦克风，包括PCB板以及与PCB板围成第一封装结构的第一壳体，还包括位于第一封装结构内部的MEMS芯片以及ASIC芯片；还包括固定在PCB板上并与PCB板围成第二封装结构的第二壳体，所述第一壳体位于第二封装结构的内部；其中，所述PCB板上设置有第一声孔，所述第一壳体、第二封装结构上分别设置有第二声孔、第三声孔；其中，所述第一声孔形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声孔，所述第二声孔、第三声孔形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声孔，其中还包括用于覆盖所述第一声孔的阻尼片。
本实用新型的MEMS麦克风，在工作的时候，外界的声音一方面从作为主声孔的第一声孔中进入至MEMS芯片的一侧，并作用在MEMS芯片的振膜上；另一方面从第三声孔进入至第二封装结构内部，并从第二声孔进入至MEMS芯片的另一侧，并作用在MEMS芯片振膜的另一侧。也就是说，外界的声音通过主声孔、次声孔分别作用于MEMS芯片中振膜的两侧，由于在次声孔或主声孔的位置设置了阻尼片，可以减小声音通过次声孔或主声孔的声压，在物理结构上加大了声音经主、次声孔到达MEMS芯片振膜的声程差。当外界环境有不同角度的声音输入时，振膜的灵敏度会产生差异，也就是说，对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，MEMS芯片在两路声波的共同作用下产生电信号输出，从而实现了MEMS麦克风良好的指向性。
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
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型MEMS麦克风的结构示意图。
图2是本实用新型MEMS麦克风另一种实施方式的结构示意图。
图3是本实用新型MEMS麦克风第三种实施方式的结构示意图。
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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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、图2，本实用新型提供了一种指向性MEMS麦克风，其包括PCB板1以及设置在PCB板1上的第一外壳2，第一外壳2与PCB板1固定在一起后，二者形成了具有内腔的第一封装结构8。其中，该第一外壳2可以呈一端开口的筒状，其开口的一端固定在PCB板1上。当然，第一外壳2也可以呈平板状，此时，还需要设置一侧壁部将第一外壳2支撑在PCB板1上，共同形成麦克风的第一封装结构8。
本实用新型的MEMS麦克风，还包括位于第一封装结构8内部的MEMS芯片5以及ASIC芯片4。其中，MEMS芯片5为将声音信号转化为电信号的换能部件，其可以利用MEMS(微机电系统)工艺制作。ASIC芯片4主要用来将MEMS芯片5输出的电信号进行放大，并进行处理。MEMS芯片5、ASIC芯片4的结构以及工作原理，均属于本领域技术人员的公知常识，在此不再进行赘述。
本实用新型的MEMS麦克风，还包括固定在PCB板1上并与PCB板1围成第二封装结构7的第二壳体3。该第二壳体3可以呈一端开口的筒状，其开口的一端固定在PCB板1上，二者围成了具有内腔的第二封装结构7。当然，该第二壳体3也可以呈平板状，此时还需要设置一侧壁部将第二壳体3支撑在PCB板1上，共同形成麦克风的第二封装结构7。
其中，所述第一壳体2位于第二封装结构7的内部，也就是说，第二壳体3的尺寸要大于第一壳体2，使得第二壳体3可以将第一壳体2封装在PCB板1上。
本实用新型的MEMS麦克风，所述PCB板1上设置有第一声孔6，所述第一壳体2、第二封装结构7上分别设置有第二声孔12、第三声孔11；其中，所述第一声孔6形成了连通外界与MEMS芯片5一侧的主声孔，所述第二声孔12、第三声孔11形成了连通外界与MEMS芯片5另一侧的次声孔。其中，还包括用于覆盖所述次声孔的阻尼片。
本实用新型的MEMS麦克风，在工作的时候，外界的声音一方面从作为主声孔的第一声孔6中进入至MEMS芯片5的一侧，并作用在MEMS芯片5的振膜上；另一方面从第三声孔11进入至第二封装结构7内部，并从第二声孔12进入至MEMS芯片5的另一侧，并作用在MEMS芯片5振膜的另一侧。也就是说，外界的声音通过主声孔、次声孔分别作用于MEMS芯片5中振膜的两侧，由于在次声孔的位置设置了阻尼片，可以减小声音通过次声孔的声压，在物理结构上加大了声音经主、次声孔到达MEMS芯片振膜的声程差。当外界环境有不同角度的声音输入时，振膜的灵敏度会产生差异，也就是说，对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，MEMS芯片在两路声波的共同作用下产生电信号输出，从而实现了MEMS麦克风良好的指向性。
在本实用新型一个具体的实施方式中，参考图1、图2，位于第一封装结构8内部的MEMS芯片5、ASIC芯片4固定在PCB板1上，此时，所述第一声孔6设置在PCB板1上位于MEMS芯片5下方的位置。外界的声音经过第一声孔6直接作用在MEMS芯片5的振膜上。
当然，对于本领域的技术人员来说，MEMS芯片5、ASIC芯片4也可以安装在第一外壳1上，此时，外界的声音经过第一声孔6进入至第一封装结构8的内部，再作用在MEMS芯片5的振膜上。
本实用新型的MEMS麦克风，第三声孔11可以设置在PCB板1上，也可以设置在第二外壳3上，均可以使外界的声音进入至第二封装结构7的内部，并通过第二声孔12作用到MEMS芯片5的振膜上。本实用新型中，阻尼片可以是具有密集的通孔结构。其中，阻尼片可以设置有一个，其覆盖在所述第三声孔11上，参考图2。所述阻尼片也可以设置有两个，分别记为第一阻尼片9、第二阻尼片10，所述第一阻尼片9覆盖住第二声孔12，第二阻尼片10覆盖住第三声孔11，参考图1。第一阻尼片9、第二阻尼片10的透气量可以相同，也可以不同。例如在本实用新型一个具体的实施方式中，覆盖所述第三声孔11的第二阻尼片的透气量为346mm*s；覆盖所述第二声孔12的第一阻尼片9的透气量为170mm*s；上述各阻尼片参数的选择需要根据第一封装结构8、第二封装结构7的尺寸而定，在此不再详细说明。
上述各实施例中，阻尼片设置在次声孔的位置，在本实用新型另一实施方式中，阻尼片设置在主声孔的位置，参考图3，在所述第一声孔6的位置设置有阻尼片13，通过该阻尼片13将第一声孔6覆盖住，从而可以减小声音通过主声孔的声压，在物理结构上加大了声音经主、次声孔到达MEMS芯片振膜的声程差。当外界环境有不同角度的声音输入时，振膜的灵敏度会产生差异，也就是说，对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，MEMS芯片在两路声波的共同作用下产生电信号输出，从而实现了MEMS麦克风良好的指向性。
虽然已经通过示例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，以上示例仅是为了进行说明，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所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种指向性MEMS麦克风，其特征在于：包括PCB板(1)以及与PCB板(1)围成第一封装结构(8)的第一壳体(2)，还包括位于第一封装结构(8)内部的MEMS芯片(5)以及ASIC芯片(4)；还包括固定在PCB板(1)上并与PCB板(1)围成第二封装结构(7)的第二壳体(3)，所述第一壳体(2)位于第二封装结构(7)的内部；其中，所述PCB板(1)上设置有第一声孔(6)，所述第一壳体(2)、第二封装结构(7)上分别设置有第二声孔(12)、第三声孔(11)；其中，所述第一声孔(6)形成了连通外界与MEMS芯片(5)一侧的主声孔，所述第二声孔(12)、第三声孔(11)形成了连通外界与MEMS芯片(5)另一侧的次声孔，其中还包括用于覆盖所述次声孔的阻尼片。
2.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述MEMS芯片(5)固定在PCB板(1)上，所述第一声孔(6)设置在PCB板(1)上位于MEMS芯片(5)下方的位置。
3.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述阻尼片设置有一个，其覆盖住所述第三声孔(11)。
4.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述阻尼片设置有两个，两个阻尼片分别覆盖住所述第二声孔(12)、第三声孔(11)。
5.根据权利要求4所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述两个阻尼片的透气量不同。
6.根据权利要求4所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：覆盖所述第三声孔(11)的阻尼片的透气量为346mm*s；覆盖所述第二声孔(12)的阻尼片的透气量为170mm*s。
7.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述第三声孔(11)设置在第二外壳(3)上。
8.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述第三声孔(11)设置在PCB板(1)上。
9.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于：所述阻尼片设有密集的通孔。
10.一种指向性MEMS麦克风，其特征在于：包括PCB板(1)以及与PCB板(1)围成第一封装结构(8)的第一壳体(2)，还包括位于第一封装结构(8)内部的MEMS芯片(5)以及ASIC芯片(4)；还包括固定在PCB板(1)上并与PCB板(1)围成第二封装结构(7)的第二壳体(3)，所述第一壳体(2)位于第二封装结构(7)的内部；其中，所述PCB板(1)上设置有第一声孔(6)，所述第一壳体(2)、第二封装结构(7)上分别设置有第二声孔(12)、第三声孔(11)；其中，所述第一声孔(6)形成了连通外界与MEMS芯片(5)一侧的主声孔，所述第二声孔(12)、第三声孔(11)形成了连通外界与MEMS芯片(5)另一侧的次声孔，其中还包括用于覆盖所述第一声孔(6)的阻尼片(13)。
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