CN206948614U - 一种单指向mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单指向MEMS麦克风。该单指向MEMS麦克风，包括：由PCB基板和壳体围成的容纳腔，容纳腔内设置有MEMS芯片和ASIC芯片，PCB基板上设置有主声孔和次声孔，主声孔正对MEMS芯片，并形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声道，次声孔正对壳体内空间，并形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声道；主声道内设置有第一阻尼结构，次声道内设置有第二阻尼结构，第一阻尼结构和第二阻尼结构的声阻不同。本实用新型通过在主次声道内部设置声阻不同的阻尼结构，不同程度上的减少声音的声压，以使外界环境有不同角度的声音输入时，声音到达MEMS芯片振膜两侧的强度和时间会产生差异，进而对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，实现良好的指向性。
Description
技术领域
本实用新型涉及声电换能技术领域，特别涉及一种单指向MEMS麦克风。
背景技术
消费类电子产品已成为现代生活不可缺少的设备，人们对消费类电子产品的使用越来越频繁。其中，麦克风用以将声音转换成电信号，是手机等电子产品的重要器件。现阶段，在一些电子产品中主要采用MEMS(微型机电系统)麦克风作为声电换能器件。
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，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要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种单指向MEMS麦克风，以解决全指向性MEMS麦克风使用场景受限的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供了一种单指向MEMS麦克风，包括：由PCB基板和壳体围成的容纳腔，容纳腔内设置有MEMS芯片和ASIC芯片，PCB基板上设置有主声孔和次声孔；
主声孔正对MEMS芯片，并形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声道，次声孔正对壳体内空间，并形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声道；
主声道内设置有第一阻尼结构，次声道内设置有第二阻尼结构，第一阻尼结构和第二阻尼结构的声阻不同。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的单指向MEMS麦克风，外界声音通过主次声道、主次声孔后分别作用于MEMS芯片振膜的两侧，由于在主次声道内部设置了声阻不同的阻尼结构，因此可以不同程度上的减少声音的声压，加大声音到达MEMS芯片两侧的声程差，以使外界环境有不同角度的声音输入时，声音到达MEMS芯片振膜两侧的强度和时间会产生差异，进而对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，使得本实用新型的MEMS麦克风实现良好的指向性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种单指向MEMS麦克风示意图。
图2为图1中辅助PCB板的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
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。
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。
首先，对具体实施方式中涉及到的方位词语作一简要说明：本实施例中以PCB基板为参考基准定义底面和顶面，以朝向PCB基板的端面为顶面，以背离PCB基板的端面为底面。
图1为本实用新型实施例提供的一种单指向MEMS麦克风示意图，图2为本实用新型实施例提供的另一种单指向MEMS麦克风示意图。
参考图1，本实用新型提供了一种单指向MEMS麦克风，包括：由PCB基板1和壳体2围成的容纳腔3，容纳腔3内设置有MEMS芯片4和ASIC芯片5，PCB基板1上设置有主声孔1_1和次声孔1_2，主声孔1_1正对MEMS芯片4，并形成了连通外界与MEMS芯片4一侧的主声道6_1，次声孔1_2正对壳体2内空间，并形成了连通外界与MEMS芯片4另一侧的次声道6_2；
主声道6_1内设置有第一阻尼结构9_1，次声道6_2内设置有第二阻尼结构9_2，第一阻尼结构9_1和第二阻尼结构9_2的声阻不同；其中，本领域技术人员可以根据实际的性能要求调整第一阻尼结构和第二阻尼结构的声阻抗，以达到理想的单指向性效果。
本实施例的单指向MEMS麦克风工作时，部分外界的声音经过主声道6_1从主声孔1_1传到所述MEMS芯片4的一侧，从一侧对MEMS芯片4的振膜产生作用；部分声音经过次声道6_2从次声孔1_2传到容纳腔3中，进而从MEM芯片4的另一侧对MEMS芯片4的振膜产生作用。即外界的声音通过主声孔1_1、次声孔1_2分别作用于MEMS芯片4中振膜的两侧，主声道6_1和次声道6_2在物理结构上加大了声音经主、次声孔到达MEMS芯片4振膜的声程差，MEMS芯片4对从主声孔1_1和次声孔1_2传入的声音的响应灵敏度产生差异，从而实现了MEMS麦克风的单指向性。
本实施例的单指向MEMS麦克风，外界声音通过主次声道、主次声孔后分别作用于MEMS芯片振膜的两侧，由于在主次声道内部设置了声阻不同的阻尼结构，因此可以不同程度上的减少声音的声压，加大声音到达MEMS芯片两侧的声程差，以使外界环境有不同角度的声音输入时，声音到达MEMS芯片振膜两侧的强度和时间会产生差异，进而对来自不同方向的声音产生不同的灵敏度，使得本实施例的MEMS麦克风实现良好的指向性。
针对目前MEMS麦克风的声音通道大多数由机械结构制备形成，如较为常用的金属材料或塑料材料，声音通道的制备形式较为单一的情况，本实施例的单指向MEMS麦克风还包括：设置在PCB基板1底面的辅助PCB板6，主声道6_1和次声道6_2形成在辅助PCB板6上。
参考图2所示，辅助PCB板6的顶面设置有焊盘6_3，辅助PCB板6通过焊盘6_3与PCB基板1贴片连接。辅助PCB板6设置有对应于主声孔1_1的主声道6_1和对应于次声孔1_2的次声道6_2，主声孔1_1通过主声道6_1将容纳腔3与外界连通，次声孔1_2通过次声道6_3将容纳腔3与外界连通。
本实施例通过设置辅助PCB板，在辅助PCB板上设置主、次声孔对应的主、次声道，成型工艺简单，装配容易，且利用辅助PCB板制作主次声道相比于利用金属或塑料材料，更方便MEMS麦克风的电路设计。
本实用新型示例性地通过下述方式在辅助PCB板上设置主、次声道：
如图1所示，辅助PCB板6的底面加工有互不干扰的第一通道6_11和第二通道6_21；
在辅助PCB板6设置在PCB基板上时，第一通道6_11的一端与主声孔1_1对接，另一端形成于辅助PCB板6顶面，并位于壳体2外侧，作为单指向MEMS麦克风的主拾音孔；
第二通道6_21的一端与次声孔1_2对接，另一端形成于辅助PCB板6顶面，并位于壳体2外侧，作为单指向MEMS麦克风的次拾音孔；
在辅助PCB板6的底面焊接在主机电路板8上时，第一通道6_11与主机电路板形成主声道6_1，第二通道6_21与主机电路板形成次声道6_2。
辅助PCB板的底面设置有焊盘，以使辅助PCB板与主机电路板8贴片连接。
需要说明的是，主声道1_1和次声道1_2的结构形状也可以根据单指向MEMS麦克风的性能要求进行调整，图1仅是示例性示出主声道和次声道均为U型结构，本领域技术人员可以通过调整主、次声道的形状实现对声道长短的调整，所述主、次声道的宽窄、直径、拾音孔孔径等参数也对麦克风的指向性性能具有直接的影响，本领域技术人员也可以根据实际情况设计；并且，本实施例不限定主声道和次声道形状结构对称或相同。
在本实用新型的实施例中，为使主声道和次声道可以拾取同一方向的声音，主声道1_1的主拾音孔与次声道1_2的次拾音孔处于同一平面。如参考图1所示，主拾音孔和次拾音孔都位于辅助PCB板的顶面，此时，主拾音孔和次拾音孔均拾取来自辅助PCB板前方的声音。
由于本实施例的容纳腔3直接通过主声孔1_1和次声孔1_2与外界连接，为避免外界的灰尘有可能从主声孔1_1和次声孔1_2进入容纳腔3和MEMS芯片4，在主声孔和次声孔的外侧均设置防尘网10。
为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种单指向MEMS麦克风，包括：由PCB基板和壳体围成的容纳腔，所述容纳腔内设置有MEMS芯片和ASIC芯片，其特征在于，所述PCB基板上设置有主声孔和次声孔；
所述主声孔正对所述MEMS芯片，并形成了连通外界与MEMS芯片一侧的主声道，所述次声孔正对所述壳体内空间，并形成了连通外界与MEMS芯片另一侧的次声道；
所述主声道内设置有第一阻尼结构，所述次声道内设置有第二阻尼结构，所述第一阻尼结构和所述第二阻尼结构的声阻不同。
2.根据权利要求1所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述单指向MEMS麦克风还包括：设置在所述PCB基板底面的辅助PCB板，所述主声道和所述次声道形成在所述辅助PCB板上。
3.根据权利要求2所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述辅助PCB板的底面加工有互不干扰的第一通道和第二通道；
所述第一通道的一端与所述主声孔对接，另一端形成于辅助PCB板顶面，并位于所述壳体外侧，作为所述单指向MEMS麦克风的主拾音孔；
所述第二通道的一端与所述次声孔对接，另一端形成于辅助PCB板顶面，并位于所述壳体外侧，作为所述单指向MEMS麦克风的次拾音孔；
在辅助PCB板的底面焊接在主机电路板上时，所述第一通道与所述主机电路板形成所述主声道，所述第二通道与所述主机电路板形成所述次声道。
4.根据权利要求3所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述主声道与所述次声道均为U型结构。
5.根据权利要求3所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述辅助PCB板的底面设置有焊盘，以使所述辅助PCB板与主机电路板贴片连接。
6.根据权利要求3所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述主拾音孔与所述次拾音孔处于同一平面。
7.根据权利要求2所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述辅助PCB板的顶面设置有焊盘，与所述PCB基板贴片连接。
8.根据权利要求1所述的单指向MEMS麦克风，其特征在于，所述主声孔和所述次声孔的外侧设置有防尘网。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114430521A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 达菲咸测有限公司 | 麦克风设备 |
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