CN207235115U

CN207235115U - 微机电系统麦克风

Info

Publication number: CN207235115U
Application number: CN201721254251.8U
Authority: CN
Inventors: 汤小贾; 陈小康
Original assignee: Shenzhen Xinyibang Electronic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Xinyibang Electronic Co Ltd
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-04-13
Anticipated expiration: 2027-09-26

Abstract

本实用新型公开一种微机电系统麦克风，该微机电系统麦克风包括：上层板，上层板设有进音孔，进音孔的内侧壁设有第一金属层，第一金属层延伸至上层板的上表面；中层板，中层板具有贯穿其上、下表面的容纳空间，容纳空间的内侧壁设有第二金属层，上层板的下表面贴合中层板的上表面，并封堵容纳空间，第一金属层连通第二金属层；以及下层板，下层板贴合中层板的下表面，并封堵容纳空间，下层板设有接地电路，第二金属层连通接地电路。本实用新型技术方案的微机电系统麦克风能够将外界的静电放电由第一金属层导通至接地电路，而释放，从而减小外界静电干扰对该微机电系统麦克风造成的损坏，起到保护产品的作用，同时起到对射频抗干扰的能力。

Description

微机电系统麦克风

技术领域

本实用新型涉及传感器封装技术领域，特别涉及一种微机电系统麦克风。

背景技术

现有的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微型机电系统)麦克风具有尺寸小巧和信噪比高等诸多优点，但随着微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，静电放电的电磁场效应如电磁干扰等问题对电子产品的性能造成极大影响，且静电放电可能在不经意间将电子器件击穿，造成重大损失。为了减少这种现象的发生，需要对现有的MEMS麦克风的封装做出进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种微机电系统麦克风，旨在减小静电放电对微型机电系统麦克风造成的影响，使微型机电系统麦克风的抗干扰能力好。

为实现上述目的，本实用新型提出的微机电系统麦克风，包括：

上层板，所述上层板设有进音孔，所述进音孔的内侧壁设有第一金属层，所述第一金属层与所述上层板的上表面平齐或凸出于所述上层板的上表面；

中层板，所述中层板具有贯穿其上、下表面的容纳空间，所述容纳空间的内侧壁设有第二金属层，所述上层板的下表面贴合所述中层板的上表面，并封堵所述容纳空间，所述第一金属层连接所述第二金属层；以及下层板，所述下层板贴合所述中层板的下表面，并封堵所述容纳空间，所述下层板设有接地电路，所述第二金属层连接所述接地电路。

优选地，所述第一金属层凸出于所述上层板的上表面，并沿所述进音孔的周向延伸形成环形。

优选地，所述第一金属层形成的环形外径尺寸范围为0.4mm～0.8mm。

优选地，所述进音孔的直径范围为0.2mm～0.4mm。

优选地，所述上层板的下表面设有第一电路和连接所述第一电路的芯片组件，所述芯片组件封堵所述进音孔，且容置于所述容纳空间内；

所述下层板设有第二电路；

所述中层板于所述容纳空间的一侧设有连接部，所述连接部设有至少二连接件，所述连接件电连接所述第一电路和第二电路。

优选地，所述连接部于所述中层板的上表面设有至少二并排设置的第一连接盘，所述第一连接盘电连接所述第一电路；

所述连接部于所述中层板的下表面设有至少二第二连接盘，所述第一连接盘与第二连接盘匹配设置，每一第一连接盘穿过所述中层板电连接一第二连接盘，所述第二连接盘电连接所述第二电路。

优选地，每一所述第一连接盘的直径范围为0.2mm～0.5mm；且/或，每一所述第二连接盘的直径范围为0.2mm～0.5mm。

优选地，所述下层板连接所述中层板的一面设有所述第二电路，背离所述中层板的一面设有至少二连接引脚，所述第二电路穿过所述下层板电连接所述连接引脚，所述第一连接盘、第二连接盘和连接引脚一一对应。

优选地，所述微机电系统麦克风为数字信号输出，所述连接引脚包括电源输出引脚、信号输出引脚、时钟频率引脚和左右声道选择引脚；且/或，所述芯片组件包括MEMS传感器和ASIC放大器，所述MEMS传感器封堵所述进音孔；且/或，所述芯片组件包括一体式CMOS传感器芯片。

优选地，所述微机电系统麦克风为模拟信号输出，所述连接引脚包括电源输出引脚和信号输出引脚；且/或，所述芯片组件包括MEMS传感器和ASIC放大器，所述MEMS传感器封堵所述进音孔。

本实用新型技术方案中，该微机电系统麦克风的上层板、中层板和下层板依次贴合进行封装，上层板的进音孔用于将外部声波传入微机电系统麦克风内部，第一金属层通过第二金属层与接地电路连接，该第一金属层与上层板的上表面平齐或延伸至上层板的上表面，也就是第一金属层能由上层板的上表面露出，由于该微机电系统麦克风的整体尺寸很小，外界空气或人手触碰至该微机电系统麦克风的外侧时，产生的静电放电能够经由第一金属层导通至接地电路而释放，从而减小外界静电干扰对该微机电系统麦克风造成的损坏，起到保护产品的作用。

进一步地，第二金属层设于容纳空间的内侧壁，形成电磁屏蔽结构，能够避免该微机电系统麦克风的内部结构对外部设备产生电磁干扰，同时防止外界对该机电系统麦克风内部结构产生电磁干扰，进一步保护产品。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型微机电系统麦克风一实施例的俯视图；

图2为图1中微机电系统麦克风的爆炸示意图；

图3为本实用新型微机电系统麦克风另一实施例的爆炸示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	微机电系统麦克风	33	连接部
10	上层板	333	第二连接盘
				11	进音孔	50	下层板
111	第一金属层	51	连接引脚
				13	芯片组件	511	电源输出引脚
131	MEMS传感器	512	信号输出引脚
				133	ASIC放大器	513	时钟频率引脚
30	中层板	515	左右声道选择引脚
				31	容纳空间	53	接地引脚
311	第二金属层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至3，本实用新型提出一种微机电系统麦克风100，包括：上层板10，上层板10设有进音孔11，进音孔11的内侧壁设有第一金属层111，第一金属层111与上层板10的上表面平齐或凸出于上层板的上表面113；

中层板30，中层板30具有贯穿其上、下表面的容纳空间31，容纳空间31的内侧壁设有第二金属层311，上层板10的下表面贴合中层板30的上表面，并封堵容纳空间31，第一金属层111连接第二金属层311；以及

下层板50，下层板50连接中层板30的下表面，并封堵容纳空间31，下层板50设有接地电路，第二金属层311连接接地电路。

具体为，第一金属层111分别设于上层板10的上、下表面，并在该上、下表面部分布设，或者至少与该上表面平齐，通过进音孔11将该上、下表面的第一金属层111进行连通，中层板30的容纳空间31内设有第二金属层311，该第二金属层311延伸至中层板30的上、下表面，并在该上、下表面部分布设，使得上层板10的下表面的第一金属层111焊接于中层板30上表面的第二金属层311，从而将第一金属层111和第二金属层311导通，下层板50与中层板30的贴合焊接，使得中层板30的第二金属层311与下层板50的接地电路连通。该上层板10、中层板30和下层板50的材料可以为玻璃纤维。

本实用新型技术方案中，该微机电系统麦克风100的上层板10、中层板30和下层板50依次贴合进行封装，上层板10的进音孔11用于将外部声波传入微机电系统麦克风100内部，第一金属层111通过第二金属层311与接地电路连接，该第一金属层111与上层板10的上表面平齐或延伸至上层板10的上表面，也就是第一金属层111能由上层板10的上表面露出，由于该微机电系统麦克风100的整体尺寸很小，外界空气或人手触碰至该微机电系统麦克风100的外侧时，产生的静电放电能够经由第一金属层111导通至接地电路而释放，从而减小外界静电干扰对该微机电系统麦克风100造成的损坏，起到保护产品的作用。

进一步地，第二金属层311设于中层板30的容纳空间31的内侧壁，并布满于该内侧壁，形成电磁屏蔽结构，能够避免该微机电系统麦克风100内部结构对外部设备产生电磁干扰，同时防止外界对该机电系统麦克风内部结构产生电磁干扰，进一步保护产品。

本实用新型一实施例中，第一金属层111凸出于上层板10的上表面，并沿进音孔11的周向延伸形成环形。

由于该微机电系统麦克风100的整体结构尺寸较小，不用将第一金属层111过多的布设于该上层板10的上表面，仅将第一金属层111沿进音孔11的周向延伸形成环形，即可达到将外界的静电干扰导通至接地而释放，节约材料，降低制造成本。

本实用新型一实施例中，第一金属层111形成的环形外径尺寸范围为0.4mm～0.8mm。该尺寸范围内的第一金属层111能够在实现静电防护功能的同时，材料使用较少。

本实用新型一实施例中，进音孔11的直径范围为0.2mm～0.4mm。

该第一金属层111贴合设置于进音孔11的内壁，当该第一金属层111仅于进音孔11内设置且与上层板10的上表面平齐时，该进音孔11的直径即为第一金属层111的外径尺寸，该结构下第一金属层111能够达到消除静电外部的作用，且用料最少。可以理解地，该第一金属层111于上层板10的上表面布设范围越大防静电效果越好。

本实用新型一实施例中，上层板10的厚度为0.2mm～0.3mm。中层板30的厚度为0.5mm～0.7mm。使得该微机电系统麦克风100整体尺寸微小，适用范围广。

本实用新型一实施例中，上层板10的下表面设有第一电路和连接第一电路的芯片组件13，芯片组件13封堵进音孔11，且容置于容纳空间31内；

下层板50设有第二电路；

中层板30于容纳空间31的一侧设有连接部33，连接部33设有至少二连接件，连接件电连接第一电路和第二电路。

第一电路通过连接件电连接第二电路，实现声电转换的功能，且芯片组件13封堵进音孔11，由进音孔11传入的声波能够直接由芯片组件13接收，信噪比指标高。

参见图1，本实用新型一实施例中，连接部33于中层板30的上表面设有至少二并排设置的第一连接盘(未图示)，第一连接盘电连接第一电路；

连接部33于中层板30的下表面设有至少二第二连接盘333，第一连接盘与第二连接盘333匹配设置，每一第一连接盘沿厚度方向穿过中层板30，电连接一第二连接盘333，第二连接盘333电连接第二电路。

连接部33位于容纳腔31的一侧，为第一连接盘和第二连接盘333提供了较大的布置空间，可以最大化第一连接盘与第一电路板的连接面积，以及最大化第二连接盘333与第二电路的连接面积，提高了中层板30的支撑强度。

第一电路于上层板10的下表面具有与第一连接盘相对应的连接盘，第二电路于下层板50的上表面具有与第二连接盘333相对应的连接盘，优化了第一电路和第二电路的线路布局。

本实用新型一实施例中，每一第一连接盘的直径范围为0.2mm～0.5mm；且/或，每一第二连接盘333的直径范围为0.2mm～0.5mm。

每一第一连接盘与一第二连接盘333位置相对应，且中层板30设有通孔，每一第一连接盘通过一通孔与一第二连接盘333实现电连接。

本实用新型一实施例中，下层板50连接中层板30的一面设有第二电路，背离中层板30的一面设有至少二连接引脚51，第二电路穿过下层板50电连接连接引脚51，第一连接盘、第二连接盘333和连接引脚一一对应。

连接引脚51用于连接外部电路，实现微机电系统麦克风100与外部电路的连接，实现声电转换的功能。

参见图1和图2，本实用新型一实施例中，该微机电麦克风100为数字信号输出，每一连接引脚51可以分别连接到外界的每一相应功能电路中，从而与外部电路的连接，实现数字信号的输出。连接引脚51包括电源输出引脚511、信号输出引脚512、时钟频率引脚513和左右声道选择引脚515，该实施例中连接引脚51为四个，分别为电源输出引脚511、信号输出引脚512、时钟频率引脚513和左右声道选择引脚515；且/或，芯片组件13包括MEMS传感器131和ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)放大器133，该MEMS传感器131封堵进音孔11；且/或，芯片组件13包括一体式CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器芯片(未图示)。

下层板50背离中层板30的一面还设有多个接地引脚53，该接地引脚53沿厚度方向穿过下层板50，电连接接地电路，该接地引脚53连接外部的接地电路，从而对微机电系统麦克风100实现接地功能。

参见图3，本实用新型一实施例中，该微机电麦克风100为模拟信号输出，每一连接引脚51可以分别连接到外界的每一相应功能电路中，从而与外部电路的连接，实现模拟信号的输出。连接引脚51包括电源输出引脚511和信号输出引脚512，本实施例中，连接引脚51为两个，分别为电源输出引脚511和信号输出引脚512；且/或，芯片组件13包括MEMS传感器131和ASIC放大器133。

本实用新型实施例中，第一金属层111贴附于进音孔11的内侧壁，且由进音孔11的内侧壁延伸至上层板10的上、下表面，第二金属层311贴附于容纳空间31的内侧壁，且由容纳空间31的内侧壁延伸至中层板30的上、下表面，位于上层板10下表面的第一金属层111与位于中层板30上表面的第二金属层311相连接，从而将第一金属层111和第二金属层311导通；位于中层板30下表面的第二金属层311与位于下层板50上表面的接地电路相连接，从而将于上层板10上表面的第一金属层111导通至接地电路，使得接触第一金属层111的静电通过接地电路得到释放。

本实用新型技术方案中，上层板10、中层板30和下层板50是利用成熟的SMT(Surface Mount Technology，表面贴装技术)贴焊工艺进行焊接贴合，形成一个完整的SMT贴焊的微机电系统传感器换能器件，其信噪比指标比现在的LGA(Land Grid Array，栅格阵列)封装和QFN(Quad Flat No-lead，方形扁平无引脚)封装的微机电传感器提高3dB以上。本实用新型技术方案，是将MEMS传感器131和ASIC放大器133两颗芯片倒装固定在上层板10的下表面，上层板10的进音孔11周围裸露有第一金属层111，可以防止人触碰产品而产生的静电破坏。中层板30内的容纳空间31用于容纳MEMS传感器131和ASIC放大器133，容纳空间31的内侧壁一侧有连接部33，该连接部33包括于中层板30的上表面设置的两个或四个第一连接盘，以及于中层板30的下表面相对应设置的两个或四个第二连接盘333，每个第一连接盘穿过中层板30电连接一第二连接盘333，形成独立的金属焊接盘，且多个第一连接盘和多个第二连接盘333分别并排设置，这样的中层板30布局可以增强贴焊面积，提高封装产品的强度。中层板30对上层板10的第一电路和下层板50的第二电路起到连接桥梁的作用，且中层板30的容纳空间31的内侧壁表面金属化在起到接地连接的同时还能达到电磁屏蔽的作用，得该微机电系统麦克风100具有对射频抗干扰的能力，进一步保护该微机电系统麦克风100不受损坏。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种微机电系统麦克风，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述第一金属层凸出于所述上层板的上表面，并沿所述进音孔的周向延伸形成环形。

3.如权利要求2所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述第一金属层形成的环形外径尺寸范围为0.4mm～0.8mm。

4.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述进音孔的直径范围为0.2mm～0.4mm。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述上层板的下表面设有第一电路和连接所述第一电路的芯片组件，所述芯片组件封堵所述进音孔，且容置于所述容纳空间内；

所述下层板设有第二电路；

6.如权利要求5所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述连接部于所述中层板的上表面设有至少二并排设置的第一连接盘，所述第一连接盘电连接所述第一电路；

7.如权利要求6所述的微机电系统麦克风，其特征在于，每一所述第一连接盘的直径范围为0.2mm～0.5mm；且/或，每一所述第二连接盘的直径范围为0.2mm～0.5mm。

8.如权利要求6所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述下层板连接所述中层板的一面设有所述第二电路，背离所述中层板的一面设有至少二连接引脚，所述第二电路穿过所述下层板电连接所述连接引脚，所述第一连接盘、第二连接盘和连接引脚一一对应。

9.如权利要求8所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述微机电系统麦克风为数字信号输出，所述连接引脚包括电源输出引脚、信号输出引脚、时钟频率引脚和左右声道选择引脚；且/或，所述芯片组件包括MEMS传感器和ASIC放大器，所述MEMS传感器封堵所述进音孔；且/或，所述芯片组件包括一体式CMOS传感器芯片。

10.如权利要求8所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述微机电系统麦克风为模拟信号输出，所述连接引脚包括电源输出引脚和信号输出引脚；且/或，所述芯片组件包括MEMS传感器和ASIC放大器，所述MEMS传感器封堵所述进音孔。