CN209072738U - 一种mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MEMS麦克风，涉及声电转换技术领域。所述麦克风包括由基板和壳体围成的具有容纳腔的外部封装，以及结合固定在所述基板的靠近所述容纳腔一侧的电子元器件；所述电子元器件与所述基板之间通过锡膏焊接固定；所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的至少一个凹槽，所述电子元器件位于所述凹槽内。本实用新型提供的MEMS麦克风，可以解决麦克风二次回流焊时锡膏熔融后发生迸溅、污染麦克风芯片的技术问题，还能有效节省麦克风的内部封装空间。

Description

一种MEMS麦克风

技术领域

本实用新型涉及声电转换技术领域。更具体地，涉及一种MEMS麦克风。

背景技术

MEMS(微型机电系统)麦克风是一种基于MEMS技术制作出来的声电转换器，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、轻薄化发展，MEMS麦克风被越来越多广泛地运用到诸如手机、平板电脑、相机、助听器、智能玩具以及监听装置等电子设备上。

MEMS麦克风通常包括有MEMS芯片以及与之电连接的ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，功能集成电路)芯片，其中MEMS芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在MEMS芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。

SMT称为表面贴装或表面安装技术，是目前电子组装行业里流行的一种安装工艺。锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物，主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。

现有的MEMS麦克风通过表面安装技术将电容、电阻等电子元器件安装在麦克风基板(PCB板)的表面上并暴露于麦克风的容纳腔内。当进行二次回流焊将麦克风焊接到手机等电子产品上时，焊接温度过高可能会导致麦克风容纳腔内的锡膏熔融发生迸溅，污染麦克风内部的其它部件，例如MEMS芯片，影响麦克风的功能和品质。此外，随着电子产品的轻薄化发展，对麦克风的尺寸也有了更严格的要求。电容、电阻等电子元器件安装在麦克风基板(PCB板)的表面上，会占据麦克风的封装空间，阻碍了麦克风的小型化发展。因此，需要提供一种具有新型结构的MEMS麦克风，以解决现有技术中存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于是提供一种MEMS麦克风，可以解决麦克风二次回流焊时锡膏熔融后发生迸溅、污染麦克风芯片的技术问题，还能有效节省麦克风的内部封装空间。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种MEMS麦克风，所述麦克风包括由基板和壳体围成的具有容纳腔的外部封装，以及结合固定在所述基板的靠近所述容纳腔一侧的电子元器件；所述电子元器件与所述基板之间通过锡膏焊接固定；

所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的至少一个凹槽，所述电子元器件位于所述凹槽内。

此外，优选地方案是，所述凹槽的深度大于所述电子元器件的高度，所述电子元器件完全容纳于所述凹槽内。

此外，优选地方案是，所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的一个凹槽；所述电子元器件包括电容和电阻；所述电容和电阻位于同一个凹槽内。

此外，优选地方案是，所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的两个凹槽；所述电子元器件包括电容和电阻；所述电容和电阻分别位于两个不同的凹槽内。

此外，优选地方案是，所述麦克风还包括位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板顶面上的MEMS芯片和ASIC芯片。

此外，优选地方案是，所述ASIC芯片覆盖部分所述凹槽的开口处，或者所述ASIC芯片完全覆盖所述凹槽的开口处。

此外，优选地方案是，所述基板上包括有与MEMS芯片背腔对应设置的声孔，所述声孔将所述MEMS芯片背腔与外界连通。

此外，优选地方案是，所述壳体上包括有声孔，所述声孔将所述容纳腔与外界连通；所述声孔位于所述壳体的顶壁或侧壁上。

此外，优选地方案是，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片间通过金线通信连接；所述ASIC芯片与所述基板间通过金线通信连接。

此外，优选地方案是，所述壳体与所述基板之间通过胶体或者锡膏结合固定。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的MEMS麦克风，通过在基板上设置凹槽容纳电容电阻等电子元器件，当进行二次回流焊将麦克风焊接到手机等电子产品上时，焊接温度过高可能会导致用于焊接电子元器件的锡膏熔融，将电子元器件置于凹槽内可以避免熔融的锡膏发生迸溅后污染麦克风内部的MEMS芯片，影响麦克风的功能和品质，因此，本实用新型提供的MEMS麦克风良率高，品质好；

另一方面，本实用新型可以将ASIC芯片置于所述凹槽的上方，这种结构的麦克风不仅可以保护电容电阻等电子元器件，还可以有效节省麦克风的内部封装空间，减小麦克风的整体体积，有利于麦克风朝着小型化方向发展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单的介绍。可以理解的是，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1示出本实用新型一优选实施方式中MEMS麦克风的截面结构示意图。

图2示出本实用新型另一优选实施方式中MEMS麦克风的截面结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；2、基板；21、凹槽；3、MEMS芯片；4、ASIC芯片；5、金线；6、电子元器件。

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。

如背景技术中所述，现有技术中通常利用锡膏将电容、电阻等电子元器件焊接在MEMS麦克风的基板(PCB板)上。当进行二次回流焊将麦克风焊接到手机等电子产品上时，焊接温度过高可能会导致锡膏熔融发生迸溅，容易污染麦克风内部的其它部件，例如MEMS芯片，影响麦克风的功能和品质。此外，电容电阻等电子元器件均设置于基板的顶面，会占用麦克风的内部封装空间，限制麦克风的小型化发展。为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种具有新型结构的MEMS麦克风。

具体地，下面结合附图进行详细说明。图1示出本实用新型一优选实施方式中MEMS麦克风的结构示意图。图2示出本实用新型另一优选实施方式中MEMS麦克风的结构示意图。

如图所示，本实用新型提供一种MEMS麦克风，所述麦克风包括由基板2和壳体1围成的具有容纳腔的外部封装，以及结合固定在所述基板2的靠近所述容纳腔一侧的电子元器件6；所述电子元器件6与所述基板2之间通过锡膏焊接固定；所述基板2包括由基板2顶面向内凹陷形成的至少一个凹槽21，所述电子元器件6位于所述凹槽21内。

本实用新型提供的MEMS麦克风，通过在基板2上设置凹槽21容纳电容电阻等电子元器件6，当进行二次回流焊将麦克风焊接到手机等电子产品上时，焊接温度过高可能会导致用于焊接电子元器件6的锡膏熔融，将电子元器件6置于凹槽21内可以避免熔融的锡膏发生外流迸溅后污染麦克风内部的MEMS芯片3，影响麦克风的功能和品质，因此，本实用新型提供的MEMS麦克风良率高，品质好；此外，该结构的麦克风还可以有效节省其内部的封装空间，有利于麦克风的小型化发展。

在本优选的实施方式中，如附图1所示，所述凹槽21的深度大于所述电子元器件6的高度，所述电子元器件6完全容纳于所述凹槽21内，不仅可以更加有效地防止熔融后的锡膏外流外溅，保护MEMS芯片3免受污染，还可以节省麦克风的内部封装空间。在本实用新型的其它实施方式中，电子元器件6的高度也可以等于或大于所述凹槽的深度，本实用新型对此不做进一步限制。

进一步具体地，本实施方式中所述麦克风还包括位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板2顶面上的MEMS芯片3和ASIC芯片4，所述MEMS芯片3和ASIC芯片4通过胶体粘接在所述基板2顶面上。本领域技术人员可以理解的是，所述MEMS芯片3和ASIC芯片4也可以通过锡膏焊接固定在所述基板2上，或者根据实际需要选择其它可行的结合固定方式。

为实现MEMS芯片3、ASIC芯片4和基板2之间的通信，优选地，所述MEMS芯片3与所述ASIC芯片4间通过金线5通信连接；所述ASIC芯片4与所述基板2间通过金线5通信连接。MEMS芯片3将声信号转换为电信号，然后通过金线5传递给ASIC芯片4，ASIC芯片4对电信号进行处理，然后再通过金线5和基板2将结果输出至外部的电子设备。

本优选的实施方式中，如附图1所示，所述ASIC芯片4覆盖部分所述凹槽21的开口处，既可以更加有效地防止熔融后的锡膏外流外溅，保护MEMS芯片3免受污染，还可以进一步节省麦克风的内部封装空间，从而缩小麦克风的整体体积。在本实用新型的其它优选实施方式中，所述ASIC芯片4也可以完全覆盖所述凹槽21的开口处，给与凹槽21内的电子元器件6更充分的保护，完全避免熔融后的锡膏外流或外溅。

进一步地，如图1所示，所述基板2包括由基板2顶面向内凹陷形成的两个凹槽21；所述电子元器件6包括电容和电阻；所述电容和电阻分别位于两个不同的凹槽21内。本领域技术人员也可以理解的是，此处的电子元器件6还可以包括其它常见的可用于MEMS麦克风的电子元器件6，但不包括MEMS芯片3和ASIC芯片4。本领域技术人员可以根据实际需要设计凹槽21的个数，例如，在本实用新型的其它实施方式中，所述基板2包括由基板2顶面向内凹陷形成的一个凹槽21；所述电子元器件6包括电容和电阻；所述电容和电阻位于同一个凹槽21内。

需要说明的是，在MEMS麦克风结构中，MEMS芯片3通常包括衬底，在所述衬底上设置有由振膜以及背极构成的平板电容器结构。为了保证背极与振膜之间可以构成具有一定间隙的平板电容器结构，在所述背极与振膜之间还设置有用于支撑的支撑部，所述支撑部在起到支撑背极的同时，还可以保证背极与振膜之间的绝缘。此外，在MEMS芯片3结构中，所述支撑部、背极可通过依次沉积的方式形成在衬底上，所述衬底可以采用单晶硅材料，所述背极可以采用单晶硅或者多晶硅材料，这种材料的选择以及沉积的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。所述MEMS麦克风中会设置与外界环境连通的声孔结构，以便声音的流入，使得的外界的声音可以通过该声孔作用在MEMS芯片3的振膜上。

本优选的实施方式中，如图1所示，所述基板2上包括有与MEMS芯片3背腔对应设置的声孔，所述声孔将所述MEMS芯片3背腔与外界连通。作为声孔的另一种常规设计，在本实用新型的其它实施方式中，所述声孔也可以设置在所述壳体1上，所述声孔将所述容纳腔与外界连通；在这种情况下，本领域技术人员可以根据实际需要选择将所述声孔设置于所述壳体1的顶壁或侧壁上。结合图2所示出的MEMS麦克风结构，作为另一种优选地实施方式，所述声孔设置在壳体1的顶壁上。

在本优选的实施方式中，所述壳体1与所述基板2之间通过胶体粘接固定，在满足壳体1与基板2之间结合强度的同时，使得MEMS麦克风具有良好的密封性能。在本实用新型的其它实施方式中，所述壳体1和基板2之间也可以采用其他合适的结合固定方式，例如通过锡膏焊接等。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风，所述麦克风包括由基板和壳体围成的具有容纳腔的外部封装，以及结合固定在所述基板的靠近所述容纳腔一侧的电子元器件；所述电子元器件与所述基板之间通过锡膏焊接固定；其特征在于，

所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的至少一个凹槽，所述电子元器件位于所述凹槽内。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述凹槽的深度大于所述电子元器件的高度，所述电子元器件完全容纳于所述凹槽内。

3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的一个凹槽；所述电子元器件包括电容和电阻；所述电容和电阻位于同一个凹槽内。

4.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述基板包括由基板顶面向内凹陷形成的两个凹槽；所述电子元器件包括电容和电阻；所述电容和电阻分别位于两个不同的凹槽内。

5.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述麦克风还包括位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板顶面上的MEMS芯片和ASIC芯片。

6.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片覆盖部分所述凹槽的开口处，或者所述ASIC芯片完全覆盖所述凹槽的开口处。

7.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述基板上包括有与MEMS芯片背腔对应设置的声孔，所述声孔将所述MEMS芯片背腔与外界连通。

8.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述壳体上包括有声孔，所述声孔将所述容纳腔与外界连通；所述声孔位于所述壳体的顶壁或侧壁上。

9.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片间通过金线通信连接；所述ASIC芯片与所述基板间通过金线通信连接。

10.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述壳体与所述基板之间通过胶体或者锡膏结合固定。