CN209267817U - Mems麦克风和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备。其中，MEMS麦克风包括：电路板；MEMS芯片，所述MEMS芯片设于所述电路板的表面；ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述电路板的表面，并与所述MEMS芯片电性连接；所述MEMS芯片包括衬底和固定于所述衬底的振膜，所述衬底设于所述电路板的表面，所述衬底的背离所述电路板的端面凸设有挡板，所述挡板至少部分位于所述ASIC芯片与所述振膜之间。本实用新型的技术方案可提升MEMS麦克风对外部辐射等的屏蔽能力。

Description

MEMS麦克风和电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备。

背景技术

传感器作为检测器件，现已普遍应用在手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备之中。近年来，随着科技的快速发展，微机电系统(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)应运而生，MEMS麦克风(一种利用微机械加工技术制作出来的电能换声器)便是其中之一，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。当下，MEMS麦克风的尺寸越来越小，其内部的封装空间也越来越小，可是其对外部辐射等的屏蔽要求却越来越高，因此要求芯片及焊线表面增加保护层。但是，目前只能做到完全包覆ASIC芯片表面、以及完全包覆ASIC芯片与电路板之间的焊线，而无法做到完全包覆MEMS芯片与ASIC芯片之间的焊线，因为：如果利用保护层对MEMS芯片与ASIC芯片之间的焊线进行完全包覆，保护层形成时的胶水类物质会流淌到MEMS芯片的振膜区域，造成性能不良。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种MEMS麦克风，旨在提升MEMS麦克风对外部辐射等的屏蔽能力。

为实现上述目的，本实用新型提出的MEMS麦克风包括：

电路板；

MEMS芯片，所述MEMS芯片设于所述电路板的表面；

ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述电路板的表面，并与所述MEMS芯片电性连接；

所述MEMS芯片包括衬底和固定于所述衬底的振膜，所述衬底设于所述电路板的表面，所述衬底的背离所述电路板的端面凸设有挡板，所述挡板至少部分位于所述ASIC芯片与所述振膜之间。

在本实用新型一实施例中，所述挡板沿所述振膜的周向延伸设置。

在本实用新型一实施例中，所述挡板环绕所述振膜设置。

在本实用新型一实施例中，所述挡板的横截面的外轮廓呈圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形或平行四边形。

在本实用新型一实施例中，定义所述挡板凸起于所述衬底的高度为H，H≥20μm。

在本实用新型一实施例中，所述挡板为金属挡板、塑料挡板、玻璃挡板或木质挡板。

在本实用新型一实施例中，所述挡板通过胶黏剂固定于所述衬底的背离所述电路板的端面。

在本实用新型一实施例中，所述衬底的背离所述电路板的端面设有焊盘，所述焊盘与所述振膜由所述挡板间隔设置；

所述ASIC芯片通过导线与所述MEMS芯片电性连接，所述导线的一端电性连接于所述ASIC芯片，另一端电性连接于所述焊盘。

在本实用新型一实施例中，所述导线不高于所述挡板。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括MEMS麦克风，该MEMS麦克风包括：

电路板；

MEMS芯片，所述MEMS芯片设于所述电路板的表面；

ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述电路板的表面，并与所述MEMS芯片电性连接；

所述MEMS芯片包括衬底和固定于所述衬底的振膜，所述衬底设于所述电路板的表面，所述衬底的背离所述电路板的端面凸设有挡板，所述挡板至少部分位于所述ASIC芯片与所述振膜之间。

本实用新型的技术方案，通过于MEMS芯片衬底的背离电路板的端面凸设挡板，并且将至少部分挡板设置于ASIC芯片与MEMS芯片振膜之间，这样，便可利用该挡板在MEMS芯片的敏感区域(即振膜区域)与ASIC芯片之间建立起一道屏障，从而起到保护MEMS芯片的敏感区域(即振膜区域)的作用，例如：阻挡保护层形成时的胶水类物质流淌扩散至MEMS芯片的敏感区域(即振膜区域)，避免保护层形成后对MEMS芯片的敏感区域的性能造成不良影响，进而实现保护层对MEMS芯片与ASIC芯片之间焊线的完全包覆，实现将ASIC芯片及其焊线全部包覆住的要求，以提升MEMS麦克风对外部辐射等的屏蔽能力。

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MEMS麦克风一实施例的结构示意图；

图2为图1中MEMS芯片与挡板装配结构的俯视图。

附图标号说明：

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，在本实用新型中如涉及“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型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。

本实用新型提出一种MEMS麦克风100，该MEMS麦克风100可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备之中，旨在提升MEMS麦克风100对外部辐射等的屏蔽能力。

以下将就本实用新型MEMS麦克风100的具体结构进行说明，并以MEMS麦克风100水平放置为例进行介绍：

如图1和图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，该MEMS麦克风100包括：

电路板10；

MEMS芯片50，所述MEMS芯片50设于所述电路板10的表面；

ASIC芯片60，所述ASIC芯片60设于所述电路板10的表面，并与所述MEMS芯片50电性连接；

所述MEMS芯片50包括衬底51和固定于所述衬底51的敏感区域，敏感区域包括背极板及振膜53，背极板与振膜53构成电容结构，所述衬底51设于所述电路板10的表面，所述衬底51的背离所述电路板10的端面凸设有挡板90，所述挡板90至少部分位于所述ASIC芯片60与所述振膜53之间，也即ASIC芯片60与振膜53通过设置于衬底51上的挡板90间隔设置。

具体地，电路板10为板状结构，并水平设置。MEMS麦克风100还包括罩壳30，罩壳30大致呈倒扣的碗状结构，其罩设于电路板10的一表面，并与电路板10围合形成一安装腔30a。该安装腔30a可用于封装芯片组件。一般地，罩壳30为金属材质，可起到电磁屏蔽的作用，保障其内部的芯片组件的工作性能不受外界影响。当然，在实际应用过程中，罩壳30可以包括平板及两端开口的框架，平板设置于框架的一个开口处，电路板10设置于框架的另一个开口处，平板、框架、电路板10共同围成收容芯片组件的安装腔30a。

芯片组件包括MEMS芯片50和ASIC芯片60，MEMS芯片50和ASIC芯片60均可通过胶黏剂固定于电路板10的位于罩壳30内的表面。并且，MEMS芯片50和ASIC芯片60之间可通过导线70(焊线)进行电性连接，ASIC芯片60与电路板10之间也可通过导线70(焊线)进行电性连接。

进一步地，MEMS芯片50包括衬底51和振膜53，衬底51大致呈两端开口的筒状结构，其轴线垂直电路板10的表面设置，其朝向电路板10的一端(下端)可通过胶黏剂固定于电路板10的表面，其背离电路板10的一端(上端)内设置有振膜53。此时，电路板10开设有连通衬底51内部空间的声孔11，用于导入声波，实现MEMS芯片50对声波信息的采集。

因此，可以理解的，本实用新型的技术方案，通过于MEMS芯片50衬底51的背离电路板10的端面凸设挡板90，并且将至少部分挡板90设置于ASIC芯片60与MEMS芯片50振膜53之间，这样，便可利用该挡板90在MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)与ASIC芯片60之间建立起一道屏障，从而起到保护MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)的作用，例如：阻挡保护层80形成时的胶水类物质流淌扩散至MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)，避免保护层80形成后对MEMS芯片50的敏感区域的性能造成不良影响，进而实现保护层80对MEMS芯片50与ASIC芯片60之间焊线的完全包覆，实现将ASIC芯片60及其焊线全部包覆住的要求，以提升MEMS麦克风100对外部辐射等的屏蔽能力。

此外，挡板90可以为金属挡板90、塑料挡板90、玻璃挡板90、木质挡板90或其他材质的挡板90。多种材质的挡板90均可实现本实用新型的技术效果，加工、成型、制造更加的灵活、有效，实用性、可靠性更高。

进一步地，挡板90可通过胶黏剂固定于衬底51的背离电路板10的端面。如此，可使得挡板90的固定过程更加简单、更加便捷、更加高效，使挡板90的稳定性、可靠性更高。

如图1和图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述挡板90沿所述振膜53的周向延伸设置。如此，挡板90在振膜53的周向上的分布长度得以增加，MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)与ASIC芯片60之间的屏障在振膜53的周向上趋于完整，保护作用得以提升。

进一步地，所述挡板90环绕所述振膜53设置。如此，挡板90在振膜53的周向上完全包绕振膜53设置，在MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)的外侧形成了一道完整的屏障，保护作用更加全面，可进一步降低胶水类物质流淌扩散至MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)的可能性，提升MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)在保护层80形成过程中的安全性，避免了不良。

可以理解的，挡板90的横截面的外轮廓可以呈圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形、平行四边形或其他形状。多种形式的挡板90均可实现本实用新型的技术效果，更加有利于加工制造，实用性、可靠性更高。

如图1和图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，定义所述挡板90凸起于所述衬底51的高度为H，H≥20μm。如此，控制挡板90凸起于衬底51的高度H不低于20μm，可保障挡板90对胶水类物质的阻挡能力，避免因挡板90高度过低而造成的胶水类物质翻越挡板90、继续流淌扩散等情况。

如图1和图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述衬底51的背离所述电路板10的端面设有焊盘(未图示)，所述焊盘位于所述挡板90的背离所述振膜53的一侧，焊盘与振膜53由挡板90间隔设置；

所述ASIC芯片60通过导线70与所述MEMS芯片50电性连接，所述导线70的一端电性连接于所述ASIC芯片60，另一端电性连接于所述焊盘。

本实施例中，挡板90呈环圈状设置，且环绕振膜53设置。焊盘设置在挡板90的外侧，并位于挡板90与ASIC芯片60之间。如此，在利用胶水类物质对MEMS芯片50与ASIC芯片60之间导线70(焊线)进行完全包覆时，胶水类物质均位于挡板90的背离振膜53的一侧，这样，大大降低了胶水类物质翻越挡板90而流淌扩散至MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)的可能性，提升了MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)在保护层80形成过程中的安全性，避免了不良。

如图1和图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述导线70不高于所述挡板90。即，导线70的顶部不高于挡板90的背离衬底51的一端。这样，在利用胶水类物质对MEMS芯片50与ASIC芯片60之间导线70(焊线)进行完全包覆时，胶水类物质隆起的最高点与挡板90的背离衬底51的一端之间的高度差可大大降低，从而使胶水类物质不会过度溢流而流淌扩散至MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)，即可有效降低胶水类物质在固化前流淌扩散至MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)的可能性，进而有效提升MEMS芯片50的敏感区域(即振膜53区域)在保护层80形成过程中的安全性，避免了不良。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括如前所述的MEMS麦克风100，该MEMS麦克风100的具体结构参照前述实施例。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

可以理解的，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴设备等。

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 (10)

1.一种MEMS麦克风，包括：

电路板；

MEMS芯片，所述MEMS芯片设于所述电路板的表面；

ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述电路板的表面，并与所述MEMS芯片电性连接；其特征在于，

所述MEMS芯片包括衬底和固定于所述衬底的振膜，所述衬底设于所述电路板的表面，所述衬底的背离所述电路板的端面凸设有挡板，所述挡板至少部分位于所述ASIC芯片与所述振膜之间。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述挡板沿所述振膜的周向延伸设置。

3.如权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述挡板环绕所述振膜设置。

4.如权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述挡板的横截面的外轮廓呈圆形、正方形、长方形、椭圆形、菱形或平行四边形。

5.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，定义所述挡板凸起于所述衬底的高度为H，H≥20μm。

6.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述挡板为金属挡板、塑料挡板、玻璃挡板或木质挡板。

7.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述挡板通过胶黏剂固定于所述衬底的背离所述电路板的端面。

8.如权利要求1至7中任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述衬底的背离所述电路板的端面设有焊盘，所述焊盘与所述振膜由所述挡板间隔设置；

所述ASIC芯片通过导线与所述MEMS芯片电性连接，所述导线的一端电性连接于所述ASIC芯片，另一端电性连接于所述焊盘。

9.如权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述导线不高于所述挡板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的MEMS麦克风。