CN209402728U - 多功能传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多功能传感器，包括基板、与基板形成封装结构的外壳，以及设置在封装结构内的声学传感器；在基板上开设有通孔，在通孔的内侧设置有覆盖通孔的承载板，声学传感器设置在承载板上；在承载板远离声学传感器的一侧设置有台阶结构，在台阶上贴设有振动膜片，振动膜片与承载板之间形成腔体结构。利用上述实用新型，能够防止外界液体或者灰尘进入传感器产品内部，使产品达到防水防尘的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，更为具体地，涉及一种多功能传感器。
背景技术
MEMS的英文全称为Micro-Electro-Mechanical System，中文名称为微机电系统，是指尺寸在几毫米甚至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。MEMS技术因具有微型化、智能化、高度集成化和可批量生产的优点，已广泛应用于电子、医学、工业、汽车和航空航天系统等领域。
在电子产品中，MEMS麦克风已成为中高端便携式智能电子设备的首选，为了满足电子产品小型化的设计需求，通常会将MEMS麦克风与其他传感器集成在MEMS麦克风的封装结构内，形成具有多种功能的传感器。
现有的多功能传感器均是直接封装在封装结构内，不具有防水防尘的功能，限制了产品的适用范围(例如，不能对液体进行检测)及性能。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种多功能传感器，以解决目前传感器产品不具备防水防尘功能，影响产品适用范围及性能的问题。
本实用新型提供的多功能传感器，包括基板、与基板形成封装结构的外壳，以及设置在封装结构内的声学传感器；在基板上开设有通孔，在基板的内侧设置有覆盖通孔的承载板，声学传感器设置在承载板上；在承载板远离声学传感器的一侧设置有台阶结构，在台阶上贴设有振动膜片，振动膜片与承载板之间形成腔体结构。
此外，优选的结构是，在承载板上设置有与声学传感器位置对应的进声孔，进声孔与腔体结构导通。
此外，优选的结构是，振动膜片为防水膜和/或防尘膜，振动膜片的外边缘粘贴固定在台阶上。
此外，优选的结构是，振动膜片为EPTFE膜片、PFA膜片、PCTFE膜片或者ETFE膜片。
此外，优选的结构是，声学传感器包括相互导通的第一MEMS芯片和第一ASIC芯片，第一MEMS芯片的感应面与进声孔的位置相对应。
此外，优选的结构是，还包括设置在封装结构内的环境传感器；其中，环境传感器设置在基板上；环境传感器为压力传感器、温度传感器、湿度传感器或者气体传感器中的一种或多种。
此外，优选的结构是，环境传感器包括相互导通的第二MEMS芯片和第二ASIC芯片。
此外，优选的结构是，基板为硅玻璃板、金属板或者PCB；环境传感器通过导电胶或者锡膏固定在基板上。
此外，优选的结构是，承载板为硅玻璃板、金属板或者PCB；声学传感器通过导电胶或者锡膏固定在承载板上。
此外，优选的结构是，承载板通过封装胶固定在通孔靠近外壳的一侧；振动膜片与外壳之间相互隔离。
从上面的技术方案可知，本实用新型的多功能传感器，在基板的通孔位置设置承载板，通过固定在承载板上的振动膜片对外界环境进行隔离，使传感器同时具备防水防尘的功能，产品结构简单、性能稳定，还能够实现对液体的相关检测。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本实用新型实施例的多功能传感器的剖面结构示意图。
其中的附图标记包括：外壳1、基板2、承载板3、振动膜片4、封装胶5、进声孔6、腔体结构7、第二MEMS芯片8、第二ASIC芯片9、第一MEMS芯片10、第一ASIC芯片11。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
为详细描述本实用新型提供的多功能扬声器的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。
图1示出了根据本实用新型实施例的多功能传感器剖面示意结构。
如图1所示，本实用新型实施例的多功能传感器，包括基板2、与基板2形成封装结构的外壳1，以及设置在封装结构内的声学传感器；其中，在基板2上开设有通孔，在基板2的内侧设置有覆盖通孔的承载板3，声学传感器设置在承载板3上；在承载板3远离声学传感器的一侧设置有台阶结构，在台阶上贴设有振动膜片4，振动膜片4与承载板3之间形成腔体结构7。通过振动膜片4对封装结构内的组件与外界环境进行隔离，达到防水防尘的效果。
具体地，在承载板3上设置有与声学传感器位置对应的进声孔6，进声孔6与腔体结构7导通，外界声音信号依次经过振动膜片4和进声孔6后被声学传感器拾取，可知，振动膜片4不仅能够隔离外界浮尘或者液体，还能够在声音信号损失较小的情况下，传递声音信号。
其中，为确保振动膜片4对声音信号的有效传递，在承载板3上设置台阶结构，此处的台阶结构可以理解为在承载板3上设置凹槽或避让槽所形成的阶梯状结构，振动膜片4的外边缘粘贴固定在台阶结构上，从而避免振动膜片4与承载板3的完全贴合，振动膜片4与凹槽或避让槽之间形成腔体结构7，在多功能扬声器应用过程中，环境信号经过振动膜片4和腔体结构7传递至封装结构内部，并被对应功能的传感器所采集，从而在不影响产品性能的情况下，通过振动膜片4实现产品的防水防尘功能。
进一步地，承载板3可以通过封装胶5固定在通孔靠近外壳1的一侧，封装胶5的设置不仅能够固定承载板3，还能够使承载板3与基板2之间存在一定的间距，进而使振动膜片4与基板2之间存在一定的间隙，即振动膜片4与外壳1之间相互隔离，从而防止振动膜片4在振动过程中与基板2发生碰撞而影响信号的传递。
可知，本实用新型实施例的振动膜片4可以为常用的防水膜、防尘膜或者防水防尘膜等。进一步地，振动膜片4可采用EPTFE(膨体聚四氟乙烯)膜片、PFA(可熔性聚四氟乙烯)膜片、PCTFE(聚三氟氯乙烯)膜片或者ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物)膜片等相似材质的膜片，具体可以根据实际应用的传感器的性能以及其采集的信号的类别进行设定。
在本实用新型的一个具体实施方式中，声学传感器包括通过连接线相互导通的第一MEMS芯片10和第一ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片11，第一MEMS芯片10的感应面与进声孔6的位置相对应，其中，振动膜片4的尺寸不小于第一MEMS芯片10的感应面的尺寸，例如，可以将振动膜片设置为横跨整个声学传感器。
此外，本实用新型的多功能传感器，还可以包括设置在封装结构内的环境传感器；其中，环境传感器设置在基板2上；环境传感器可以为压力传感器(包括对水压及气压的检测)、温度传感器、湿度传感器或者气体传感器中的一种或多种，在选择不同环境传感器的情况下，振动膜片4均能够对封装结构内外的气压、温度或者湿度等进行快速传递，保证产品检测的准确度。
进一步地，环境传感器包括通过连接线相互导通的第二MEMS芯片8和第二ASIC芯片9。
在本实用新型的另一具体实施方式中，基板2和承载板3可以分别为硅玻璃板、金属板或者PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)，环境传感器通过导电胶或者锡膏等固定在基板2上，声学传感器通过导电胶或者锡膏等固定在承载板3上。
通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的多功能传感器，在基板的通孔处设置承载板，在承载板的台阶结构上贴设振动膜片，通过振动膜片传递外界信号、隔离外界粉尘及水汽，在不影响产品性能的情况下，实现多功能传感器的防水防尘功能，产品结构简单、适用范围广、性能稳定。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的多功能传感器。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的多功能传感器，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (10)
1.一种多功能传感器，包括基板、与所述基板形成封装结构的外壳，以及设置在所述封装结构内的声学传感器；其特征在于，
在所述基板上开设有通孔，在所述基板的内侧设置有覆盖所述通孔的承载板，所述声学传感器设置在所述承载板上；
在所述承载板远离所述声学传感器的一侧设置有台阶结构，在所述台阶上贴设有振动膜片，所述振动膜片与所述承载板之间形成腔体结构。
2.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，
在所述承载板上设置有与所述声学传感器位置对应的进声孔，所述进声孔与所述腔体结构导通。
3.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，
所述振动膜片为防水膜和/或防尘膜，所述振动膜片的外边缘粘贴固定在所述台阶上。
4.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，
所述振动膜片为EPTFE膜片、PFA膜片、PCTFE膜片或者ETFE膜片。
5.如权利要求2所述的多功能传感器，其特征在于，
所述声学传感器包括相互导通的第一MEMS芯片和第一ASIC芯片，所述第一MEMS芯片的感应面与所述进声孔的位置相对应。
6.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，还包括设置在所述封装结构内的环境传感器；其中，
所述环境传感器设置在所述基板上；
所述环境传感器为压力传感器、温度传感器、湿度传感器或者气体传感器中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的多功能传感器，其特征在于，
所述环境传感器包括相互导通的第二MEMS芯片和第二ASIC芯片。
8.如权利要求6所述的多功能传感器，其特征在于，
所述基板为硅玻璃板、金属板或者PCB；
所述环境传感器通过导电胶或者锡膏固定在所述基板上。
9.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，
所述承载板为硅玻璃板、金属板或者PCB；
所述声学传感器通过导电胶或者锡膏固定在所述承载板上。
10.如权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，
所述承载板通过封装胶固定在所述通孔靠近所述外壳的一侧；
所述振动膜片与所述外壳之间相互隔离。
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