CN210641123U - 一种pcb以及应用该pcb的mems传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种PCB以及应用该PCB的MEMS传感器。其中，所述PCB包括PCB本体，在所述PCB本体上设置有通孔，在所述PCB本体上设置有铜箔层，所述铜箔层上对应于所述通孔的位置设置有多个微孔；还包括防水组件，所述防水组件设置在所述通孔内并与所述铜箔层连接，所述防水组件包括支撑体和连接在所述支撑体上的防水膜，所述防水膜的两侧形成有振动空间。本实用新型的一个技术效果为：该PCB具有良好的防水效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种PCB以及应用该PCB的MEMS传感器。
背景技术
传感器作为一种检测器件，现如今已经被普遍地应用在手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表以及智能穿戴设备等诸多电子产品中。近些年来，随着科技的高速发展，微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)应运而生，MEMS传感器便是其中的一种。
MEMS传感器是一种利用微机械加工技术制作出来的检测器件。现有的MEMS传感器，其外部封装结构，例如PCB上大多需要开设一个或者多个拾取孔。但是，在拾取孔的位置却没有设置相关的保护结构或者防护结构，这样很容易导致外部的水、油等异物从拾取孔进入到MEMS传感器的内部。特别是，当水进入到MEMS传感器内部后不能及时排出，水就会使MEMS传感器内部的结构遭到损坏，例如，损坏MEMS芯片、ASIC芯片等,进而会造成整个MEMS传感器工作出现异常。而这会给使用者带来极大的不便。研究者们为了解决这一问题，在拾取孔的外部设置了防水膜，但是将防水膜设置在外部，很容易破坏防水膜，造成防水失效。
因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种PCB以及应用该PCB的MEMS传感器的新技术方案。
根据本实用新型的一个方面，提供一种PCB，包括PCB本体，在所述PCB本体上设置有通孔，在所述PCB本体上设置有铜箔层，所述铜箔层上对应于所述通孔的位置设置有多个微孔；
还包括防水组件，所述防水组件设置在所述通孔内并与所述铜箔层连接，所述防水组件包括支撑体和连接在所述支撑体上的防水膜，所述防水膜的两侧形成有振动空间。
可选地，所述支撑体的横截面形状与所述通孔的横截面形状相匹配，在所述支撑体上设置有贯通孔。
可选地，所述防水膜与所述支撑体胶接。
可选地，所述支撑体通过胶黏剂固定设置在所述通孔内。
可选地，所述支撑体与所述铜箔层连接在一起。
可选地，所述防水膜与所述铜箔层连接在一起。
可选地，所述微孔的径向尺寸为25μm-45μm。
可选地，所述铜箔层的表面上设置有阻焊层。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种MEMS传感器。该MEMS传感器包括外壳和如上所述的PCB，所述外壳和所述PCB围合成具有容纳腔的封装结构，所述容纳腔内收容有MEMS芯片，所述MEMS芯片固定设置在所述PCB本体设置有铜箔层的表面上；
所述PCB本体上的通孔与所述MEMS芯片的背腔连通。
可选地，所述MEMS芯片包括衬底和感应膜，所述衬底为中空结构；
所述感应膜设置在所述衬底的一端并覆盖所述中空结构，所述中空结构形成所述背腔，所述衬底的另一端与所述PCB连接。
本实用新型实施例提供的PCB，通过防水组件可以有效阻隔水、油等异物。防水组件位于通孔内部，不易被破坏。而且，本实用新型中将防水膜与支撑体结合在一起构成防水组件，基于支撑体具有一定的强度，便于防水膜的稳定装配，解决了单独采用防水膜时，防水膜较为柔软不易安装的问题。
将本实用新型的PCB应用于MEMS传感器内部，可以有效阻隔水、油等异物进入MEMS传感器内部，从而避免水、油等异物对内部的芯片造成不良影响，有助于提高MEMS传感器的性能和延长MEMS传感器的使用寿命。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是根据本公开的一个实施例的MEMS传感器的结构示意图。
图2是根据本公开的另一个实施例的MEMS传感器的结构示意图。
附图标记说明：
1-PCB本体；101-通孔；2-外壳；3-铜箔层；301-微孔；4-阻焊层；5-MEMS芯片；501-背腔；6-ASIC芯片；7-防水组件；701-防水膜；702-支撑体；7021-贯通孔；8-胶黏剂。
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。
本实用新型实施例提供了一种PCB。该PCB可用在多种不同类型的传感器中。传感器例如可以为MEMS传感器等，对此不作限制。
根据本实用新型的一个实施例，提供了一种PCB。如图1和图2所示，所述PCB包括PCB本体1，在所述PCB本体1上设置有通孔101，在所述PCB本体101上设置有铜箔层3，所述铜箔层3上对应于所述通孔101的位置设置有多个微孔301。并且，所述PCB还包括防水组件7。所述防水组件7设置在所述通孔101内并与所述铜箔层3连接。所述防水组件7包括支撑体702和连接在所述支撑体702上的防水膜701。其中，在所述防水膜701的两侧形成有振动空间。
本实用新型的PCB，通过防水组件7可以有效阻隔水、油等异物。其中的防水组件7整体位于PCB本体1上通孔101的内部，使得防水组件7不易被破坏或损伤，能延长防水组件7的使用寿命。
本实用新型的防水组件7为复合结构，其包括支撑体702以及连接在该支撑体702一表面上的防水膜701。也就是说，将防水膜701贴合在支撑体702上，由支撑体702来承载防水膜701。其中，支撑体702本身具有一定的强度。例如，支撑体702可以为刚性支撑板。由于防水膜701本身比较柔软，在装配时不方便，不易将其牢固的固定住。将防水膜701先与支撑体702结合在一起，可以赋予防水膜701一定的强度。此时，有助于防水膜701的稳定装配，还可以延长防水膜701的使用寿命。
其中，防水膜701可以阻止水通过，但是不会阻止振动气流通过。具体来说：外部的振动气流可以引起防水膜701振动，防水膜701的振动会带动防水膜701另一侧的气流振动，从而将声波等传过防水膜701。并且，防水膜701与铜箔层3、支撑体702之间具有一定的间隙，该间隙用于形成供防水膜701振动的空间。用以使防水膜701在振动的过程中不会撞击到铜箔层3和支撑体702。
本实用新型的防水组件7设置在PCB本体1上的通孔101内部。为了实现良好的装配关系，防水组件7的形状和尺寸应当与通孔101的形状和尺寸相匹配。例如，防水组件7包括支撑体702以及连接在该支撑体702上的防水膜701。其中，支撑体702例如采用刚性支撑板，该刚性支撑板的横截面形状和尺寸与通孔101的横截面形状和尺寸相匹配。防水膜701直接贴合在刚性支撑板的一个表面上。在刚性支撑板的中部还设置有贯通孔7021。其中，贯通孔7021的形状可以为圆形、方形等，对此不作限制。
为了使支撑体702牢固、稳定的设置在PCB本体1上的通孔101内，例如可以将所述支撑体702通过胶黏剂固定设置在所述通孔101内。用以防止支撑体702从通孔101中脱落。
本实用新型的防水组件7，其中的防水膜701与支撑体702连接在一起。例如，防水膜701可以通过胶黏剂与支撑体702胶接。采用胶接的方式比较简单，且成本较低。该方式可以使防水膜701牢固的贴合在支撑体702上，防水膜701不易脱落。
在本实用新型的一个可选的例子中，防水组件7安装在PCB本体1上的通孔101内部。防水组件7包括支撑体702以及连接在该支撑体702上的防水膜701。如图1所示，在对防水组件7进行装配时，将其中的支撑体702与铜箔层3直接固定连接在一起。即，本实施例中通过支撑体702将防水膜701连接到铜箔层3上。其中，支撑体702与铜箔层3可以采用胶接的方式连接。当然，也可以采用本领域技术人员熟知的其它方式连接，对此不作限制。为了使支撑体702的固定更加牢固，采用向通孔101内灌注胶黏剂8(例如，胶水)，用以将支撑体702和防水膜701牢固的固定在通孔101内部，以防止PCB因受到较大振动等作用而导致防水组件7从通孔101脱离、掉落，使PCB失去防水的功能。
在本实用新型的一个可选的例子中，防水组件7安装在PCB本体1上的通孔101内部。防水组件7包括支撑体702以及连接在该支撑体702上的防水膜701。如图2所示，在对防水组件7进行装配时，将防水膜701直接与铜箔层3连接。例如，将防水膜701通过胶黏剂与铜箔层3胶接。此时，防水膜701位于铜箔层3与支撑体702之间。防水膜701与铜箔层3贴合在一起。为了使支撑体702的固定更加牢固，向通孔101内部灌注胶黏剂8(例如，胶水)，以将支撑体702牢固的固定在通孔101内部。本实施例中，防水膜701与铜箔层3连接，再由支撑体702对其进行承载。
本实用新型的PCB，在PCB本体1上还设置有铜箔层3。在铜箔层3上对应于通孔101的位置设置有多个微孔301。例如，多个微孔301呈均匀分布。每个微孔301的径向尺寸控制在25μm-45μm。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要调整微孔301的设置数量，对此不作限制。此外，微孔301例如可以为圆孔、椭圆孔、方孔、三角孔等。
如图1和图2所示，在铜箔层3的表面上还形成有一层阻焊层4。阻焊层4用于保护线路，避免氧化以及焊接短路现象出现。
另一方面，本实用新型实施例还提供了一种MEMS传感器，该MEMS传感器应用了上述的PCB。
本实用新型实施例提供的MEMS传感器，如图1和图2所示，其结构为：包括外壳2和如上所述的PCB，所述外壳2和所述PCB围合成具有容纳腔的封装结构。所述容纳腔内收容有MEMS芯片5，且所述MEMS芯片5固定设置在所述PCB本体1设置有铜箔层3的一面上。所述PCB本体1上的通孔101与所述MEMS芯片5的背腔501501相连通。
本实用新型实施例提供的MEMS传感器，在PCB上设置有防水组件7，通过防水组件7可以有效阻隔外部的水、油等异物进入到MEMS传感器的内部，从而可以避免水、油等异物对内部的MEMS芯片5等部件造成不良影响，有助于提高MEMS传感器的整体性能以及延长MEMS传感器的使用寿命。
本实用新型的外壳2具有敞开端。并且，在外壳2的内部形成腔体。例如，外壳2的材质可以为金属材料、塑料材料或者PCB板等。此外，外壳2的形状可以为圆柱状、长方体状等。本领域技术人员可以根据实际需要对外壳2的材质和形状灵活进行调整，对此不作限制。
本实用新型的PCB密封连接在外壳2的敞开端。例如，PCB与外壳2之间可以通过胶体粘接或者锡膏焊接结合固定在一起。当然，PCB与外壳2之间也可以采用本领域技术人员熟知的其它方式结合在一起。在PCB本体1上设置有通孔101。该通孔101沿着PCB本体1的厚度方向设置，且该通孔101与MEMS芯片5的背腔501相连通。其中，需要说明的是，所述通孔101可以为圆孔、方孔等孔型，本领域技术人员可以根据具体需要灵活调整，对此不作限制。在PCB本体1上开设通孔101的难度小，易于加工。此外，在PCB本体1的外侧还设置有多个焊盘。例如，焊盘可以根据需要设置为三个，四个或者更多个。在使用时，直接将焊盘与外部电路连接即可。
本实用新型的MEMS传感器，在其收容腔内收容有MEMS芯片5，同时还可以收容有ASIC芯片6。MEMS芯片5和ASIC芯片6均集成在PCB本体1上。
其中，所述MEMS芯片5包括衬底以及感应膜。衬底为中空结构。感应膜例如为压电元件、电容元件、压阻元件等。感应膜设置在衬底的一端，并覆盖中空结构。该中空结构形成背腔501。衬底的另一端与PCB固定连接。
MEMS芯片5可以通过金属线与ASIC芯片6连接。ASIC芯片6可用于将MEMS芯片5采集到的信号进行放大处理。需要说明的是，ASIC芯片6还可以采用本领域技术人员熟知的其它信号放大器代替，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。
其中，MEMS传感器例如可以为MEMS麦克风等，对此不作限制。该MEMS传感器可应用在手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表以及智能穿戴设备等诸多电子产品中。该MEMS传感器旨在避免外部的水、油等异物进入到MEMS传感器的内部，避免影响MEMS传感器的正常使用。
又一方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括如前所述的MEMS传感器，该MEMS传感器的具体结构可参照前述的实施例。
所述的电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表、智能穿戴设备等。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种PCB，其特征在于：包括PCB本体，在所述PCB本体上设置有通孔，在所述PCB本体上设置有铜箔层，所述铜箔层上对应于所述通孔的位置设置有多个微孔；
还包括防水组件，所述防水组件设置在所述通孔内并与所述铜箔层连接，所述防水组件包括支撑体和连接在所述支撑体上的防水膜，所述防水膜的两侧形成有振动空间。
2.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述支撑体的横截面形状与所述通孔的横截面形状相匹配，在所述支撑体上设置有贯通孔。
3.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述防水膜与所述支撑体胶接。
4.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述支撑体通过胶黏剂固定设置在所述通孔内。
5.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述支撑体与所述铜箔层连接在一起。
6.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述防水膜与所述铜箔层连接在一起。
7.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述微孔的径向尺寸为25μm-45μm。
8.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于：所述铜箔层的表面上设置有阻焊层。
9.一种MEMS传感器，其特征在于：包括外壳和如权利要求1-8任意一项所述的PCB，所述外壳和所述PCB围合成具有容纳腔的封装结构，所述容纳腔内收容有MEMS芯片，所述MEMS芯片固定设置在所述PCB本体设置有铜箔层的表面上；
所述PCB本体上的通孔与所述MEMS芯片的背腔连通。
10.根据权利要求9所述的MEMS传感器，其特征在于：所述MEMS芯片包括衬底和感应膜，所述衬底为中空结构；
所述感应膜设置在所述衬底的一端并覆盖所述中空结构，所述中空结构形成所述背腔，所述衬底的另一端与所述PCB连接。
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| CN113371669A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-09-10 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 半导体结构及其制造方法 |
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2019
- 2019-09-24 CN CN201921601873.2U patent/CN210641123U/zh active Active
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