CN211089968U - 一种麦克风封装结构以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种麦克风封装结构以及电子设备。所述麦克风封装结构包括具有容纳腔的外壳，在所述外壳上设置有至少一个声学端口，所述声学端口用于将所述外壳的内部与外部连通；所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道，所述声音通道的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔，所述第二开口端远离所述容纳腔，所述声音通道的至少部分内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中口径较小的一个；还包括麦克风器件，所述麦克风器件收容固定在所述容纳腔内。本实用新型的麦克风封装结构具有良好的声学性能和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及声学器件技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种麦克风封装结构以及电子设备。
背景技术
随着电声技术的快速发展，各种电声产品层出不穷。麦克风作为一种将声音转换为电信号的换能器，是电声产品中非常重要的器件之一。如今，麦克风已经被广泛的应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、VR设备、AR设备、智能手表以及智能穿戴等多种不同类型的电子产品中。近年来，对于麦克风封装结构的设计成为了本领域技术人员研究的重点。
现有的麦克风封装结构通常为：如图1所示，包括具有容纳腔6的外壳，在容纳腔6内收容固定有麦克风器件，在外壳上开设有声孔101。目前，对于麦克风封装结构上的声孔一般采用两种设计方案。其中一种是将声孔的尺寸设计的比较小，以此来防止外部的异物进入麦克风封装结构内部，但是这牺牲了麦克风的信噪比(SNR)和高频响应等性能，会影响到麦克风的声学性能。另一种是将声孔的尺寸设计的比较大，虽然这样有助于改善麦克风的信噪比(SNR)和高频响应等性能，但由于声孔的开口较大很容易引入外部的异物，进而会影响到内部的麦克风器件，降低了麦克风的可靠性。
由此可见，很有必要对现有的麦克风封装结构上的声孔结构进行改良，以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种麦克风封装结构以及电子设备的新技术方案。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种麦克风封装结构，包括具有容纳腔的外壳，在所述外壳上设置有至少一个声学端口，所述声学端口用于将所述外壳的内部与外部连通；所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道，所述声音通道的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔，所述第二开口端远离所述容纳腔，所述声音通道的至少部分内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中口径较小的一个；
还包括麦克风器件，所述麦克风器件收容固定在所述容纳腔内。
可选地，所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的内壁均为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
可选地，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的内壁均为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
可选地，所述第一开口端的口径与所述第二开口端的口径相同，所述声音通道的内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中任意一个的口径。
可选地，所述第一开口端与所述第二开口端呈相对设置。
可选地，所述第一开口端与所述第二开口端呈相互错开设置。
可选地，所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐增大，形成锥形通道。
可选地，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐减小，形成锥形通道。
可选地，所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室；所述第一腔室的内壁为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同；所述第二腔室的内壁为斜面结构。
可选地，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室；所述第一腔室的内壁为斜面结构；所述第二腔室的内壁为直壁结构，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
可选地，所述外壳包括基板和封装盖，所述基板和所述封装盖围合成所述容纳腔；
所述麦克风器件固定设置在所述基板上，所述声学端口开设在所述基板上。
可选地，所述麦克风器件包括MEMS芯片和信号放大器；
所述声学端口位于所述基板上对应于所述MEMS芯片的位置。根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括如上任意一项所述的麦克风封装结构。
本实用新型实施例提供的麦克风封装结构，对其外壳上开设的声学端口的结构进行了改良，在保证麦克风具有可靠性的同时，还提高了麦克风的灵敏度、信噪比以及高频响应等性能。本实用新型实施例提供的麦克风封装结构具有良好的声学性能。
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是常规麦克风封装结构的剖视图。
图2是根据本实用新型第一个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图3是根据本实用新型第二个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图4是根据本实用新型第三个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图5是根据本实用新型第四个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图6是根据本实用新型第五个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图7是根据本实用新型第六个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图8是根据本实用新型第七个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
图9是根据本实用新型第八个实施例提供的麦克风封装结构的局部结构示意图。
附图标记说明：
101-声孔；
1-基板，2-封装盖，3-MEMS芯片，31-衬底，32-感应膜，4-声音通道，41-第一腔室，42-第二腔室，5-信号放大器，6-容纳腔。
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。
根据本实用新型的一个实施例，提供了麦克风封装结构，该麦克风封装结构例如可以为MEMS麦克风装置等，对此不作限制。该麦克风封装结构可应用于例如手机、笔记本电脑、平板电脑、VR设备以及智能穿戴设备等多种类型的电子产品中，其应用较为广泛。
以下就本实用新型实施例提供的麦克风封装结构的具体结构进行进一步地说明。
本实用新型实施例提供的麦克风封装结构，如图2-图9所示，包括具有容纳腔6的外壳，在外壳上设置有至少一个声学端口，声学端口被配置为用于将外壳的内部与外部连通。其中，声学端口包括嵌入外壳中的声音通道4，声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，且第一开口端靠近容纳腔6，第二开口端远离容纳腔6，声音通道4的至少部分内径大于第一开口端和第二开口端中口径较小的一个。所述麦克风封装结构还包括麦克风器件，麦克风器件收容固定在容纳腔6内。
本实用新型实施例提供的麦克风封装结构，对外壳上开设的声学端口的结构进行了改良，该声学端口的结构与常规麦克风封装结构上的声孔结构不同，属于异形结构。在本实用新型中，通过对声学端口的结构改良，能保证麦克风具有良好的可靠性(例如防吹气、抗摔落、抗ESD等性能)；与此同时，还能提高了麦克风的灵敏度、信噪比以及高频响应等性能，以使麦克风具有良好的声学性能。
需要说明的是，在本实用新型中，声学端口可以根据具体需要设置为一个或者多个。并且，声学端口在外壳上的设置位置也可以根据具体需要灵活进行调整，本实用新型对此不作限制。
在本实用新型一个可选的例子中，如图2所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径，在所述声音通道4内形成靠近所述第一开口端的第一腔室41，以及靠近所述第二开口端的第二腔室42，所述第一腔室41和所述第二腔室42的内壁均为直壁结构，所述第一腔室41的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室42的内径与所述第二开口端的口径相同。本例子中，声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较大，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较小，这样由外到内形成了一种缩紧结构。其中，第二腔室42的内径尺寸较大，可提高声学端口的开口率，有助于提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。特别是，在由第二腔室42向第一腔室41过渡的部分形成了L形台阶结构，缩小了第一腔室41的内径，该设计能用于阻挡外部的异物进入麦克风封装结构的内部，以保证麦克风的可靠性。
在本实用新型一个可选的例子中，如图3所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径，所述声音通道4内形成靠近所述第一开口端的第一腔室41，以及靠近所述第二开口端的第二腔室42，所述第一腔室41和所述第二腔室42的内壁均为直壁结构，所述第一腔室41的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室42的内径与所述第二开口端的口径相同。本例子中，声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较小，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较大，这样由外到内形成了一种扩张结构。其中，第一腔室41的内径尺寸较大，能提高声学端口的开口率，还有利于促进气流在此处的流动，同时能提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。由于面向外部的第二开口端的口径小，因此能很好的阻挡外部的异物进入麦克风封装结构的内部。
在本实用新型一个可选的例子中，如图4所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径与所述第二开口端的口径相同，所述声音通道的内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中任意一个的口径，所述第一开口端与所述第二开口端呈相对设置。本例子中，第一开口端和第二开口端的口径都设计的比较小，能防止外部的异物进入麦克风封装结构的内部。第一开口端和第二开口端相对应且之间的通道尺寸较大有利于促进气流流动，也能提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。
在本实用新型一个可选的例子中，如图5所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径与所述第二开口端的口径相同，所述声音通道的内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中任意一个的口径，所述第一开口端与所述第二开口端呈相互错开设置。本例子中，由于第一开口端和第二开口端不对应，该设计能更好的防止外部的异物进入麦克风封装结构内部。而内径较大的声音通道4有利于提升麦克风的声学性能。
在本实用新型一个可选的例子中，如图6所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径，所述声音通道4沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐增大，形成锥形通道。本例子中相当于在声学端口内形成了一个锥形通道。声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较大，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较小。该设计有助于提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。并且，由于靠近容纳腔6的第一开口端的口径较小，因此可以防止外部的异物进入容纳腔中。
在本实用新型一个可选的例子中，如图7所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径，所述声音通道沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐减小，形成锥形通道。本例子中也相当于在声学端口内形成了一个锥形通道。声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较小，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较大。该设计也能在一定程度上提高声学端口的开口率，从而能提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。并且，由于直接面向外部的第二开口端的口径较小，因此能很好的阻挡外部的异物进入麦克风封装结构的内部。
在本实用新型一个可选的例子中，如图8所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径，所述声音通道4内形成靠近所述第一开口端的第一腔室41，以及靠近所述第二开口端的第二腔室42；所述第一腔室41的内壁为直壁结构，所述第一腔室41的内径与所述第一开口端的口径相同；所述第二腔室42的内壁为斜面结构。本例子中，声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较大，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较小。第二腔室42的内径较大，有助于提高麦克风的灵敏度、信噪比和高频响应等性能。第一腔室41的内径较小，能阻挡外部的异物进入麦克风封装结构的内部。
在本实用新型一个可选的例子中，如图9所示，所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道4，所述声音通道4的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔6，所述第二开口端远离所述容纳腔6。其中，所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室41，以及靠近所述第二开口端的第二腔室42；所述第一腔室41的内壁为斜面结构；所述第二腔室42的内壁为直壁结构，所述第二腔室42的内径与所述第二开口端的口径相同。本例子中，声学端口直接面向外部的第二开口端的口径较小，靠近容纳腔6的第一开口端的口径较大。由于面向外部的第二开口端的口径较小，因此能很好的阻挡外部的异物进入麦克风封装结构的内部。
声学端口的声阻值Rai和声感值Lai具体按照如下公式计算：
Rai＝128μTi/πDi 4。
Lai＝(16/3)ρTi/πDi 2。
Ra.total＝128μ/π(T1/D1 4+T2/D2 4)∝T1/D1 4(1+kt/kd 4)～T1/D1 4。
La.total＝(16/3)ρ/π(T1/D1 2+T2/D2 2)∝T1/D1 2(1+kt/kd 2)～T1/D1 2。
上述各式中：μ为空气粘滞系数；ρ为空气密度；Di为声学端口的等效直径，D1、D1分别为声学通道两开口端的等效直径；Ti为声学端口的厚度，T1、T2分别为声学通道内形成的两腔室的高度；∝表示正比。将kt/kd设定为1，其中，T2/T1＝kt>>1,D2/D1＝kd>>1。优选地D1＝100-300μm，T1＝50-150μm，kt＝2-10，kd＝2-10。
具体地，声阻值越小则信噪比越高，声感值越小则高频响应越好，这两者均有利于提高麦克风的声学性能。本领域技术人员可以根据需要调整声学端口的具体尺寸，以使形成的声学端口有利于提高麦克风的声学性能。
本实用新型提供的麦克风封装结构，参考图1所示，外壳包括基板1和封装盖2，基板1和封装盖2围合成容纳腔6，麦克风器件被固定设置在基板1上，声学端口开设在所述基板1上。
其中，所述麦克风器件包括MEMS芯片3和信号放大器5。此时，声学端口位于所述基板1上对应于所述MEMS芯片3的位置。
需要说明的是，声学端口并不限于开设在基板1上，也可以开设在封装盖2上，本领域技术人员可以根据具体需要进行调整，对此不作限制。
所述封装盖2呈皿状结构，其具有敞开端。所述封装盖2的材质例如可以为金属材料、塑料材料或者PCB板等。所述封装盖2的形状例如可以为圆柱状、长方体状等，本领域技术人员可以根据实际需要灵活调整，对此不作限制。
所述基板1可以采用本领域熟知的电路板，例如可以采用PCB板等，对此不作限制。所述封装盖2与所述基板1之间例如可以通过粘结剂粘接或者锡膏焊接结合固定在一起，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，对此不作限制。
所述MEMS芯片3包括有衬底31和感应膜32。衬底31为中空结构。感应膜32例如为压电元件、电容元件、压阻元件等。感应膜32设置在衬底31的一端并覆盖衬底31的中空结构。该中空结构形成背腔。在容纳腔6内固定MEMS芯片3时，MEMS芯片3可以贴装在基板1上。MEMS芯片3也可以贴装在封装盖2上，例如可以采用专门的胶黏剂将MEMS芯片3粘接在封装盖2上。MEMS芯片3也可以采用倒装的方式通过基板1中的电路布图导通，这属于本领域技术人员的公知常识，本实用新型在此不再具体说明。
所述信号放大器5可以贴装在基板1上，也可以贴装在封装盖2上。所述信号放大器5例如为ASIC芯片。MEMS芯片3与ASIC芯片之间可以通过金属导线进行电性连接，以实现二者之间的相互导通。MEMS芯片3输出的电信号可以传输到ASIC芯片中，并被ASIC芯片处理、输出。
另一方面，本实用新型还提供了一种电子设备。该电子设备包括如前所述的麦克风封装结构。所述电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、VR设备、智能穿戴设备等，本实用新型对此不作限制。
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 (13)
1.一种麦克风封装结构，其特征在于：包括具有容纳腔的外壳，在所述外壳上设置有至少一个声学端口，所述声学端口用于将所述外壳的内部与外部连通；所述声学端口包括嵌入所述外壳中的声音通道，所述声音通道的两端敞开分别形成第一开口端和第二开口端，所述第一开口端靠近所述容纳腔，所述第二开口端远离所述容纳腔，所述声音通道的至少部分内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中口径较小的一个；
还包括麦克风器件，所述麦克风器件收容固定在所述容纳腔内。
2.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的内壁均为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
3.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的内壁均为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
4.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径与所述第二开口端的口径相同，所述声音通道的内径大于所述第一开口端和所述第二开口端中任意一个的口径。
5.根据权利要求4所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端与所述第二开口端呈相对设置。
6.根据权利要求4所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端与所述第二开口端呈相互错开设置。
7.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐增大，形成锥形通道。
8.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道沿所述第一开口端至所述第二开口端的方向内径逐渐减小，形成锥形通道。
9.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径小于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室；所述第一腔室的内壁为直壁结构，所述第一腔室的内径与所述第一开口端的口径相同；所述第二腔室的内壁为斜面结构。
10.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述第一开口端的口径大于所述第二开口端的口径；
所述声音通道内形成靠近所述第一开口端的第一腔室，以及靠近所述第二开口端的第二腔室；所述第一腔室的内壁为斜面结构；所述第二腔室的内壁为直壁结构，所述第二腔室的内径与所述第二开口端的口径相同。
11.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述外壳包括基板和封装盖，所述基板和所述封装盖围合成所述容纳腔；
所述麦克风器件固定设置在所述基板上，所述声学端口开设在所述基板上。
12.根据权利要求11所述的麦克风封装结构，其特征在于：所述麦克风器件包括MEMS芯片和信号放大器；
所述声学端口位于所述基板上对应于所述MEMS芯片的位置。
13.一种电子设备，其特征在于：包括如权利要求1-12中任意一项所述的麦克风封装结构。
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| CN201922390861.6U Active CN211089968U (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种麦克风封装结构以及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211089968U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112995870A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-18 | 歌尔微电子股份有限公司 | Mems芯片及其加工方法、以及mems麦克风 |
-
2019
- 2019-12-26 CN CN201922390861.6U patent/CN211089968U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112995870A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-18 | 歌尔微电子股份有限公司 | Mems芯片及其加工方法、以及mems麦克风 |
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