CN211702391U - Mems麦克风和电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MEMS麦克风和电子产品，其包括第一基板、第二基板、防水膜、MEMS芯片和ASIC芯片，所述第二基板盖设在所述第一基板上，所述第二基板与第一基板之间形成有容纳腔，所述第二基板上形成有贯通的次声孔，所述第一基板上形成有贯通的主声孔；所述防水膜设置在所述容纳腔中，所述防水膜将所述主声孔和次声孔隔开；所述MEMS芯片设置在所述第二基板上；所述ASIC芯片设置在所述容纳腔中。本实用新型提供的MEMS麦克风和电子产品，防水膜能够防止外侧环境中的灰尘、液体等异物进入MEMS麦克风内，提高MEMS麦克风的可靠性。

Description

MEMS麦克风和电子产品

技术领域

本实用新型涉及微机电系统领域，具体涉及一种MEMS麦克风和电子产品。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)麦克风是基于MEMS技术制造的声电换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点，是移动终端必不可少的器件之一。一般的，MEMS麦克风产品中包含基于电容检测的MEMS芯片和专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片，MEMS芯片的电容会随着传入的声音的变化产生相应的变化，再利用ASIC芯片对变化的电容信号进行处理和输出从而实现对声音的拾取。

近年来电子产品的相关技术发展迅速，对电子产品的性能要求越来越高，以满足电子产品在不同环境下的应用需求和可靠性要求。目前的MEMS 麦克风由于需要直接接收外界的声音，所以MEMS芯片通过麦克风声孔与外界环境形成直接连通。这种设计导致了外侧环境中的灰尘、液体等极易从麦克风声孔进入MEMS麦克风中，进而影响MEMS麦克风的声学性能。MEMS 麦克风存在进水失效的风险，可靠性有限。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种改进的MEMS麦克风和电子产品。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种MEMS麦克风，其包括：

第一基板和第二基板，所述第二基板盖设在所述第一基板上，所述第二基板与第一基板之间形成有容纳腔，所述第二基板上形成有贯通的次声孔，所述第一基板上形成有贯通的主声孔；

防水膜，所述防水膜设置在所述容纳腔中，所述防水膜将所述主声孔和次声孔隔开，所述主声孔与次声孔分别位于所述防水膜的两侧；

MEMS芯片，所述MEMS芯片设置在所述第二基板上；

ASIC芯片，所述ASIC芯片设置在所述容纳腔中。

可选地，所述ASIC芯片和所述防水膜设置在所述第一基板上。

可选地，所述第二基板的靠近所述第一基板的一侧形成有沉槽，所述沉槽与所述第一基板构成所述容纳腔。

可选地，所述MEMS芯片与所述第二基板形成电连接，所述第二基板与所述第一基板形成电连接，所述ASIC芯片与所述第一基板形成电连接。

可选地，所述主声孔由多个分布于所述第一基板上的孔洞组成；

和/或，

所述次声孔由多个分布于所述第二基板上的孔洞组成。

可选地，所述防水膜的边缘粘接固定在所述容纳腔中。

可选地，所述防水膜与所述第一基板的表面之间具有第一间隙；

和/或，

所述防水膜与所述第二基板的表面之间具有第二间隙。

可选地，所述第一基板与所述第二基板焊接形成电连接。

可选地，该MEMS麦克风还包括封装壳，所述封装壳盖设在所述第一基板，所述封装壳与所述第一基板构成背腔；

或，所述封装壳盖设在所述第二基板，所述封装壳与所述第二基板构成背腔。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子产品，包括：产品主体和上述MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置在所述产品主体中，所述MEMS 麦克风被配置为用于接收声音以转换成声音信号。

本实用新型所述技术方案的有益效果在于

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

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型一种实施方式提供的MEMS麦克风的结构示意图；

图2是本实用新型另一种实施方式提供的MEMS麦克风的结构示意图。

图中：1、第一基板；11、主声孔；2、第二基板；21、次声孔；3、容纳腔；4、防水膜；5、MEMS芯片；6、ASIC芯片；7、封装壳。

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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。

如图1和图2所示，本实施例提供一种MEMS麦克风，其包括第一基板1、第二基板2、防水膜4、MEMS芯片5和ASIC芯片6。第一基板1与第二基板2均为电路板。

具体地，第二基板2盖设在第一基板1上，当第二基板2小于第一基板1时，第一基板1的一部分被第二基板2覆盖；当第二基板2与第一基板1大小一致时，第一基板1完全被第二基板 2覆盖，这样在第一基板1与第二基板2之间形成重叠的区域。第二基板2与第一基板1之间形成有容纳腔3，容纳腔3位于重叠的区域，容纳腔3作为防水膜4的容纳空间，用于设置防水膜4。

可选地，第二基板2的靠近第一基板1的一侧表面上形成有沉槽。即第二基板2的靠近第一基板1的表面中部向远离第一基板1的方向凹陷一定的深度，从而在第二基板2中形成沉槽。沉槽的开口端被第一基板1封闭，使沉槽与第一基板1围合构成容纳腔3，从而使得容纳腔3的形成非常简单，也便于将防水膜4固定在第一基板1上，并使得第二基板2的沉槽更好地容纳防水膜4。在第二基板2与第一基板1之间形成有容纳腔3以容纳防水膜4，一方面占用的空间少，对MEMS麦克风整体的外形影响较小。并且，防水膜4直接设置在第一基板1上，加工工艺简单。另一方面，防水膜4能够受到第一基板1和第二基板2共同的保护作用，降低损坏的风险。

容纳腔3的形成方式可以但不限于上述方式，也可以在第一基板1上设置沉槽，沉槽的开口端被第二基板2封闭，使沉槽与第二基板2围合构成容纳腔3，也可以是第一基板1和第二基板2 相对的位置处均设置有形状相同、大小一致沉槽，两个沉槽开口相对以形成容纳腔3，本实用新型对此不做限定。

第一基板1上形成有贯通的主声孔11，主声孔11可以直接贯穿第一基板1的顶面和底面，也可以通过容纳腔3贯穿第一基板1的顶面和底面，以使第一基板1的顶面与底面之间形成连通，外部的声音由主声孔11进入容纳腔3内。第二基板2上形成有贯通的次声孔21，次声孔21可以直接贯穿第二基板2的顶面和底面，也可以通过容纳腔3贯穿第二基板2的顶面和底面，以使第二基板2的顶面与底面之间形成连通，容纳腔3内的声音由次声孔21 进入MEMS麦克风内。即在不设置防水膜4的情况下，主声孔11、容纳腔3、次声孔21三者形成连通，外部声音依次经过主声孔11、容纳腔3、次声孔21进入MEMS麦克风内。

防水膜4设置在容纳腔3中，防水膜4将主声孔11和次声孔 21隔开，主声孔11与次声孔21分别位于防水膜4的两侧。通过在容纳腔3中设置防水膜4，由次声孔21连通于MEMS麦克风内部的部分受到防水膜4保护，从主声孔11进入的异物会被防水膜4 挡住，难以进入第二声孔，从而提高了MEMS麦克风的可靠性。防水膜4能够更好地起到过滤、隔离的作用。

在本实施例中，防水膜4用于阻挡外界环境中的灰尘、液体等由主声孔11进入次声孔21中，进而有效地防止外界环境中的灰尘、液体等进入MEMS芯片5的内腔中。这有助于保持MEMS芯片5具有干净、整洁的内腔环境，进而保证了MEMS芯片5能够快速且精确地感应声压并将声压转变成电信号。同时，当强气流由主声孔11进入时，防水膜4能够拦截强气流带给MEMS芯片5的冲击力，防止MEMS芯片5受到强气流的冲击，保证了MEMS芯片5 将声压转换为电信号的稳定性，从而保证了MEMS麦克风在使用过程中的稳定性和可靠性。

本实用新型采用的防水膜4可以通过密封的固定连接形式，将主声孔11与次声孔21完全隔离开，也可以采用不密封的固定连接形式，留有供声音穿过的缝隙，降低声阻。

防水膜4自身的材料至少可以采用两种不同的形式。第一种形式为，防水膜4密度高，隔离防水性能好，气流难以直接通过。这种防水膜4可以采用密封的固定连接方式，从主声孔11传入的声波对防水膜4产生压力，进而使防水膜4自身产生振动，通过次声孔21向MEMS芯片5传递声音振动，从而实现声音的传播。第二种形式为，防水膜4密度相对较低，具有一定防水性能，同时气流能够从中穿过。主声孔11传入的声波可以经过防水膜4直接传递至次声孔21以及MEMS芯片5，实现声音的传播。MEMS麦克风可以综合防水性能和声音性能的要求选取不同材质的防水膜 4，以使MEMS麦克风满足不同的需求，提高MEMS麦克风的适用性。

如图1所示，MEMS芯片5设置在第二基板2的上表面。可选地，MEMS芯片5与次声孔21的位置对应，MEMS芯片5的内腔与次声孔21连通，有助于声音由次声孔21直接传入MEMS芯片5的内容中，减少声音的传播距离，进而减少声阻。MEMS芯片5对直接由次声孔21进入MEMS芯片5的内腔的声压进行准确感应并将声压转变成电信号，满足MEMS麦克风的声学性能。

ASIC芯片6设置在容纳腔3中，优选地，ASIC芯片6固定在第一基板1上。首先，第一基板1和第二基板2能够更好地保护 ASIC芯片6，降低损坏的风险。其次，通过将ASIC芯片6设置在容纳腔3中，第二基板2上原本留出用于承载ASIC芯片6或其它器件的空间，就可以用来作为MEMS麦克风背腔，随着背腔空间的增加，MEMS芯片5能够在封闭的背腔中环境中更好地感应并将声压转变成电信号，灵敏度提高，能够更好的还原由次声孔21传入的声音。MEMS麦克风的失真度降低。再次，由于ASIC芯片6与 MEMS芯片5位于不同的高度空间，两者的宽度在不同的空间内可以重叠，这有助于MEMS麦克风在两者的宽度方向上的尺寸较大地减小，从而有效地减小了MEMS麦克风的体积，便于MEMS麦克风在电子产品中的设置和安装。

ASIC芯片6和防水膜4均设置在容纳腔3中，由于ASIC芯片6的高度和防水膜4的设置高度相差较小，将两者都放在容纳腔3中，有助于优化MEMS麦克风的空间布局，提高MEMS麦克风的空间利用率。

可选地，ASIC芯片6和防水膜4设置在第一基板1上。将ASIC 芯片6和防水膜4直接固定在第一基板1上，加工工艺比较简单。其次，容纳腔3能够更好地容纳和保护ASIC芯片6和防水膜4。再次，在第一基板1上布设ASIC芯片6和防水膜4，以及在第二基板2上布设MEMS芯片5，两个加工过程可以同时进行，大大地提高了MEMS麦克风的装配效率。

可选地，MEMS芯片5与第二基板2形成电连接。MEMS芯片5 通过第二基板2与ASIC芯片6电连接，减少了MEMS芯片5和ASIC 芯片6之间相连的导线，优化了MEMS麦克内部的线路布局。第二基板2与第一基板1形成电连接，第二基板2与第一基板1可以通过焊接点实现电路连接，从而使得两者的连接固定方式更加简单。ASIC芯片6与第一基板1形成电连接，减少了ASIC芯片6与第一基板1之间相连的导线，优化了MEMS麦克内部的线路布局，同时通过将ASIC芯片6设置在第一基板1，并与第一基板1电连接，使得ASIC芯片6与第一基板1之间的连接更加简单。

可选地，主声孔11由多个分布于第一基板1上的孔洞组成。也即，主声孔11可以不是一个单独的孔道，而是由多个孔洞组合而成。所述主声孔11指设置在第一基板1上的、贯穿所述第一基板1便声音传入的孔结构。在一种可选的实施方式中，所述主声孔11可以由三个通孔并排分布组成。将主声孔11设计为多个孔洞有助于初步阻挡外界杂质由主声孔11进入容纳腔3中，也可以起到降低气流冲击的作用，避免防水膜4受到强气流冲击而损坏。

在一个可选的的实施方式中，次声孔21由多个分布于第二基板2上的孔洞组成。这有助于阻挡杂质进入MEMS芯片5的内腔中，同时也降低了声音对MEMS芯片5的冲击力。

在另一个可选的的实施方式中，主声孔11由多个分布于基板上的孔洞组成，且次声孔21由多个分布于第二基板2上的孔洞组成。这既能阻挡外界杂质由主声孔11进入容纳腔3中，也可以起到降低气流冲击的作用，避免防水膜4受到强气流冲击而损坏，同时又能有效阻挡杂质进入MEMS芯片5的内腔中，降低声音对 MEMS芯片5的冲击力。声音能够更加平稳地依次经过主声孔11、防水膜4、次声孔21进入MEMS芯片5的内腔中，从而便于MEMS 芯片5准确地将声音信号转换为电信号，提高麦克风的声学性能。

可选地，防水膜4的边缘粘接固定在容纳腔3中。优选的，防水膜4的边缘粘接固定在第一基板1上。粘接提高了防水膜4 固定在第一基板1上的稳定性。将防水膜4的边缘粘接固定在第一基板1上能够起到密封连接的效果，防水膜4通过粘接与容纳腔3的底面形成环形的密封连接，从而将主声孔11与次声孔21 完全隔开。防水膜4能够更好地起到过滤、隔离的作用。

可选地，防水膜4与第一基板1的表面之间具有第一间隙。防水膜4与第一基板1的上表面之间具有第一间隙，便于防水膜4 在接收到声音振动时能够在第一间隙中震动，自身随之产生振动的灵敏度较高，能够较好的还原由主声孔11传入的声音。

可选地，防水膜4与第二基板2的表面之间具有第二间隙。防水膜4在接收到声音振动时能够在第二间隙中震动，自身随之产生振动的灵敏度较高，能够较好的还原由主声孔11传入的声音。

在一个可选的实施例方式中，防水膜4与第一基板1之间形成有第一间隙，且防水膜4与第二基板2之间形成有第二间隙，这使得防水膜4在接收到声音振动时既能够在第一间隙中震动，也能够在第二间隙中震动，防水膜4随声音振动产生振动的灵敏度较高，能够很好的还原由主声孔11传入的声音，进而再将振动传递给MEMS芯片5。MEMS麦克风的失真度降低，同时防水性能得到保障。

可选地，第一基板1与第二基板2焊接形成电连接，使得第二基板2能够更加稳固地固定在第一基板1上。第二基板2通过焊接处与第一基板1形成电连接，减少两者之间电连接的导线，有助于优化MEMS麦克风内的线路布局。

可选地，该MEMS麦克风还包括封装壳7，第二基板2小于第一基板1，第一基板1的一部分被第二基板2覆盖。封装壳7盖设在第一基板1，并罩住第二基板2，封装壳7与第一基板1构成背腔。封装壳7不仅能够更好地保护MEMS芯片5，而且使得MEMS芯片5在封闭的背腔中准确地感应声压并将声压稳定地转变成电信号。为MEMS麦克风设计背腔结构能够有效提高麦克风的声学性能。

可选地，封装壳7盖设在第二基板2，第二基板2与第一基板1形状相同、大小一致，第二基板2完全覆盖第一基板1，第二基板2位于第一基板1的上方，封装壳7与位于上方的第二基板2 构成背腔。封装壳7能够更好地保护MEMS芯片5。同时，由于占用背腔体积的ASIC芯片6被设置于容纳腔3中，使得背腔的体积较大，MEMS芯片5能够在封闭的背腔中环境中更好地感应并将声压转变成电信号，灵敏度提高，能够更好的还原由次声孔21传入的声音，进而再将声音传递给MEMS芯片5，降低了MEMS麦克风的失真度。

本实施例提供一种电子产品，包括。产品主体和上述MEMS 麦克风，MEMS麦克风设置在产品主体中，MEMS麦克风被配置为用于接收声音以转换成声音信号。该电子产品能够有效阻挡灰尘、液体异物进入MEMS麦克风内，提高MEMS麦克风的可靠性。

虽然已经通过例子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，以上例子仅是为了进行说明，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MEMS麦克风，其特征在于，包括：

第一基板和第二基板，所述第二基板盖设在所述第一基板上，所述第二基板与第一基板之间形成有容纳腔，所述第二基板上形成有贯通的次声孔，所述第一基板上形成有贯通的主声孔；

防水膜，所述防水膜设置在所述容纳腔中，所述防水膜将所述主声孔和次声孔隔开，所述主声孔与次声孔分别位于所述防水膜的两侧；

MEMS芯片，所述MEMS芯片设置在所述第二基板上；

ASIC芯片，所述ASIC芯片设置在所述容纳腔中。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片和所述防水膜设置在所述第一基板上。

3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第二基板的靠近所述第一基板的一侧形成有沉槽，所述沉槽与所述第一基板构成所述容纳腔。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片与所述第二基板形成电连接，所述第二基板与所述第一基板形成电连接，所述ASIC芯片与所述第一基板形成电连接。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述主声孔由多个分布于所述第一基板上的孔洞组成；

和/或，

所述次声孔由多个分布于所述第二基板上的孔洞组成。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防水膜的边缘粘接固定在所述容纳腔中。

7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防水膜与所述第一基板的表面之间具有第一间隙；

和/或，

所述防水膜与所述第二基板的表面之间具有第二间隙。

8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第一基板与所述第二基板焊接形成电连接。

9.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，还包括封装壳，所述封装壳盖设在所述第一基板，所述封装壳与所述第一基板构成背腔；

或，所述封装壳盖设在所述第二基板，所述封装壳与所述第二基板构成背腔。

10.一种电子产品，其特征在于，包括：产品主体和权利要求1-9任意之一所述的MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置在所述产品主体中，所述MEMS麦克风被配置为用于接收声音以转换成声音信号。

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