CN211930873U - 微机电系统麦克风及终端 - Google Patents

Abstract

本公开是关于微机电系统麦克风，包括：基板、微机电系统芯片、屏蔽罩以及专用集成电路芯片。其中，所述微机电系统芯片设置在所述基板上。所述微机电系统芯片设置在所述屏蔽罩内，在所述屏蔽罩或所述基板上设置有通孔，以接收声音信号。所述专用集成电路芯片设置在所述屏蔽罩的外部，与所述微机电系统芯片电性连接。通过将集成电路芯片与微机电系统芯片分离进行封装，集成电路芯片可以单独构成一个信号处理模块对信号进行处理，从而起到降噪、抗干扰的效果。

Description

微机电系统麦克风及终端

技术领域

本公开涉及音频相关技术领域，尤其涉及微机电系统麦克风及终端。

背景技术

随着社会的发展，移动终端已充斥着我们的生活，尤其是智能手机、智能音箱，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。而麦克风是智能移动终端中必不可少的音频器件。在手机设计中，由于微机电系统麦克风(即，MEMS麦克风)具有灵敏度高且一致性好，可以使用回流焊工艺进行贴片等优点，已引领音频器件设计潮流。

在手机中，麦克风由于需要接收外界的声音，因此需要靠近设备的边缘放置。由于手机天线位于手机的边缘部位，从而导致麦克风的位置处于天线的辐射区，收到电磁辐射干扰，影响麦克风的音质。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种微机电系统麦克风和移动终端。

本公开实施方式中，提供了一种微机电系统麦克风，包括：基板、微机电系统芯片、屏蔽罩以及专用集成电路芯片。其中，所述微机电系统芯片设置在所述基板上。所述微机电系统芯片设置在所述屏蔽罩内，在所述屏蔽罩或所述基板上设置有通孔，以接收声音信号。所述专用集成电路芯片设置在所述屏蔽罩的外部，与所述微机电系统芯片电性连接。

一种实施方式中，所述专用集成电路芯片设置在所述基板上。

一种实施方式中，所述专用集成电路芯片集成在所述微机电系统麦克风的音频编码解码器上。

一种实施方式中，所述音频编码解码器内部设置有模数转换器，与所述专用集成电路芯片电性连接。

一种实施方式中，所述专用集成电路芯片通过信号线与所述微机电系统芯片电性连接；在所述信号线上串联有高频磁珠或并联有对地电容。

一种实施方式中，在所述屏蔽罩内仅设置有无源器件。

一种实施方式中，所述基板为印刷电路板。

一种实施方式中，所述微机电系统芯片包括：声学振膜，所述声学振膜基于通过所述通孔传递的声波进行震动；固定背板，与所述声学振膜平行设置，在所述固定背板上设有多个通孔。

本公开实施方式的第二方面提供了一种微机电系统麦克风，所述微机电系统麦克风包括声音信号采集模块和电压检测模块。其中，所述声音信号采集模组包括微机电系统芯片，所述微机电系统芯片设置在由屏蔽罩和基板构成的空腔内。所述电压检测模块，设置于由所述屏蔽罩和所述基板构成的所述空腔外，与所述声音信号采集模块电性连接。

本公开实施方式的第三方面提供了一种终端，包括本体及微机电系统麦克风。所述微机电系统麦克风是本公开实施方式中所述的微机电系统麦克风。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本公开的实施方式中，将专用集成电路芯片与微机电系统芯片分离封装，所述集成电路芯片设置在屏蔽罩的外部，所述集成电路芯片解调出的低频干扰信号可以通过外围电路滤除。所述集成电路芯片可以单独构成一个信号处理模块对信号进行检测处理，从而起到降噪、抗干扰的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据相关一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风结构示意图。

图3是根据又一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风结构示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的微机电系统芯片的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据相关一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风示意图。

如图1所示，相关实施方式中，一种微机电系统麦克风(MEMS麦克风)，包括屏蔽罩01、微机电系统芯片02(MEMS芯片)、专用集成电路芯片03(ASIC芯片)及PCB基板04。所述屏蔽罩01与所述PCB基板04构成密闭空腔。所述微机电系统芯片02和所述专用集成电路芯片03位于所述密闭空腔内。

所述微机电系统芯片02与所述专用集成电路芯片03电性连接；所述专用集成电路芯片03与PCB基板04电性连接。所述微机电系统芯片02上设置有振膜和背板。

进一步的，当声波传递给振膜时，振膜发生震动，导致振膜与背板之间的电容量发生变化。专用集成电路芯片03利用电荷泵在振膜上放置一个固定的参考电荷，根据公式U＝Q/C，振膜上的电压也会发生变化，该电压变化正比于瞬间气压，专用集成电路芯片03检测到该电压的变化，并经过处理后输出给音频编码解码器模块，实现音频的输入和输出。

在相关实施方式中，由于微机电系统麦克风的密闭空腔里包含了一个有源器件，既专用集成电路芯片03，因此当电磁场干扰通过外部电路传导或者通过屏蔽罩耦合到专用集成电路芯片03上时，微机电系统麦克风器件本身会解调耦合出音频噪声。

进一步的，相关实施方式中的微机电系统麦克风在实际的项目设计当中，由于这种专用集成电路芯片03解调出来的音频干扰是低频信号，无法通过外围电路滤除。虽然可以通过在麦克风器件的四周再加一个屏蔽罩，或者麦克风本体就采用双屏蔽罩设计，来降低这种外界干扰，但这样的设计，会降低微机电系统麦克风的低频性能和灵敏度。

针对如上所描述的相关实施方式中的问题，本公开实施方式中公开了一种微机电系统麦克风。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风的结构示意图。

如图2所示，本公开实施方式中提供了一种微机电系统麦克风，包括屏蔽罩1、微机电系统芯片2、专用集成电路芯片3、及基板4。其中，屏蔽罩1覆盖在基板4上，可将微机电系统芯片2封装在屏蔽罩1与基板4形成的密闭空腔内。

屏蔽罩1上设置有通孔11，声波可通过通孔11传入至所述密闭空腔内，密闭空腔内的微机电系统芯片2接收声音信号。微机电系统芯片2设置在基板4上，基板4上可设置通孔，通孔可位于微机电系统芯片2的下部，声波可以通过基板4上的通孔进入微机电系统芯片2内部，进而被微机电系统芯片2接收。

进一步的，微机电系统芯片2包括声学振膜和固定背板，所述声学振膜基于通过通孔传递进来的声波进行震动。所述固定背板与声学振膜平行放置，在固定背板上设有多个通孔，为声波的传递提供通道。

进一步的，微机电系统芯片2与专用集成电路芯片3电性连接。专用集成电路芯片3可设置在基板4上，与基板4电性连接。专用集成电路芯片3也可以集成在音频编码解码器上，专用集成电路芯片3通过信号线与微机电系统芯片2电性连接。

在所述信号线上可串联高频磁珠或并联有对地电容。通过串联高频磁珠或并联对地电容，可将外界的干扰与专用集成电路芯片彻底隔绝。所述基板4是PCB基板，本公开实施方式并不局限于基板4的具体结构。

本公开实施方式中，通过在屏蔽罩1与基板4构成的空腔内仅设置无源器件而不设置有源器件，可以通过设置外围电路，来实现对低频干扰信号的滤除。

图3是根据又一示例性实施方式示出的一种微机电系统麦克风结构示意图。

如图3所示，在本公开实施方式中，微机电系统麦克风包括屏蔽罩1、微机电系统芯片2、专用集成电路芯片3和基板4。其中，微机电系统芯片2与专用集成电路芯片3电性连接在基板4上，基板4是PCB基板。

进一步的，仅有微机电系统芯片2封装在屏蔽罩1内。屏蔽罩1上设置有通孔(图中未示意)，通孔的设置目的是提供声波进入屏蔽罩1内的通道。微机电系统芯片2上也设置通孔，以使微机电系统芯片2接收声音信号。

专用集成电路芯片3与微机电系统芯片2通过设置在基板4上的布线电性连接，且专用集成电路芯片3位于屏蔽罩1外。专用集成电路芯片3可将接收到的电容变化信号转换为电信号进行传输。

本公开实施方式中，即便微机电系统麦克风受到电磁场干扰，通过外部电路传导或者通过屏蔽罩耦合到专用集成电路芯片3上，从而微机电系统麦克风解调耦合出音频噪声，这种音频噪声干扰虽是低频信号，但由于专用集成电路芯片3位于屏蔽罩1的外部，本公开实施方式可以通过外围电路来滤除这些低频信号。

进一步的，本公开实施方式能够实现抗干扰微机电系统麦克风的效果，提高音频质量。

图4是根据一示例性实施方式示出的微机电系统芯片的结构示意图。

如图4所示，本公开实施方式中，以微机电系统芯片2包括声学振膜21和固定背板22。其中所述固定背板22上设置有传感器，固定背板22与基板4连接，固定背板22与声学振膜21平行放置。固定背板22上设置有多个通孔221，穿过通孔221的声波引起气压变化，使声学振膜进行震动。当声学薄膜21震动时，声学振膜21与固定背板22之间的电容量发生变化。通过专用集成电路芯片将这种电容变化转成电信号。

进一步的，本公开实施方式中，以基板4上设置通孔为例进行说明。

在本公开实施方式中，在基板4上开设通孔41，开孔的位置正对微机电系统芯片2。通孔41与声学振膜21之间的区域称为前室211，相对声学振膜21的另一区域称为后室212。当声波通过通孔41传至前室211，通过气压变化，引起声学振膜21的震动，震动的声学振膜21与固定背板42之间的电容量发生变化。专用集成电路芯片3利用电荷泵在声学振膜21上放置一个固定的参考电荷，专用集成电路芯片3检测到该电压变化，并经过处理后转换成电信号，输出给音频编码解码器。

进一步的，可将声学振膜21放置在通孔41上，本实施方式中，前室211的体积变小，后室212的体积相对增大。当外界进入的声波与前室211内的声波相互交互，产生亥姆霍兹共振(Helmholtz谐振)。前室211的谐振频率高，随着前室211的体积变小，相对谐振频率越高。提供高频率谐振的前室211，提高了微机电系统麦克风的灵敏度。同时，后室212的相对体积变大，这样声波更易推动声学振膜21的震动。

本公开实施方式中，通过将声学振膜21放置在通孔41上，减小前室211的体积同时相对增大后室212的体积，从而提高微机电系统麦克风的灵敏度和信噪比。增大后室212的体积还能提高微机电系统麦克风的低频相应。

可以理解的是，声波穿过的通孔也可以设置在屏蔽罩1上，只不过是本公开实施方式中的前室211变为屏蔽罩开设通孔后的后室，后室212则变为屏蔽罩开设通孔后的前室。

本公开实施方式的第二方面提供了一种微机电系统麦克风，包括：声音信号采集模块和电压检测模块。所述声音信号采集模块包括微机电系统芯片，所述微机电系统芯片设置在由屏蔽罩和基板构成的空腔内。所述电压检测模块，设置于由所述屏蔽罩和所述基板构成的所述空腔外，与所述声音信号采集模块电性连接。通过本公开实施方式中的微机电系统麦克风，可实现抗干扰的效果。

本公开实施方式的第三方面提供了一种终端，包括：本体和微机电系统麦克风。所述终端中的微机电系统麦克风采用本公开实施方式中所述的微机电系统麦克风。

进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种微机电系统麦克风，其特征在于，包括：

基板；

微机电系统芯片，设置于所述基板上；

屏蔽罩；所述微机电系统芯片设置在所述屏蔽罩内，在所述屏蔽罩或所述基板上设置有通孔，以接收声音信号；

专用集成电路芯片，设置在所述屏蔽罩的外部，与所述微机电系统芯片电性连接。

2.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述专用集成电路芯片设置在所述基板上。

3.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述专用集成电路芯片集成在所述微机电系统麦克风的音频编码解码器上。

4.根据权利要求3所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述音频编码解码器内部设置有模数转换器，与所述专用集成电路芯片电性连接。

5.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，

所述专用集成电路芯片通过信号线与所述微机电系统芯片电性连接；

在所述信号线上串联有高频磁珠或并联有对地电容。

6.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，在所述屏蔽罩内仅设置有无源器件。

7.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述基板为印刷电路板。

8.根据权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，所述微机电系统芯片包括：

声学振膜，所述声学振膜基于通过所述通孔传递的声波进行震动；

固定背板，与所述声学振膜平行设置，在所述固定背板上设有多个通孔。

9.一种微机电系统麦克风，其特征在于，包括：

声音信号采集模块，包括微机电系统芯片，所述微机电系统芯片设置在由屏蔽罩和基板构成的空腔内；

电压检测模块，设置于由所述屏蔽罩和所述基板构成的所述空腔外，与所述声音信号采集模块电性连接。

10.一种终端，其特征在于，包括：

本体；

微机电系统麦克风，所述微机电系统麦克风是权利要求1至9中任一项所述的微机电系统麦克风。

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