CN212013049U

CN212013049U - 骨声纹传感器及电子装置

Info

Publication number: CN212013049U
Application number: CN202020931404.3U
Authority: CN
Inventors: 李欣亮; 付博
Original assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2030-05-27

Abstract

本实用新型提供一种骨声纹传感器及电子装置，其中的骨声纹传感器包括基板、与基板形成封装结构的外壳，以及收容在封装结构内的MEMS芯片；MEMS芯片包括衬底以及间隔设置在衬底上的极板和振膜；在振膜远离极板的一侧设置有质量块；在振膜一侧或两侧的封装结构上设置有至少一个预留孔，待骨声纹传感器组装完毕后，在预留孔内填充封堵结构。利用上述实用新型，能够简化骨声纹传感器结构及加工工艺，利于产品的小型化发展。

Description

骨声纹传感器及电子装置

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更为具体地，涉及一种骨声纹传感器及设置有该传感器的电子装置。

背景技术

骨声纹传感器是一种利用声膜振动时策动空气流动，并以此来检测流动信号的一种传感器。传统的骨声纹传感器通常包括振动系统以及麦克风组件，振动系统用来感应外界的振动信息，并通过麦克风组件将振动时产生的气流变化转换为电信号，以此来表达该振动信息。可知，振动系统和麦克风组件均是骨声纹传感器的核心部件。

但是，由于传统的骨声纹传感器均由振动系统和麦克风组件两部分组成，因此，整个产品的体积相对较大，内部结构以及制作工艺也比较复杂，导致生产良率比较低、生产周期长；此外，骨声纹传感器必须使用三明治结构的MEMS麦克风，其也导致生产成本更加高昂。

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骨声纹传感器及电子装置，以解决目前骨声纹传感器体积较大、内部结构以及制作工艺也比较复杂，导致生产良率比较低、生产周期长、成本高等问题。

本实用新型提供的骨声纹传感器，包括基板、与基板形成封装结构的外壳，以及收容在封装结构内的MEMS芯片；MEMS芯片包括衬底以及间隔设置在衬底上的极板和振膜；在振膜远离极板的一侧设置有质量块；在振膜一侧或两侧的封装结构上设置有至少一个预留孔，待骨声纹传感器组装完毕后，在预留孔内设置封堵结构。

此外，优选的结构是，质量块的形状与振膜的形状相同。

此外，优选的结构是，质量块与振膜的重心相重合。

此外，优选的结构是，质量块与振膜均为圆形结构；并且，质量块的圆心与振膜的圆心相重合；或者，质量块与振膜均设置为长方形结构，且质量块的中心与振膜的中心相重合。

此外，优选的结构是，质量块通过半导体工艺固定在振膜上。

此外，优选的结构是，振膜包括与衬底固定连接的固定部、与质量块固定连接的限位部以及连接固定部与限位部的振动区域；振动区域的尺寸大于质量块的尺寸。

此外，优选的结构是，预留孔设置在外壳和/或基板上。

此外，优选的结构是，封堵结构包括填充预留孔的胶水或覆盖预留孔的胶带。

此外，优选的结构是，质量块与振膜为一体成型结构。

另一方面，本实用新型还提供一种电子装置，包括上述的骨声纹传感器。

从上面的技术方案可知，本实用新型的骨声纹传感器及电子装置，在MEMS芯片的振膜部分设置质量块，设置有质量块的振膜与极板形成平行板电容器结构，能够简化骨声纹传感器的结构；同时，在封装结构上设置至少一个预留孔，能够确保骨声纹传感器的贴片精度，防止封装应力对结构件造成损坏，可适用于普通的MEMS麦克风的封装形式，产品体积小、振动信息拾取效果好。

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骨声纹传感器结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的MEMS芯片的剖面图；

图3为根据本实用新型实施例的MEMS芯片的俯视图；

图4为根据本实用新型另一实施例的骨声纹传感器结构示意图。

其中的附图标记包括：基板1、MEMS芯片2、衬底21、振膜22、质量块23、极板24、外壳3、预留孔31、ASIC芯片4、预留孔5。

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的骨声纹传感器，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骨声纹传感器的示意结构；图2和图3分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例的MEMS芯片示意结构。

如图1至图3共同所示，本实用新型实施例的骨声纹传感器，包括基板1、与基板1形成封装结构的外壳3，以及收容在封装结构内的MEMS芯片2；其中，MEMS芯片2进一步包括固定在基板1上的衬底21以及相互间隔设置在衬底21上的极板24和振膜22，极板24和振膜22形成平行板电容器结构；此外，在振膜22远离极板24的一侧还设置有质量块23，通过质量块23可以拾取外界的振动信息，并将其转换成电信号输出；此外，在振膜22一侧或两侧的封装结构上设置有至少一个预留孔，通过预留孔保证骨声纹传感器的贴片质量，待骨声纹传感器组装完毕后，在预留孔内设置封堵结构，通过封堵结构阻挡外界声音信号的干扰。

其中，MEMS芯片2不仅可以作为麦克风组件，还可以作为振动组件，质量块23设置一块，且质量块23的形状设置为与振膜22的形状相同，但尺寸小于振膜22的尺寸，从而可以确保质量块23的重心与振膜22的重心相重合，进而确保质量块23拾取效果及灵敏度的最大化。

为确保质量块23与振膜22的重心相重合，在振膜22的加工过程中，可采用半导体工艺将质量块23设置在振膜22上，换言之，质量块23和振膜22可采用一体成型结构，这种结构不仅能够简化质量块23与振膜22的加工工艺，还能够提高产品的信号拾取精度及声学性能。

在本实用新型的一个具体实施方式中，质量块与振膜均设置为圆形结构；并且，质量块的圆心与振膜的圆心相重合；或者，质量块23与振膜22均设置为长方形结构，且质量块23的中心与振膜22的中心相重合，进而通过质量块23和振膜22的配合实现信号拾取及转换，能够简化骨声纹传感器的结构、缩小尺寸、简化生产工艺。

为了保证质量块23与振膜22边缘具有足够的可振动空间，振膜22进一步包括与衬底21固定连接的固定部、与质量块23固定连接的限位部以及连接固定部与限位部的振动区域，振动区域的尺寸要大于质量块23的尺寸，从而确保振膜22具有足够的振动空间。

在本实用新型的骨声纹传感器中，预留孔可以设置在外壳和/或基板上，预留孔可以设置一个也可以设置多个，例如，图1中所示在基板1上设置预留孔31，或图4中所示在外壳3上设置预留孔5(此时，质量块23则密封在基板1、振膜22及衬底21形成的空间内)。设置预留孔可以减少封装应力对基板、外壳或MEMS芯片等造成的损坏，待骨声纹传感器贴片完成后，可采用胶水或胶带等封堵结构对预留孔进行封堵，确保装置内部芯片不收外界声音信号的干扰。

可知，封堵结构可以采用填充预留孔的胶水、覆盖预留孔的胶带或者其他具有封孔作用的结构件。

在本实用新型的另一具体实施方式中，在基板1上还设置有其他芯片，例如ASIC芯片4，且MEMS芯片4或ASIC芯片不仅可以设置一个，也可以设置多个，具体可根据产品结构或设计要求进行设定。

此外，本实用新型的骨声纹传感器的封装形式可采用普通的MEMS麦克风的封装形式，例如BOTTOM型、TOP型或者LGA型等，相比目前的三明治结构，生产流程短、成本低。

与上述骨声纹传感器相对应，本实用新型还提供一种电子装置，包括上述的骨声纹传感器。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的骨声纹传感器及电子装置，在MEMS芯片的振膜部分设置质量块，设置有质量块的振膜与极板形成平行板电容器结构，能够省去现有的振动系统，简化骨声纹传感器的整体结构；此外，在封装结构上设置多个预留孔，保证骨声纹传感器的贴片精度，能够防止封装应力对结构件造成损坏，可适用于普通的MEMS麦克风的封装形式，产品体积小、生产流程短、成本低，且振动信息拾取效果好。

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骨声纹传感器及电子装置。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骨声纹传感器及电子装置，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

1.一种骨声纹传感器，包括基板、与所述基板形成封装结构的外壳，以及收容在所述封装结构内的MEMS芯片；其特征在于，

所述MEMS芯片包括衬底以及间隔设置在所述衬底上的极板和振膜；

在所述振膜远离和/或靠近所述极板的一侧设置有质量块；

在所述振膜一侧或两侧的封装结构上设置有至少一个预留孔，待所述骨声纹传感器组装完毕后，在所述预留孔内设置封堵结构。

2.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述质量块的形状与所述振膜的形状相同。

3.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述质量块与所述振膜的重心相重合。

4.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述质量块与所述振膜均为圆形结构；并且，所述质量块的圆心与所述振膜的圆心相重合；或者，

所述质量块与所述振膜均设置为长方形结构，且所述质量块的中心与所述振膜的中心相重合。

5.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述质量块通过半导体工艺固定在所述振膜上。

6.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述振膜包括与所述衬底固定连接的固定部、与所述质量块固定连接的限位部以及连接所述固定部与所述限位部的振动区域；

所述振动区域的尺寸大于所述质量块的尺寸。

7.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述预留孔设置在所述外壳和/或所述基板上。

8.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述封堵结构包括填充所述预留孔的胶水或覆盖所述预留孔的胶带。

9.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述质量块与所述振膜为一体成型结构。

10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的骨声纹传感器。