CN212393002U - 微机电传感器连接结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微机电传感器连接结构，该连接结构包括：微机电传感器，微机电传感器包括基板和壳体，基板与壳体之间形成空腔，空腔内设置有芯片，芯片包括MEMS芯片，基板上设置有进音孔；底板，微机电传感器位于底板上；其中，微机电传感器的基板与底板相连接，基板与底板之间具有间隙，底板至少部分封堵进音孔，以改变微机电传感器对于声音的敏感性。由于使用不带声孔的底板，对空腔内的结构提供了更好的保护并调整了产品的性能，提高了产品的稳定性，拓展了产品的使用场景，降低了设计和生产成本。

Description

微机电传感器连接结构

技术领域

本实用新型涉及微机电传感器技术领域，更具体地，涉及一种微机电传感器的封装结构。

背景技术

MEMS组件的封装具有不同功能。封装保护组件免受机械的和化学的环境影响。此外，封装或壳体的类型确定了在使用地点如何安装和接通所述组件。在MEMS传感器组件的情形中，位于外侧的壳体承担着一部分传感器功能，起到传递和缓冲声音、压力、加速度等物理信息的作用，因为MEMS传感器芯片最终接收到的非电物理量也会由壳体及进音孔的构型决定性地确定。由此，壳体以及进音孔对MEMS传感器的传递特性及性能具有重要影响。

在现有技术中，多采用前进音或背进音封装设计，前进音设计中进音孔位于壳体上方，远离焊接引线的一侧，其与芯片间的距离较近，虽然有助于提升对声音的敏感性，但该方案使得壳体内的芯片极易受到外界声音的影响；背进音设计中进音孔位于基板上，在使用时需要与具有对应声孔的底板搭配使用，其底板在基板进音孔的位置设置有声孔，以避免底板对进音孔的阻挡。随着各种需求的增多，出现了需要对外界的机械振动敏感的需求，但现有方案由于其进音孔和壳体的设计，使得在对外界的机械振动敏感的同时对外界声音也十分敏感，易受到外界声音的影响，无法满足日益增多的各种需求。

因此，为了满足日益多样的需求，拓展产品的使用场合，调节对于不同振动来源的敏感性，亟需设计一种连接结构以使其能满足对外界的机械振动敏感的需求，针对不同应用场合调整其对于不同振动来源不同方向的敏感性，从而拓宽产品的使用范围，降低设计和生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微机电传感器的连接结构，以解决现有技术中存在的微机电传感器内部芯片易受外界影响损坏，无法满足对外界机械振动敏感的需求等问题。提高其可靠性，拓展其使用场景，并最终降低其设计和生产成本。

本实用新型提供一种微机电传感器连接结构，其特征在于，包括：微机电传感器，所述微机电传感器包括基板和壳体，所述基板与所述壳体之间形成空腔，所述空腔内设置有芯片，所述芯片包括MEMS芯片，所述基板上设置有进音孔；底板，所述微机电传感器位于所述底板上，所述底板为刚性底板或柔性底板；其中，所述微机电传感器的基板与所述底板相连接，所述基板与所述底板之间具有间隙，所述底板至少部分封堵所述进音孔，以改变所述微机电传感器对于声音的敏感性。

优选地，所述基板与所述底板相邻一侧包括焊盘，至少部分所述焊盘环绕所述进音孔。

优选地，所述微机电传感器与所述底板之间通过连接材料相连，所述连接材料包括锡膏、导电胶中的至少一种。

优选地，环绕所述进音孔的焊盘包括至少一个缺口，使所述进音孔通过所述缺口与外界相连。

优选地，还包括侧围，所述侧围环绕所述微机电传感器的基板，所述侧围与所述基板和所述底板相连，用于防止所述进音孔和所述间隙与外界连通。

优选地，所述侧围的材料包括密封胶。

优选地，所述侧围包括至少一个缺口，使所述进音孔通过所述基板与所述底板之间的间隙以及所述缺口与外界相连。

优选地，所述缺口为多个，多个所述缺口的朝向不同以调整所述微机电传感器对不同方向的外界声音的敏感性。

优选地，所述缺口为多个，通过调整所述缺口的尺寸或数量调整所述微机电传感器对于外界声音和机械振动敏感的比重。

优选地，所述微机电传感器的芯片位于所述基板上，所述芯片通过金属线与所述基板电连接，所述壳体包括顶面和侧壁，所述侧壁的底面与所述基板相连。

本实用新型实施例提供的微机电传感器连接结构，通过使用不带声孔的底板，可以利用底板对微机电传感器的进音孔进行部分封堵，以减少外界声音通过进音孔进入空腔，减少其对芯片的影响，有利于保护芯片并调整微机电传感器对于外界声音和机械振动的敏感性，在无需对微机电传感器进行变更设计的前提下，通过连接结构的不同拓展了该产品的适用范围，还可以同时提升产品的防水性能，提高了产品的稳定性和可靠性。进一步地，该连接结构还包括环绕设置在基板边缘的侧围，以进一步增强该连接结构的密封性，减小外界声音对传感器的干扰。

进一步地，通过调整微机电传感器和底板的焊盘，使至少部分焊盘环绕进音孔设置，借助于连接材料可以进一步增强对进音孔的密封性。还可在该焊盘的特定方向设置缺口，从而实现在特定方向与外界的连通，使得传感器对不同方向声音的敏感性不同。还可通过调整缺口尺寸，进而调整芯片对于外界声音及机械振动的敏感性，侧围也可设置类似的缺口以实现相似的功能，本实用新型的方案使的产品可以适用于机械振动感应、骨传导、降噪、定向收音等多种场景。该连接结构可由现有的结构优化改造获得，本实用新型实施例提供的连接结构其加工工艺成熟，结构简单且便于实现。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了本实用新型第一实施例连接结构的示意图。

图2示出了本实用新型第一实施例连接结构的截面图。

图3示出了本实用新型第二实施例连接结构的截面图。

图4示出了本实用新型第三实施例微机电传感器的示意图。

图5示出了本实用新型第四实施例微机电传感器的示意图。

图6示出了本实用新型第五实施例微机电传感器的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。

应当理解，在描述结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

在下文中描述了本实用新型部分实施例的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1和图2分别示出了本实用新型第一实施例连接结构的示意图和截面图，图中该微机电传感器100设置在底板200上，底板200例如为刚性底板或柔性底板，微机电传感器100通过连接材料300与底板200相连。具体地，如图2所示，微机电传感器100包括：基板110、壳体120和芯片，其中，壳体120例如为金属壳体，包括顶面和侧壁，壳体120的侧壁底面与基板110的上表面相连，使壳体120与基板110之间形成空腔130，芯片位于该空腔130中，进一步地，芯片例如设置在基板110上，芯片包括MEMS芯片150和ASIC芯片160，两者之间通过金属线170电连接，并通过金属线170与基板110电连接。由于采用背进音设计，基板110上还设置有进音孔140，进音孔140贯穿基板110的上表面和下表面，使空腔130与空腔外侧相连通，进音孔140例如设置在MEMS芯片150的下方。基板110的下表面设置有焊盘，底板200的上表面同样设置有焊盘，两者焊盘相对应，并通过连接材料300相连，以形成所需的机械连接和电连接，基板110与底板200之间具有间隙。底板200例如为板状，底板200在进音孔140的轴向方向上阻挡了其与外界的连通，使该微机电传感器100对外界声音的敏感性得到调整，使其对机械振动敏感。

图3示出了本实用新型第二实施例的连接结构的截面图，该实施例的大部分结构与第一实施例相类似，其相似结构在此不再赘述。该第二实施例的连接结构在微机电传感器100的基板110外侧设置有侧围400，侧围400例如由密封胶形成，在微机电传感器100与底板200连接后，在底板200上环绕微机电传感器100的基板110边缘涂设密封胶，形成侧围400，进一步增强通过微机电传感器100与底板200之间连接的密封性，由于基板110与底板200之间存在间隙，进音孔140在轴向被封堵的情况下，其仍可能通过横向方向上的间隙与外界相连通，通过设置侧围400可以增强密封性，防止外界声音的传入，是该微机电传感器对机械振动敏感，减小外界声音对该微机电传感器的影响。

图4示出了本实用新型第三实施例微机电传感器的示意图，图中该微机电传感器的基板110的下表面设置有多个焊盘，包括第一焊盘111和第二焊盘112，其中，第二焊盘112例如为环绕进音孔140设置，第二焊盘112不仅可以用于电连接，其还使得在微机电传感器100在与底板200相连时，利用不带声孔的底板200，并借助于连接材料300从多个方向上实现对进音孔140的封堵，增强密封性。

图5和图6分别示出了本实用新型第四实施例和第五实施例微机电传感器的示意图，如图5所示，该实施例中的第二焊盘112还包括一个缺口1121，通过设置缺口1121，使得微机电传感器的空腔可以通过进音孔140和缺口1121与外界相连通，进一步地，通过调整缺口的尺寸可调节该传感器对外界声音的敏感性，通过调整缺口的朝向可以使该微机电传感器对特定方向的声音敏感。如图6所示，也可以设置2个缺口1121、1122，使其同时对2个方向的声音敏感。当然地，缺口的数量也可以是多个，多个缺口朝向同一方向或不同方向，以满足不同的产品需求。相应地，本实用新型第二实施例中的侧围也可设置相应的缺口，以调整其对外界声音的敏感性，以及其外界声音和对机械振动的敏感比例。

本实用新型实施例提供的微机电传感器连接结构，通过使用不带声孔的底板，可以利用底板对微机电传感器的进音孔进行部分封堵，以减少外界声音通过进音孔进入空腔，减少其对芯片的影响，有利于保护芯片并调整微机电传感器对于外界声音和机械振动的敏感性，在无需对微机电传感器进行变更设计的前提下，通过连接结构的不同拓展了该产品的适用范围，还可以同时提升产品的防水性能，提高了产品的稳定性和可靠性。进一步地，该连接结构还包括环绕设置在基板边缘的侧围，以进一步增强该连接结构的密封性，减小外界声音对传感器的干扰。

通过调整微机电传感器和底板的焊盘，使至少部分焊盘环绕进音孔设置，借助于连接材料可以进一步增强对进音孔的密封性。进一步地，还可在该焊盘的特定方向设置缺口，从而实现在特定方向与外界的连通，使得传感器对不同方向声音的敏感性不同。还可通过调整缺口尺寸，进而调整芯片对于外界声音及机械振动的敏感性，侧围也可设置类似的缺口以实现相似的功能，本实用新型的方案使的产品可以适用于机械振动感应、骨传导、降噪、定向收音等多种场景。该连接结构可由现有的结构优化改造获得，本实用新型实施例提供的连接结构其加工工艺成熟，结构简单且便于实现。

在以上的描述中，对于各器件的构图、蚀刻等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本实用新型的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等效限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种微机电传感器连接结构，其特征在于，包括：

微机电传感器，所述微机电传感器包括基板和壳体，所述基板与所述壳体之间形成空腔，所述空腔内设置有芯片，所述芯片包括MEMS芯片，所述基板上设置有进音孔；

底板，所述微机电传感器位于所述底板上；

其中，所述微机电传感器的基板与所述底板相连接，所述基板与所述底板之间具有间隙，所述底板至少部分封堵所述进音孔，以改变所述微机电传感器对于声音的敏感性。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述基板与所述底板相邻一侧包括焊盘，至少部分所述焊盘环绕所述进音孔。

3.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述微机电传感器与所述底板之间通过连接材料相连，所述连接材料包括锡膏、导电胶中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于，环绕所述进音孔的焊盘包括至少一个缺口，使所述进音孔通过所述缺口与外界相连。

5.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，还包括侧围，所述侧围环绕所述微机电传感器的基板，所述侧围与所述基板和所述底板相连，用于防止所述进音孔和所述间隙与外界连通。

6.根据权利要求5所述的连接结构，其特征在于，所述侧围的材料包括密封胶。

7.根据权利要求5所述的连接结构，其特征在于，所述侧围包括至少一个缺口，使所述进音孔通过所述基板与所述底板之间的间隙以及所述缺口与外界相连。

8.根据权利要求4或7所述的连接结构，其特征在于，所述缺口为多个，多个所述缺口的朝向不同以调整所述微机电传感器对不同方向的外界声音的敏感性。

9.根据权利要求4或7所述的连接结构，其特征在于，所述缺口为多个，通过调整所述缺口的尺寸或数量调整所述微机电传感器对于外界声音和机械振动敏感的比重。

10.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述微机电传感器的芯片位于所述基板上，所述芯片通过金属线与所述基板电连接，所述壳体包括顶面和侧壁，所述侧壁的底面与所述基板相连。

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