CN212588513U - Mems麦克风 - Google Patents

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    • H04R19/04—Microphones

Abstract

本实用新型公开了一种MEMS麦克风，通过将封装壳体直接固定在柔性基板上以形成收容空间，在封装壳体与柔性基板形成的收容空间中，MEMS芯片和ASIC芯片分别固定在柔性基板上，并实现了MEMS芯片、ASIC芯片与柔性基板的电性连接，所述柔性基板设置至少环绕所述MEMS芯片的位于所述收容空间内的缓冲部。所述缓冲部形成的柔性连接会释放部分外部动能，并扩大收容空间的体积，以减缓收容空间气压上升的速度，从而减少对MEMS芯片中设置的振膜和背板等结构的冲击，提高了MEMS芯片在大气流、跌落、振动等极端环境下的可靠性。

Description

MEMS麦克风
【技术领域】
本实用新型涉及微型麦克风领域，尤其涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
现有的MEMS麦克风普遍由MEMS芯片、ASIC芯片、封装基板和外壳封装而成。其中，MEMS芯片与ASIC芯片贴在封装基板的一侧，封装基板被外壳包裹着的一侧与MEMS芯片和ASIC芯片通过引线键合或者TSV(Through Silicon Via)通孔的方式连接。在手机、平板等MEMS麦克风的实际使用终端中，封装基板的另一侧通过外部焊盘与柔性线路板(FPC)实现电连接。封装基板内部有包括金属层和绝缘层在内的多层结构，占用了较大的高度空间，不利于实现MEMS麦克风的轻薄化。
通常情况下，封装基板的外部焊盘固定位于封装基板的一侧，位置不够灵活，给后期麦克风与其他硬件的连接与匹配带来一定的限制。
此外，由于MEMS芯片与硬质封装基板之间通常使用胶水黏合，属于刚性连接，在大气流、跌落、振动等极端环境下外部动能会集中在MEMS芯片的可动部件如振膜处释放，容易使振膜或者背板断裂，甚至造成MEMS芯片失效。
因此，有必要提供一种新的技术方案以解决上述缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供了一种MEMS麦克风。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种MEMS麦克风，其包括封装壳体、与所述封装壳体围成收容空间的柔性基板、收容于所述收容空间内并安装于所述柔性基板上的MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片与柔性基板电性连接，所述柔性基板设置至少环绕所述MEMS芯片的位于所述收容空间内的缓冲部。
优选的，所述缓冲部的硬度小于所述柔性基板的硬度。
优选的，所述缓冲部的厚度小于所述柔性基板的厚度。
优选的，所述缓冲部为褶皱结构。
优选的，所述缓冲部环绕所述MEMS芯片及所述ASIC芯片。
优选的，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片通过第一引线电性连接，所述ASIC芯片与所述柔性基板通过第二引线电性连接。
优选的，所述MEMS芯片设有第一电性通孔和位于第一电性通孔底端的第一接触点，所述ASIC芯片设有第二电性通孔和和位于第二电性通孔底端的第二接触点，所述柔性基板设有内引脚以与MEMS芯片的第一接触点和ASIC芯片的第二接触点电性连接。
优选的，所述柔性封装基板设有外引脚，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片与所述柔性基板的外引脚电性相连。
优选的，所述MEMS芯片或所述ASIC芯片的周侧设有胶水保护区，所述胶水保护区用于密封MEMS芯片或ASIC芯片与柔性基板的连接处。
优选的，所述柔性基板为柔性电路板。
本实用新型的有益效果在于：通过将封装壳体直接固定在柔性基板上以形成收容空间，在封装壳体与柔性基板形成的收容空间中，MEMS芯片和ASIC芯片分别固定在柔性基板上，并实现了MEMS芯片、ASIC芯片与柔性基板的电性连接，所述柔性基板设置至少环绕所述MEMS芯片的位于所述收容空间内的缓冲部。所述缓冲部形成的柔性连接会释放部分外部动能，并扩大收容空间的体积，以减缓收容空间气压上升的速度，从而减少对MEMS芯片中设置的振膜和背板等结构的冲击，提高了MEMS芯片在大气流、跌落、振动等极端环境下的可靠性。
【附图说明】
图1为本实用新型MEMS麦克风的第一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型MEMS麦克风的第二实施例的结构示意图；
图3为本实用新型MEMS麦克风中柔性基板设置缓冲部的结构示意图；
图4为图3中缓冲部打开时候的状态示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
请参考图1至图2，本实用新型提供了一种MEMS麦克风100，其包括封装壳体10、与所述封装壳体10围成收容空间50的柔性基板20、收容于所述收容空间50内并安装于所述柔性基板20上的MEMS芯片30和ASIC芯片40，所述MEMS芯片30和所述ASIC芯片40与柔性基板20电性连接，所述柔性基板20设置至少环绕所述MEMS芯片30的位于所述收容空间50内的缓冲部24。其中，所述MEMS芯片30用于接收进入收容空间50的声波，并将之转换成电信号，生成的电信号传输至所述ASIC芯片40，并由所述ASIC芯片40输出至外部电路，从而将声音转换成电信号。
具体的，所述封装壳体10由金属材料制成，具有屏蔽电磁干扰功能，所述封装壳体10通过粘接或焊接的方式固定在柔性基板20上。所述封装壳体10或所述柔性基板20上设有入声孔21，入声孔21用于供声波传入收容空间50内。本实施例中，所述入声孔21设于柔性基板20上，并位于MEMS芯片30的下方。
请再参考图1，一较佳实施例中，所述MEMS芯片30与所述ASIC芯片40通过第一引线31电性连接，所述ASIC芯片40与所述柔性基板20通过第二引线41电性连接，所述柔性基板20设有内引脚22通过第二引线41与所述ASIC芯片40连接。
请再参考图2，另一较佳实施例中，所述MEMS芯片30设有第一电性通孔32和位于第一电性通孔32底端的第一接触点33，所述ASIC芯片40设有第二电性通孔42和和位于第二电性通孔42底端的第二接触点43，所述柔性基板20设有内引脚22以与MEMS芯片30的第一接触点33和ASIC芯片40的第二接触点43电性连接，所述第一接触点33和第二接触点43为超出MEMS芯片30表面的凸起。
下面将详细描述图2所涉及的工艺步骤：
步骤S1，利用TSV(Through Silicon Via)工艺使MEMS芯片以及ASIC芯片形成电性通孔，并在芯片底部的电性通孔对应位置处留出接触点；
步骤S2，将柔性基板上的内引脚与MEMS芯片或ASIC芯片上电性通孔底部的接触点通过焊料进行金属间的键合；
步骤S3，滴涂并固化胶水，以在所述MEMS芯片或所述ASIC芯片的周侧设有胶水保护区，所述胶水保护区用于密封MEMS芯片或ASIC芯片与柔性基板的连接处；
步骤S4，柔性基板与封装外壳连接处点上锡膏，将封装外壳贴在柔性基板对应的位置，然后过回流焊以固定封装外壳。
优选的，所述柔性基板20为柔性电路板。
进一步的，在图1和图2的两个实施例基础上，所述柔性基板20还设有外引脚23，所述MEMS芯片30和所述ASIC芯片40通过内引脚22与所述柔性基板20的外引脚23电性相连。在本实用新型中，设置在柔性基板20的外引脚23的长度、位置、方向可根据实际需求任意设置，以灵活地实现于MEMS麦克风与外部硬件的连接。
在图1和图2的实施例中，通过将封装壳体直接固定在柔性基板上以形成收容空间。在封装壳体与柔性基板形成的收容空间中，MEMS芯片和ASIC芯片分别固定在柔性基板上，并实现了MEMS芯片、ASIC芯片与柔性基板的电性连接。上述封装结构节省了硬质封装基板的空间，降低了产品的高度，节省了封装工艺步骤和成本。
请参考图1，一实施例中，所述缓冲部24环绕所述MEMS芯片30设置；请参考图2，另一实施例中，所述缓冲部24环绕所述MEMS芯片30及所述ASIC芯片40设置。，所述缓冲部24是一种褶皱结构，位于所述收容空间50内。在一实施例中，所述缓冲部24的硬度小于所述柔性基板20的硬度；在另一实施例中，所述缓冲部24的厚度小于所述柔性基板20的厚度；当然，实际也可以上述两种情况的结合。在正常使用环境中，所述缓冲部24是不会打开，如图3所示，柔性基板20不会发生明显形变。在大气流、跌落、振动等极端环境下，所述缓冲部24是会被瞬间打开，如图4所示，柔性连接会释放部分外部动能，此外，还可以扩大收容空间50的体积，减缓收容空间50气压上升的速度，从而减少对MEMS芯片30中设置的振膜和背板等结构的冲击，提高了MEMS芯片30在大气流、跌落、振动等极端环境下可靠性水平。
本实用新型通过将封装壳体直接固定在柔性基板上以形成收容空间，在封装壳体与柔性基板形成的收容空间中，MEMS芯片和ASIC芯片分别固定在柔性基板上，并实现了MEMS芯片、ASIC芯片与柔性基板的电性连接，所述柔性基板设置至少环绕所述MEMS芯片的位于所述收容空间内的缓冲部。所述缓冲部形成的柔性连接会释放部分外部动能，并扩大收容空间的体积，以减缓收容空间气压上升的速度，从而减少对MEMS芯片中设置的振膜和背板等结构的冲击，提高了MEMS芯片在大气流、跌落、振动等极端环境下的可靠性。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风，其包括封装壳体、与所述封装壳体围成收容空间的柔性基板、收容于所述收容空间内并安装于所述柔性基板上的MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片与柔性基板电性连接，其特征在于，所述柔性基板设置至少环绕所述MEMS芯片的位于所述收容空间内的缓冲部。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述缓冲部的硬度小于所述柔性基板的硬度。
3.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述缓冲部的厚度小于所述柔性基板的厚度。
4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述缓冲部为褶皱结构。
5.根据权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述缓冲部环绕所述MEMS芯片及所述ASIC芯片。
6.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片通过第一引线电性连接，所述ASIC芯片与所述柔性基板通过第二引线电性连接。
7.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片设有第一电性通孔和位于第一电性通孔底端的第一接触点，所述ASIC芯片设有第二电性通孔和和位于第二电性通孔底端的第二接触点，所述柔性基板设有内引脚以与MEMS芯片的第一接触点和ASIC芯片的第二接触点电性连接。
8.根据权利要求6或7所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述柔性基板设有外引脚，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片与所述柔性基板的外引脚电性相连。
9.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片或所述ASIC芯片的周侧设有胶水保护区，所述胶水保护区用于密封MEMS芯片或ASIC芯片与柔性基板的连接处。
10.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述柔性基板为柔性电路板。
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