CN212727423U

CN212727423U - Mems麦克风

Info

Publication number: CN212727423U
Application number: CN202021993468.2U
Authority: CN
Inventors: 王忠鹏; 庞胜利
Original assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2030-09-11

Abstract

本实用新型公开一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括壳体和防护膜；其中，所述壳体设置有进声孔；所述防护膜设置在所述壳体上，所述防护膜包括罩盖所述进声孔的膜本体，所述膜本体的表面设置有硬质材料层，所述硬质材料层位于所述膜本体的与所述进声孔相对的位置上。本实用新型的MEMS麦克风，能够减少防护膜产生不规则形变的情况出现，降低失真，以提高MEMS麦克风的声学性能。

Description

MEMS麦克风

技术领域

本实用新型涉及麦克风技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风。

背景技术

MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，能够应用到电子设备中作为声电转换装置。MEMS麦克风通常会配置有用以罩盖进声孔的防护膜，以防止外部环境中的粉尘或液体直接从进声孔落入到MEMS麦克风的内部。然而，常规的防护膜通常采用柔性材料制成，当外部高声压冲压防护膜，会使得防护膜发生高频振动，产生较大失真，防护膜靠近中心的位置容易产生不规则的形变，进而导致防护膜的声学性能降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种MEMS麦克风，旨在减少防护膜产生不规则形变的情况出现，以提高MEMS麦克风的声学性能。

为实现上述目的，本实用新型提出一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括壳体和防护膜；其中，所述壳体设置有进声孔；所述防护膜设置在所述壳体上，所述防护膜包括罩盖所述进声孔的膜本体，所述膜本体的表面设置有硬质材料层，所述硬质材料层位于所述膜本体的与所述进声孔相对的位置上。

可选地，所述膜本体呈平面状设置；所述硬质材料层水平铺设于所述膜本体的表面。

可选地，所述硬质材料层呈圆形铺设，所述硬质材料层的直径大于所述进声孔的直径。

可选地，所述硬质材料层通过喷涂或粘性材料粘接固定于所述膜本体的表面。

可选地，所述膜本体还设置有环绕在所述硬质材料层外周的褶环部，所述褶环部包括多个相互环绕的环形褶纹，多个所述环形褶纹沿径向间隔排布。

可选地，所述防护膜设置在所述壳体的外侧，以自所述壳体的外侧罩盖于所述进声孔的外端。

可选地，所述MEMS麦克风还包括罩盖所述防护膜的盖板，所述盖板设置在所述防护膜的背对所述进声孔的一侧，所述盖板设置有与所述进声孔相对的透声孔；所述硬质材料层的直径大于所述透声孔的直径。

可选地，所述壳体包括基板及设置在所述基板上的封盖；其中，在所述基板设置所述进声孔；或者，在所述封盖设置所述进声孔。

可选地，所述防护膜还包括设置在所述膜本体的相对两侧面的两个固定片，两个所述固定片配合夹持于所述膜本体的周缘，以将所述膜本体夹持固定。

可选地，所述MEMS麦克风还包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片安装在所述壳体内，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片电性连接。

本实用新型的技术方案，通过在防护膜的膜本体上设置硬质材料层，该硬质材料层位于膜本体的与进声孔相对的位置上，以使得该膜本体的与进声孔相对的位置具有较佳的强度，从而当高声压冲压到防护膜的硬质材料层上时，该硬质材料层可以强力支撑膜本体，减少膜本体发生不规则形变的情况出现，确保防护膜的完整性，降低失真，进而提高MEMS麦克风的声学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型MEMS麦克风的一实施例的结构示意图；

图2为图1中MEMS麦克风中硬质材料层与传声孔、透声孔尺寸对比图；

图3为图1中防护膜的结构示意图；

图4为图2中沿I-I线的剖视图；

图5为图4中膜本体的褶环部的结构放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	壳体	212	环形褶纹
110	基板	213	硬质材料层
				120	封盖	220	固定片
101	进声孔	230	粘性材料
				102	封装腔	240	硬质材料
200	防护膜	300	盖板
				210	膜本体	400	MEMS芯片
211	褶环部	500	ASIC芯片

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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、运动情况等，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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种MEMS麦克风的实施例，所述MEMS麦克风能够减少防护膜发生不规则形变的情况出现，以提高MEMS麦克风的声学性能。应说明的是，所述MEMS麦克风可以应用在手机、平板、笔记本电脑、传感器等电子设备中。

请参阅图1，在本实用新型MEMS麦克风的一实施例中，所述MEMS麦克风包括壳体100和防护膜200；其中，壳体100设置有进声孔101；防护膜200设置在壳体100上，防护膜200包括罩盖进声孔101的膜本体210，膜本体210的表面设置有硬质材料层213，硬质材料层213位于膜本体210的与进声孔101相对的位置上。

具体说来，壳体100具有用以封装MEMS芯片400、ASIC芯片500等内部构件的封装腔102。外部声音可以从进声孔101进入，并带动防护膜200的膜本体210振动，最后被该封装腔102内的MEMS芯片400接收。在此过程中，声压先冲压到防护膜200的硬质材料层213上，由于硬质材料层213具有较佳的强度，从而防护膜200不易发生形变；而后声压带动防护膜振动，最后由封装腔102内的MEMS芯片接收该声压。外部环境中的灰尘或液体则被防护膜200拦截，不会从防护膜200通过，同时防护膜对气流的缓冲作用，能够提高MEMS麦克风的抗吹气能力。

请参阅图3和图4，防护膜200的膜本体210可以呈方形或圆形设置均可。防护膜200的膜本体210具有与进声孔101对应的中心区，以及位于所述中心区外周的环周区。其中，可在膜本体210的中心区设置有硬质材料层213，也可以在膜本体210的中心区和环周区均设置硬质材料层213。

在此考虑到，上述在膜本体210的中心区和环周区均设置硬质材料层213的方式，会使得硬质材料层213面积较大，容易造成膜本体210的硬度过大而柔软性过小，这样也会影响到防护膜200的声学性能。鉴于此，在本实施例中，仅在膜本体210的中心区设置硬质材料层213，从而使得膜本体210的中心区具有较佳的强度，而其环周区则有较佳的柔软度。至于硬质材料层213的具体材质，则可以是但不局限于PET等各种高分子材料。

本实用新型的技术方案，通过在防护膜200的膜本体210上设置硬质材料层213，该硬质材料层213位于膜本体210的与进声孔101相对的位置上，以使得该膜本体210的与进声孔101相对的位置具有较佳的强度，从而当高声压冲压到防护膜200的硬质材料层213上时，该硬质材料层213可以强力支撑膜本体210，减少膜本体210发生不规则形变的情况出现，进而确保防护膜200的完整性，降低失真，提高MEMS麦克风的声学性能。

请参阅图1，在一实施例中，基于上述实施例，所述MEMS麦克风还包括MEMS芯片400和ASIC芯片500，MEMS芯片400和ASIC芯片500安装在壳体100内，MEMS芯片400和ASIC芯片500电性连接。其中，MEMS芯片400用于拾取音频信号，MEMS芯片400将拾取到的音频信号转换为模拟语音信号发送给ASIC芯片500，ASIC芯片500将接收到的模拟语音信号转换为数字语音信号，并通过电路发送给后端的处理器。

在一实施例中，壳体100包括基板110及设置在基板110上的封盖120。该基板110为PCB板，PCB板上集成有电路；封盖120采用金属材料制成，该封盖120罩盖在基板110上，封盖120的下周缘与基板110连接，以与基板110围合形成封装空腔，MEMS芯片400封装在该壳体100的封装空腔内。

请参阅图1，至于进声孔101在壳体100上的设置位置，可以有两种设置方式。例如，在一实施方式中，在基板110设置进声孔101。或者，在另一实施方式中，在封盖120设置进声孔101。具体在此，采用后一实施方式，即在封盖120设置进声孔101。进一步地，封盖120包括顶板及设置在所述顶板的环周并与基板110连接的围板；其中，在封盖120的顶板设置进声孔101。

对于防护膜200的安装位置而言，在本实施例中，将防护膜200设置在壳体100的外侧，以自壳体100的外侧罩盖进声孔101的外端。外部环境中的强气流会先受到防护膜200的缓冲，灰尘或液体则会被防护膜200阻拦在进声孔101之外，如此可确保灰尘或液体或强气流不易进入到壳体100的封装腔102内，保护MEMS的内部构件不受到损坏。

当然，在其他实施例中，也可以将防护膜200可以安装在壳体100的内部，即安装于壳体100的封装腔102内，从而外部环境中的灰尘或液体或强气流从进声孔101通过后，亦会受到膜本体210的阻挡，进而就不易落入到封装腔102内的MEMS芯片400等内部构件上，也可以保护MEMS麦克风的内部构件不受到损坏。

请参阅图1，基于上述实施例，考虑到防护膜200的膜本体210受其材料的限制，使得膜本体210具有一定的柔软度，较容易受到尖锐物体的损坏。而由于将防护膜200设置在壳体100的外侧，也就是说，防护膜200显露在环境中，外部环境的尖锐物体可能碰撞到防护膜200的膜本体210，而造成膜本体210损伤。

为减少上述情况的出现，可选地，所述MEMS麦克风还包括罩盖防护膜200的盖板300，盖板300设置在防护膜200的背对进声孔101的一侧，盖板300设置有与进声孔101相对的透声孔310，该透声孔310可以供外部环境的声音传入到进声孔101。

具体说来，盖板300采用硬质材料(如金属或硬质塑料)等制成，盖板300具有较佳的强度。由于盖板300罩盖在防护膜200上，从而可以将防护膜200与外部环境隔离，避免外部环境的部件碰撞或干涉到防护膜200，使得防护膜200不易受到损坏。此外，由于盖板300具有较佳的强度，从而在机械装配MEMS麦克风的过程中，可以采用机械吸附MEMS麦克风的盖板300上，以吸取或转移MEMS麦克风，极便于机械自动化装配MEMS麦克风，提高自动化生产效率。

请参阅图1和图2，在图2中，D₁表示为硬质材料层213的直径，D₂表示为透声孔310的直径。在本实施例中，可选将硬质材料层213的直径设计为大于透声孔310的直径，也就是说，D₁＞D₂。这样可使得从透声孔310通过的高声压均先落在硬质材料层213上，防护膜200通过该硬质材料层213尽可能地承受高声压施加的压力，以避免高声压冲击到膜本体210的异于硬质材料层213的位置上，进而有效减少膜本体210被高声压冲压变形的情况发生。

基于上述任意一实施例，防护膜200的膜本体210呈平面状设置；硬质材料层213水平铺设于膜本体210的平面上。硬质材料层213可强力将膜本体210维持于初始的平面状，避免膜本体210发生不规则褶皱，进而使得防护膜200的频率响应和失真较佳，有利于提高声学性能。

请继续参阅图1和图2，在图2中，D₃表示为传声孔101的直径。进一步地，硬质材料层213呈圆形铺设，硬质材料层213的直径大于进声孔101的直径，也就是说，D₁＞D₃。这样设计，可以使得硬质材料层213完全覆盖进声孔101，从而有效避免强气流透过膜本体210冲入到封装腔102；并且，硬质材料层213相对密度较大，从而可以拦截更多的灰尘和液体，增强防尘防液效果。

硬质材料层213可以设置在膜本体210的上表面或下表面，当然也可以在膜本体210的上表面和下表面均设置硬质材料层213。至于将硬质材料层213设置到膜本体210上的方式，可以是但不局限于：硬质材料层213通过喷涂或粘性材料粘接固定于膜本体210的表面。粘性材料可以是胶水或粘胶等材料。

请参阅图1、图3及图4，基于上述任意一实施例，MEMS麦克风在装配膜本体210时，先将防护膜200放置在与进声孔101相对的位置，然后将防护膜200的外周缘与壳体100连接固定。在此过程中，防护膜200的外周缘可能会受到沿其径向的拉扯力，此拉扯力会拉扯防护膜200的膜本体210，使得防护膜200的膜本体210出现不规则褶皱或破裂的情况。

在本实施例中，为减少上述情况出现，在防护膜200的膜本体210还设置有环绕在硬质材料层213外周的褶环部211，所述褶环部211包括多个相互环绕的环形褶纹212，多个环形褶纹212沿径向间隔排布(如图3至图5所示)。所述径向在此指的是环形褶纹212的径向。

也就是说，褶环部211的多个环形褶纹212同心设置且沿径向规则排布，这样可使得褶环部211形成一个可伸缩形变的结构，使得膜本体210具有一定的伸缩形变量，膜本体210通过伸缩形变获得一定的延展空间，从而可适应缓冲在装配过程中膜本体210受到的拉扯力，有效减少膜本体210被拉扯而出现不规则褶皱或破裂的情况，进而确保防护膜具有较佳的声学性能。

请参阅图3和图4，基于上述任意一实施例，防护膜200还包括设置在膜本体210的相对两侧面的两个固定片220，两个固定片220配合夹持于膜本体210的周缘，以将膜本体210夹持固定。

具体说来，膜本体210的两个固定片220为硬质材料(如聚酰亚胺)等，两个固定片220将膜本体210夹持固定，使得膜本体210不易活动。为确保两个固定片220与膜本体210连接的稳定性，在固定片220和膜本体210之间设置有粘性材料230，以将固定片220和膜本体210连接固定。至于所述粘性材料230的具体类型，所述粘性材料230可以是胶水、双面胶等具有粘性的材料。

此外，由于固定片220具有较佳的强度，故防护膜200可以通过固定片220与壳体100连接固定。可选地，防护膜200的其中一个固定片220与壳体100的封盖120采用粘性材料连接；防护膜200的另一个固定片220则采用粘性材料与盖板300连接固定。所述粘性材料可以是胶水、双面胶等具有粘性的材料。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风包括：

壳体，所述壳体设置有进声孔；以及

防护膜，所述防护膜设置在所述壳体上，所述防护膜包括罩盖所述进声孔的膜本体，所述膜本体的表面设置有硬质材料层，所述硬质材料层位于所述膜本体的与所述进声孔相对的位置上。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述膜本体呈平面状设置；所述硬质材料层水平铺设于所述膜本体的表面。

3.如权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述硬质材料层呈圆形铺设，所述硬质材料层的直径大于所述进声孔的直径。

4.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述硬质材料层通过喷涂或粘性材料粘接固定于所述膜本体的表面。

5.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述膜本体还设置有环绕在所述硬质材料层外周的褶环部，所述褶环部包括多个相互环绕的环形褶纹，多个所述环形褶纹沿径向间隔排布。

6.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防护膜设置在所述壳体的外侧，以自所述壳体的外侧罩盖于所述进声孔的外端。

7.如权利要求6所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风还包括罩盖所述防护膜的盖板，所述盖板设置在所述防护膜的背对所述进声孔的一侧，所述盖板设置有与所述进声孔相对的透声孔；所述硬质材料层的直径大于所述透声孔的直径。

8.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述壳体包括基板及设置在所述基板上的封盖；其中，

在所述基板设置所述进声孔；或者，

在所述封盖设置所述进声孔。

9.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防护膜还包括设置在所述膜本体的相对两侧面的两个固定片，两个所述固定片配合夹持于所述膜本体的周缘，以将所述膜本体夹持固定。

10.如权利要求1至3任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风还包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片安装在所述壳体内，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片电性连接。