CN212727424U

CN212727424U - Mems麦克风

Info

Publication number: CN212727424U
Application number: CN202021993470.XU
Authority: CN
Inventors: 庞胜利; 王忠鹏
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；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，以及设置在所述膜本体上的加强件。其中，所述膜本体具有罩盖所述进声孔的中心区，在所述中心区拾取一环周，所述中心区自该环周到该环周的中心朝向所述进声孔的进声方向凹陷，而形成有凹弧部；所述加强件设置在所述凹弧部。本实用新型的MEMS麦克风，能够增大防护膜的用以接收声音的膜表面积，以提高防护膜的声学性能。

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或强气流等直接从进声孔落入到MEMS麦克风的内部。然而，常规的防护膜通常是一个呈平面状设置的平面膜，使得防护膜的能够用以接收声音的膜表面积较小，从而导致防护膜的声学性能较差。

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，旨在增大防护膜的用以接收声音的膜表面积，以提高防护膜的声学性能。

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；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，以及设置在所述膜本体上的加强件。其中，所述膜本体具有罩盖所述进声孔的中心区，在所述中心区拾取一环周，所述中心区自该环周到该环周的中心朝向所述进声孔的进声方向凹陷，而形成有凹弧部；所述加强件设置在所述凹弧部。

可选地，所述防护膜设置在所述壳体的外侧，而罩盖于所述进声孔的外端；该防护膜的膜本体的凹弧部最低点与所述进声孔间隔设置。

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。

可选地，所述膜本体的凹陷部的上周缘最大直径，大于所述透声孔的直径。

可选地，所述膜本体的凹弧部凹陷的深度为2mm～5mm。

可选地，所述加强件为设置在所述凹弧部的硬质材料层，所述硬质材料层沿所述凹弧部的弧面铺设。

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凹弧部的弧面。

可选地，所述膜本体还设置有环绕在所述凹弧部外周的褶环部，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的中心区设置凹弧部，并在该凹弧部设置加强件，以通过该加强件增强凹弧部的强度，使得该凹弧部稳定维持其形状而不易发生变形。相对于相同直径大小的平面状防护膜而言，本实用新型的防护膜的凹弧部具有更大的表面积，从而有效增大防护膜用于接收声音的膜表面积，进而可显著提高防护膜的声学性能。

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	凹弧部
				120	封盖	220	固定片
101	进声孔	230	粘性材料
				102	封装腔	300	盖板
200	防护膜	400	MEMS芯片
				210	膜本体	500	ASIC芯片
211	褶环部

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麦克风能够增大防护膜的用以接收声音的膜表面积，以提高防护膜的声学性能。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至图3，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；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，以及设置在膜本体210上的加强件(该加强件在图中未标注)。其中，防护膜200的膜本体210具有罩盖进声孔101的中心区，在所述中心区拾取一环周201，所述中心区自该环周201到该环周的中心朝向进声孔101的进声方向凹陷，而形成有凹弧部213；防护膜200的加强件设置在凹弧部213，以利用该加强件加强凹弧部213的强度。

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，而后传递到封装腔102，最后被该封装腔102内的MEMS芯片400接收。在此过程中，防护膜200对气流的缓冲作用，能够提高MEMS麦克风的抗吹气能力。而外部环境中的气体或液体则会被防护膜200拦截，不会从防护膜200通过。

对于防护膜200的膜本体210而言，该膜本体210可以呈方形或圆形设置均可。防护膜200的膜本体210的中心区与进声孔101相对，膜本体210在其中心区外周形成有环周区，该环周区用以与壳体100连接固定。膜本体210的中心区拾取的环周201宜与进声孔101同心设置，膜本体210的中心区自该环周201凹陷形成凹弧部213后，该环周201形成凹弧部213的上周缘。应说明的是，该环周201是为了方便描述凹弧部213起始凹陷位置的而假定的虚拟环周；该进声孔101的进声方向指的是声音从壳体100外侧、经进声孔101进入到壳体100内侧的方向。

由于防护膜200的膜本体210具有凹弧部213，该凹弧部213相对于相同直径大小的平面状防护膜而言，凹弧部213具有更大的表面积，从而有效增大防护膜200用于接收声音的膜表面积，进而可提高防护膜200的声学性能。此外，由于该凹弧部213朝向进声孔101的进声方向凹陷，也就是说，该凹弧部213的凹陷方向与进声孔101的声音传播的方向一致，从而使得该凹弧部213可以引导声波向进声孔101内侧传播，进一步地提高防护膜200的声学性能。

对于防护膜200的加强件而言，该加强件主要用于加强防护膜200的凹弧部213的强度。这样设计主要是考虑到，防护膜200的膜本体210受其材质的限制，膜本体210通常具有较佳的柔软度，从而不易在膜本体210上自然形成凹弧部213，或者在膜本体210上形成的凹弧部213不稳定，容易变形产生不规则褶皱。因此，在膜本体210的凹弧部213设置加强件，以通过该加强件增加该凹弧部213的强度，使得该凹弧部213稳定维持其形状，使得凹弧部213不易变形。即使在高声压冲击到凹弧部213上时，该加强件也可以承担高声压的施加的作用力，避免冲击膜本体210产生较大失真。

至于该加强件的具体结构，则可以有多种设计方式。例如，该加强件可以是铺设在凹弧部213上的硬质材料层；或者，该加强件还可以是呈环形设计固定在凹弧部213上的环形筋条；或者，加强件还可以是多个呈放射状排布于凹弧部213上的支撑筋(类似于伞骨)。加强件的具体类型，在后文还有详细介绍。

本实用新型的技术方案，通过在防护膜200的膜本体210的中心区设置凹弧部213，并在该凹弧部213设置加强件，以通过该加强件增强凹弧部213的强度，使得该凹弧部213稳定维持其形状而不易发生变形。相对于相同直径大小的平面状防护膜200而言，本实用新型的防护膜200的凹弧部213具有更大的表面积，从而有效增大防护膜200用于接收声音的膜表面积，进而可显著提高防护膜200的声学性能。

基于上述实施例，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。

进一步地，鉴于防护膜200设置在壳体100的外侧，为避免防护膜200的凹弧部213接触到进声孔101而干涉到进声孔101进声，可选地，该防护膜200的膜本体210的凹弧部213最低点与进声孔101间隔设置。这样可以在凹弧部213的最低点和进声孔101之间保持一段间距，避免防护膜200的凹弧部213干涉到进声孔101，确保防护膜200和进声孔101均可以正常使用。

请参阅图1，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2，在一实施例中，在图2中D₁表示为膜本体210的凹陷部213的上周缘最大直径(即环周201的直径)；D₂表示为透声孔310的直径。可选地，膜本体210的凹陷部213的上周缘最大直径大于透声孔310的直径，即D₁＞D₂。这样设计，可使得凹弧部213朝向盖板300的投影完全覆盖透声孔310，从而该凹弧部213可以接收更多的从透声孔310进入的声音，并将其接收到的声波向进声孔101传播，大大提高防护膜200的声学性能。

还请参阅图2，图2中H表示为膜本体210的凹弧部213凹陷的深度。在此考虑到，如果H过大，则膜本体210占用的纵向空间相应较大，如此可增大防护膜200的体积，并且也会相应增大在膜本体210构造形成凹弧部213的难度。而如果H过小，则凹弧部213的表面积较小，对膜本体210的膜表面积增益效果较弱。

鉴于此，对H的取值范围进行研究，经研究得出，H的范围为2mm～5mm时，防护膜200不仅获得较大膜表面积，具有较高的声学性能；并且，防护膜200的体积还保持在较小的水平。因此，可选地，膜本体210的凹弧部213朝向进声孔101的进声方向凹陷的深度为2mm～5mm，即2mm≤H≤5mm.具体H的取值可以是但不局限于：2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm等。

基于上述任意一实施例，对于防护膜200的加强件而言，可选地，所述加强件为设置在凹弧部213的硬质材料层，所述硬质材料层沿膜本体210的凹弧部213的弧面铺设。具体说来，硬质材料层具有较佳的强度，从而可以有效增加凹弧部213的强度，进而使得凹弧部213保持弧面状展开，不易产生不规则褶皱。至于硬质材料层的具体材质，则可以是但不局限于PET等各种高分子材料。

所述硬质材料层可以设置在凹弧部213的上表面或下表面，当然也可以在凹弧部213的上表面和下表面均设置硬质材料层。至于将硬质材料层设置到膜本体210上的方式，可以是但不局限于：硬质材料层通过喷涂或粘性材料粘接固定于凹弧部213的弧面。该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还设置有环绕在凹弧部213外周的褶环部211，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。至于粘性材料230的具体类型，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，以及设置在所述膜本体上的加强件；其中，

所述膜本体具有罩盖所述进声孔的中心区，在所述中心区拾取一环周，所述中心区自该环周到该环周的中心朝向所述进声孔的进声方向凹陷，而形成有凹弧部；所述加强件设置在所述凹弧部。

2.如权利要求1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，而罩盖于所述进声孔的外端；该防护膜的膜本体的凹弧部最低点与所述进声孔间隔设置。

3.如权利要求2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。

4.如权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述膜本体的凹陷部的上周缘最大直径，大于所述透声孔的直径。

5.如权利要求1至4任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述膜本体的凹弧部凹陷的深度为2mm～5mm。

6.如权利要求1至4任意一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述加强件为设置在所述凹弧部上的硬质材料层，所述硬质材料层沿所述凹弧部的弧面铺设。

7.如权利要求6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凹弧部的弧面。

8.如权利要求1至4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凹弧部外周的褶环部，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。

9.如权利要求1至4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。

10.如权利要求1至4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。