CN212963448U - 一种组合传感器装置和终端电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合传感器装置和终端电子设备，涉及传感器领域。该组合传感器装置包括封装外壳、封装外壳围合而成的容纳腔、连通孔、声学传感器和环境传感器。声学传感器和环境传感器的第一外壳和第二外壳上分别设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔被配置为允许气流通过，且第一通孔处覆盖有第一透气膜。本实用新型还提供一种终端电子设备，包括终端电子设备外壳。外界气压变化可以穿过该第一通孔进入容纳腔，传递到环境传感器，避免在整个终端产品外壳开孔，使终端产品保持良好的密封性，具有较好的防水防尘性能。

Description

一种组合传感器装置和终端电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器的技术领域，更具体地，涉及一种组合传感器装置和终端电子设备。

背景技术

麦克风和环境传感器已成为手机、手环等智能硬件的标配。麦克风和环境组合传感器装置有效缩小了产品尺寸空间。

现有的组合传感器产品是在外壳侧壁某个位置开设有一个通孔，用于平衡产品内外部环境参数，如气压参数，温度参数或者湿度参数，使得产品内部的环境传感器可以实时测量产品所在位置的外界环境参数。

但是这种设计会降低产品整机的防水和防尘性能，面对复杂的使用环境，组合传感器产品会有出现性能较低或者失效的风险。

因此，需要对现有麦克风和环境传感器的组合装置进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种改进的组合传感器装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种组合传感器装置,包括：

封装外壳；

容纳腔，由封装外壳围合而成；

连通孔，设置于所述封装外壳上，连通所述容纳腔与外界环境；

声学传感器和环境传感器；所述声学传感器和所述环境传感器分别通过第一外壳、第二外壳封装在所述容纳腔内；所述第一外壳和所述第二外壳上分别设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔被配置为允许气流通过，且所述第一通孔处覆盖有第一透气膜。

优选地，所述声学传感器还包括与所述第一外壳围合成第一容纳腔的第一PCB板，设置在所述第一PCB板上远离所述第一容纳腔一侧的第一FPCB板，以及设置在所述第一PCB板上的MEMS麦克风芯片和第一ASIC芯片。

优选地，所述第一PCB板上开设有声孔，在所述声孔处设置有固定在所述第一FPCB板上的第二透气膜，以及设置在第二透气膜上远离所述第一FPCB板一侧的防护网。

优选地，所述声孔的中心轴线与所述连通孔的中心轴线重合。

优选地，所述环境传感器包括与所述第二外壳围绕成第二容纳腔的第二PCB板，设置在所述第二PCB板上远离所述第二容纳腔一侧的第二FPCB板，以及设置在所述第二PCB板上的MEMS芯片和第二ASIC芯片。

优选地，所述第一PCB板与所述第二PCB板一体成型；或者，所述第一PCB板与所述第二PCB板间隔设置。

优选地，所述环境传感器是一种气压传感器。

优选地，所述第一透气膜是网状透气薄膜，与所述第一外壳焊接固定或者胶合固定。

优选地，在所述容纳腔内设置有第三外壳。

优选地，所述声学传感器设置有密封环，所述密封环受所述第三外壳和所述封装外壳挤压嵌入在第一PCB板或第二PCB板的侧壁上。

本实用新型还提供一种终端电子设备包括终端电子设备外壳，以及设置在所述终端电子设备外壳内的如以上任一项所述的组合传感器装置。

优选地，所述终端电子设备外壳为所述组合传感器装置的封装外壳。

本实用新型提供的组合传感器装置，通过在声学传感器的第一外壳上设置一个第一通孔，并在通孔上覆盖一个第一透气膜，外界气压变化可以穿过该第一通孔进入容纳腔，传递到环境传感器，避免在整个终端产品外壳开孔，使终端产品保持良好的密封性，具有较好的防水防尘性能。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例中组合传感器装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中组合传感器装置实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中组合传感器装置现有结构示意图；

图4为本实用新型实施例中终端电子设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中组合传感器装置中声学传感器结构示意图；

图6为本实用新型实施例中组合传感器装置中环境传感器结构示意图。

附图标号说明：

具体实施方式

现在参照附图来详细描述本实用新型的各种实施例。应注意到：除非具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本实用新型提供的组合传感器装置100的一个实施例，包括封装外壳10，由封装外壳10围合而成容纳腔11。在封装外壳10上开设有连通孔12，可以连通容纳腔11与外界环境。封装外壳10是金属材质，利用电磁屏蔽效应，可以防止外界环境对组合传感器的电磁干扰。

本实施例中，在容纳腔11内还设置有声学传感器20和环境传感器30。

如图5所示，声学传感器20包括第一外壳21，设置在第一外壳21上的第一通孔25，与第一外壳21围合成第一容纳腔22的第一PCB板28，设置在第一PCB板28上的声孔29，设置在第一PCB板28上远离第一容纳腔22一侧的第一FPCB板210，以及设置在第一PCB板28上的MEMS麦克风芯片23和第一ASIC芯片26，在第一通孔25处覆盖有第一透气膜24，在声孔29处设置有固定在第一FPCB板210上的第二透气膜211，以及设置在第二透气膜211上远离第一FPCB板210一侧的防护网212。

可以理解的，第一外壳21采用金属或者工程塑料加工而成，端面通过焊球焊接或者压敏胶固定在第一PCB板28上。第一外壳21也可以是多层PCB板组件，通过焊球焊接或者压敏胶与第一PCB板28围合成第一容纳腔22。声孔29可以连通外界环境和第一容纳腔22，声孔29中心轴线与连通孔12的中心轴线重合，以提高外界信号进入声学传感器20的强度。

第一通孔25处覆盖的第一透气膜24是一种网状透气薄膜，可以允许气流通过，以保证第一外壳21两侧的气压保持一致，同时防止漏声。第一透气膜24与第一外壳21采用焊接固定或者胶合的方式固定在一起。

第二透气膜211也是一种网状透气薄膜，包含有若干个微孔，微孔孔径在3μm-5μm之间，微孔间距是2μm，采用聚四氟乙烯(EPTFE)或者聚乙烯(PE)等材质，可以起到防水的作用。防护网212采用不锈钢或者铝合金等材质，也是孔状结构，起到保护第二透气膜211和防尘的作用。

如图6所示，环境传感器30包括第二外壳31，与所述第二外壳31围绕成第二容纳腔33的第二PCB板36，开设在第二外壳上的第二通孔34，设置在第二PCB板36上远离第二容纳腔33一侧的第二FPCB板37，以及设置在第二PCB板上36的MEMS芯片32和第二ASIC芯片35。

如图1所示，声学传感器20和环境传感器30分别通过第一外壳21、第二外壳31封装在容纳腔11内。第一外壳21和第二外壳31上分别设置有第一通孔25和第二通孔34，第一通孔25和第二通孔34被配置为允许气流通过。

本实施例中，声音信号和气压信号通过连通孔12和声孔29进入声学传感器20内的第一容纳腔22后，声音信号通过MEMS麦克风芯片23将声音信号转化为电信号，传递给第一ASIC芯片26，经第一ASIC芯片26处理后，电信号到达第一PCB板28和第一FPCB板210，第一FPCB板210是一种柔性电路板，电信号通过该第一FPCB板210传输目标电路和电气组件。

本实施例中，环境传感器30是一种气压传感器，外界气压信号在进入声学传感器20的第一容纳腔22后，穿过第一外壳21上的第一通孔25和第一透气膜24，进入到容纳腔11内，然后到达环境传感器30后，外界气压信号穿过第二通孔34进入环境传感器30内的第二容纳腔33，MEMS芯片22感知气压变化后，输出电信号给第二ASIC芯片32，电信号经过第二ASIC芯片35处理后，传到第二PCB板36和第二FPCB板37，通过第二PCB板36和第二FPCB板37传输至目标电路和电气组件。

如图1和图2所示，本实用新型提供的组合传感器装置的第一PCB板28与第二PCB板36一体成型；或者，第一PCB板28与第二PCB板36间隔设置。

本实施例中，密封环27是在第一PCB板28的侧壁上形成一整圈的密封结构。此处的密封环27结构包括圆形或者方形的环状结构，可以起到密封第一外壳21和第一PCB板28的作用，提高声学传感器20的密封性能。

如图1和图2所示，密封环27可以设置在第一PCB板28或第二PCB板36的侧壁上，在容纳腔11内部还设置有第三外壳40，该第三外壳40通过焊球焊接或者压敏胶胶合的方式垂直固定于封装外壳10上，且一端固定于第三外壳40上，另一端与第三外壳40保持间隙，保证气压变化可以通过容纳腔11到达环境传感器30，该第三外壳可以是PCB板、金属或者工程塑料等材质。密封环27受第三外壳40和封装外壳10挤压嵌入在第一外壳21和第一PCB板28的侧壁上，使密封环27具有密封效果。

如图3所示，组合传感器装置现有结构示意图，组合传感器装置现有结构是在封装外壳10上设置一个通孔，当外界气压变化，通过通孔到达环境传感器30。在封装外壳10上开设一个通孔，降低了产品整体的密封性能，外界水滴和灰尘会进入封装外壳10内部，影响传感器性能。

如图4所示，本实用新型还提供了一种终端电子设备400，包含以上组合传感器的技术特征，包括终端电子设备外壳50,该终端电子设备外壳50是组合传感器装置100的封装外壳10。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种组合传感器装置,其特征在于，包括：

封装外壳；

容纳腔，由封装外壳围合而成；

连通孔，设置于所述封装外壳上，连通所述容纳腔与外界环境；

声学传感器和环境传感器；所述声学传感器和所述环境传感器分别通过第一外壳、第二外壳封装在所述容纳腔内；所述第一外壳和所述第二外壳上分别设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔被配置为允许气流通过，且所述第一通孔处覆盖有第一透气膜；所述声学传感器包括与所述第一外壳围合成第一容纳腔的第一PCB板；所述环境传感器包括与所述第二外壳围合成第二容纳腔的第二PCB板。

2.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：所述声学传感器还包括设置在所述第一PCB板上远离所述第一容纳腔一侧的第一FPCB板，以及设置在所述第一PCB板上的MEMS麦克风芯片和第一ASIC芯片。

3.根据权利要求2所述的组合传感器装置，其特征在于：所述第一PCB板上开设有声孔，在所述声孔处设置有固定在所述第一FPCB板上的第二透气膜，以及设置在第二透气膜上远离所述第一FPCB板一侧的防护网。

4.根据权利要求3所述的组合传感器装置，其特征在于：所述声孔的中心轴线与所述连通孔的中心轴线重合。

5.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：所述环境传感器还包括设置在所述第二PCB板上远离所述第二容纳腔一侧的第二FPCB板，以及设置在所述第二PCB板上的MEMS芯片和第二ASIC芯片。

6.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：所述第一PCB板与所述第二PCB板一体成型；或者，所述第一PCB板与所述第二PCB板间隔设置。

7.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：所述环境传感器是一种气压传感器。

8.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：所述第一透气膜是网状透气薄膜，与所述第一外壳焊接固定或者胶合固定。

9.根据权利要求1所述的组合传感器装置，其特征在于：在所述容纳腔内设置有第三外壳；所述声学传感器设置有密封环，所述密封环受所述第三外壳和所述封装外壳挤压嵌入在所述第一PCB板或所述第二PCB板的侧壁上。

10.一种终端电子设备，其特征在于，包括终端电子设备外壳，以及设置在所述终端电子设备外壳内的如权利要求1-9任一项所述的组合传感器装置。

11.根据权利要求10所述的终端电子设备，其特征在于：所述终端电子设备外壳为所述组合传感器装置的封装外壳。

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