CN213694155U

CN213694155U - 智能麦克风封装结构和电子设备

Info

Publication number: CN213694155U
Application number: CN202023101226.0U
Authority: CN
Inventors: 庞胜利
Original assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2030-12-18

Abstract

本实用新型公开一种智能麦克风封装结构和电子设备，其中，该智能麦克风封装结构包括壳体、MEMS芯片、ASIC芯片以及语音处理芯片，壳体包括封装基板及罩设于封装基板上的封盖，在封装基板与封盖的装配方向上，定义封装基板背离封盖的一面为外表面，封装基板朝向封盖的一面为内表面；封装基板的外表面设有朝向内表面凹陷的安装槽；MEMS芯片设于封装基板的内表面；ASIC芯片设于封装基板的内表面，ASIC芯片与MEMS芯片电性连接；语音处理芯片设于安装槽内。本实用新型的智能麦克风封装结构，能够降低语音处理芯片与MEMS芯片、ASIC芯之间的相互干扰，以获得较好的信噪比性能，且结构更为紧凑。

Description

智能麦克风封装结构和电子设备

技术领域

本实用新型涉及声电转换技术领域，特别涉及一种智能麦克风封装结构和电子设备。

背景技术

随着语音交互技术的成熟，对语音探测、语音唤醒、语音命令等需求越来越广泛，市场急需集成度高、性能好、尺寸小、功耗低的麦克风产品。为此，麦克风封装结构采用将MEMS芯片、ASIC芯片和语音处理芯片均设置在壳体围成的封装腔内，这样会使得封装腔的体积较小、集成度更高。但是，多个芯片在小空间的集成，会造成各芯片间互相干扰的问题，从而导致信噪比性能较差。

上述内容仅用于辅助理解实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种智能麦克风封装结构，旨在降低语音处理芯片与MEMS芯片、ASIC芯片之间的相互干扰，获得较好的信噪比性能。

为实现上述目的，本实用新型提出一种智能麦克风封装结构，包括：

壳体，所述壳体包括封装基板及罩设于所述封装基板上的封盖；在所述封装基板与所述封盖的装配方向上，定义所述封装基板背离所述封盖的一面为外表面，所述封装基板朝向所述封盖的一面为内表面；所述封装基板的外表面设有朝向所述内表面凹陷的安装槽；

MEMS芯片，设于所述封装基板的内表面；

ASIC芯片，设于所述封装基板的内表面，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电性连接；以及

语音处理芯片，设于所述安装槽内。

在一实施例中，所述语音处理芯片通过固定胶固定于所述安装槽内。

在一实施例中，所述固定胶为热固胶体或者热熔胶体。

在一实施例中，所述语音处理芯片通过焊接材料固定于所述安装槽内。

在一实施例中，所述封装基板包括第一基板和第二基板，所述ASIC芯片设于所述第二基板的内表面，所述第一基板设于所述第二基板的外表面，所述第一基板上贯穿设有穿槽，所述穿槽与所述第二基板构造出所述安装槽。

在一实施例中，所述智能麦克风封装结构还包括屏蔽层，所述屏蔽层设于所述第二基板的表面或者内部。

在一实施例中，所述ASIC芯片通过第一导线与所述第二基板电性连接，所述第二基板与所述第一基板电性连接。

在一实施例中，所述ASIC芯片通过第二导线与所述第一基板电性连接。

在一实施例中，所述第二基板为金属板。

在一实施例中，所述MEMS芯片设于所述第一基板的内表面；

或者，所述MEMS芯片设于所述第二基板的内表面。

本实用新型还提出一种电子设备，包括外壳以及智能麦克风封装结构，所述智能麦克风封装结构设置于所述外壳内；其中，所述智能麦克风封装结构包括：

壳体，所述壳体包括封装基板及罩设于所述封装基板上的封盖；在所述封装基板与所述封盖的装配方向上，定义所述封装基板背离所述封盖的一面为外表面，所述封装基板朝向所述封盖的一面为内表面；所述封装基板的外表面设有朝向所述内表面凹陷的安装槽；MEMS芯片，设于所述封装基板的内表面；

语音处理芯片，设于所述安装槽内。

本实用新型的智能麦克风封装结构采用将MEMS芯片和ASIC芯片设置于封装基板与封盖围成的封装腔内，同时，在封装基板的外表面设置安装槽，将语音处理芯片设置于所述安装槽内，如此降低了语音处理芯片与MEMS芯片、ASIC芯之间的相互干扰，获得了较好的信噪比性能；此外，该智能麦克风封装结构的结构紧凑，产品尺寸较小，生产工艺简单，便于批量生产。

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为本实用新型智能麦克风封装结构一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型智能麦克风封装结构另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型智能麦克风封装结构又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型智能麦克风封装结构再一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、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

需要说明，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，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

本实用新型提出一种智能麦克风封装结构。

请参阅图1至图4，本实用新型提出一种智能麦克风封装结构100，该智能麦克风封装结构100包括壳体110、MEMS芯片140、ASIC芯片150以及语音处理芯片160。所述壳体110包括封装基板130及罩设于所述封装基板130上的封盖120，在封装基板130和封盖120的装配方向上，定义所述封装基板130背离所述封盖120的一面为外表面，朝向所述封盖120的一面为内表面，在所述封装基板130的外表面设有朝向内表面凹陷的安装槽132；所述MEMS芯片140设于所述封装基板130的内表面；所述ASIC芯片150设于所述封装基板130的内表面，所述ASIC芯片150与所述MEMS芯片140电性连接；所述语音处理芯片160设于所述安装槽132内。

具体而言，壳体110的封装基板130为PCB板，PCB板上集成有电路；壳体110的封盖120采用金属材料制成，所述封盖120罩设在所述封装基板130上，以与所述封装基板130围合形成封装腔134，该封装腔134用以供MEMS芯片140和ASIC芯片150安装。其中，MEMS芯片140用于将声音信号转换为电信号，如图1所示，MEMS芯片140包括衬底141、振膜142和背板143。衬底141为中空结构，其内部形成背腔144，例如，衬底141的横截面呈圆环形。衬底141由绝缘材料制成，例如二氧化硅、氮化硅等。背板143和振膜142固定在衬底141上，并悬置在背腔144内。背板143和振膜142分别作为平行板电容器的两个电极板。ASIC芯片150与所述MEMS芯片140电性连接，用于向所述MEMS芯片140提供偏置电压，并且ASIC芯片150能够放大所述MEMS芯片140的电信号，并将放大的电信号进行输出。

在本实用新型实施例中，所述ASIC芯片150与所述MEMS芯片140均设于所述封装基板130的内表面；所述封装基板130的外表面设有安装槽132，语音处理芯片160安装于所述安装槽132内。如此，避免了将语音处理芯片160与所述ASIC芯片150、所述MEMS芯片140设置在同一个封装腔134内，降低了语音处理芯片160、ASIC芯片150、MEMS芯片140之间的相互干扰。同时，将语音处理芯片160设置于所述封装基板130外表面的安装槽132内，不会占用所述封装腔134的内部空间，因而使得该智能麦克风封装结构100的尺寸较小，内部结构较紧凑。另外，所述语音处理芯片160不需要与所述封装基板130电性连接，可以在所述语音处理芯片160的外表面设置导电层，以便于与用户端进行电性连接。

本实用新型的智能麦克风封装结构100采用将MEMS芯片140和ASIC芯片150设置于封装基板130与封盖120围成的封装腔134内，同时，在封装基板130的外表面设置安装槽132，将语音处理芯片160设置于所述安装槽132内，如此降低了语音处理芯片160与MEMS芯片140、ASIC芯之间的相互干扰，获得了较好的信噪比性能；此外，该智能麦克风封装结构100的结构紧凑，产品尺寸较小，生产工艺简单，便于批量生产。

请参阅图1，在一实施例中，所述语音处理芯片160通过固定胶161固定于所述安装槽132内。具体地，所述固定胶161为热固化类胶体或者热熔融类胶体。需要指出的是，当所述固定胶161采用热熔融类胶体时，在用户进行焊接时，所述固定胶161再次融化，可以使所述语音处理芯片160调整平衡，取得更好的焊接效果，进而降低装配难度，提高成品率。另外，所述语音处理芯片160安装于所述安装槽132内时，所述语音处理芯片160的外表面与所述封装基板130的外表面平齐。所述语音处理芯片160的外表面设置有焊接材料162，例如锡球等，以便于与用户端进行焊接。

可以理解地，请参阅图2，在另一实施例中，所述语音处理芯片160通过焊接材料162固定于所述安装槽132内。其中，所述焊接材料162包括但不限于锡球等。

考虑到所述安装槽132设于所述封装基板130上，下面将对所述封装基板130的结构进行详细描述。

请参阅图1至图4，在一实施例中，所述封装基板130包括第一基板131和第二基板133，所述第一基板131与所述第二基板133层叠设置。其中，所述第一基板131与所述第二基板133可通过粘接、卡接或者焊接的方式连接在一起。所述封盖120可以与所述第一基板131连接，当然，也可以与所述第二基板133连接，不做具体限定。例如，当所述第一基板131的横截面长度大于所述第二基板133的横截面长度时，所述封盖120与所述第一基板131连接；当所述第一基板131的横截面长度与所述第二基板133的横截面长度相等时，所述封盖120可以与所述第二基板133连接。所述第一基板131与所述第二基板133中至少一者为PCB板，例如所述第一基板131为PCB板，或者所述第二基板133为PCB板，或者所述第一基板131和所述第二基板133均为PCB板。当所述第一基板131与所述第二基板133均为PCB板时，二者可通过压合工艺压合成一体。

在本实施例中，所述ASIC芯片150设于所述第二基板133的内表面，所述第一基板131设于所述第二基板133的外表面，所述第一基板131上贯穿设有穿槽，所述穿槽与所述第二基板133构造出所述安装槽132。如此，所述语音处理芯片160可固定于所述第二基板133的外表面。当然，在其他实施例中，所述安装槽132也可为所述第一基板131的外表面向内凹设形成的凹槽，这样所述语音处理芯片160固定于所述第一基板131上。

在一些实施例中，所述智能麦克风封装结构100还包括屏蔽层(图未示)，所述屏蔽层设于所述第二基板133的表面或者内部。具体地，所述屏蔽层为金属层。所述金属层的材质包括但不限于金、银、铜、镍、锌等。所述屏蔽层的设置，主要是为了避免所述ASIC芯片150与所述语音处理芯片160之间的信号干扰。所述屏蔽层设置于所述第二基板133的表面是指，所述屏蔽层可以设置于所述第二基板133的内表面，即所述第二基板133靠近所述封装腔134的表面；也可设置于所述第二基板133的外表面，即所述第二基板133背离所述封装腔134的表面。

关于所述ASIC芯片150与所述封装基板130电性连接的方式有多种。例如，请参阅图1、图2及图3，在一实施例中，所述ASIC芯片150通过第一导线151与所述第二基板133电性连接，所述第二基板133与所述第一基板131电性连接。具体地，所述第一导线151包括但不限于金线或者铜线等。所述ASIC芯片150通过第一导线151与所述第二基板133内表面的导电层电性连接。所述第二基板133设有第一金属过孔，所述第一基板131设有第二金属过孔，所述第一基板131与所述第二孔板通过所述第一金属过孔和所述第二金属过孔电性连接。所述第一基板131的外表面设有导电层，以便于与用户端电性连接。

请参阅图4，在另一实施例中，所述ASIC芯片150通过第二导线152与所述第一基板131电性连接。具体地，所述封盖120罩设于所述第一基板131上，所述第二基板133与所述封盖120之间形成有供所述第二导线152穿过的过线间隙135。同样，所述第二导线152包括但不限于金线或者铜线等。

在该实施例中，所述第二基板133可以为金属板。如此，所述第二基板133也可以起到屏蔽作用，从而避免所述ASIC芯片150与所述语音处理芯片160之间的信号干扰。由于所述第二基板133可以起到屏蔽作用，因而不需要额外设置屏蔽层，进一步简化了该智能麦克风封装结构100的结构，使得该智能麦克风封装结构100的生产工艺更加简单，更便于批量生产。

另外，请参阅图4，所述MEMS芯片140可设于所述第一基板131的内表面；或者，请参阅图1、图2和图3，所述MEMS芯片140也可设于所述第二基板133的内表面。可以理解地，为了使所述MEMS芯片140可设于所述第一基板131的内表面，可以使所述第二基板133的横截面长度小于所述第一基板131的横截面长度，如此可以使所述第一基板131与所述封盖120之间形成供所述MEMS芯片140安装的安装位。

在上述各实施例中，考虑到所述安装槽132设于所述第一基板131上，为了提高所述第一基板131的整体强度，可以使所述第一基板131的厚度大于所述第二基板133的厚度。当然，所述第一基板131的厚度也可等于或者小于所述第二基板133的厚度，不做特殊限定。

可选地，可在封装基板130设置声孔170，或者在封盖120上设置声孔170均可。在本实施例中，所述声孔170设置在封装基板130上。这样可使得所述智能麦克风封装结构100具有相对较大的声学背腔144，从而有利于提升该智能麦克风封装结构100的信噪比和灵敏度，使得该智能麦克风封装结构100具有更好地声学效果。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括外壳以及智能麦克风封装结构100，所述智能麦克风封装结构100设置于所述外壳内。该智能麦克风封装结构100的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，电子设备包括手机、平板、笔记本电脑、传感器等。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，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发明构思下，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

1.一种智能麦克风封装结构，其特征在于，包括：

MEMS芯片，设于所述封装基板的内表面；

语音处理芯片，设于所述安装槽内。

2.如权利要求1所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述语音处理芯片通过固定胶固定于所述安装槽内。

3.如权利要求2所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述固定胶为热固胶体或者热熔胶体。

4.如权利要求1所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述语音处理芯片通过焊接材料固定于所述安装槽内。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述封装基板包括第一基板和第二基板，所述ASIC芯片设于所述第二基板的内表面，所述第一基板设于所述第二基板的外表面，所述第一基板上贯穿设有穿槽，所述穿槽与所述第二基板构造出所述安装槽。

6.如权利要求5所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述智能麦克风封装结构还包括屏蔽层，所述屏蔽层设于所述第二基板的表面或者内部。

7.如权利要求5所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述ASIC芯片通过第一导线与所述第二基板电性连接，所述第二基板与所述第一基板电性连接。

8.如权利要求5所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述ASIC芯片通过第二导线与所述第一基板电性连接。

9.如权利要求8所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述第二基板为金属板。

10.如权利要求5所述的智能麦克风封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片设于所述第一基板的内表面；

或者，所述MEMS芯片设于所述第二基板的内表面。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

外壳；以及

如权利要求1至10中任意一项所述的智能麦克风封装结构，所述智能麦克风封装结构设置于所述外壳内。