CN215773562U - Mems器件、麦克风及电子产品 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MEMS器件、麦克风及电子产品，MEMS器件包括：线路板，线路板开设有声学通孔，线路板具有相对设置的第一表面和第二表面，声学通孔贯通第一表面和第二表面；MEMS芯片，MEMS芯片设于线路板上；防尘件，防尘件的一部分位于声学通孔中，并将声学通孔分隔为第一声孔和第二声孔，防尘件设有多个镂空部，多个镂空部设于线路板中且位于第一表面和第二表面之间。本实用新型的MEMS器件，通过在线路板内设置具有多个镂空部的防尘件，有效减少防尘件与线路板的接触面积，保证MEMS器件具有防尘效果的同时，还能够防止防尘网与线路板因膨胀系数不同而使线路板发生形变，提高MEMS器件声学性能的稳定性。

Description

MEMS器件、麦克风及电子产品

技术领域

本申请涉及微机电系统领域，更具体地，涉及一种MEMS器件、麦克风和具有该MEMS器件的电子产品。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)麦克风是基于MEMS技术制造的声电换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点，是移动终端必不可少的器件之一。一般的，MEMS麦克风产品中包含基于电容检测的MEMS芯片和专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片，MEMS芯片的电容会随着传入的声音的变化产生相应的变化，再利用ASIC芯片对变化的电容信号进行处理和输出从而实现对声音的拾取。

近年来，随着电子产品的相关技术的不断发展，用户对电子产品的性能要求越来越高。目前，MEMS麦克风为了满足防尘需求，一般通过在线路板上设置防尘网，来增强产品的防尘能力。线路板工作产生时产生高温，由于线路板和防尘网的膨胀系数不同，容易导致线路板变形，进而导致MEMS芯片发生形变，影响MEMS麦克风的性能稳定。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供一种MEMS器件的新技术方案，能够解决现有技术中因线路板变形而导致MEMS器件的性能不稳定的问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种MEMS器件，包括：线路板，所述线路板开设有声学通孔，所述线路板具有相对设置的第一表面和第二表面，所述声学通孔贯通所述第一表面和所述第二表面；MEMS芯片，所述MEMS芯片设于所述线路板上；防尘件，所述防尘件的一部分位于所述声学通孔中，并将所述声学通孔分隔为第一声孔和第二声孔，所述防尘件设有多个镂空部，多个所述镂空部设于所述线路板中且位于所述第一表面和所述第二表面之间。

进一步地，所述防尘件包括：防尘本体，所述防尘本体位于所述声学通孔中；连接本体，所述连接本体与所述防尘本体连接，所述连接本体设有多个所述镂空部，所述连接本体设于所述线路板中且与所述线路板连接。

进一步地，多个所述镂空部在所述连接本体上成排布置。

进一步地，所述镂空部为方形通孔或圆形通孔。

进一步地，所述第一表面靠近所述MEMS芯片，所述第二表面远离所述MEMS芯片，所述防尘件埋设在所述线路板的靠近所述第二表面的位置处。

进一步地，所述防尘件为防尘网，所述防尘件与所述线路板粘接连接。

进一步地，所述线路板还包括阻焊层，所述阻焊层的远离所述MEMS芯片的一侧形成所述第二表面，所述防尘件与所述阻焊层粘接连接。

进一步地，MEMS器件还包括：外壳，所述外壳盖设在所述线路板上，所述外壳和所述线路板之间限定出腔室，所述MEMS芯片位于所述腔室，且所述MEMS芯片与所述声学通孔的位置相对应。

进一步地，MEMS器件还包括：ASIC芯片，所述ASIC芯片设于所述线路板，且所述ASIC芯片位于所述腔室，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片通过第一金属引线电连接，所述ASIC芯片与所述线路板通过第二金属引线电连接。

根据本申请的第二方面，提供一种麦克风，包括上述实施例中所述的MEMS器件。

根据本申请的第三方面，提供一种电子产品，包括上述实施例中所述的MEMS器件。

根据本实用新型实施例的MEMS器件，通过在线路板内设置具有多个镂空部的防尘件，有效减少防尘件与线路板的接触面积，保证MEMS器件具有防尘效果的同时，还能够防止防尘网与线路板因膨胀系数不同而使线路板发生形变，提高MEMS器件声学性能的稳定性。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是现有技术的MEMS麦克风中防尘网与线路板的贴装示意图；

图2是现有技术的MEMS麦克风的形变示意图；

图3是本实用新型实施例的MEMS器件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的MEMS器件的线路板和防尘件贴装后的剖面图；

图5是本实用新型实施例的MEMS器件的防尘件与线路板的贴装示意图。

附图标记：

MEMS器件100；

线路板10；声学通孔11；

MEMS芯片20；

防尘件30；防尘本体31；连接本体32；镂空部321；

阻焊层40；外壳50；腔室51；

ASIC芯片60；

第一金属引线71；第二金属引线72。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，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申请的范围。

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，决不作为对本申请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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的MEMS器件100。

如图3至图5所示，根据本实用新型实施例的MEMS器件100包括线路板10、MEMS芯片20和防尘件30。

具体而言，线路板10开设有声学通孔11，线路板10具有相对设置的第一表面和第二表面，声学通孔11贯通第一表面和第二表面。MEMS芯片20设于线路板10上。防尘件30的一部分位于声学通孔11中，并将声学通孔11分隔为第一声孔和第二声孔，防尘件30设有多个镂空部321，多个镂空部321设于线路板10中且位于第一表面和第二表面之间。

换言之，参见图3，根据本实用新型实施例的MEMS器件100主要由线路板10、MEMS芯片20和防尘件30组成。其中，线路板10称为印制线路板{Printed circuit boards}，或者称为印刷电路板。线路板10上开设有声学通孔11，外界环境的声音通过声学通孔11导入MEMS器件100。线路板10具有第一表面和第二表面，第一表面和第二表面为线路板10相对设置的两侧表面，并且声学通孔11贯通第一表面和第二表面。MEMS芯片20设置在线路板10上。外界环境的声音通过声学通孔11导入，并通过MEMS芯片20对导入的声音(或称为声压)进行感应，并将其转变成电信号。

如图3所示，防尘件30设置在线路板10中，并且防尘件30的一部分位于声学通孔11中(参见图3中虚线框内的所示部分)，通过在线路板10中设置防尘件30，可以有效阻挡外界环境中的灰尘、液体等异物通过声学通孔11进入MEMS器件100中，保证MEMS器件100的内部环境的清洁，提高MEMS器件100的可靠性和使用寿命。防尘件30可以将声学通孔11分隔为第一声孔和第二声孔，其中，第一声孔可以理解为声学通孔11朝向MEMS芯片20的部分，第二声孔可以理解为声学通孔11背向MEMS芯片20的部分。外界环境声音可以一次经过第二声孔、防尘件30和第一声孔进入MEMS器件100中。

在现有技术中，通常将整版的防尘网(即防尘件30)贴装在线路板10上(如图1所示)，装配后的器件产品，由于在线路板10中加入整版的防尘网，线路板10和防尘网因在高温下膨胀系数不同，导致线路板10形变，进而导致MEMS芯片发生形变(如图2所示)。现有技术中的器件产品性能会随着形变应力的释放而导致产品性能发生变化，声学性能稳定性和可靠性较差。

在本申请中，如图5所示，防尘件30设置有多个镂空部321，多个镂空部321设置在防尘件30线路板10接触连接的位置处，有效减少防尘件30与线路板10的接触面积，同时还能保证防尘件30与线路板10连接的稳固性。防尘件30位于第一表面和第二表面之间，使防尘件30埋设于线路板10中。线路板10在工作的过程中产生热量，虽然防尘件30和线路板10的膨胀系数不同，但由于防尘件30设置有多个镂空部321，减少了防尘件30与线路板10的接触面积，使线路板10膨胀几乎不受防尘件30的膨胀影响，有效防止线路板10中因加入防尘网，而导致线路板10在高温下由于上下膨胀系数不同而使线路板10形变，进而避免了线路板10上的MEMS芯片20发生形变。MEMS芯片20形变会导致产品性能随着应力(理解为形变力)的释放，而使产品性能发生变化，降低MEMS器件100性能的稳定性。

由此，根据本实用新型实施例的MEMS器件100具有低应力和防尘的性能。该MEMS器件100通过在线路板10内设置具有多个镂空部321的防尘件30，有效减少防尘件30与线路板10的接触面积，保证MEMS器件100具有防尘效果的同时，还能够防止防尘网与线路板10因膨胀系数不同而使线路板10发生形变，提高MEMS器件100声学性能的稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，防尘件30包括防尘本体31和连接本体32。

具体地，防尘本体31位于声学通孔11中。连接本体32与防尘本体31连接，连接本体32设有多个镂空部321，连接本体32设于线路板10中且与线路板10连接。

也就是说，如图3所示，防尘件30主要由防尘本体31和连接本体32组成。其中，防尘本体31设置在声学通孔11中(参见图3中防尘件30位于虚线框部分)，防尘本体31可以将声学通孔11分隔为第一声孔和第二声孔。外界环境声音可以一次经过第二声孔、防尘件30和第一声孔进入MEMS器件100中。防尘本体31可以有效阻挡外界环境中的灰尘、液体等异物通过声学通孔11进入MEMS器件100中，保证MEMS器件100的内部环境的清洁，提高MEMS器件100的可靠性和使用寿命。

连接本体32与防尘本体31一体成型，连接本体32上设置有多个镂空部321，连接本体32埋设在线路板10中，并且连接本体32与线路板10连接。通过在连接本体32上设置多个镂空部321，有效减少连接本体32与线路板10的接触面积，防止防尘件30和线路板10因膨胀系数不同而导致MEMS器件100发生形变，提高MEMS器件100性能的稳定性，保证了MEMS器件100具有较低的失真率和较优的声学效果。

根据本实用新型的一个实施例，多个镂空部321在连接本体32上成排布置。镂空部321为方形通孔或圆形通孔。

换句话说，如图5所示，多个镂空部321可以在连接本体32上成排布置，连接本体32上的多个镂空部321可以间隔开均匀排布也可以非均匀排布。镂空部321可以设置成方形通孔或圆形通孔，镂空部321也可以设置成其他规则或非规则的空心结构。通过将多个镂空部321成排布置在连接本体32上，便于防尘件30与线路板10之间的连接定位。防尘件30采用镂空设计，增加了线路板10的叠构的对称性。在连接本体32上设置多个方形通孔或圆形通孔的镂空部321，可以有效减少连接本体32与线路板10的接触面积，防止防尘件30和线路板10因膨胀系数不同而导致MEMS器件100发生形变，避免MEMS器件100形变后因应力释放而导致MEMS器件100性能不稳定。当然，本领域技术人员能够理解，镂空部321只要满足减少防尘件30与线路板10之间的接触面积的排布方式或结构均应落入本申请的保护范围，在本申请中不再详细赘述。

在本实用新型的一些具体实施方式中，第一表面靠近MEMS芯片20，第二表面远离MEMS芯片20，防尘件30埋设在线路板10的靠近第二表面的位置处。

也就是说，如图3所示，线路板10的第一表面靠近MEMS芯片20，MEMS芯片20设置在线路板10的第一表面。线路板10的第二表面远离MEMS芯片20，防尘件30埋设在线路板10的靠近第二表面的位置处，可以进一步降低线路板10和防尘件30的膨胀系数不同所带来的影响。当然，防尘件30在线路板10中的具体埋设位置可以根据实际需要进行具体设定，在本申请中不再详细赘述。

根据本实用新型的一个实施例，防尘件30可以采用防尘网，防尘件30也可以采用其他具有防尘功能的膜质结构件。防尘件30与线路板10可以通过导电胶粘接连接，保证防尘件30与线路板10之间连接的稳固性，并使防尘件30和线路板10形成电连接。当然，防尘件30和线路板10还可以采用其他易于连接的方式(例如，热压方式等)，只要能满足防尘件30和线路板10连接的固定方式，均应落入本申请的保护范围。

在本实用新型的一些具体实施方式中，线路板10还包括阻焊层40，阻焊层40的远离MEMS芯片20的一侧形成第二表面，防尘件30与阻焊层40粘接连接。

换句话说，如图4所示，线路板10还可以设置有阻焊层40，阻焊层40设置在线路板10的远离MEMS芯片20的一侧，防尘件30与阻焊层40可以粘接连接，防尘件30埋设在阻焊层40和线路板10之间，保证线路板10可以通过阻焊层40与外部结构电连接。

在本申请中，可以将整版的防尘网进行镂空处理，得到具有镂空部321的防尘网，然后将具有镂空部321的防尘网埋设在线路板10中，增加线路板10的叠构的对称性，解决了因应力释放导致的器件性能不稳定的问题。

根据本实用新型的一个实施例，MEMS器件100还包括：外壳50，外壳50盖设在线路板10上，外壳50和线路板10之间限定出腔室51，MEMS芯片20位于腔室51，且MEMS芯片20与声学通孔11的位置相对应。

MEMS器件100还包括：ASIC芯片60，ASIC芯片60设于线路板10，且ASIC芯片60位于腔室51，MEMS芯片20与ASIC芯片60通过第一金属引线71电连接，ASIC芯片60与线路板10通过第二金属引线72电连接。

也就是说，如图3所示，MEMS器件100还包括外壳50和ASIC芯片60，外壳50可以盖设在线路板10上，外壳50和线路板10之间形成腔室51，MEMS芯片20和ASIC芯片60间隔开设置在线路板10上，并且MEMS芯片20和ASIC芯片60处于腔室51中。外壳50不仅可以更好地保护MEMS芯片20和ASIC芯片60，而且便于MEMS芯片20在封闭的腔室51中准确地感应声压，并将感应到的声压稳定地转变成电信号，提高MEMS器件100的声学性能。MEMS芯片20与声学通孔11的位置相对应，外界声音依次经过第二声孔、防尘件30和第一声孔进入MEMS芯片20，然后通过MEMS芯片20感应声压并将声压转变成电信号。

MEMS芯片20与ASIC芯片60通过第一金属引线71电连接，ASIC芯片60与线路板10通过第二金属引线72电连接。MEMS芯片20的电容会随着输入声音信号的不同产生相应的变化，再利用ASIC芯片60对变化的电容信号进行处理和输出至线路板10从而实现对声音的拾取。

在本申请中，通过将具有多个镂空部321的防尘件30设置在线路板10中，不仅可以满足MEMS器件100的防尘需求，还能有效减少防尘件30与线路板10的接触面积。防尘件30位于第一表面和第二表面之间，使防尘件30埋设于线路板10中。线路板10在工作的过程中产生热量，虽然防尘件30和线路板10的膨胀系数不同，但由于防尘件30设置有多个镂空部321，减少了防尘件30与线路板10的接触面积，使线路板10膨胀几乎不受防尘件30的膨胀影响，有效防止线路板10中因加入防尘网，而导致线路板10在高温下由于上下膨胀系数不同而使线路板10形变，进而避免了线路板10上的MEMS芯片20发生形变。MEMS芯片20形变会导致产品性能随着应力(理解为形变力)的释放，而使产品性能发生变化，降低MEMS器件100性能的稳定性。

因此，在线路板10中设置具有多个镂空部321的防尘件30，可以保证MEMS器件100整体结构不会产生形变，解决了因应力释放而导致的MEMS器件100性能不稳定的问题。外界声音依次经过第二声孔、防尘件30和第一声孔进入MEMS芯片20，MEMS芯片20在封闭的腔室51中可以更加准确地感应声压，并将感应到的声压更加稳定地转变成电信号。同时MEMS芯片20的电容会随着输入声音信号的不同产生相应的变化，再利用ASIC芯片60对变化的电容信号进行处理和输出至线路板10从而实现对声音的拾取，提高MEMS器件100的声学性能。

当然，对于本领域技术人员来说，MEMS器件100的工作原理以及其他结构是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

总而言之，根据本实用新型实施例的MEMS器件100具有低应力和防尘的性能。该MEMS器件100通过在线路板10内设置具有多个镂空部321的防尘件30，有效减少防尘件30与线路板10的接触面积，保证MEMS器件100具有防尘效果的同时，还能够防止防尘网与线路板10因膨胀系数不同而使线路板10发生形变，提高MEMS器件100的声学性能稳定性。

根据本申请的第二方面，提供一种麦克风，包括上述实施例中的MEMS器件100。由于根据本实用新型实施例的MEMS器件100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的麦克风也应具有相应的技术效果，即本申请的麦克风采用上述实施例中MEMS器件100，具有低应力和防尘性能，提高麦克风声学性能的稳定性。

根据本申请的第三方面，提供了一种电子产品包括上述实施例中的MEMS器件100。本申请的电子产品包括整机外壳50和设于整机外壳50内的上述实施例中的MEMS器件100。该电子产品可以是手机、平板电脑或耳机等带有MEMS器件100的产品。

由于根据本实用新型实施例的MEMS器件100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型的电子产品也应具有相应的技术效果，即本申请的电子产品采用上述实施例中MEMS器件100，具有低应力和防尘性能，提高电子产品声学性能的稳定性。

当然，对于本领域技术人员来说，本申请的电子产品的工作原理以及其他结构是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

虽然已经通过例子对本申请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，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种MEMS器件(100)，其特征在于，包括：

线路板(10)，所述线路板(10)开设有声学通孔(11)，所述线路板(10)具有相对设置的第一表面和第二表面，所述声学通孔(11)贯通所述第一表面和所述第二表面；

MEMS芯片(20)，所述MEMS芯片(20)设于所述线路板(10)上；

防尘件(30)，所述防尘件(30)的一部分位于所述声学通孔(11)中，并将所述声学通孔(11)分隔为第一声孔和第二声孔，所述防尘件(30)设有多个镂空部(321)，多个所述镂空部(321)设于所述线路板(10)中且位于所述第一表面和所述第二表面之间。

2.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，所述防尘件(30)包括：

防尘本体(31)，所述防尘本体(31)位于所述声学通孔(11)中；

连接本体(32)，所述连接本体(32)与所述防尘本体(31)连接，所述连接本体(32)设有多个所述镂空部(321)，所述连接本体(32)设于所述线路板(10)中且与所述线路板(10)连接。

3.根据权利要求2所述的MEMS器件(100)，其特征在于，多个所述镂空部(321)在所述连接本体(32)上成排布置。

4.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，所述镂空部(321)为方形通孔或圆形通孔。

5.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，所述第一表面靠近所述MEMS芯片(20)，所述第二表面远离所述MEMS芯片(20)，所述防尘件(30)埋设在所述线路板(10)的靠近所述第二表面的位置处。

6.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，所述防尘件(30)为防尘网，所述防尘件(30)与所述线路板(10)粘接连接。

7.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，所述线路板(10)还包括阻焊层(40)，所述阻焊层(40)的远离所述MEMS芯片(20)的一侧形成所述第二表面，所述防尘件(30)与所述阻焊层(40)粘接连接。

8.根据权利要求1所述的MEMS器件(100)，其特征在于，还包括：外壳(50)，所述外壳(50)盖设在所述线路板(10)上，所述外壳(50)和所述线路板(10)之间限定出腔室(51)，所述MEMS芯片(20)位于所述腔室(51)，且所述MEMS芯片(20)与所述声学通孔(11)的位置相对应。

9.根据权利要求8所述的MEMS器件(100)，其特征在于，还包括：ASIC芯片(60)，所述ASIC芯片(60)设于所述线路板(10)，且所述ASIC芯片(60)位于所述腔室(51)，所述MEMS芯片(20)与所述ASIC芯片(60)通过第一金属引线(71)电连接，所述ASIC芯片(60)与所述线路板(10)通过第二金属引线(72)电连接。

10.一种麦克风，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的MEMS器件(100)。

11.一种电子产品，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的MEMS器件(100)。

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