CN216978116U

CN216978116U - 骨声纹传感器

Info

Publication number: CN216978116U
Application number: CN202122925382.7U
Authority: CN
Inventors: 裴振伟; 端木鲁玉; 田峻瑜; 方华斌
Original assignee: Goertek Microelectronics Inc
Current assignee: Goertek Microelectronics Inc
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2031-11-25

Abstract

本实用新型提供一种骨声纹传感器，包括基板、与基板形成封装腔体的壳体、设置在封装腔体内的振动组件；其中，振动组件包括架设在封装腔体内的振动片以及设置在振动片上的传感器芯片；在振动片上设置有环绕传感器芯片的振动缝隙，以及贯穿振动片的传压孔；并且，在振动缝隙内设置有弹性密封件，振动片两侧的气流通过传压孔均衡。利用上述实用新型能够有效降低骨声纹传感器的高度，利于产品微型化的发展。

Description

骨声纹传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更为具体地，涉及一种骨声纹传感器。

背景技术

目前，骨声纹传感器主要是指利用振膜振动时策动空气流动来检测流动信号的一类传感器。现有的骨声纹传感器主要包括感应外界振动信息的振动单元，以及将振动单元在振动过程中产生的气流变化转换为电信号的测量单元，通过测量单元输出的电信号来表单具体的振动信息。

但是，在现有的骨声纹传感器结构中，传感器的芯片和振动单元分别固定在不同的PCB上，由于振动单元和PCB的高度在设计工艺中很难进行降低，从而导致整个传感器的高度过高，不利于智能产品的微型化封装。

可知，目前亟需一种新型的骨声纹传感器，以克服现有骨声纹传感器存在的结构缺陷。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种骨声纹传感器，以解决现有传感器结构存在的高度不易降低，导致高度尺寸较大，不利于产品的封装及应用等问题。

本实用新型提供的骨声纹传感器，包括基板、与基板形成封装腔体的壳体、设置在封装腔体内的振动组件；其中，振动组件包括架设在封装腔体内的振动片以及设置在振动片上的传感器芯片；在振动片上设置有环绕传感器芯片的振动缝隙，以及贯穿振动片的传压孔；并且，在振动缝隙内设置有弹性密封件，振动片两侧的气流通过传压孔导通。

此外，可选的结构是，壳体包括设置在基板上的支撑墙以及固定在支撑墙背离基板一侧的外壳；振动片固定在支撑墙上，且位于振动片上的传感器芯片位于支撑墙、基板和振动片形成的密封腔体内；在振动片上还设置有质量块，质量块位于振动片与外壳形成的收容空间内。

此外，可选的结构是，传感器芯片包括ASIC芯片和设置在传压孔处的MEMS芯片；MEMS芯片与ASIC芯片导通，ASIC芯片通过设置在支撑墙内的导电通孔与基板电导通。

此外，可选的结构是，振动片包括固定在支撑墙上的固定部、位于振动缝隙内的振动部以及连接振动部和固定部的连接部；质量块和传感器芯片均设置在振动部上。

此外，可选的结构是，在连接部上设置有至少一个槽孔；并且，在槽孔内设置有弹性密封件。

此外，可选的结构是，壳体包括固定在基板上的罩壳；振动片通过支撑环固定在基板上，传感器芯片设置在振动片背离基板的一侧；并且，在振动片靠近基板的一侧设置有质量块，在基板上设置有避让质量块的避让槽。

此外，可选的结构是，支撑环和质量块粘贴固定在振动片上；或者，支撑环、质量块与振动片为一体成型结构。

此外，可选的结构是，弹性密封件为填充在振动缝隙内的密封胶，或者覆盖在振动缝隙处的密封膜。

此外，可选的结构是，振动缝隙的宽度为0.05mm至1mm。

此外，可选的结构是，振动片为金属板或印刷电路板。

从上面的技术方案可知，本实用新型的骨声纹传感器，将传感器芯片设置在振动组件的振动片上，并在振动片上设置环绕传感器芯片设置的振动缝隙，以及贯穿振动片的传压孔，从而通过在振动缝隙内设置弹性密封件，对振动片两侧的气压进行隔离，仅通过传压孔进行信号传递，能够有效的降低核心元件的高度，便于产品的微型化封装及应用。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例一的骨声纹传感器的分解图；

图2为根据本实用新型实施例一的骨声纹传感器的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例二的骨声纹传感器的结构示意图。

其中的附图标记包括：基板1、支撑墙2、槽孔3、振动片4、外壳5、泄压孔51、ASIC芯片6、MEMS芯片7、振动缝隙8、质量块9、传压孔10、弹性密封件11、罩壳12、避让槽13、支撑环14、泄压孔15。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

为详细描述本实用新型的骨声纹传感器结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例一的骨声纹传感器的示意结构。

如图1和图2共同所示，本实用新型实施例一的骨声纹传感器，包括基板1、与基板1形成封装腔体的壳体、设置在封装腔体内的振动组件；其中，振动组件包括架设在封装腔体内的振动片4以及设置在振动片4上的传感器芯片；在振动片4上设置有环绕传感器芯片的振动缝隙8，以及贯穿振动片4的传压孔10；并且，在振动缝隙8内设置有弹性密封件11，通过弹性密封件11和振动缝隙8的配合，能够在确保气密性要求的同时，实现振动片4的振动效果，振动片4两侧的气流仅通过传压孔10导通；此外，将传感器芯片设置在振动片4上还能够简化骨声纹传感器的结构，有利于产品整体高度的降低。

在该实施例一中，壳体包括设置在基板1上的支撑墙2以及固定在支撑墙2背离基板1一侧的外壳5，支撑墙2的设置方向垂直与基板1的设置方向，振动片4的边缘位置固定在支撑墙2上，且位于振动片4上的传感器芯片位于支撑墙2、基板1和振动片4形成的密封腔体内；此时，在振动片4上还设置有质量块9，质量块9位于振动片4与外壳5形成的收容空间内，外壳5的尺寸可以根据质量块9的体积以及振动片4所需的振动空间进行灵活设置，因此外壳5的尺寸可以设置的较小。

具体地，传感器芯片可进一步包括ASIC芯片6和设置在传压孔10处的MEMS芯片7，其中MEMS芯片7与ASIC芯片6可通过电连接线导通，ASIC芯片6通过设置在支撑墙2内的导电通孔与基板1导通；其中，支撑墙2可采用两层PCB压合而成，一层较薄，用于设置打线PAD，另一层可设置所述导电通孔，将信号传递至基板1处，基板1也可采用PCB，在基板1内埋容埋阻，通过锡膏与支撑墙2进行焊接导通。

在本实用新型的一个具体实施方式中，振动片4可进一步包括固定在支撑墙2上的固定部、位于振动缝隙8内的振动部以及连接振动部和固定部的连接部；质量块9和传感器芯片均设置在振动部上，不仅能够保证振动组件在正常使用过程中的振动位移，还能够通过质量块9和传感器芯片提升传感器的灵敏度；例如，质量块9可选用铜、钢等高密度金属，重量范围可根据具体的产品结构及尺寸灵活设置，如0.2mg至100mg，而质量块9的形状可设置为与振动片4相适配的形状，如椭圆形、方形或者圆形等。

此外，为了在确保连接部和弹性密封件11能够共同承载振动片4及其上的传感器芯片和质量块9的同时，具有灵活的振动性能，还可以在连接部上设置至少一个槽孔3，例如，将振动缝隙8设置为“C”型结构，对应的槽孔3为顺延振动缝隙8设置的若干个长条状的孔隙；可知为确保密封效果，还需要在各槽孔3内设置弹性密封件11，该弹性密封件11可采用与振动缝隙8内相同的密封件。

作为具体示例，本实用新型的骨声纹传感器，弹性密封件11为填充在振动缝隙8和槽孔3内的密封胶，或者覆盖在振动缝隙8和槽孔3处的密封膜，密封胶可选用疏水有弹性的胶水，如硅胶等，而密封膜可选用高温有弹性的有机膜材，厚度可控制在20μm以内。

图3示出了根据本实用新型实施例二的骨声纹传感器的示意结构。

如图3所示，该实施例二的骨声纹传感器，包括基板1、与基板1形成封装腔体的壳体、设置在封装腔体内的振动组件；其中，振动组件包括架设在封装腔体内的振动片4以及设置在振动片4上的传感器芯片；在振动片4上设置有环绕传感器芯片设置的振动缝隙，以及贯穿振动片4的传压孔10；并且，在振动缝隙内设置有弹性密封件11，通过弹性密封件11和振动缝隙的配合，能够在确保气密性要求的同时，实现振动片4的振动效果，振动片4两侧的气压通过传压孔10导通。

具体地，壳体包括固定在基板1上的罩壳12，罩壳12和基板1配合形成一个较大的封装腔体，振动片4通过支撑环14直接固定在基板1上，传感器芯片设置在振动片4背离基板1的一侧；并且，在振动片4靠近基板1的一侧还设置有质量块9，在基板1上设置有避让质量块9的避让槽13，在振动片4的振动过程中，质量块9可以避让在其下方的避让槽13内。

其中，支撑环14的设置高度可以根据避让槽13的深度以及振动片4的振动幅度进行调整；此外，支撑环14可以通过粘接剂与质量块9同时粘接，或者支撑环14和质量块9分别粘贴固定在振动片4上，也可以通过一体化加工方式将质量块9、支撑环14和振动片4一次成型，即支撑环14、质量块9与振动片4为一体成型结构，该结构能够进一步地减低骨声纹传感器的高度，利于产品的微型化封装。

需要说明的是，在上述两个实施例中，例如振动片、槽孔、振动缝隙、质量块9和传感器芯片(包括ASIC芯片6和MEMS芯片7)等相同结构的实施例描述可以相互参考，此处不再一一赘述。此外，本实用新型中的振动片4可选用金属板或者印刷电路板(环氧基或陶瓷基)，材质可选择铜/钢等材质，振动片4的总厚度范围为0.05mm至2mm，振动缝隙的宽度可以设置为0.05mm至1mm。

其中，在实施例一中的外壳5或实施例二中的罩壳12上还设置有至少一个泄压孔(包括外壳5上的泄压孔51和罩壳12上的泄压孔15)，泄压孔可通过刻蚀或激光加工而成，可以是微孔、缝隙或二者的组合，泄压孔的面积可设置为100μm²至10mm²。另外，设置在振动片4和质量块9上的传压孔10可设置在MEMS芯片7处，也可以是微孔、缝隙或二者的组合，传压孔10的面积可设置为20μm²至2000μm²。

为提高产品的电磁屏蔽效果，外壳5或罩壳12可选用金属壳体，并在壳体的表面进行镀镍或镀金处理，以及，在基板1和支撑板内添加接地的金属层，共同提高产品的抗电磁干扰的能力。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的骨声纹传感器，将质量块和传感器芯片分别设置在振动片的两侧，并在振动片上设置对应的填充有弹性密封件的振动缝隙，能够有效的降低骨声纹传感器核心元件的高度，便于产品的微型化封装及应用。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的骨声纹传感器。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的骨声纹传感器，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种骨声纹传感器，包括基板、与所述基板形成封装腔体的壳体、设置在所述封装腔体内的振动组件；其特征在于，

所述振动组件包括架设在所述封装腔体内的振动片以及设置在所述振动片上的传感器芯片；

在所述振动片上设置有环绕所述传感器芯片的振动缝隙，以及贯穿所述振动片的传压孔；并且，

在所述振动缝隙内设置有弹性密封件，所述振动片两侧的气流通过所述传压孔导通。

2.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述壳体包括设置在所述基板上的支撑墙以及固定在所述支撑墙背离所述基板一侧的外壳；

所述振动片固定在所述支撑墙上，且位于所述振动片上的传感器芯片位于所述支撑墙、所述基板和所述振动片形成的密封腔体内；

在所述振动片上还设置有质量块，所述质量块位于所述振动片与所述外壳形成的收容空间内。

3.如权利要求2所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述传感器芯片包括ASIC芯片和设置在所述传压孔处的MEMS芯片；

所述MEMS芯片与所述ASIC芯片导通，所述ASIC芯片通过设置在所述支撑墙内的导电通孔与所述基板电导通。

4.如权利要求3所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述振动片包括固定在所述支撑墙上的固定部、位于所述振动缝隙内的振动部以及连接所述振动部和所述固定部的连接部；

所述质量块和所述传感器芯片均设置在所述振动部上。

5.如权利要求4所述的骨声纹传感器，其特征在于，

在所述连接部上设置有至少一个槽孔；并且，

所述弹性密封件设置在所述槽孔内。

6.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述壳体包括固定在所述基板上的罩壳；

所述振动片通过支撑环固定在所述基板上，所述传感器芯片设置在所述振动片背离所述基板的一侧；并且，

在所述振动片靠近所述基板的一侧设置有质量块，在所述基板上设置有避让所述质量块的避让槽。

7.如权利要求6所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述支撑环和所述质量块粘贴固定在所述振动片上；或者，

所述支撑环、所述质量块与所述振动片为一体成型结构。

8.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述弹性密封件为填充在所述振动缝隙内的密封胶，或者覆盖在所述振动缝隙处的密封膜。

9.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述振动缝隙的宽度为0.05mm至1mm。

10.如权利要求1所述的骨声纹传感器，其特征在于，

所述振动片为金属板或印刷电路板。