CN217849676U - 麦克风封装结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种麦克风封装结构及电子设备。所述麦克风封装结构包括基板、外壳以及感测组件；所述外壳与所述基板的一侧固定连接并与所述基板共同形成腔体，所述感测组件位于所述腔体内；所述外壳上设置有贯穿所述外壳的进音孔，所述感测组件包括声电转换部件；其中，所述声电转换部件与所述外壳朝向所述腔体的表面固定连接，在垂直于所述进音孔的轴线的平面上，所述声电转换部件的声波感测区域的投影与所述进音孔的投影至少部分交叠，并且所述声电转换部件的进音腔的开口朝向所述进音孔。本申请所公开的技术方案有效解决现有MEMS麦克风产品追求小尺寸以及高性能的问题。

Description

麦克风封装结构及电子设备

技术领域

本申请涉及麦克风技术领域，尤其涉及一种麦克风封装结构及电子设备。

背景技术

当前，消费类电子产品市场需求急剧增加，音频输入设备广泛的应用于各类电子产品中，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、照相机、摄像机等等，因此需要大量的麦克风集成到这些产品中。MEMS麦克风以体积更小、成本更低、集成度更高和抗震耐热性等优势逐步取代了驻极体电容式麦克风，成为消费类电子产品领域中麦克风的未来发展趋势。

电容式硅麦克风是MEMS麦克风中的重要分类之一，电容式硅麦克风的工作原理是在背极板和振膜之间加上一个恒定的偏执电压，此时背极板与振膜会保持恒定的距离，当有声音信号导致空气振动时，空气振动使振膜振动，背极板与振膜)之间的距离会在声压作用下产生位移，从而两极板间的电容值发生改变产生交变电信号。为了提升MEMS麦克风产品的性能，通常需要增加电容式硅麦克风的面积、增加其他一些器件，但这些通常都会增加MEMS麦克风产品的尺寸，不满足目前的MEMS麦克风产品追求小尺寸、高性能的要求，所以如何能在有限的尺寸内，尽可能满足高性能成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种麦克风封装结构及电子设备，以有效解决现有MEMS麦克风产品追求小尺寸以及高性能的问题。

根据本申请的一方面，本申请提供一种麦克风封装结构，所述麦克风封装结构包括基板、外壳以及感测组件；

所述外壳与所述基板的一侧固定连接并与所述基板共同形成腔体，所述感测组件位于所述腔体内；

所述外壳上设置有贯穿所述外壳的进音孔，所述感测组件包括声电转换部件；

其中，所述声电转换部件与所述外壳朝向所述腔体的表面固定连接，在垂直于所述进音孔的轴线的平面上，所述声电转换部件的声波感测区域的投影与所述进音孔的投影至少部分交叠，并且所述声电转换部件的进音腔的开口朝向所述进音孔。

进一步地，所述感测组件还包括信号处理电路，所述信号处理电路通过第一导电通路与所述声电转换部件电连接并通过第二导电通路与所述基板电连接。

进一步地，所述信号处理电路与所述外壳朝向所述腔体的一侧固定连接。

进一步地，所述信号处理电路与所述基板朝向所述腔体的一侧固定连接。

进一步地，所述基板朝向所述腔体的一侧设置有凹槽。

进一步地，所述信号处理电路设置在所述凹槽内。

进一步地，所述第一导电通路为导线。

进一步地，所述封装结构还包括位于所述腔体内的滤波电路，所述滤波电路与所述基板朝向所述腔体的一侧固定连接并与所述信号处理电路电连接。

进一步地，所述声电转换部件包括基底、至少一个振膜以及对应的至少一个背极板，以形成至少一个可变电容。

进一步地，所述声电转换部件包括多个振膜和多个背极板，在垂直于所述进音孔的轴线的平面上，所述多个振膜阵列分布，所述多个背极板与所述多个振膜一一对应，以形成多个可变电容，并且相邻的两个可变电容之间具有信号通路；

其中，在朝向所述进音孔的一侧，所述基底上设置有与所述多个振膜一一对应的多个空腔，在垂直于所述进音孔的轴线的平面上，所述进音孔的投影位于所述多个空腔中的一个空腔的投影内，并且所述多个空腔通过相邻的两个空腔之间的导通槽彼此连通以形成所述进音腔。

根据本申请的另一方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括本申请任一实施例所述的麦克风封装结构。

本申请的优点在于，通过将声电转换部件安装在外壳上且声电转换部件的进音腔的开口朝向进音孔，使声电转换部件不占用基板面积，从而无需增加基板面积也能满足MEMS麦克风其他器件的安装，同时，使MEMS麦克风的后腔体积增加，有效提高了MEMS麦克风的灵敏度与信噪比。示例性地，通过将信号处理电路安装在外壳上，或将信号处理电路安装在基板上，使信号处理电路与声电转换部件立体排布，进一步节约基板面积，缩小产品尺寸，从而满足MEMS麦克风小尺寸发展的要求。另外，通过在基板朝向腔体的一侧设置凹槽，进一步增加MEMS麦克风的后腔体积，从而提升麦克风的性能。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1A为本申请一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图；

图1B为图1A中实施例提供的声电转换部件的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图；

图3为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图；

图4A为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图；

图4B为图4A中实施例提供的声电转换部件的结构示意图；

图4C为图4A中实施例提供的声电转换部件的俯视图；

图4D为图4A中实施例提供的另一声电转换部件的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请至少一实施例提供一种麦克风封装结构，该麦克风封装结构包括基板、外壳以及感测组件；

所述外壳与所述基板的一侧固定连接并与所述基板共同形成腔体，所述感测组件位于所述腔体内；

所述外壳上设置有贯穿所述外壳的进音孔，所述感测组件包括声电转换部件；

其中，所述声电转换部件与所述外壳朝向所述腔体的表面固定连接，在垂直于所述进音孔的轴线的平面上，所述声电转换部件的声波感测区域的投影与所述进音孔的投影至少部分交叠，并且所述声电转换部件的进音腔的开口朝向所述进音孔。

由上可见，通过将声电转换部件安装在外壳上且声电转换部件的进音腔的开口朝向进音孔，使声电转换部件不占用基板面积，从而无需增加基板面积也能满足MEMS麦克风其他器件的安装，同时，使MEMS麦克风的后腔体积增加，有效提高了MEMS麦克风的灵敏度与信噪比。相较于现有产品中，声电转换部件在基板上平面排布，不仅占用的面积大，而且后腔体积有限，本申请满足了MEMS麦克风追求小尺寸以及高性能的要求。

图1A为本申请一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图，图1B为图1A中实施例提供的声电转换部件的结构示意图。

如图1A所示，麦克风封装结构包括基板10、外壳20以及感测组件；

外壳20与基板10的一侧固定连接并与基板10共同形成腔体，感测组件位于腔体内；

外壳20上设置有贯穿外壳20的进音孔210，感测组件包括声电转换部件30；

其中，声电转换部件30与外壳20朝向腔体的表面固定连接，在垂直于进音孔210的轴线的平面上，声电转换部件30的声波感测区域的投影与进音孔210的投影至少部分交叠，并且声电转换部件30的进音腔310的开口朝向进音孔210。

在本实施例中，感测组件还包括信号处理电路60，信号处理电路60通过第一导电通路40与声电转换部件30电连接并通过第二导电通路50与基板10电连接。需要说明的是，信号处理电路60可以是ASIC芯片，声电转换部件30可以是MEMS电容式硅麦克风芯片，ASIC芯片可以将MEMS电容式硅麦克风芯片通过第一导电通路40传输的电信号进行放大。还需要说明的是，第二导电通路50可以是导线，也可以将信号处理电路60倒装在基板10上，通过凸点与基板10焊接实现电连接。

在本实施例中，信号处理电路60与外壳20朝向腔体的一侧固定连接。通过将信号处理电路60安装在外壳20上，进一步节约基板10面积。

在本实施例中，第一导电通路40为导线。

如图1B所示，在本实施例中，声电转换部件30包括基底360、至少一个振膜320以及对应的至少一个背极板330，以形成至少一个可变电容。需要说明的是，背极板330上设置有至少一个贯穿背极板330的通孔。

示例性地，在本实施例中，基底360靠近振膜320的一侧设置有用于支撑至少一个振膜320的第一支撑体340，至少一个振膜320远离基底360的一侧设置有用于支撑至少一个背极板330的第二支撑体350；

第一支撑体340位于至少一个振膜320的边缘，使得至少一个振膜320悬空于基底360的上方；第二支撑体350位于至少一个背极板330的边缘，使得至少一个背极板330悬空于至少一个振膜320的上方。

由上可见，通过将声电转换部件安装在外壳上且声电转换部件的进音腔的开口朝向进音孔，使声电转换部件不占用基板面积，从而无需增加基板面积也能满足MEMS麦克风其他器件的安装，同时，使MEMS麦克风的后腔体积增加，有效提高了MEMS麦克风的灵敏度与信噪比。示例性地，通过将信号处理电路安装在外壳上，进一步节约基板面积。

图2为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图。

如图2所示，示例性地，图2与图1A的区别在于：信号处理电路60与基板10朝向腔体的一侧固定连接。

在本实施例中，封装结构还包括位于腔体内的滤波电路80，滤波电路80与基板10朝向腔体的一侧固定连接并与信号处理电路60电连接。通过滤波电路80滤去整流输出电压中的纹波，减小脉动的直流电压中的交流成分，进一步提升产品的性能。

由上可见，通过将信号处理电路安装在基板上，使信号处理电路与声电转换部件立体排布，进一步缩小了产品尺寸，满足MEMS麦克风小尺寸发展的要求。

图3为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图。

如图3所示，示例性地，图3与图2的区别在于：基板10朝向腔体的一侧设置有凹槽110。

在本实施例中，信号处理电路60设置在凹槽110内。

由上可见，通过在基板朝向腔体的一侧设置凹槽，进一步增加MEMS麦克风的后腔体积，从而提升麦克风的性能。

图4A为本申请另一实施例提供的麦克风封装结构主视方向的剖视图，图4B为图4A中实施例提供的声电转换部件的结构示意图，图4C为图4A中实施例提供的声电转换部件的俯视图，图4D为图4A中实施例提供的另一声电转换部件的俯视图。

如图4A所示，示例性地，图4A与图2的区别在于：声电转换部件30包括多个振膜320和多个背极板330，在垂直于进音孔210的轴线的平面上，多个振膜320阵列分布，多个背极板330与多个振膜320一一对应，以形成多个可变电容，并且相邻的两个可变电容之间具有信号通路。需要说明的是，多个可变电容之间并联。

其中，在朝向进音孔210的一侧，基底360上设置有与多个振膜320一一对应的多个空腔，在垂直于进音孔210的轴线的平面上，进音孔210的投影位于多个空腔中的一个空腔的投影内，并且多个空腔通过相邻的两个空腔之间的导通槽70彼此连通以形成进音腔310。通过设置导通槽70使多个振膜320对应同一进音腔310，多个可变电容协同工作。需要说明的是，多个振膜320可以是行列对齐的矩阵式阵列分布。

例如，如图4B、4C所示，声电转换部件30包括两个振膜320和两个背极板330，在垂直于进音孔210的轴线的平面上，两个振膜320阵列分布，两个背极板330与两个振膜320一一对应，以形成两个可变电容。

例如，如图4D所示，声电转换部件30包括四个振膜320和四个背极板330，在垂直于进音孔210的轴线的平面上，四个振膜320阵列分布，四个背极板330与四个振膜320一一对应，以形成四个可变电容。

本申请至少一实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括本申请任一实施例的麦克风封装结构。例如，电子设备是人工智能终端产品。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。以上对本申请实施例所提供的麦克风封装结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种麦克风封装结构，其特征在于，所述麦克风封装结构包括基板(10)、外壳(20)以及感测组件；

所述外壳(20)与所述基板(10)的一侧固定连接并与所述基板(10)共同形成腔体，所述感测组件位于所述腔体内；

所述外壳(20)上设置有贯穿所述外壳(20)的进音孔(210)，所述感测组件包括声电转换部件(30)；

其中，所述声电转换部件(30)与所述外壳(20)朝向所述腔体的表面固定连接，在垂直于所述进音孔(210)的轴线的平面上，所述声电转换部件(30)的声波感测区域的投影与所述进音孔(210)的投影至少部分交叠，并且所述声电转换部件(30)的进音腔(310)的开口朝向所述进音孔(210)。

2.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述感测组件还包括信号处理电路(60)，所述信号处理电路(60)通过第一导电通路(40)与所述声电转换部件(30)电连接并通过第二导电通路(50)与所述基板(10)电连接。

3.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述信号处理电路(60)与所述外壳(20)朝向所述腔体的一侧固定连接。

4.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述信号处理电路(60)与所述基板(10)朝向所述腔体的一侧固定连接。

5.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述基板(10)朝向所述腔体的一侧设置有凹槽(110)。

6.根据权利要求5所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述信号处理电路(60)设置在所述凹槽(110)内。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述第一导电通路(40)为导线。

8.根据权利要求2所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述麦克风封装结构还包括位于所述腔体内的滤波电路(80)，所述滤波电路(80)与所述基板(10)朝向所述腔体的一侧固定连接并与所述信号处理电路(60)电连接。

9.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述声电转换部件(30)包括基底(360)、至少一个振膜(320)以及对应的至少一个背极板(330)，以形成至少一个可变电容。

10.根据权利要求9所述的麦克风封装结构，其特征在于，所述声电转换部件(30)包括多个振膜(320)和多个背极板(330)，在垂直于所述进音孔(210)的轴线的平面上，所述多个振膜(320)阵列分布，所述多个背极板(330)与所述多个振膜(320)一一对应，以形成多个可变电容，并且相邻的两个可变电容之间具有信号通路；

其中，在朝向所述进音孔(210)的一侧，所述基底(360)上设置有与所述多个振膜(320)一一对应的多个空腔，在垂直于所述进音孔(210)的轴线的平面上，所述进音孔(210)的投影位于所述多个空腔中的一个空腔的投影内，并且所述多个空腔通过相邻的两个空腔之间的导通槽(70)彼此连通以形成所述进音腔(310)。

11.一种电子设备，其特征在于，包括上述权利要求1-10中任意一项所述的麦克风封装结构。

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