TWI441524B - 微機電收音裝置 - Google Patents

Description

微機電收音裝置

一種微機電收音裝置，尤指一種微機電系統(MEMS)之封裝裝置。

麥克風的應用範圍甚廣，例如，助聽器、電子耳、手機、數位相機、免持聽筒、筆記型電腦等。隨著製程及封裝技術的進步，目前已能利用半導體製程來做出晶片型麥克風，亦稱作微機電(MEMS)麥克風，以達到輕薄短小、省電、低成本等訴求。

參照第一圖。第一圖為傳統的微機電麥克風之剖視圖。傳統的微機電麥克風1主要在一基板10上設置有一電路(未繪)及一微機電晶片11，微機電晶片11係以打線方式與基板10上的電路電連接，在基板10上另設置有一覆蓋微機電晶片11的殼蓋13。微機電晶片11與基板10之間的空間形成氣室14，做為聲音的共挀腔。聲音由殼蓋13的音孔15進入，與微機電晶片11上的薄膜產生振動，振動的訊號轉為微機電晶片11上的電子信號。

然而，此種傳統的微機電麥克風1使用上除了能夠吸收使用者的聲音之外，同時也會吸收到外界環境的聲音。因此，當使用者在噪音嚴重的環境下使用設有傳統的微機電麥克風1的手機(未繪)進行通話時，對方將會受到噪音的干擾，而無法準確的聽見使用者的聲音及說話。

有鑑於此，本發明提供一種微機電收音裝置，其可以透過經皮接觸的方式吸收使用者的聲音，避免對方受到噪 音的干擾，而無法準確的聽見使用者的聲音及說話。

本發明提供以下幾種微機電收音裝置的實施例：其中，第一實施例之微機電收音裝置包括一封蓋、一基板及一微機電晶片。封蓋具有能與外界接觸的一接觸式收音元件。基板設於封蓋而與封蓋之間形成一容室。微機電晶片設置於容室中，係電性連結基板與接觸式收音元件。

第二實施例之微機電收音裝置包括一封蓋、一基板、一第一微機電晶片及一第二微機電晶片。封蓋具有能與外界接觸的一接觸式收音元件。基板設於封蓋而與封蓋之間形成一容室，同時，基板具有一收音通道，且收音通道之第一端連通容室，收音通道之第二端連通外界。第一微機電晶片設置於容室中，係電性連結基板，並對應收音通道之第一端。第二微機電晶片設置於容室中，係電性連結基板與接觸式收音元件。

第三實施例之微機電收音裝置包括一封蓋、一基板、一第一微機電晶片及一第二微機電晶片。封蓋具有能與外界接觸的一接觸式收音元件。基板設於封蓋而與封蓋之間形成一容室，同時，基板具有一收音通道，且收音通道之第一端連通容室，收音通道之第二端連通外界。第一微機電晶片設置於容室中，係電性連結基板，並對應收音通道之第一端。第二微機電晶片以覆晶(flip-chip)方式設置於第一微機電晶片上，且第二微機電晶片電性連結第一微機電晶片與接觸式收音元件。

第四實施例之微機電收音裝置與第二實施例的差別在於：封蓋更具有一音孔，且該音孔連通收音通道之第二端與外界。

同樣的，第五實施例之微機電收音裝置與第三實施例的差別在於：封蓋更具有一音孔，且該音孔連通收音通道之第二端與外界。

綜上所述，本發明各實施例的微機電收音裝置係利用接觸式收音元件與外界接觸(例如，使用者的皮膚接觸)。如此，各實施例的微機電收音裝置吸收使用者說話時皮膚所產生的震動信號，並且利用微機電晶片將震動信號轉成電子信號再由基板送出，以準確的將使用者的聲音及說話傳送到對方，而不受到環境噪音的干擾。

參考第二圖。第二圖為本發明第一實施例之示意圖。微機電收音裝置2包括一封蓋26、一基板20及一微機電晶片22。前述中，微機電收音裝置2為一種微機電麥克風。

封蓋26上設置有一個能與外界接觸的一接觸式收音元件21。基板20的頂面連接於封蓋26，使基板20與封蓋26之間形成一容室28。微機電晶片22設置於容室28中，且電性連結該基板20與接觸式收音元件21。本實施例中，微機電晶片22透過一金屬導線24電性連結基板20，以及，透過另一金屬導線23電性連接該接觸式收音元件21。

復參考第二圖。基板20與封蓋26之連接，可以使用一黏接劑(未繪)沿著基板20頂面的外圍將封蓋26黏接在基板20上，進而將微機電晶片22封裝於容室28中。同時，本實施例中，接觸式收音元件21為一收音膜，該收音膜用來接觸人體的皮膚，其係經皮感應及接收人體發聲時產生的振動信號，並將震動訊號吸收傳遞至微機電晶片22。而微機電晶片22將振動信號轉成電子信號，再透過該基板 20傳送出去。如此，本實施例之微機電收音裝置2使用的接觸式收音元件21係採用接觸感應的收音的方式，因此，在通話中，不會受到環境噪音的干擾。

參考第三A圖。第三A圖為本發明第二實施例之示意圖。微機電收音裝置3a包括一封蓋35、一基板30、一第一微機電晶片32及一第二微機電晶片34。

封蓋35上設置有一個能與外界接觸的一接觸式收音元件31。基板30的頂面連接於封蓋35，使基板30與封蓋35之間形成一容室33。同時，基板30具有一收音通道36，該收音通道36之第一端連通容室33，該收音通道36之第二端連通外界。第一微機電晶片32與第二微機電晶片34皆設置於容室33中，其中，第一微機電晶片32電性連結該基板30，並對應收音通道36之第一端。第二微機電晶片34電性連結基板30與接觸式收音元件31。

復參考第三A圖。基板30與封蓋35之連接，可以使用黏接劑沿著基板30的外圍而將封蓋35黏接在基板30上，以將第一微機電晶片32與第二微機電晶片34封裝在容室33中。

本實施例中，外界的聲音經由收音通道36進入容室33，同時，第一微機電晶片32可以接收進入容室33的聲音。第一微機電晶片32內部具有一被動元件(未繪)，可將傳遞至第一微機電晶片32的聲音轉換成第一電子信號，再透過基板30將第一電子信號傳送出去。

另外，本實施例中，接觸式收音元件31為一收音膜，該收音膜用來接觸人體的皮膚，係經皮感應及接收人體發聲時產生的振動信號，並將震動訊號吸收傳遞至第二微機 電晶片34。而第二微機電晶片34將振動信號轉成第二電子信號，再透過基板30傳送出去。

再者，本實施例之微機電收音裝置3a的基板30更可以從一操作系統(未繪)接收一控制信號，此控制信號被送至第一微機電晶片32與第二微機電晶片34，係用來致能(enable)或消能(disable)第一微機電晶片32與第二微機電晶片34的動作。

綜上所述，本實施例之微機電收音裝置3a可以利用第一微機電晶片32以第一收音模式接收使用者的說話聲音，也可以利用第二微機電晶片34以第二收音模式經使用者的皮膚接收使用者的說話聲音，或是同時啟用第一與第二收音模式，以強化收音的能力。如此，使用者在通話中，係可以依據通話環境的需求自行選擇所要的收音模式，以避免環境噪音的干擾。

配合第三A圖，參考第三B圖。第三B圖為本發明第三實施例之示意圖。第三實施例之微機電收音裝置3b與第二實施例之構件相同者，係以相同符號標示。第三實施例之微機電收音裝置3b與第二實施例之裝置、動作原理及達成的功效大致相同，惟其差異在於：微機電收音裝置3b中的第二微機電晶片34係以覆晶(flip-chip)方式設置於第一微機電晶片32上，並且電性連結第一微機電晶片32與接觸式收音元件31。

配合第三A圖，參考第三C圖。第三C圖為本發明第四實施例之示意圖。第四實施例之微機電收音裝置3c與第二實施例之構件相同者，係以相同符號標示。第四實施例之微機電收音裝置3c與第二實施例之裝置、動作原理及達 成的功效大致相同，惟其差異在於：封蓋35’更具有一音孔38，該音孔38連通收音通道36之第二端與外界，而收音通道36之第一端則是連通至容室33。因此，外界聲音可以由音孔38進入，再經過基板30中的收音通道36進入容室33中，此時，第一微機電晶片32即可接受進入容室33中的聲音，而進行後續處理。

配合第三C圖，參考第三D圖。第三C圖為本發明第五實施例之示意圖。第五實施例之微機電收音裝置3d與第四實施例之構件相同者，係以相同符號標示。第五實施例之微機電收音裝置3d與第四實施例之裝置、動作原理及達成的功效大致相同，惟其差異在於：微機電收音裝置3d中的第二微機電晶片34係以覆晶(flip-chip)方式設置於第一微機電晶片32上，並且電性連結第一微機電晶片32與接觸式收音元件31。

綜上所述，本發明各實施例的微機電收音裝置係利用接觸式收音元件與外界接觸(例如，使用者的皮膚接觸)。如此，各實施例的微機電收音裝置吸收使用者說話時皮膚所產生的震動信號，並且利用微機電晶片將震動信號轉成電子信號再由基板送出，以準確的將使用者的聲音及說話傳送到對方，而不受到環境噪音的干擾。

另外，本發明各實施例的微機電收音裝置可以利用非接觸皮膚方式以第一收音模式接收使用者的說話聲音，也可以利用接觸皮膚方式以第二收音模式經使用者的皮膚接收使用者的說話聲音。另外，本發明各實施例的微機電收音裝置更可能夠同時啟用第一與第二收音模式，以強化收音的能力，進而讓使用者在通話中，能依據通話環境的需 求自行選擇所要的收音模式，以避免環境噪音的干擾。

惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之詳細說明與圖式，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

習知：

1‧‧‧微機電麥克風

10‧‧‧基板

11‧‧‧微機電晶片

13‧‧‧殼蓋

14‧‧‧氣室

15‧‧‧音孔

本發明：

2、3a、3b、3c、3d‧‧‧微機電收音裝置

20、30‧‧‧基板

21、31‧‧‧接觸式收音元件

22‧‧‧微機電晶片

23‧‧‧金屬導線

24‧‧‧金屬導線

26、35、35’‧‧‧封蓋

28、33‧‧‧容室

32‧‧‧第一微機電晶片

34‧‧‧第二微機電晶片

36‧‧‧收音通道

第一圖為傳統的微機電麥克風之剖視圖；第二圖為本發明第一實施例之示意圖；第三A圖為本發明第二實施例之示意圖；第三B圖為本發明第三實施例之示意圖；第三C圖為本發明第四實施例之示意圖；及第三D圖為本發明第五實施例之示意圖。

2‧‧‧微機電收音裝置

20‧‧‧基板

21‧‧‧接觸式收音元件

22‧‧‧微機電晶片

23‧‧‧金屬導線

24‧‧‧金屬導線

26‧‧‧封蓋

28‧‧‧容室

Claims (12)

1. 一種微機電收音裝置，包括：一封蓋，設置有能與外界接觸的一接觸式收音元件；一基板，設於該封蓋而與該封蓋之間形成一容室，該基板具有一收音通道，該收音通道之第一端連通該容室，該收音通道之第二端連通外界；一第一微機電晶片，設置於該容室中，該第一微機電晶片電性連結該基板，並對應該收音通道之第一端；及一第二微機電晶片，設置於該容室中，該第二微機電晶片電性連結該基板與該接觸式收音元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微機電收音裝置，其中該封蓋更具有一音孔，該音孔連通該收音通道之第二端與外界。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微機電收音裝置，其中該第一微機電晶片經由該收音通道接收外界聲音，並將該外界聲音轉成一第一電子信號，再透過該基板傳送出去。
4. 如申請專利範圍第3項所述之微機電收音裝置，其中該接觸式收音元件為一收音膜，該收音膜係經皮吸收一振動信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之微機電收音裝置，其中該第二微機電晶片將該振動信號轉成一第二電子信號，再透過該基板傳送出去。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微機電收音裝置，其中該第一微機電晶片與該第二微機電晶片經由該基板接收一控制信號，並受控於該控制信號。
7. 一種微機電收音裝置，包括：一封蓋，設置有能與外界接觸的一接觸式收音元件；一基板，設於該封蓋而與該封蓋之間形成一容室，該基板具有一收音通道，該收音通道之第一端連通該容室，該收音通道之第二端連通外界；一第一微機電晶片，設置於該容室中，該第一微機電晶片電性連結該基板，並對應該收音通道之第一端；及一第二微機電晶片，以覆晶(flip-chip)方式設置於該第一微機電晶片上，該第二微機電晶片電性連結該第一微機電晶片與該接觸式收音元件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之微機電收音裝置，其中該封蓋更具有一音孔，該音孔連通該收音通道之第二端與外界。
9. 如申請專利範圍第7項所述之微機電收音裝置，其中該第一微機電晶片經由該收音通道接收外界聲音，並將該外界聲音轉成一第一電子信號，再透過該基板傳送出去。
10. 如申請專利範圍第9項所述之微機電收音裝置，其中該接觸式收音元件為一收音膜，該收音膜係經皮吸收一振動信號。
11. 如申請專利範圍第10項所述之微機電收音裝置，其中該第二微機電晶片將該振動信號轉成一第二電子信號，再透過該基板傳送出去。
12. 如申請專利範圍第7項所述之微機電收音裝置，其中該第一微機電晶片與該第二微機電晶片經由該基板接收一控制信號，並受控於該控制信號。