TWI807333B - 電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電子裝置，包括第一基板、隔牆結構、加壓組件、第二基板、外殼以及多個第一導電部。第一基板具有通孔以及相對的第一表面與第二表面。隔牆結構設置於第一表面上且圍繞出第一腔體。加壓組件設置於隔牆結構上且覆蓋第一腔體。加壓組件至少包括質量塊與振膜。外殼設置於第二基板上且與第二基板共同形成第二腔體。第一腔體形成於第二腔體內。多個第一導電部設置於第一基板與第二基板之間。任兩相鄰之第一導電部之間具有間隙。
Description
本發明是有關於一種裝置，且特別是有關於一種電子裝置。
一般而言，在電子裝置中元件之間的配置及對應腔體等設計往往會與其靈敏度(sensitivity)息息相關，如在電子裝置中元件之間的配置及對應腔體等若設計不佳(例如是腔體太小)的話，容易導致空氣阻力過高，如此一來，其靈敏度就會下降，因此如何有效提升其靈敏度實為一種挑戰。
本發明提供一種電子裝置，可以有效提升其靈敏度。
本發明的一種電子裝置包括第一基板、隔牆結構、加壓組件、第二基板、外殼以及多個第一導電部。第一基板具有通孔以及相對的第一表面與第二表面。隔牆結構設置於第一表面上且圍繞出第一腔體。加壓組件設置於隔牆結構上且覆蓋第一腔體。加壓組件至少包括質量塊與振膜。外殼設置於第二基板上且與第
二基板共同形成第二腔體。第一腔體形成於第二腔體內。多個第一導電部設置於第一基板與第二基板之間。任兩相鄰之第一導電部之間具有間隙。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括設置於第一表面上且覆蓋通孔的感測器。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括背腔，其中背腔內的氣體通過間隙與第二腔體的氣體流通。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括設置於感測器上的焊線以及絕緣層，其中絕緣層包覆部分焊線。
在本發明的一實施例中，上述的絕緣層相對於振膜的最短距離小於焊線相對於振膜的最短距離。
在本發明的一實施例中，上述的感測器形成於第一腔體內，且配置於第一基板與振膜之間。
在本發明的一實施例中，上述的感測器、第一基板與多個第一導電部至少部分重疊配置。
在本發明的一實施例中，上述的多個第一導電部為第二基板的一部分，且自第二基板的上表面朝向第一基板凸出並與第一基板形成電性連接。
在本發明的一實施例中，上述的多個第一導電部為多個金屬焊接球。
在本發明的一實施例中，上述的每一第一導電部的高度範圍介於30微米至50微米之間。
在本發明的一實施例中，上述的外殼為金屬材料且具有至少一凹槽，其中第一腔體室形成於至少一凹槽內。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括第二導電部，其中第二導電部環繞設置於外殼與第二基板之間，且外殼通過第二導電部與第二基板形成電性連接。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括開口，其中開口連通第二腔體與外界空氣，以釋放第二腔體內的壓力。
在本發明的一實施例中，上述的開口位於外殼上。
在本發明的一實施例中，上述的質量塊設置於振膜上且位於第一腔體內。
在本發明的一實施例中，上述的質量塊設置於振膜上且位於第一腔體外。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括設置於振膜與隔牆結構之間的固定環，其中固定環為具剛性之材料。
在本發明的一實施例中，上述的固定環與隔牆結構為一體成型之環狀結構。
在本發明的一實施例中，上述的隔牆結構與第一基板共同形成為一具凹槽之印刷電路板結構。
在本發明的一實施例中，上述的第一腔體與第二腔體各自獨立的兩個腔室。
基於上述，本發明的電子裝置藉由將加壓組件設置於隔牆結構上且覆蓋第一腔體的方式，以增加第一腔體的體積，降低
空氣阻力，進而可以有效地提升其靈敏度。此外，由於設置於第一基板與第二基板之間的多個第一導電部之間具有間隙，因此空氣可以在第二腔體內流通，以增加振膜的振動能量，如此一來，可以使電子裝置在較低頻率時響應較為平緩，亦具有較佳的靈敏度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10:固定環
100、200、300、400、500:電子裝置
110、510:第一基板
110a:第一表面
110b:第二表面
112:通孔
120、420、520:隔牆結構
130、330:加壓組件
132、332:質量塊
134:振膜
140、240:第二基板
150:外殼
151:凹槽
152:開口
160、260:第一導電部
162:第二導電部
170:感測器
172:處理晶片
174:感測晶片
180:焊線
190:絕緣層
C1:第一腔體
C2:第二腔體
C3:背腔
D:空氣流通方向
d1、d2:最短距離
G:間隙
圖1A是依據本發明一實施例的電子裝置的俯視示意圖。
圖1B是沿圖1A中的線A-A’的剖面示意圖。
圖1C是圖1B中空氣流動方向的示意圖。
圖2是依據本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖3是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖4是依據本發明再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖5是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
本文所使用之方向用語(例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部)僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。
參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。
圖1A是依據本發明一實施例的電子裝置的俯視示意圖。圖1B是沿圖1A中的線A-A’的剖面示意圖。圖1C是圖1B中空氣流動方向的示意圖。
請參照圖1A至圖1C，在本實施例中，電子裝置100至少包括第一基板110、隔牆結構120、加壓組件130、第二基板140、外殼150以及多個第一導電部160，其中隔牆結構120與加壓組件130皆設置於第一基板110的同一側，而第二基板140與多個第一導電部160皆設置於第一基板110相對於隔牆結構120與加壓組件130的另一側。此外，加壓組件130包括質量塊(mass)132與振膜134。
進一步來說，如圖1B所示，隔牆結構120設置於第一基板110的第一表面110a上且圍繞出第一腔體C1，加壓組件130設置於隔牆結構120上且覆蓋第一腔體C1，外殼150設置於第二基板140上且與第二基板140共同形成第二腔體C2，在此設計下第一腔體C1會形成於第二腔體C2內，因此當外界振動時，加壓組件130可以產生連帶的振動，藉由質量塊132增加質量與振膜134振動的作動方式，以振動第一腔體C1內的空氣並往第一基板
110方向傳送，據此，本實施例的電子裝置100藉由上述配置方式，以增加第一腔體C1的體積，降低空氣阻力，進而可以有效地提升其靈敏度。
另一方面，多個第一導電部160設置於第一基板110與第二基板140之間，換句話說，多個第一導電部160設置於第一基板110相對於第一表面110a的第二表面110b上，且任兩相鄰之第一導電部160之間具有間隙G，因此空氣(air)可以在第二腔體C2內流通(空氣流通方向D例如是由第一基板110的通孔112穿過間隙G由下往上回送至加壓組件130，如圖1A與圖1C所示)，以增加振膜134的振動能量，如此一來，可以使電子裝置100在較低頻率時響應(response)較為平緩(flat)，亦具有較佳的靈敏度。在此，靈敏度可以例如是提升50%以上，但本發明不限於此，提升的比例可以視實際設計上的需求而定。
在一些實施例中，第一基板110與第二基板140是線路基板，舉例而言，第一基板110與第二基板140例如是印刷電路板(PCB)，隔牆結構120的材料包括不銹鋼(steel)、黃銅(copper)或印刷電路板，質量塊132的材料為金屬(例如是不銹鋼或黃銅)，振膜134的材料為塑膠(例如是聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene,PTFE)、聚乙烯(Polytetrafluoroethene,PE)、聚醯亞胺(Polyimide,PI)或聚醚醚酮(Polyether ether ketone,PEEK))，而多個第一導電部160為多個金屬焊接球，但本發明不限於此，上述各個元件皆可以使用其他任何適宜的材料替代。
在一些實施例中，第一腔體C1與第二腔體C2為各自獨立的兩個腔室。此外，電子裝置100中可以僅包括第一腔體C1與第二腔體C2，但本發明不限於此。
在本實施例中，電子裝置100更包括設置於第一表面110a上且覆蓋通孔112的感測器170，其中感測器170可以包括處理晶片172與感測晶片174。進一步來說，感測晶片174可以為麥克風元件，以感測加壓組件130振動產生的氣壓變化，而處理晶片172可以為特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)，以接收並處理麥克風元件所測得的訊號，但本發明不限於此。
在一些實施例中，感測晶片174覆蓋通孔112，而處理晶片172並鄰設置感測晶片174旁，且處理晶片172與感測晶片174可以藉由黏著的方式配置於第一基板110上，但本發明不限於此，處理晶片172與感測晶片174可以依照實際設計上的需求進行配置。
在一些實施例中，感測器170形成於第一腔體C1內，且配置於第一基板110與振膜134之間，換句話說，第一腔體C1的高度可以大於感測器170的高度，如此一來，第一腔體C1可以利用感測器170(處理晶片172與感測晶片174)與加壓組件130之間的空間，以使電子裝置100在尺寸不變的情況下增加第一腔體C1的體積，故本發明結構亦具有裝置薄型化的能力，但本發明不限於此。
在一些實施例中，感測器170、第一基板110與多個第一導電部160至少部分重疊配置，例如是感測器170、第一基板110與多個第一導電部160於第二基板140上的正投影至少部分重疊，因此多個第一導電部160可以對感測器170與第一基板110提供支撐力，以確保電子裝置100具有更佳的可靠度。此外，每一第一導電部160的高度範圍可以介於一定的範圍內，如介於30微米至50微米之間，但本發明不限於此。應說明的是，本發明不限制第一導電部160的高度、數量與配置位置，皆可視實際需求進行調整。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於感測器170上的焊線180以及絕緣層190，且形成步驟可以是先於感測器170上形成焊線180，接著再於感測器170上形成絕緣層190，因此絕緣層190可以包覆部分焊線180。進一步來說，絕緣層190相對於振膜134的最短距離d1可以小於焊線180相對於振膜134的最短距離d2，換句話說，絕緣層190會較焊線180更靠近振膜134，如此一來，當電子裝置100在進行可靠度測試時，絕緣層190可以作為阻擋(stop)構件，降低焊線180被壓垮的機率，因此絕緣層190可以有效地保護焊線180，提升電子裝置100的可靠度，但本發明不限於此。
在一些實施例中，焊線180可以連接處理晶片172與感測晶片174，以於處理晶片172與感測晶片174之間形成電性連接，其中處理晶片172的高度可以低於感測晶片174的高度，而
焊線180的頂端可以位於感測晶片174的上方。此外，電子裝置100更包括連接處理晶片172與第一基板110的另一焊線(未標示)，以於處理晶片172與第一基板110之間形成電性連接，但本發明不限於此。
在一些實施例中，焊線180的材料例如是金或其他適宜的導電材料，而絕緣層190的材料例如是黑膠或其他適宜的絕緣材料，本發明不加以限制。
在本實施例中，質量塊132設置於振膜134上且位於第一腔體C1內，因此質量塊132、焊線180及絕緣層190皆位在第一腔體C1內，但本發明不限於此，在其他實施例中，質量塊132的位置可以具有其他設置態樣。
在一些實施例中，電子裝置100更包括背腔C3，其中背腔C3內的氣體通過間隙G與第二腔體C2的氣體流通，舉例而言，背腔C3可以是由感測晶片174與通孔112所構成的空間，但本發明不限於此。
在一些實施例中，電子裝置100更包括第二導電部162，其中第二導電部162環繞設置於外殼150與第二基板140之間。進一步來說，第二導電部162可以是金屬焊接球或適宜的導電端子，因此外殼150可以通過第二導電部162與第二基板140形成電性連接。此外，外殼150為金屬材料且具有至少一凹槽151，而第一腔體C1形成於至少一凹槽151內，換句話說，外殼150可以包圍感測器170，因此可以藉由此配置方式達到降低感測器170
受到電磁干擾的機率，但本發明不限於此。
在一些實施例中，電子裝置100更包括連通第二腔體C2與外界空氣的開口152，以釋放第二腔體C2內的壓力，舉例而言，開口152可以位於外殼150上，如圖1B所示，但本發明不限於此，在未繪示的實施例中，開口也可以設置於第二基板140或其他適宜的位置，只要可以用釋放第二腔體C2內的壓力皆屬於本發明的保護範圍。在此，第二腔體C2的壓力可以是由製作過程中的高溫製程所產生。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於振膜134與隔牆結構120之間的固定環10，其中固定環10為具剛性之材料，因此可以使加壓組件130與隔牆結構120更確實的連接再一起，提升電子裝置100的可靠度，但本發明不限於此。
在此必須說明的是，以下實施例沿用上述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明，關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2是依據本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖2，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置200的多個第一導電部260為第二基板240的一部分，自第二基板240的上表面朝向第一基板110凸出並與第一基板110形成電性連接，舉例而言，第二基板240為印刷電路板，而第一導電部260為其上的導電線路接點，但本發明不限於此。
圖3是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖3，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置300的加壓組件330的質量塊332設置於振膜134上且位於第一腔體C1外，換句話說，加壓組件330的質量塊332可以位於第二腔體C2內，因此振膜134位於質量塊332與感測器170之間，但本發明不限於此。
圖4是依據本發明再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖4，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置400的固定環與隔牆結構420為一體成型之環狀結構，隔牆結構420可以是預先形成的構件再直接接合於第一基板110上，因此可以增加製程的便利性。另一方面，隔牆結構420的材料可以與質量塊132的材料實質上相同，但本發明不限於此，隔牆結構420的材料也可以與質量塊132的材料不同。
圖5是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖5，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置500的隔牆結構520與第一基板510共同形成為一具凹槽之印刷電路板結構，換句話說，隔牆結構520與第一基板510為一體成型結構，但本發明不限於此。
綜上所述，本發明的電子裝置藉由將加壓組件設置於隔牆結構上且覆蓋第一腔體的方式，以增加第一腔體的體積，降低空氣阻力，進而可以有效地提升其靈敏度。此外，由於設置於第一基板與第二基板之間的多個第一導電部之間具有間隙，因此空
氣可以在第二腔體內流通(流通方向例如是由第一基板的通孔穿過前述間隙由下往上回送至加壓組件)，以增加振膜的振動能量，如此一來，可以使電子裝置在較低頻率時響應較為平緩，亦具有較佳的靈敏度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:固定環
100:電子裝置
110:第一基板
110a:第一表面
110b:第二表面
112:通孔
120:隔牆結構
130:加壓組件
132:質量塊
134:振膜
140:第二基板
150:外殼
151:凹槽
152:開口
160:第一導電部
162:第二導電部
170:感測器
172:處理晶片
174:感測晶片
180:焊線
190:絕緣層
C1:第一腔體
C2:第二腔體
C3:背腔
D:空氣流通方向
Claims (18)
- 一種電子裝置，包括：第一基板，具有通孔以及相對的第一表面與第二表面；隔牆結構，設置於所述第一表面上且圍繞出第一腔體；加壓組件，設置於所述隔牆結構上且覆蓋所述第一腔體，其中所述加壓組件至少包括質量塊與振膜；第二基板；外殼，設置於所述第二基板上且與所述第二基板共同形成第二腔體，其中所述第一腔體形成於所述第二腔體內；以及多個第一導電部，設置於所述第一基板與所述第二基板之間，其中任兩相鄰之所述第一導電部之間具有間隙；以及感測器，包括設置於所述第一表面上的感測晶片，其中所述感測晶片覆蓋所述通孔，且由所述感測晶片與所述通孔構成背腔，所述背腔內的氣體通過所述間隙與所述第二腔體的氣體流通。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括焊線以及絕緣層，設置於所述感測器上，其中所述絕緣層包覆部分所述焊線。
- 如請求項2所述的電子裝置，其中所述絕緣層相對於所述振膜的最短距離小於所述焊線相對於所述振膜的最短距離。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述感測器形成於所述第一腔體內，且配置於所述第一基板與所述振膜之間。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述感測器、所述第一基板與所述多個第一導電部至少部分重疊配置。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述多個第一導電部為所述第二基板的一部分，自第二基板的上表面朝向所述第一基板凸出並與所述第一基板形成電性連接。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述多個第一導電部為多個金屬焊接球。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中每一所述第一導電部的高度範圍介於30微米至50微米之間。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述外殼為金屬材料且具有至少一凹槽，所述第一腔體形成於所述至少一凹槽內。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括第二導電部，其中所述第二導電部環繞設置於所述外殼與所述第二基板之間，且所述外殼通過所述第二導電部與所述第二基板形成電性連接。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括開口，連通所述第二腔體與外界空氣，以釋放所述第二腔體內的壓力。
- 如請求項11所述的電子裝置，其中所述開口位於所述外殼上。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述質量塊設置於所述振膜上且位於所述第一腔體內。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述質量塊設置於所述振膜上且位於所述第一腔體外。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括固定環，設置於所述振膜與所述隔牆結構之間，其中所述固定環為具剛性之材料。
- 如請求項15所述的電子裝置，所述固定環與所述隔牆結構為一體成型之環狀結構。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述隔牆結構與所述第一基板共同形成為一具凹槽之印刷電路板結構。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述第一腔體與所述第二腔體為各自獨立的兩個腔室。
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