WO2022067897A1 - 一种超声麦克风及移动终端 - Google Patents

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ultrasonic microphone
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张金宇
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瑞声声学科技(深圳)有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/04—Microphones

Definitions

  • the utility model relates to the technical field of micro-electromechanical systems, in particular to an ultrasonic microphone and a mobile terminal.
  • Microphone scientific name is microphone, translated from English microphone (microphone), also known as microphone or microphone, which is an energy conversion device that converts sound signals into electrical signals.
  • MEMS microphones based on MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) technology have shown many advantages in a variety of applications with improved noise cancellation and good RF (Radio Frequency) and EMI (Electromagnetic Interference) suppression , especially in mid- to high-end mobile phone applications.
  • the MEMS chip is directly mounted on the PCB (Printed Circuit Board, Chinese name is printed circuit board). Due to the large thickness of the PCB, a large sound quality will be produced, which will lead to the forward shift of the frequency response peak and the problem of poor performance in the ultrasonic frequency band.
  • PCB Print Circuit Board, Chinese name is printed circuit board. Due to the large thickness of the PCB, a large sound quality will be produced, which will lead to the forward shift of the frequency response peak and the problem of poor performance in the ultrasonic frequency band.
  • the purpose of the utility model is to provide an ultrasonic microphone and a mobile terminal, aiming at solving the problem of poor ultrasonic frequency band performance of the existing MEMS microphone.
  • a first aspect of the embodiment of the present utility model provides an ultrasonic microphone, including:
  • a first substrate, at least one second substrate disposed on the first substrate and having a hollow portion, a metal cover plate disposed on the second substrate, the metal cover plate, the second substrate and the first substrate surrounding A first cavity is formed, and the ultrasonic microphone further includes a MEMS chip located in the first cavity and fixed on the inner side of the metal cover plate, and a sound hole is opened on the metal cover plate corresponding to the position of the MEMS chip .
  • a second cavity is formed inside the MEMS chip, and the second cavity is communicated with the acoustic hole.
  • the number of the second substrates is two.
  • the ultrasonic microphone further includes an ASIC chip located in the first cavity and fixed on the inner side of the metal cover plate, and the ASIC chip is electrically connected to the MEMS chip.
  • a second aspect of the embodiment of the present invention provides a mobile terminal, including: the ultrasonic microphone according to the first aspect of the embodiment of the present invention.
  • the MEMS chip is fixed on the metal cover. Since the thickness of the metal cover is thinner than that of the PCB, the height of the microphone can be reduced by about 10%-20% to achieve a flatter high-frequency response, and the back-shifted frequency response peak has Helps improve the ultrasonic performance of the microphone.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an ultrasonic microphone provided by an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an ultrasonic microphone provided by an embodiment of the present utility model along the direction A-A in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a module block diagram of a mobile terminal provided by the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an ultrasonic microphone provided by an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the ultrasonic microphone provided by an embodiment of the present invention taken along the direction A-A in FIG. 1 .
  • the ultrasonic microphone provided by the first embodiment of the present invention includes a first substrate 1, and at least one second substrate 2 disposed on the first substrate 1 and having a hollow portion 21, disposed on the first substrate 1.
  • the metal cover plate 3 on the second substrate 2 , the metal cover plate 3 , the second substrate 2 and the first substrate 1 enclose a first cavity 4
  • the ultrasonic microphone further includes a first cavity 4 .
  • the MEMS chip 5 inside and fixed on the inner side of the metal cover plate 3 is provided with an acoustic hole 31 on the metal cover plate 3 corresponding to the position of the MEMS chip 5 .
  • the number of the second substrates 2 may be adjusted according to specific application conditions.
  • the MEMS chip 5 is fixed on the metal cover plate 3, because the metal cover plate The thickness of the 3 is thinner than that of the PCB, which enables the microphone to be lowered by about 10%-20%, resulting in a flatter high-frequency response, and the rear-shifted frequency response peak helps improve the microphone's ultrasonic performance.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an ultrasonic microphone provided by an embodiment of the present invention along the direction A-A in FIG. 1 .
  • the second embodiment of the present invention adds an ASIC chip 6 .
  • the ultrasonic microphone provided by the second embodiment of the present invention further includes an ASIC chip 6 located in the first cavity 4 and fixed on the inner side of the metal cover 3 .
  • the ASIC chip 6 It is electrically connected to the MEMS chip 5 .
  • the MEMS chip 5 when the capacitance of the MEMS chip 5 changes (indicating that it has received the sound wave signal), the MEMS chip 5 sends the sound wave signal to the ASIC chip 6 for processing, and the corresponding signal can be obtained and output to complete the sound transmission.
  • a second cavity 51 is formed inside the MEMS chip 5 , and the second cavity 51 communicates with the acoustic hole 31 .
  • FIG. 3 is a block diagram of a module of a mobile terminal provided by the present invention.
  • the mobile terminal 100 provided by the third embodiment of the present invention includes the ultrasonic microphone 101 provided by the first embodiment and/or the second embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal 100 includes, but is not limited to, a mobile phone, a notebook computer, a tablet computer, a POS machine, and a vehicle-mounted computer.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

提供了一种超声麦克风及移动终端，其中，超声麦克风，包括：第一基板（1），设置在第一基板（1）上且具有镂空部（21）的至少一第二基板（2），设置在第二基板（2）上的金属盖板（3），金属盖板（3）、第二基板（2）及第一基板（1）围合形成第一腔体（4），超声麦克风还包括位于第一腔体（4）内，且固定于金属盖板（3）内侧的MEMS芯片（5），金属盖板（3）上对应MEMS芯片（5）的位置开设有声孔（31）。由此使得麦克风能够降低约10％-20％的高度，实现更加平坦的高频响应，并且后移的频响峰有助于提高麦克风的超声性能。

Description

一种超声麦克风及移动终端 技术领域
本实用新型涉及微机电系统技术领域，尤其涉及一种超声麦克风及移动终端。
 背景技术
麦克风，学名为传声器，由英语microphone（送话器）翻译而来，也称话筒或微音器，其是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。近些年来，基于MEMS（微型机电系统）技术制造的MEMS麦克风，凭借改进的噪声消除性能与良好的 RF（射频） 及 EMI（电磁干扰） 抑制性能，已在多种应用中体现出了诸多优势，特别是在中高端手机应用中。
现有的MEMS麦克风中，MEMS芯片是直接贴装在PCB（Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板）上的。由于PCB的厚度较大，会产生较大的声质量，进而导致频响峰前移，超声频段性能较差的问题。
因此，有必要对上述MEMS麦克风的结构进行改进。
 技术问题
本实用新型的目的在于提供一种超声麦克风及移动终端，旨在解决现有的MEMS麦克风超声频段性能较差的问题。
 技术解决方案
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型实施例第一方面提供了一种超声麦克风，包括：
第一基板，设置在所述第一基板上且具有镂空部的至少一第二基板，设置在所述第二基板上的金属盖板，所述金属盖板、第二基板及第一基板围合形成第一腔体，所述超声麦克风还包括位于所述第一腔体内，且固定于所述金属盖板内侧的MEMS芯片，所述金属盖板上对应所述MEMS芯片的位置开设有声孔。
在一些实施方案中，所述MEMS芯片内部形成有第二腔体，所述第二腔体连通于所述声孔。
在一些实施方案中，所述第二基板的数量为两个。
在一些实施方案中，所述超声麦克风还包括位于所述第一腔体内，且固定于所述金属盖板内侧的ASIC芯片，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接。
本实用新型实施例第二方面提供了一种移动终端，包括：如本实用新型实施例第一方面所述的超声麦克风。
 有益效果
从上述描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
将MEMS芯片固定在金属盖板上，由于金属盖板的厚度比PCB更薄，使得麦克风能够降低约10%-20%的高度，实现更加平坦的高频响应，并且后移的频响峰有助于提高麦克风的超声性能。
 附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的超声麦克风的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的超声麦克风沿图1中A-A方向的剖视图；
图3为本实用新型提供的移动终端的模块方框图。
 本发明的实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
请参阅图1以及图2，图1为本实用新型实施例提供的超声麦克风的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的超声麦克风沿图1中A-A方向的剖视图。
如图1所示，本实用新型第一实施例提供的超声麦克风，包括第一基板1，设置在所述第一基板1上且具有镂空部21的至少一第二基板2，设置在所述第二基板2上的金属盖板3，所述金属盖板3、第二基板2及第一基板1围合形成第一腔体4，所述超声麦克风还包括位于所述第一腔体4内，且固定于所述金属盖板3内侧的MEMS芯片5，所述金属盖板3上对应所述MEMS芯片5的位置开设有声孔31。
需要说明的是，在本实施例中，所述第二基板2设置有两个，且依次层叠设置在所述第一基板1上。应当理解，在其他实施例中，可根据具体应用情况，对所述第二基板2的数量进行调整。
相比于将MEMS芯片贴装在PCB上的传统MEMS麦克风，本实用新型第一实施例提供的超声麦克风，将所述MEMS芯片5固定在所述金属盖板3上，由于所述金属盖板3的厚度比PCB更薄，使得麦克风能够降低约10%-20%的高度，实现更加平坦的高频响应，并且后移的频响峰有助于提高麦克风的超声性能。
实施例2
请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的超声麦克风沿图1中A-A方向的剖视图。
与本实用新型第一实施例提供的超声麦克风相比，本实用新型第二实施例增加了ASIC芯片6。
如图2所示，本实用新型第二实施例提供的超声麦克风，还包括位于所述第一腔体4内，且固定于所述金属盖板3内侧的ASIC芯片6，所述ASIC芯片6与所述MEMS芯片5电连接。
应当理解的是，当MEMS芯片5的电容发生变化时（表明其已接收到声音波信号），MEMS芯片5将声音波信号发送至ASIC芯片6进行处理，即可获取相应信号并输出，以完成声音传导。
如图2所示，在本实施例中，所述MEMS芯片5内部形成有第二腔体51，所述第二腔体51连通于所述声孔31。
实施例3
请参阅图3，图3为本实用新型提供的移动终端的模块方框图。
如图3所示，本实用新型第三实施例提供的移动终端100，包括如本实用新型第一实施例和/或第二实施例所提供的超声麦克风101。
应当理解的是，本实施例提供的移动终端100包括但不限于手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机及车载电脑。
需要说明的是，本实用新型内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本实用新型内容中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本实用新型内容中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型内容将不会被限制于本实用新型内容所示的这些实施例，而是要符合与本实用新型内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

  1. 一种超声麦克风，包括第一基板，设置在所述第一基板上且具有镂空部的至少一第二基板，设置在所述第二基板上的金属盖板，所述金属盖板、第二基板及第一基板围合形成第一腔体，其特征在于，所述超声麦克风还包括位于所述第一腔体内，且固定于所述金属盖板内侧的MEMS芯片，所述金属盖板上对应所述MEMS芯片的位置开设有声孔。
  2. 根据权利要求1所述的超声麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片内部形成有第二腔体，所述第二腔体连通于所述声孔。
  3. 根据权利要求1所述的超声麦克风，其特征在于，所述第二基板的数量为两个。
  4. 根据权利要求3所述的超声麦克风，其特征在于，还包括位于所述第一腔体内，且固定于所述金属盖板内侧的ASIC芯片，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接。
  5. 一种移动终端，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一项所述的超声麦克风。
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