CN115052226A - 传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种传感器装置，包括由外壳和PCB板形成的封装结构，在所述封装结构内部设置有MEMS芯片，其中，在所述外壳内部设置有可调节的两个腔体分隔结构，所述两个腔体分隔结构将所述外封装结构的内部分隔成前腔和后腔，其中，所述MEMS芯片位于所述后腔的PCB板上；在所述PCB板的内部设置有PCB腔体，并且在所述PCB板上设置有与所述PCB腔体相连通的第一PCB声孔和第二PCB声孔，其中，所述第一PCB声孔与前腔相连通，所述第二PCB声孔与所述后腔相连通并与所述MEMS芯片对应设置。利用本发明，能够解决现有传感器装置的前、后腔不能随意调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电声技术领域，更为具体地，涉及一种传感器装置。
背景技术
传感器装置是一种用微机械加工技术制作出来的将声信号转换成电信号的装置，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展，传感器装置被越来越广泛地运用到这些设备上。
传感器装置通过前后腔的大小能够调节器声学性能，目前，传感器装置的前腔与后腔大小在制作完成后，不能随意改动，也不能调节其声学性能。
为了解决上述问题，本发明亟需提供一种新的传感器装置。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种传感器装置，以解决现有传感器装置的前、后腔不能随意调节的问题。
本发明提供的一种传感器装置，包括由外壳和PCB板形成的封装结构，在所述封装结构内部设置有MEMS芯片，其中，
在所述外壳内部设置有可调节的两个腔体分隔结构，所述两个腔体分隔结构将所述外封装结构的内部分隔成前腔和后腔，其中，所述MEMS芯片位于所述后腔的PCB板上；
在所述PCB板的内部设置有PCB腔体，并且在所述PCB板上设置有与所述PCB腔体相连通的第一PCB声孔和第二PCB声孔，其中，
所述第一PCB声孔与前腔相连通，所述第二PCB声孔与所述后腔相连通并与所述MEMS芯片对应设置。
此外，优选的方案是，所述两个腔体分隔结构包括前腔分隔结构和后腔分隔结构，其中，
所述前腔分隔结构包括前腔隔板和用于调节所述前腔隔板移动的前腔螺纹杆，其中，
所述前腔隔板的一端与所述外壳的顶壁相接触，所述前腔隔板的另一端与所述PCB板相接触，所述前腔隔板在所述前腔螺纹杆的作用下沿所述外壳的顶壁以及所述PCB板来回移动。
此外，优选的方案是，所述前腔螺纹杆包括固定端和螺纹杆主体，其中，所述固定端与形成所述前腔的外壳的侧壁相固定，所述螺纹杆主体与所述前腔隔板相连接；
在所述前腔隔板上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体相适配的螺纹；
所述螺纹杆主体贯通所述通孔，所述前腔隔板在所述螺纹主体的作用下来回移动。
此外，优选的方案是，所述固定端包括顶端、挡板以及设置在所述顶端与所述挡板之间的连接部，其中，所述顶端设置所述侧壁的外侧，所述连接部贯穿所述侧壁，所述挡板设置在所述侧壁的内侧。
此外，优选的方案是，所述后腔分隔结构包括后腔隔板和用于调节所述后腔隔板移动的后腔螺纹杆，其中，所述后腔隔板与所述前腔隔板平行设置；
所述后腔隔板的一端与所述外壳的顶壁相接触，所述后腔隔板的另一端与所述PCB板相接触，所述后腔隔板在所述后腔螺纹杆的作用下沿所述外壳的顶壁以及所述PCB板来回移动。
此外，优选的方案是，所述后腔螺纹杆包括固定端和螺纹杆主体，其中，所述固定端与形成所述后腔的外壳的侧壁相固定，所述螺纹杆主体与所述后腔隔板相连接；
在所述后腔隔板上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体相适配的螺纹；
所述螺纹杆主体贯通所述通孔，所述后腔隔板在所述螺纹主体的作用下来回移动。
此外，优选的方案是，在形成所述前腔的外壳上设置有外壳声孔，所述前腔通过所述外壳声孔与外部相连通。
此外，优选的方案是，在所述封装结构内部还设置有ASIC芯片，并且，所述ASIC芯片位于所述后腔的PCB板上。
此外，优选的方案是，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片之间通过金属线电连接。
此外，优选的方案是，所述外壳通过锡膏或者胶水与所述PCB板相固定。
从上面的技术方案可知，本发明提供的传感器装置，通过可调节的两个腔体分隔结构将封装结构的内部分隔成前腔和后腔，由于腔体分隔结构具有调节功能，可以调节前腔以及后腔的空间大小，通过改变传感器装置前后腔的大小，从而实现对装置的高频曲线与低频曲线分别进行调整、以及调整其灵敏度、信噪比。此外，由于气流及异物需要通过外壳声孔后经过第一PCB声孔、PCB腔体、第二PCB声孔后作用在MEMS上，声音路径曲折，使产品具有抗吹气及抗异物能力。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的传感器装置剖视图；
图2为根据本发明实施例的螺纹杆结构示意图；
图3为根据本发明实施例的传感器装置立体结构示意图；
图4为根据本发明实施例的传感器装置上视图。
其中的附图标记包括：1、外壳，2、PCB板，3、MEMS芯片，4、ASIC芯片，5、前腔螺纹杆，6、前腔隔板，7、后腔隔板，8、后腔螺纹杆，9、前腔，10、后腔，11、外壳声孔，21、第一PCB声孔，22、PCB腔体，23、第二PCB声孔，51、螺纹杆主体，52、挡板，53、顶端，54、连接部。
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
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
针对前述提出的现有传传感器装置的前腔与后腔大小在制作完成后，不能随意改动，也不能调节其声学性能问题，本发明提供了一种新的传感器装置。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
为了说明本发明提供的传感器装置的结构，图1-图4分别从不同角度对传感器装置进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本发明实施例的传感器装置剖视结构；图2示出了根据本发明实施例的螺纹杆结构；图3示出了根据本发明实施例的传感器装置立体结构；图4示出了根据本发明实施例的传感器装置上视结构。
如图1至图4共同所示，本发明提供的传感器装置，包括由外壳1和PCB板2形成的封装结构，在所述封装结构内部设置有MEMS芯片3，其中，在所述外壳1的内部设置有可调节的两个腔体分隔结构，所述两个腔体分隔结构将所述外封装结构的内部分隔成前腔9和后腔10，其中，所述MEMS芯片3位于所述后腔的PCB板2上；在所述PCB板2的内部设置有PCB腔体22，并且在所述PCB板2上设置有与所述PCB腔体22相连通的第一PCB声孔21和第二PCB声孔23，其中，所述第一PCB声孔21与前腔9相连通，所述第二PCB声孔23与所述后腔10相连通并与所述MEMS芯片3对应设置。
在本发明的实施例中，在封装结构内部设置有两个腔体分隔结构，这两个腔体分隔结构将封装结构的内部分隔成前腔和后腔，由于腔体分隔结构具有调节功能，可以调节前腔以及后腔的空间大小，通过改变传感器装置前后腔的大小，从而实现对装置的高频曲线与低频曲线分别进行调整、以及调整其灵敏度、信噪比，从而提高传感器装置的声学性能。
在本发明的实施例中，两个腔体分隔结构包括前腔分隔结构和后腔分隔结构，其中，前腔分隔结构与封装结构的内部形成前腔，后腔分隔结构与封装结构的内部形成后腔。
其中，前腔分隔结构包括前腔隔板6和用于调节所述前腔隔板6移动的前腔螺纹杆5，其中，所述前腔隔板6的一端与所述外壳1的顶壁相接触，所述前腔隔板6的另一端与所述PCB板2相接触，所述前腔隔板6在所述前腔螺纹杆5的作用下沿所述外壳1的顶壁以及所述PCB板2来回移动。
其中，所述前腔螺纹杆5包括固定端和螺纹杆主体51，其中，所述固定与形成所述前腔9的外壳1的侧壁相固定，所述螺纹杆主体51与所述前腔隔板6相连接；在所述前腔隔板6上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体51相适配的螺纹；所述螺纹杆主体51贯通所述通孔，所述前腔隔板6在所述螺纹主体51的作用下来回移动。
在图2所示的实施例中，所述固定端包括顶端53、挡板52以及设置在所述顶端53与所述挡板52之间的连接部54，其中，所述顶端53设置所述侧壁的外侧，所述连接部54贯穿所述侧壁，所述挡板53设置在所述侧壁的内侧。
其中，在顶端53还设置有“一”字型或“十”字型的槽，选择适配的螺丝刀通过“一”字型或“十”字型的槽调节前腔螺纹杆5，以带动前腔隔板6来回移动，从而改变前腔9的大小。
在本发明的实施例中，所述后腔分隔结构包括后腔隔板7和用于调节所述后腔隔板7移动的后腔螺纹杆8，其中，所述后腔隔板7与所述前腔隔板6平行设置；所述后腔隔板7的一端与所述外壳1的顶壁相接触，所述后腔隔板7的另一端与所述PCB板2相接触，所述后腔隔板7在所述后腔螺纹杆8的作用下沿所述外壳1的顶壁以及所述PCB板2来回移动。
其中，所述后腔螺纹杆8与前腔螺纹杆5的结构完全相同，所述后腔螺纹杆8包括固定端和螺纹杆主体，其中，所述固定端与形成所述后腔10的外壳的侧壁相固定，所述螺纹杆主体与所述后腔隔板7相连接；在所述后腔隔板7上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体相适配的螺纹；所述螺纹杆主体贯通所述通孔，所述后腔隔板7在所述螺纹主体的作用下来回移动。
所述后腔螺纹杆8的固定端包括顶端、挡板以及设置在所述顶端与所述挡板之间的连接部，其中，所述顶端设置所述形成后腔的侧壁的外侧上，所述连接部贯穿形成后腔的侧壁，所述挡板设置在形成后腔的侧壁的内侧。同样，在顶端还设置有“一”字型或“十”字型的槽，选择适配的螺丝刀通过“一”字型或“十”字型的槽调节后腔螺纹杆，以带动后腔隔板7来回移动，从而改变后腔10的大小。
在本发明的实施例中，前腔分隔结构与后腔分隔结构完全相同，只是设置在不同的封装结构内部的具体位置。前腔分隔结构通过前腔螺纹杆调节前腔隔板来调节前腔的大小，后腔分隔结构通过后腔螺纹杆调节后腔隔板来调节后腔的大小。通过前腔分隔结构与后腔分隔结构来实现前后腔的大小的改变，从而实现对产品声学性能的提高。
在本发明的实施例中，在形成所述前腔9的外壳上设置有外壳声孔11，所述前腔9通过所述外壳声孔11与外部相连通。在所述PCB板2的内部设置有PCB腔体22，并且在所述PCB板2上设置有与所述PCB腔体相连通的两个声孔，分别为第一PCB声孔21和第二PCB声孔23，由于第一PCB声孔21与前腔9相连通，所述第二PCB声孔与23所述后腔10相连通并与所述MEMS芯片对应设置，这种设置方式，气流或异物通过外壳声孔11、第一PCB声孔21、PCB腔体22、第二PCB声孔23后作用在MEMS芯片3上，此传递路径曲折，使得异物不容易进入到后腔的MEMS芯片中，并且，曲折的传递路径形成缓冲空间，从而避免气流直接冲击MEMS芯片，提高产品的抗吹可靠性，从而提高产品的声学性能。
此外，在本发明的实施例中，在所述封装结构内部还设置有ASIC芯片4，并且，所述ASIC芯4片位于所述后腔10的PCB板2上。所述MEMS芯片4与所述ASIC芯片4之间通过金属线电连接。并且所述外壳1通过锡膏或者胶水与所述PCB板2相固定。此外，所述PCB板2的底部还设置有焊盘，所述PCB板通过所述焊盘与外部器件电连接。
通过上述实施方式可以看出，本发明提供的传感器装置，通过可调节的两个腔体分隔结构将封装结构的内部分隔成前腔和后腔，由于腔体分隔结构具有调节功能，可以调节前腔以及后腔的空间大小，通过改变传感器装置前后腔的大小，从而实现对装置的高频曲线与低频曲线分别进行调整、以及调整其灵敏度、信噪比。此外，由于气流及异物需要通过外壳声孔后经过第一PCB声孔、PCB腔体、第二PCB声孔后作用在MEMS上，声音路径曲折，使产品具有抗吹气及抗异物能力。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的传感器装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的传感器装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (10)
1.一种传感器装置，包括由外壳和PCB板形成的封装结构，在所述封装结构内部设置有MEMS芯片，其特征在于，
在所述外壳内部设置有可调节的两个腔体分隔结构，两个腔体分隔结构将所述外封装结构的内部分隔成前腔和后腔，其中，所述MEMS芯片位于所述后腔的PCB板上；
在所述PCB板的内部设置有PCB腔体，并且在所述PCB板上设置有与所述PCB腔体相连通的第一PCB声孔和第二PCB声孔，其中，
所述第一PCB声孔与前腔相连通，所述第二PCB声孔与所述后腔相连通并与所述MEMS芯片对应设置。
2.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
所述两个腔体分隔结构包括前腔分隔结构和后腔分隔结构，其中，
所述前腔分隔结构包括前腔隔板和用于调节所述前腔隔板移动的前腔螺纹杆，其中，
所述前腔隔板的一端与所述外壳的顶壁相接触，所述前腔隔板的另一端与所述PCB板相接触，所述前腔隔板在所述前腔螺纹杆的作用下沿所述外壳的顶壁以及所述PCB板来回移动。
3.如权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，
所述前腔螺纹杆包括固定端和螺纹杆主体，其中，所述固定端与形成所述前腔的外壳的侧壁相固定，所述螺纹杆主体与所述前腔隔板相连接；
在所述前腔隔板上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体相适配的螺纹；
所述螺纹杆主体贯通所述通孔，所述前腔隔板在所述螺纹主体的作用下来回移动。
4.如权利要求3所述的传感器装置，其特征在于，
所述固定端包括顶端、挡板以及设置在所述顶端与所述挡板之间的连接部，其中，所述顶端设置所述侧壁的外侧，所述连接部贯穿所述侧壁，所述挡板设置在所述侧壁的内侧。
5.如权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，
所述后腔分隔结构包括后腔隔板和用于调节所述后腔隔板移动的后腔螺纹杆，其中，所述后腔隔板与所述前腔隔板平行设置；
所述后腔隔板的一端与所述外壳的顶壁相接触，所述后腔隔板的另一端与所述PCB板相接触，所述后腔隔板在所述后腔螺纹杆的作用下沿所述外壳的顶壁以及所述PCB板来回移动。
6.如权利要求5所述的传感器装置，其特征在于，
所述后腔螺纹杆包括固定端和螺纹杆主体，其中，所述固定端与形成所述后腔的外壳的侧壁相固定，所述螺纹杆主体与所述后腔隔板相连接；
在所述后腔隔板上设置有通孔，在所述通孔的内部设置有与所述螺纹杆主体相适配的螺纹；
所述螺纹杆主体贯通所述通孔，所述后腔隔板在所述螺纹主体的作用下来回移动。
7.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
在形成所述前腔的外壳上设置有外壳声孔，所述前腔通过所述外壳声孔与外部相连通。
8.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
在所述封装结构内部还设置有ASIC芯片，并且，所述ASIC芯片位于所述后腔的PCB板上。
9.如权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，
所述MEMS芯片与所述ASIC芯片之间通过金属线电连接。
10.如权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
所述外壳通过锡膏或者胶水与所述PCB板相固定。
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