CN201138865Y - 硅电容麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硅电容麦克风，包括第一外壳，所述第一外壳上设有能够透过声音的声孔；线路板，所述第一外壳和所述线路板结合成为第一声腔，其特征在于：它还包括第二外壳，所述第二外壳设置在所述第一声腔内，且和所述线路板结合成为第二声腔；一个可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片，所述MEMS声学芯片安装在所述第二声腔内的所述线路板上，所述线路板上设置有声道，所述声道连通所述MEMS声学芯片和所述第一声腔；所述第二声腔内MEMS声学芯片以上的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种麦克风，尤其是涉及一种具有新型封装结构的硅电容麦克风。
背景技术
近年来，随着手机、笔记本等电子产品体积不断减小、性能越来越高，也要求配套的电子零件的体积不断减小、性能和一致性提高。在这种背景下，作为重要零件之一的麦克风产品领域也推出了很多的新型产品，利用半导体制造加工技术而批量实现的硅电容麦克风为其中的代表产品。而硅电容麦克风中的关键设计内容为封装技术，而且封装所占用的成本比例较高，所以，最近也出现了很多关于硅电容麦克风封装技术的专利，例如美国专利No.US20020102004公开了一种名为“小型的硅电容麦克风及其制造方法(miniature siliconcondenser microphone and method for producing same)”的麦克风封装。附图6表示了专利No.US20020102004中公开的硅电容麦克风封装结构的剖视图。
如图6所示，硅电容麦克风包括一个外壳11，外壳11上有能够透过声音的声孔12，有一个线路板13，外壳11和线路板13结合成为一个空腔，线路板13上安装上MEMS(微机电系统)声学芯片14和集成电路15，MEMS声学芯片14和集成电路15可以共同将声音信号转化为电信号。这种设计的关键点在于，在MEMS声学芯片14下方的位置，线路板通过腐蚀等工艺作出一定的凹陷16。这种设计的优势在于增加了MEMS声学芯片14下方的空气空间(行业内通常称之为“后腔”，指声波遇到MEMS声学芯片以后，MEMS声学芯片后方的空间)，可以使硅电容麦克风的灵敏度更高，频响曲线更好。
然而，这种设计简单的通过MEMS声学芯片14下方的线路板凹陷16来增加后腔，对后腔增大的贡献非常有限，对性能提高的贡献也非常小；并且，这种设计将使得线路板的厚度大大增加，过多的增加了产品的高度，并且导致成本增加。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不过多增加线路板的尺寸，却可以大幅增加MEMS声学芯片后腔体积的硅电容麦克风。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：硅电容麦克风，包括第一外壳，所述第一外壳上设有能够透过声音的声孔；线路板，所述第一外壳和所述线路板结合成为第一声腔，其特征在于：它还包括第二外壳，所述第二外壳设置在所述第一声腔内，且和所述线路板结合成为第二声腔；一个可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片，所述MEMS声学芯片安装在所述第二声腔内的所述线路板上，所述线路板上设置有声道，所述声道连通所述MEMS声学芯片和所述第一声腔。
本技术方案的改进在于：所述线路板是多层线路板结合而成，其中安装MEMS声学芯片的线路板上且位于所述MEMS声学芯片下方设有镂空，所述第一声腔内和所述第二声腔外的表层线路板上也设有镂空，所述多层线路板上设有连通两镂空的声道。
本技术方案的一种进一步改进在于：所述线路板是三层尺寸一致的线路板结合而成，其中安装有所述MEMS声学芯片和所述第二外壳的第一线路板设有两个镂空，所述镂空中第一镂空处在MEMS声学芯片所在位置，第二镂空处在所述第二外壳以外的位置，中间的第二线路板设有一个第三镂空可以连通所述第一镂空和所述第二镂空，所述第一镂空、第二镂空和第三镂空形成所述声道。
本技术方案的另一种进一步改进在于：所述线路板是三层线路板结合而成，其中安装有所述MEMS声学芯片和所述第二外壳的第一线路板设有第一镂空，所述镂空处在MEMS声学芯片所在位置，中间的第二线路板设有一个大面积的第二镂空，所述第一线路板尺寸小于第二线路板和第三线路板，并且所述第一线路板部分覆盖所述第二镂空，所述第一线路板和所述第二镂空形成的间隙、所述第二镂空以及所述第一镂空可以连通形成所述声道。
本技术方案的另一种更进一步改进在于：所述第一线路板和所述MEMS声学芯片之间粘结有一个带有声孔的胶垫，所述第二外壳部分粘结在所述胶垫上，部分粘结在所述第一线路板上，所述第一声腔和所述第二声腔通过所述声道相互连通。
本技术方案的另一种改进在于：所述线路板和所述MEMS声学芯片之间粘结有一个带有声孔的薄形金属片，所述第二外壳部分粘结在所述薄形金属片上，部分粘结在所述线路板上，所述线路板上粘结有所述薄形金属片和所述第二外壳的一面上的阻焊剂和金属镀层有部分镂空，所述镂空形成了所述声道，所述第一声腔和所述第二声腔通过所述声道相互连通。
本技术方案的改进在于：所述第一外壳和第二外壳为金属材料或者塑料材料或者陶瓷材料制作的槽形外壳。
本技术方案的改进在于：所述线路板为树脂材料或者陶瓷材料为基材的线路板。
本技术方案的改进在于：所述第二声腔内的线路板上还安装有一个集成电路。
本技术方案的改进在于：所述第一外壳、第二外壳和所述MEMS声学芯片都是通过高温胶粘结在所述线路板上。
由于采用了上述技术方案，硅电容麦克风，包括第一外壳，所述第一外壳上设有能够透过声音的声孔；线路板，所述第一外壳和所述线路板结合成为第一声腔，其特征在于：它还包括第二外壳，所述第二外壳设置在所述第一声腔内，且和所述线路板结合成为第二声腔；一个可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片，所述MEMS声学芯片安装在所述第二声腔内的所述线路板上，所述线路板上设置有声道，所述声道连通所述MEMS声学芯片和所述第一声腔；所述第二声腔内MEMS声学芯片以上的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且降低了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二的结构示意图；
图3是本实用新型实施例二中第二外壳和线路板结合的俯视图；
图4是本实用新型实施例三的一种结构示意图；
图5是本实用新型实施例四的一种结构示意图；
图6是背景技术的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，硅麦克风100包括一个金属的方槽形外壳101，外壳101的上平面部有能够透过声音的声孔102，外壳101的下沿粘贴有线路板103，外壳101和线路板103利用高温导电胶粘结结合成为一个立方形第一声腔108，在第一声腔108内部，线路板103上还粘结安装有一个属的方槽形外壳106，外壳106和线路板103结结合成为一个立方形第二声腔107，在第二声腔107内部的线路板上安装有可以将声音信号转换为电信号的MEMS(微机电系统)声学芯片105。
线路板103是由三层线路板(第一线路板层103a、中间第二线路板层103b和第三线路板层103c)组成，第一线路板层103a设有两个镂空104a和104c，第二线路板层103b设有一个镂空104b，第三线路板层103c上没有镂空，当三层线路板结合在一起的时候，镂空104a、104b和104c形成一个细长的声道104。
MEMS(微机电系统)声学芯片105安装在第二声腔内侧的第一线路板层103a上镂空104a的上方，包容在第二外壳106和第一线路板层103a形成的第二声腔107内，第一线路板层103a上镂空104c设在第二声腔107以外，第一声腔108以内。
当声波从外壳101的声孔102进入硅麦克风以后，首先进入第一声腔108，然后穿过声道104，进入到MEMS(微机电系统)声学芯片105的下方，从而，第二声腔107以内MEMS(微机电系统)声学芯片105周围的空间就成为了硅麦克风100的后腔。
在本实施例中，金属声腔帽、金属外壳、集成电路、MEMS声学芯片都可以通过导电胶连接到线路板103上。
通过本实施案例的技术方案，并不需要过多的增加线路板的尺寸，而通过另外添加一个外壳106实现增大硅麦克风后腔的作用，使得硅麦克风后腔增大变得更加容易，并且可以方便的调整。
实施例二：如图2所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，声道的实现方式不同。本实施案例中第一线路板103a尺寸小于第二线路板103b，第一线路板103a上设有一个镂空104c，第二线路板103b上设有一个大面积镂空104b，第一线路板103a的尺寸不足以全部覆盖镂空104b，所以第一线路板103a和第二线路板103b之间形成了一个或多个缝隙104a。如图3表示了本实施例中第二外壳和线路板结合的俯视图。
通过本实施案例的技术方案，当声波从外壳101的声孔102进入硅麦克风以后，首先进入第一声腔108，然后穿过由缝隙104a、镂空104b和镂空104c组成的声道104，进入到MEMS(微机电系统)声学芯片105的下方，从而，第二声腔107以内MEMS(微机电系统)声学芯片105周围的空间就成为了硅麦克风100的后腔。
实施例三：如图4所示，本实施案例和实施案例二的区别在于，MEMS(微机电系统)声学芯片105和线路板103a之间安装有一个胶垫109，使得MEMS(微机电系统)声学芯片105的安装更为容易。胶垫109上设有声孔104d，声孔104d、缝隙104a、镂空104b和镂空104c共同形成了声道104。因为胶垫109的厚度可以非常小，并且具备一定的弹性，第二外壳106可以选择部分粘结在胶垫109上，而不会造成漏气等不良。
实施例四：如图5所示，本实施案例和实施案例三的区别在于，本实施案例中的线路板采用单层双面板。线路板包括基材103c，基材两侧的铜箔103b，铜箔两侧的阻焊剂103a。在本图中，基材下方的铜箔和阻焊剂不影响本专利的主旨，此处未示出。基材上方的铜箔和阻焊剂有一个条状的镂空，形成一个水平的沉槽104b。在沉槽104b上方，有一个带有声孔104c的薄形金属片109，金属片109部分覆盖沉槽104b，金属片109上声孔104c位置的上方，粘结有一个MEMS(微机电系统)声学芯片105，声学芯片105的周围，有一个方槽形的金属外壳106粘结在金属片109上形成第二声腔107。
在本实施案例中，当声波从外壳101的声孔102进入硅麦克风以后，首先进入第一声腔108，然后穿过沉槽104b未被金属片109覆盖的的部分形成的缝隙104a，然后穿过沉槽104b和声孔104c，进入到MEMS(微机电系统)声学芯片105的下方，从而，第二声腔107成为声学芯片105的后腔。
在本实施案例中，各零部件采用导电胶等胶体连接，能够保证声学产品所需要的气密性要求。并且，此种结构有利于降低产品的高度。
Claims (10)
1.硅电容麦克风，包括第一外壳，所述第一外壳上设有能够透过声音的声孔；线路板，所述第一外壳和所述线路板结合成为第一声腔，其特征在于：它还包括第二外壳，所述第二外壳设置在所述第一声腔内，且和所述线路板结合成为第二声腔；一个可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片，所述MEMS声学芯片安装在所述第二声腔内的所述线路板上，所述线路板上设置有声道，所述声道连通所述MEMS声学芯片和所述第一声腔。
2.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述线路板是多层线路板结合而成，其中安装MEMS声学芯片的线路板上且位于所述MEMS声学芯片下方设有镂空，所述第一声腔内和所述第二声腔外的表层线路板上也设有镂空，所述多层线路板上设有连通两镂空的声道。
3.如权利要求2所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述线路板是三层尺寸一致的线路板结合而成，其中安装有所述MEMS声学芯片和所述第二外壳的第一线路板设有两个镂空，所述镂空中第一镂空处在MEMS声学芯片所在位置，第二镂空处在所述第二外壳以外的位置，中间的第二线路板设有一个第三镂空可以连通所述第一镂空和所述第二镂空，所述第一镂空、第二镂空和第三镂空形成所述声道。
4.如权利要求2所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述线路板是三层线路板结合而成，其中安装有所述MEMS声学芯片和所述第二外壳的第一线路板设有第一镂空，所述镂空处在MEMS声学芯片所在位置，中间的第二线路板设有一个大面积的第二镂空，所述第一线路板尺寸小于第二线路板和第三线路板，并且所述第一线路板部分覆盖所述第二镂空，所述第一线路板和所述第二镂空形成的间隙、所述第二镂空以及所述第一镂空可以连通形成所述声道。
5.如权利要求4所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述第一线路板和所述MEMS声学芯片之间粘结有一个带有声孔的胶垫，所述第二外壳部分粘结在所述胶垫上，部分粘结在所述第一线路板上，所述第一声腔和所述第二声腔通过所述声道相互连通。
6.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述线路板和所述MEMS声学芯片之间粘结有一个带有声孔的薄形金属片，所述第二外壳部分粘结在所述薄形金属片上，部分粘结在所述线路板上，所述线路板上粘结有所述薄形金属片和所述第二外壳的一面上的阻焊剂和金属镀层有部分镂空，所述镂空形成了所述声道，所述第一声腔和所述第二声腔通过所述声道相互连通。
7.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述第一外壳和第二外壳为金属材料或者塑料材料或者陶瓷材料制作的槽形外壳。
8.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述线路板为树脂材料或者陶瓷材料为基材的线路板。
9.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述第二声腔内的线路板上还安装有一个集成电路。
10.如权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于：所述第一外壳、第二外壳和所述MEMS声学芯片都是通过高温胶粘结在所述线路板上。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081022 Termination date: 20160810 |
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