CN209105453U - Mems麦克风和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备。其中，MEMS麦克风包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的MEMS芯片，所述外部封装结构开设有供外部声波传入的进声孔，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板表面的罩壳，所述电路板的表面开设有安装槽，所述安装槽沿所述电路板的周向环绕设置，所述罩壳的周缘固定于所述安装槽内。本实用新型的技术方案可降低MEMS麦克风工艺制成中不良品产生的几率。

Description

MEMS麦克风和电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备。

背景技术

传感器作为检测器件，现已普遍应用在手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备之中。近年来，随着科技的快速发展，微机电***(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)应运而生，MEMS麦克风(一种利用微机械加工技术制作出来的电能换声器)便是其中之一，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。现有的MEMS麦克风，其罩壳和电路板之间的连接，普遍是利用锡膏将罩壳的周缘焊接在电路板的表面，从而形成外部封装结构，用于封装芯片组件。但是，在MEMS麦克风的工艺制成中，容易因局部锡膏用量过大而导致锡膏沿着罩壳内壁面爬升到MEMS芯片上，导致不良品产生。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种MEMS麦克风，旨在降低MEMS麦克风工艺制成中不良品产生的几率。

为实现上述目的，本实用新型提出的MEMS麦克风包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的MEMS芯片，所述外部封装结构开设有供外部声波传入的进声孔，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板表面的罩壳，所述电路板的表面开设有安装槽，所述安装槽沿所述电路板的周向环绕设置，所述罩壳的周缘固定于所述安装槽内。

在本实用新型一实施例中，所述罩壳的周缘表面与所述安装槽的槽壁之间设有胶黏层。

在本实用新型一实施例中，定义所述安装槽的深度为H，则满足条件：5μm≤H≤300μm。

在本实用新型一实施例中，定义所述安装槽的宽度为W，则满足条件：80μm≤W≤300μm。

在本实用新型一实施例中，所述罩壳的内壁面设有止挡层，所述止挡层的周缘邻近所述罩壳的周缘设置。

在本实用新型一实施例中，定义所述止挡层的厚度为D，则满足条件：20μm≤D≤300μm。

在本实用新型一实施例中，定义所述止挡层的周缘与所述罩壳的周缘在所述电路板厚度方向上的高度差为M，则满足条件：20μm≤M≤300μm。

在本实用新型一实施例中，所述罩壳与所述止挡层之间设有胶黏层。

在本实用新型一实施例中，所述止挡层为金属材料层、塑料层或复合材料层。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括MEMS麦克风，该MEMS麦克风包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的MEMS芯片，所述外部封装结构开设有供外部声波传入的进声孔，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板表面的罩壳，所述电路板的表面开设有安装槽，所述安装槽沿所述电路板的周向环绕设置，所述罩壳的周缘固定于所述安装槽内。

本实用新型的技术方案，电路板的表面开设有沿电路板周向环绕设置的安装槽，此时，罩壳的周缘固定于安装槽内。具体地，罩壳的周缘可通过锡膏固结、胶黏剂固结、或其他合理且有效的方式(例如卡扣连接加上密封圈密封的方式)固定于安装槽内。这样，当继续利用锡膏对罩壳进行固定时，可在安装槽内填充锡膏，之后将罩壳的周缘***安装槽内，并加热锡膏，最后等待锡膏冷却固结后，便可实现罩壳与电路板的固定连接。此时，由于安装槽的设置，可以有效地控制电路板周向上锡膏的使用量，避免局部锡膏用量过大的问题，从而大大降低锡膏沿着罩壳内壁面爬升到MEMS芯片上的可能性，即大大降低MEMS麦克风工艺制成中不良品产生的几率。而当利用胶黏剂固结或其他合理且有效的方式(例如卡扣连接加上密封圈密封的方式)对罩壳进行固定时，由于取代了锡膏的使用，可完全避免锡膏沿着罩壳内壁面爬升到MEMS芯片上的情况发生，也即大大降低了MEMS麦克风工艺制成中不良品产生的几率。

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，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型MEMS麦克风一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	MEMS麦克风	50	MEMS芯片
10	电路板	51	衬底
				11	进声孔	53	振膜
13	安装槽	70	ASIC芯片
				30	罩壳	90	止挡层
30a	安装腔

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种MEMS麦克风100，该MEMS麦克风100可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备之中，旨在降低MEMS麦克风100工艺制成中不良品产生的几率。

以下将就本实用新型MEMS麦克风100的具体结构进行说明，并以MEMS麦克风100水平放置为例进行介绍：

如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，该MEMS麦克风100包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的MEMS芯片50，所述外部封装结构开设有供外部声波传入的进声孔11，所述外部封装结构包括电路板10和罩设于所述电路板10表面的罩壳30，所述电路板10的表面开设有安装槽13，所述安装槽13沿所述电路板10的周向环绕设置，所述罩壳30的周缘固定于所述安装槽13内。

具体地，电路板10为板状结构，并水平设置。罩壳30大致呈倒扣的碗状结构，其罩设于电路板10的一表面，并与电路板10围合形成一安装腔30a。该安装腔30a可用于封装芯片组件。一般地，罩壳30为金属材质，可起到电磁屏蔽的作用，保障其内部的芯片组件的工作性能不受外界影响。

芯片组件包括MEMS芯片50和ASIC芯片70，MEMS芯片50和ASIC芯片70均可通过胶黏剂固定于电路板10的位于罩壳30内的表面。并且，MEMS芯片50和ASIC芯片70之间可通过导线(焊线)进行电性连接，ASIC芯片70与电路板10之间也可通过导线(焊线)进行电性连接。

MEMS芯片50包括衬底51和振膜53，衬底51大致呈两端开口的筒状结构，其轴线垂直电路板10的表面设置，其朝向电路板10的一端(下端)可通过胶黏剂固定于电路板10的表面，其背离电路板10的一端(上端)内设置有振膜53。此时，电路板10开设有连通衬底51内部空间的进声孔11，用于导入声波，实现MEMS芯片50对声波信息的采集。

进一步地，电路板10的表面开设有沿电路板10周向环绕设置的安装槽13，此时，罩壳30的周缘固定于安装槽13内。具体地，罩壳30的周缘可通过锡膏固结、胶黏剂固结、或其他合理且有效的方式(例如卡扣连接加上密封圈密封的方式)固定于安装槽13内。这样，当继续利用锡膏对罩壳30进行固定时，可在安装槽13内填充锡膏，之后将罩壳30的周缘***安装槽13内，并加热锡膏，最后等待锡膏冷却固结后，便可实现罩壳30与电路板10的固定连接。此时，由于安装槽13的设置，可以有效地控制电路板10周向上锡膏的使用量，避免局部锡膏用量过大的问题，从而大大降低锡膏沿着罩壳30内壁面爬升到MEMS芯片50上的可能性，即大大降低MEMS麦克风100工艺制成中不良品产生的几率。而当利用胶黏剂固结或其他合理且有效的方式(例如卡扣连接加上密封圈密封的方式)对罩壳30进行固定时，由于取代了锡膏的使用，可完全避免锡膏沿着罩壳30内壁面爬升到MEMS芯片50上的情况发生，也即大大降低了MEMS麦克风100工艺制成中不良品产生的几率。

如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述罩壳30的周缘表面与所述安装槽13的槽壁之间设有胶黏层。具体地，在利用胶黏剂对罩壳30进行固定时，可在安装槽13内填充胶黏剂，之后将罩壳30的周缘***安装槽13内，最后等待胶黏剂固结后，便可实现罩壳30与电路板10的固定连接。胶黏剂可选用环氧树脂胶等。

如此，可使得罩壳30的固定过程更加简单、更加便捷、更加高效，并且使罩壳30的稳定性、可靠性更高。

进一步地，定义所述安装槽13的深度为H，则满足条件：5μm≤H≤300μm。如此，控制安装槽13的深度H在不低于5μm、且不高于300μm的范围内。当安装槽13的深度H小于5μm时，则安装槽13的深度H过小，可填充的胶黏剂的用量过少，将导致罩壳30的固定效果变差，导致罩壳30的稳定性变差、MEMS麦克风100的可靠性大大降低。当安装槽13的深度H大于300μm时，则安装槽13的深度H过大，将导致电路板10的相应位置处的厚度过薄、强度过低、易变形，导致罩壳30的固定效果变差，导致罩壳30的稳定性变差、MEMS麦克风100的可靠性大大降低；并且，安装槽13的深度H过大，还将导致胶黏剂的溢出量过大，导致MEMS麦克风100的背腔体积减小过多，从而对MEMS麦克风100的声学性能造成不良影响。

进一步地，定义所述安装槽13的宽度为W，则满足条件：80μm≤W≤300μm。如此，控制安装槽13的宽度W在不低于80μm、且不高于300μm的范围内。当安装槽13的宽度W低于80μm时，则安装槽13的宽度W过窄，不仅不利于罩壳30周缘的***和罩壳30的安装，而且胶黏剂对罩壳30周缘的包裹效果也将大大下降，导致罩壳30的固定效果大大降低、稳定性大大降低，从而致使MEMS麦克风100的可靠性大大降低。当安装槽13的宽度W高于300μm时，则安装槽13的宽度W过宽，不仅不利于MEMS麦克风100的小型化、微型化，而且胶黏剂的用量将不好控制，导致固定效果大大降低、稳定性大大降低，从而致使MEMS麦克风100的可靠性大大降低；同时，还增加了胶黏剂溢流至背腔内的可能，从而对MEMS麦克风100的声学性能造成不良影响。

如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述罩壳30的内壁面设有止挡层90，所述止挡层90的周缘邻近所述罩壳30的周缘设置。

本实施例中，罩壳30包括顶壁和围设于顶壁四周的侧壁，侧壁的下端插设于安装槽13内，并被胶黏剂固定于安装槽13内。相应地，止挡层90也包括顶壁和围设于顶壁四周的侧壁，止挡层90的顶壁与罩壳30的顶壁贴合设置，止挡层90的侧壁与罩壳30的侧壁贴合设置。并且，止挡层90的侧壁下端邻近罩壳30的侧壁下端设置。如此，可利用止挡层90的周缘，在罩壳30内壁面紧邻罩壳30周缘的位置处形成一环形的防爬胶结构，从而有效阻止胶黏剂沿着罩壳30内壁面爬升，避免胶黏剂爬升对MEMS芯片50性能造成不利影响，进而极大地提升MEMS麦克风100的可靠性。

如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，定义所述止挡层90的厚度为D，则满足条件：20μm≤D≤300μm。如此，控制止挡层90的厚度D在不低于20μm、且不高于300μm的范围内。当止挡层90的厚度D低于20μm时，则止挡层90的厚度D过薄，防爬胶的效果较差。当止挡层90的厚度D高于300μm时，则止挡层90的厚度D过厚，将导致MEMS麦克风100的背腔的体积大大降低，不仅影响MEMS麦克风100的声学性能，而且还会影响到芯片组件的封装，导致装配不便。

如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，定义所述止挡层90的周缘与所述罩壳30的周缘在所述电路板10厚度方向上的高度差为M，则满足条件：20μm≤M≤300μm。如此，控制止挡层90的周缘与罩壳30的周缘在电路板10厚度方向上的高度差M在不低于20μm、且不高于300μm的范围内。当高度差M低于20μm时，则高度差M过小，止挡层90的周缘过于接近罩壳30的周缘、过于接近胶黏剂，防爬胶效果差。当高度差M高于300μm时，则高度差M过大，止挡层90的周缘过于远离罩壳30的周缘、过于远离胶黏剂，防爬胶效果差。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述罩壳30与所述止挡层90之间设有胶黏层。如此，可使得止挡层90的固定过程更加简单、更加便捷、更加高效，并且使止挡层90的稳定性、可靠性更高。具体地，胶黏层可选用环氧树脂胶。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述止挡层90为金属材料层、塑料层或复合材料层。可以理解的，复合材料层既可以是两层结构，也可以是三层或三层以上结构。复合材料层可以由金属材料层与塑料层复合形成，也可以由金属材料层与其他材料复合形成，亦可以由塑料层与其他材料复合形成，还可以由金属材料层、塑料层及其他材料复合形成。

多种材质的止挡层90均可实现本实用新型的技术效果，加工、成型、制造更加的灵活、有效，实用性、可靠性更高。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括如前所述的MEMS麦克风100，该MEMS麦克风100的具体结构参照前述实施例。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

可以理解的，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴设备等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风，包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的MEMS芯片，所述外部封装结构开设有供外部声波传入的进声孔，其特征在于，所述外部封装结构包括电路板和罩设于所述电路板表面的罩壳，所述电路板的表面开设有安装槽，所述安装槽沿所述电路板的周向环绕设置，所述罩壳的周缘固定于所述安装槽内。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述罩壳的周缘表面与所述安装槽的槽壁之间设有胶黏层。

3.如权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，定义所述安装槽的深度为H，则满足条件：5μm≤H≤300μm。

4.如权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，定义所述安装槽的宽度为W，则满足条件：80μm≤W≤300μm。

5.如权利要求1至4中任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述罩壳的内壁面设有止挡层，所述止挡层的周缘邻近所述罩壳的周缘设置。

6.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，定义所述止挡层的厚度为D，则满足条件：20μm≤D≤300μm。

7.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，定义所述止挡层的周缘与所述罩壳的周缘在所述电路板厚度方向上的高度差为M，则满足条件：20μm≤M<300μm。

8.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述罩壳与所述止挡层之间设有胶黏层。

9.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述止挡层为金属材料层、塑料层或复合材料层。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的MEMS麦克风。