CN212486786U - Mems麦克风和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MEMS麦克风和电子设备。其中，MEMS芯片和ASIC芯片均设于第一电路板的内侧表面，第一电路板开设有供外部声波传入的声孔，声孔与MEMS芯片的内部连通；MEMS芯片通过第一金线与ASIC芯片电连接，ASIC芯片与框架的底部之间连接有第二金线，第二金线的两端之间形成有电连部，电连部与第二电路板电连接，以使ASIC芯片与第二电路板电连接。本实用新型可为MEMS麦克风提供一种新的封装方式，以有利于MEMS麦克风的小型化，也可以提升MEMS麦克风的屏蔽性。

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

MEMS麦克风是利用微机电***技术制造的麦克风。相关技术中，为了在TOP型封装中实现MEMS麦克风的高信噪比，采用了双电路板夹持框架以将MEMS芯片和ASIC芯片封装在内的封装方式。其中，MEMS芯片和ASIC芯片设置在同一电路板上，MEMS芯片电连接于ASIC芯片，ASIC芯片电连接于安装有MEMS芯片和ASIC芯片的电路板；之后，两电路板之间再通过框架内部的导电孔实现电连接。但是，这样的封装方式，由于框架内部的导电孔***没有屏蔽层，屏蔽性较差，同时框架内部设置有导电孔，框架的厚度较大，不利于MEMS麦克风的小型化。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备，旨在为MEMS麦克风提供一种新的封装方式，以提升MEMS麦克风的屏蔽性，同时有利于MEMS麦克风的小型化。

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、MEMS芯片及ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片设于所述外部封装结构内，所述外部封装结构包括第一电路板、第二电路板及框架，所述第一电路板与所述第二电路板相对设置，所述框架夹设于所述第一电路板与所述第二电路板之间，并沿所述第一电路板的周向环绕设置；

所述MEMS芯片和所述ASIC芯片均设于所述第一电路板的内侧表面，所述第一电路板开设有供外部声波传入的声孔，所述声孔与所述MEMS芯片的内部连通；

所述MEMS芯片通过第一金线与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述框架的底部之间连接有第二金线，所述第二金线的两端之间形成有电连部，所述电连部与所述第二电路板电连接，以使所述ASIC芯片与所述第二电路板电连接。

在本实用新型一实施例中，所述第二电路板的面向所述电连部的表面设有电连焊盘，所述电连部抵接于所述电连焊盘。

在本实用新型一实施例中，所述框架的底部设有固定焊盘，所述第二金线的远离所述ASIC芯片的一端焊接于所述固定焊盘。

在本实用新型一实施例中，所述固定焊盘设于所述框架的面向所述第二电路板的表面。

在本实用新型一实施例中，所述框架的面向所述第二电路板的表面与所述第二电路板的面向所述框架的表面之间设有粘接层。

在本实用新型一实施例中，所述粘接层为导电胶层。

在本实用新型一实施例中，所述第二电路板面向所述第二金线的一侧设置有避让部，所述避让部为凹陷结构。

在本实用新型一实施例中，所述框架的面向所述第二电路板的表面的内缘凹设有台阶面，所述固定焊盘设于所述台阶面。

在本实用新型一实施例中，所述台阶面与所述第二电路板的面向所述台阶面的表面之间设有导电胶层。

在本实用新型一实施例中，所述框架的内侧壁设有电磁屏蔽层。

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、MEMS芯片及ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片设于所述外部封装结构内，所述外部封装结构包括第一电路板、第二电路板及框架，所述第一电路板与所述第二电路板相对设置，所述框架夹设于所述第一电路板与所述第二电路板之间，并沿所述第一电路板的周向环绕设置；

所述MEMS芯片和所述ASIC芯片均设于所述第一电路板的内侧表面，所述第一电路板开设有供外部声波传入的声孔，所述声孔与所述MEMS芯片的内部连通；

所述MEMS芯片通过第一金线与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述框架的底部之间连接有第二金线，所述第二金线的两端之间形成有电连部，所述电连部与所述第二电路板电连接，以使所述ASIC芯片与所述第二电路板电连接。

在本实用新型的技术方案中，第二金线的电连部与第二电路板电连接，从而使得ASIC芯片与第二电路板电连接；即ASIC芯片直接通过第二金线的电连部便实现了与第二电路板的电连接。此时，框架不再起到将第一电路板和第二电路板进行电连接的作用，框架内部自然也不必再设置导电孔，从而避免了导电孔对于框架厚度的占用，使得框架的厚度得以缩减，进而有利于MEMS麦克风的小型化，导电孔位置的取消也避免了导电孔受外界干扰，增强了MEMS麦克风的屏蔽性。

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；

图2为本实用新型MEMS麦克风另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

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，旨在为MEMS麦克风100提供一种新的封装方式，以有利于MEMS麦克风100的小型化。该MEMS麦克风100可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑及可穿戴设备等电子设备之中，从而节省电子设备的内部装配空间。

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10、MEMS芯片20及ASIC芯片30，所述MEMS芯片20和所述ASIC芯片30设于所述外部封装结构10内，所述外部封装结构10包括第一电路板11、第二电路板13及框架15，所述第一电路板11与所述第二电路板13相对设置，所述框架15夹设于所述第一电路板11与所述第二电路板13之间，并沿所述第一电路板11的周向环绕设置；

所述MEMS芯片20和所述ASIC芯片30均设于所述第一电路板11的内侧表面，所述第一电路板11开设有供外部声波传入的声孔111，所述声孔111与所述MEMS芯片20的内部连通；

所述MEMS芯片20通过第一金线40与所述ASIC芯片30电连接，所述ASIC芯片30与所述框架15的底部之间连接有第二金线50，所述第二金线50的两端之间形成有电连部51，所述电连部51与所述第二电路板13电连接，以使所述ASIC芯片30与所述第二电路板13电连接。

其中，第一电路板11位于MEMS麦克风100的顶部，第二电路板13位于MEMS麦克风100的底部，且第一电路板11与第二电路板13相对设置。框架15支撑在第一电路板11与第二电路板13之间，并与第一电路板11和第二电路板13共同围合形成一安装腔，该安装腔内安装有MEMS麦克风100的芯片组(MEMS芯片20和ASIC芯片30)及相关结构(例如第一金线40、第二金线50等)。

进一步地，MEMS芯片20和ASIC芯片30均安装在第一电路板11的面向安装腔的表面，MEMS芯片20与ASIC芯片30间隔设置，且二者之间通过第一金线40进行电连接。MEMS芯片20罩盖第一电路板11上开设的声孔111，以使声孔111与MEMS芯片20的内部连通，从而使外部声波能经由声孔111导入MEMS芯片20，实现MEMS芯片20对声波信息的采集。此时，MEMS麦克风100的前音腔由声孔111和MEMS芯片20的内部空间构成，而MEMS麦克风100的后音腔则由MEMS芯片20外部的安装腔构成，后音腔的体积明显大于前音腔的体积，使得MEMS麦克风100的信噪比得以提升，得到具有高信噪比的MEMS麦克风100。

进一步地，ASIC芯片30上设有(I/O)引脚，第二金线50的一端与该(I/O)引脚连接，第二金线50的另一端固定在框架15的底部；此时，第二金线50的两端之间形成一朝向第二电路板13凸起的电连部51，利用该电连部51与第二电路板13上的导电结构接触，即可实现第二金线50与第二电路板13的电连接。也即，第二金线50可通过其电连部51与第二电路板13上的导电结构的接触，实现与第二电路板13内部电路***的电连接，从而实现ASIC芯片30与第二电路板13的电连接。具体地，第二电路板13的导电结构可采用例如导电柱、导电插座、导电卡扣等金属结构，并且导电结构位于第二电路板13的面向安装腔的一侧，并与第二电路板13内部电路***电连接。

因此，可以理解地，在本实用新型的技术方案中，第二金线50的电连部51与第二电路板13电连接，从而使得ASIC芯片30与第二电路板13电连接；即ASIC芯片30直接通过第二金线50的电连部51便实现了与第二电路板13的电连接。此时，框架15不再起到将第一电路板11和第二电路板13进行电连接的作用，框架15内部自然也不必再设置导电孔，从而避免了导电孔对于框架15厚度的占用，使得框架15的厚度得以缩减，进而有利于MEMS麦克风100的小型化。

此外，需要说明的是，第一电路板11除了起到MEMS芯片20和ASIC芯片30安装载体的作用，第一电路板11的内部由于布置有金属线路层，还可起到良好的电磁屏蔽的作用，保障MEMS麦克风100内部芯片组的工作性能不受外界影响，从而提升MEMS麦克风100抗电磁干扰的能力；与此同时，框架15除了起到支撑第一电路板11的作用，框架15仍然可以采用电路板的布置方式，即框架15的内部仍然可设置有金属线路层，以起到良好的电磁屏蔽的作用，保障MEMS麦克风100内部芯片组的工作性能不受外界影响，从而提升MEMS麦克风100抗电磁干扰的能力。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述第二电路板13的面向所述电连部51的表面设有电连焊盘，所述电连部51抵接于所述电连焊盘。可以理解地，此时，电连焊盘与第二电路板13内部电路***电连接。这样，当第二金线50的电连部51与电连焊盘抵接时，便实现了第二金线50与第二电路板13内部电路***的电连接，实现了ASIC芯片30与第二电路板13的电连接。并且，由于电连焊盘的设置，第二电路板13的内侧表面上可用于导电的面积得以增大，即第二金线50的电连部51可接触的面积得以增大；因此，第二金线50与第二电路板13电连接的稳定性和可靠性得以增强，即ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性和可靠性得以增强。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述框架15的底部设有固定焊盘，所述第二金线50的远离所述ASIC芯片30的一端焊接于所述固定焊盘。如此，便可利用固定焊盘将第二金线50的远离ASIC芯片30的一端进行焊接固定。焊盘与金线的焊接操作，不仅简单、方便、高效，而且焊接后的结构的稳定性强、可靠性高。这样，便可提升第二金线50的远离ASIC芯片30的一端的稳定性，提升第二金线50的稳定性，从而提升第二金线50的电连部51与第二电路板13上电连焊盘抵接时的稳定性，提升ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性。

具体地，对于固定焊盘的设置位置，至少可采用如下两种方式实现：

(1)如图1所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述固定焊盘设于所述框架15的面向所述第二电路板13的表面。也即，固定焊盘设置在框架15的底面。此时，框架15的底面是一块完整的平面，固定焊盘的设置简单且便捷，焊盘与金线的焊接操作也进一步得以便捷化，从而可有利于提升MEMS麦克风100的制造便捷性和生产效率。

(2)如图2所示，在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述框架15的面向所述第二电路板13的表面的内缘凹设有台阶面151，所述固定焊盘设于所述台阶面151。也即，框架15的底面的内缘朝向第一电路板11的方向下沉设置有台阶面151，固定焊盘设置在该台阶面151上。此时，台阶面151的设置，减小了ASIC芯片30与固定焊盘之间的高度差，从而有利于缩短第二金线50的长度，提升第二金线50的稳定性，提升第二金线50的电连部51与第二电路板13上电连焊盘抵接时的稳定性，提升ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性。

除上述实现方式之外，还可以在第二电路板13面向第二金线50的一面上设置避让部，该避让部自第二电路板13的该表面向远离所述第二金线50的一侧凹陷，有利于避免封装时压到第二金线50。

进一步地，基于固定焊盘设置在框架15底面的设计，MEMS麦克风100还可做如下结构设置，如图1所示：

所述框架15的面向所述第二电路板13的表面与所述第二电路板13的面向所述框架15的表面之间设有粘接层60。可以理解地，此时，固定焊盘被粘接层60覆盖，第二金线50的远离ASIC芯片30的一端被粘接层60包覆。这样，利用粘接层60，可实现框架15与第二电路板13的粘接固定，增强框架15与第二电路板13的连接稳定性，提升MEMS麦克风100整体结构的稳定性和可靠性。并且，粘接层60的设置，还可对第二金线50的远离ASIC芯片30的一端起到固定作用，从而进一步提升第二金线50的远离ASIC芯片30的一端的稳定性，提升第二金线50的稳定性，提升第二金线50的电连部51与第二电路板13上电连焊盘抵接时的稳定性，提升ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性。需要说明的是，粘接层60可由例如环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂等固化后形成。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述粘接层60为导电胶层。可以理解地，导电胶层除了具备粘接性能外，还同时具备导电性能。这样，便可利用导电胶层对第二金线50的远离ASIC芯片30的一端的包覆、利用导电胶层对电连焊盘的覆盖，有效保障第二金线50与第二电路板13之间的电导通关系，从而使得第二金线50与第二电路板13的电连接的稳定性和可靠性进一步得以提升。

并且，如图1所示，所述电连部51的最低点在所述第二电路板13上的投影，位于所述框架15在所述第二电路板13上的投影范围内。如此，便可使得电连部51的最低点位于框架15与第二电路板13之间；这样，一方面，可利用框架15与第二电路板13的压合作用，提升第二金线50的稳定性，提升第二金线50的电连部51与第二电路板13上电连焊盘抵接时的稳定性，从而提升第二金线50与第二电路板13电连接的稳定性；另一方面，电连部51的最低点位于框架15与第二电路板13之间的设置，还可使得电连部51更加容易被导电胶层包覆，使得电连焊盘更加容易被导电胶层覆盖，从而依靠导电胶层的导电性能，依靠导电胶层覆盖电连焊盘及包覆电连部51，辅助第二金线50与第二电路板13电连接，从而提升第二金线50与第二电路板13电连接的稳定性，提升ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性。

如图2所示，基于固定焊盘设置在台阶面151的设计，MEMS麦克风100还可做如下结构设置：

所述台阶面151与所述第二电路板13的面向所述台阶面151的表面之间设有导电胶层。可以理解地，利用导电胶层所具备的粘接性能，可实现台阶面151与第二电路板13的粘接固定，增强框架15与第二电路板13的连接稳定性，提升MEMS麦克风100整体结构的稳定性和可靠性。并且，还可对第二金线50的远离ASIC芯片30的一端起到固定作用，从而进一步提升第二金线50的远离ASIC芯片30的一端的稳定性，提升第二金线50的稳定性，提升第二金线50的电连部51与第二电路板13上电连焊盘抵接时的稳定性，提升ASIC芯片30与第二电路板13电连接的稳定性。

与此同时，利用导电胶层所具备的导电性能、利用导电胶层对第二金线50的远离ASIC芯片30的一端的包覆、利用导电胶层对电连焊盘的覆盖，还可有效保障第二金线50与第二电路板13之间的电导通关系，从而使得第二金线50与第二电路板13的电连接的稳定性和可靠性进一步得以提升。

需要说明的是，此时，框架15的面向第二电路板13的表面(即框架15的底面)与第二电路板13的面向框架15的表面之间可设有粘接层60(未图示)，以增强二者之间的连接稳定性。

在本实用新型MEMS麦克风100一实施例中，所述框架15的内侧壁设有电磁屏蔽层。可以理解地，电磁屏蔽层可起到电磁屏蔽的作用，保障MEMS麦克风100内部芯片组的工作性能不受外界影响，即可提升MEMS麦克风100抗电磁干扰的能力。

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、可穿戴设备等。

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 (11)

1.一种MEMS麦克风，包括外部封装结构、MEMS芯片及ASIC芯片，所述MEMS芯片和所述ASIC芯片设于所述外部封装结构内，其特征在于，所述外部封装结构包括第一电路板、第二电路板及框架，所述第一电路板与所述第二电路板相对设置，所述框架夹设于所述第一电路板与所述第二电路板之间，并沿所述第一电路板的周向环绕设置；

所述MEMS芯片和所述ASIC芯片均设于所述第一电路板的内侧表面，所述第一电路板开设有供外部声波传入的声孔，所述声孔与所述MEMS芯片的内部连通；

所述MEMS芯片通过第一金线与所述ASIC芯片电连接，所述ASIC芯片与所述框架的底部之间连接有第二金线，所述第二金线的两端之间形成有电连部，所述电连部与所述第二电路板电连接，以使所述ASIC芯片与所述第二电路板电连接。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第二电路板的面向所述电连部的表面设有电连焊盘，所述电连部抵接于所述电连焊盘。

3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述框架的底部设有固定焊盘，所述第二金线的远离所述ASIC芯片的一端焊接于所述固定焊盘。

4.如权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述固定焊盘设于所述框架的面向所述第二电路板的表面。

5.如权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述框架的面向所述第二电路板的表面与所述第二电路板的面向所述框架的表面之间设有粘接层。

6.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述粘接层为导电胶层。

7.如权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述第二电路板面向所述第二金线的一侧设置有避让部，所述避让部为凹陷结构。

8.如权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述框架的面向所述第二电路板的表面的内缘凹设有台阶面，所述固定焊盘设于所述台阶面。

9.如权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述台阶面与所述第二电路板的面向所述台阶面的表面之间设有导电胶层。

10.如权利要求1至9中任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述框架的内侧壁设有电磁屏蔽层。

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

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