CN215935100U - 一种麦克风结构、封装结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种麦克风结构、封装结构及电子设备，其中，所述麦克风结构包括基板、第一功能组件以及第二功能组件，基板上设有声孔，第一功能组件位于所述基板的第一表面上，所述第一功能组件包括声学部件，第二功能组件位于所述基板的第二表面上，第二功能组件包括接地部件，该接地部件具有静电拦截部，所述静电拦截部在垂直于所述基板的方向上的投影部分覆盖所述声孔在该方向上的投影。本实用新型提高了产品的抗静电性能。

Description

一种麦克风结构、封装结构及电子设备

技术领域

本实用新型涉及微机电***技术领域，尤其涉及一种麦克风结构、封装结构及电子设备。

背景技术

在半导体元器件以及微机电***(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)的生产和使用过程中，静电放电会对器件造成不可逆的损害，因此有必要在基于PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)的微机电结构(例如麦克风结构)中提供抗静电放电结构，以提高产品抗静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)性能并降低静电放电对器件的损害。

实用新型内容

本实用新型提供一种麦克风结构、封装结构及电子设备，用以解决现有技术中因静电放电对器件造成损害的问题，实现提高产品的抗静电放电性能并降低静电放电对器件的损害。

第一方面，本实用新型提供一种麦克风结构，所述麦克风结构包括：

基板，所述基板上设有在厚度方向上贯通所述基板的声孔；

第一功能组件，所述第一功能组件位于所述基板的第一表面上，所述第一功能组件包括声学部件，所述声学部件用于接收来自所述声孔的声波；

第二功能组件，所述第二功能组件位于所述基板的第二表面上，所述第二功能组件包括第一接地部件，所述第一接地部件具有静电拦截部，所述静电拦截部在垂直于所述基板的方向上的投影部分覆盖所述声孔在该方向上的投影。

在本实用新型的一个实施例中，所述静电拦截部具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述声孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一接地部件是金属接地部件，并且所述至少一个挡板包括两个相互垂直设置的挡板。

在本实用新型的一个实施例中，每个所述挡板的宽度小于所述声孔的直径。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一功能组件还包括第二接地部件，所述第一接地部件通过贯穿所述基板的过孔与所述第二接地部件电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一功能组件还包括第一焊盘组，所述第二功能组件还包括第二焊盘组，所述第一焊盘组中的每个焊盘均具有与其在位置上对应的第二焊盘组中的焊盘，并且所述第一焊盘组中的每个焊盘均各自通过贯穿所述基板的过孔与对应的所述第二焊盘组中的焊盘电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一功能组件还包括第一电路部件，所述第一电路部件用于将所述声学部件接收的声信号转换为电信号，其中，所述第一电路部件分别通过导线与所述声学部件和所述第一焊盘组中的焊盘电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述麦克风结构还包括第二电路部件，所述第二电路部件与所述至少一个挡板电耦合，用于释放所述至少一个挡板吸收的静电。

在本实用新型的一个实施例中，所述基板的第一表面上涂敷有第一保护层，所述基板的第二表面上涂敷有第二保护层，所述第一保护层完全覆盖所述第二接地部件以及部分覆盖所述第一焊盘组中的每个焊盘，所述第二保护层部分覆盖所述第一接地部件，所述声学部件和所述第一电路部件均位于所述第一保护层之上。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一保护层和所述第二保护层均由油墨构成。

在本实用新型的一个实施例中，所述声孔的位置与所述声学部件的声波接收区域的位置相对应。

第二方面，本实用新型还提供一种封装结构，所述封装结构包括金属外壳，所述金属外壳的第一侧是所述封装结构的内部空间，所述金属外壳的第二侧是外部空间，所述金属外壳上设有在厚度方向上贯通所述金属外壳的通孔，所述封装结构的所述内部空间设置有电子部件；

其中，所述金属外壳的所述第二侧上设置有接地部件，所述接地部件具有静电拦截部，所述静电拦截部的介电强度小于所述封装结构的所述内部空间的介电强度，其中，所述静电拦截部在垂直于所述基板的方向上的投影部分覆盖所述通孔在该方向上的投影。

在本实用新型的一个实施例中，所述静电拦截部具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述通孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述接地部件是金属接地部件，并且所述至少一个挡板包括两个相互垂直设置的挡板。

在本实用新型的一个实施例中，每个所述挡板的宽度小于所述通孔的直径。

第三方面，本实用新型提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述任一种麦克风结构。

第四方面，本实用新型提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述任一种封装结构。

本实用新型提供的麦克风结构、封装结构及电子设备，通过在第一接地部件上设置静电拦截部，将产生的静电放电电弧通过所述静电拦截部导入至相关电路进行释放，避免了基板上的器件受到损害，从而达到提高了产品抗ESD性能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例的示意图，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获得其他实施方式。

图1是本实用新型提供的麦克风结构的正面示意图；

图2是本实用新型提供的麦克风结构的侧面示意图；

图3是本实用新型提供的封装结构的示意图。

附图标记：

101：基板； 102：第一表面； 103：第二表面；

104：声孔； 105：声学部件； 106：第一电路部件；

107：第一接地部件； 108：静电拦截部； 112：第一导线；

1081：第一挡板； 1082：第二挡板； 113：第二导线；

114：第一保护层； 115：第二保护层； 116：焊盘；

301：金属外壳； 302：通孔； 303：第一电子部件；

304：第二电子部件； 305：内部空间； 306：导线。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。

以下对本实用新型涉及的技术术语进行描述：

PCB(Printed Circuit Board，印制电路板，也被称为基板)，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气相互连接的载体。

ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)，是指应特定用户要求和特定电子***的需要而设计、制造的集成电路。例如，麦克风中的ASIC器件用于将声学器件产生的电信号进一步处理和传输到下一级电路。

麦克风是一种将声压信号最终转换为电信号的压力传感器，使用微机电工艺技术制造的小型麦克风称为MEMS麦克风或微麦克风，MEMS麦克风主要包括衬底、振膜和背板，振膜与背板之间具有间隙，气压的改变会导致振膜变形，振膜与背板之间的电容值发生改变，从而转换为电信号输出。

MEMS麦克风常见封装形式有两种：顶部开口式封装和底部开口式封装。顶部开口式封装由于入声孔与焊盘不在同一面，因此适用于传统的麦克风安装。而底部开口式封装适合薄型产品设计，产品(MEMS麦克风)的所有组件都可以在PCB板的入声端口的相对侧。通常，底部开口式封装麦克风比顶部开口式具有更宽的频率响应和更高的信噪比。

本实用新型提供一种麦克风结构、封装结构及电子设备，用以解决现有技术中因静电放电对器件造成损害的问题，通过在接地部件上设置静电拦截部，将产生的静电放电电弧通过所述静电拦截部导入至相关电路进行释放以避免所述基板上的器件受到损害，从而达到提高了产品抗ESD性能的目的。

下面结合图1-图3描述本实用新型提供的所述麦克风结构、封装结构及电子设备。

实施例一：

图1是本实用新型提供的麦克风结构的正面示意图，图2是本实用新型提供的麦克风结构的侧面示意图，如图1，图2所示。本实用新型实施例所述麦克风结构包括基板101、位于基板101的第一表面102上的第一功能组件以及位于基板101的第二表面103上的第二功能组件。

示例性地，在基板101上设有在厚度方向上贯通基板101的声孔104。

示例性地，所述第一功能组件包括声学部件105(比如MEMS器件)、第二接地部件(图中未标示)、第一焊盘组(图中未标示)以及第一电路部件106(比如ASIC器件)。所述第二功能组件包括第一接地部件107和第二焊盘组(图中未标示)。

其中，所述声学部件105用于接收来自所述声孔104的声波。示例性地，所述声孔104的位置可与所述声学部件105的声波接收区域的位置相对应。第一接地部件107具有静电拦截部108，所述静电拦截部108在垂直于基板101的方向上的投影部分覆盖声孔104在该方向上的投影，所述静电拦截部108的介电强度小于所述第一功能组件的介电强度。

示例性地，所述静电拦截部108具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述声孔104。

示例性地，每个所述挡板的宽度小于所述声孔104的直径。

第一接地部件107可以是金属接地部件(比如图2示出的金属环)，并且所述静电拦截部108包括两个金属材质并且是在同一平面垂直设置的第一挡板1081和第二挡板1082(如图2所述)。第一接地部件107通过贯穿基板101的过孔与第二接地部件电连接。本实用新型对于挡板的个数和形状不做限制。

其中，第一焊盘组中的每个焊盘均具有与其在位置上对应的第二焊盘组中的焊盘116，并且第一焊盘组中的每个焊盘均各自通过贯穿基板101的过孔与对应的第二焊盘组中的焊盘116电连接。

其中，第一电路部件106用于将声学部件105接收的声信号转换为电信号，其中，第一电路部件106通过第一导线112与声学部件105连接，第一电路部件106通过第二导线113与第一焊盘组中的焊盘电连接。

示例性地，所述麦克风结构还包括第二电路部件(图中未示出)，所述第二电路部件与所述静电拦截部108的至少一个挡板电耦合，用于释放所述至少一个挡板吸收的静电。

示例性地，基板101的第一表面102上涂敷有第一保护层114，基板101的第二表面103上涂敷有第二保护层115，第一保护层114完全覆盖第二接地部件以及部分覆盖第一焊盘组中的每个焊盘，第二保护层115部分覆盖第一接地部件107，声学部件105和第一电路部件106均位于第一保护层114之上。示例性地，第一保护层114和第二保护层115均由油墨构成。

本实用新型提出的麦克风结构可实现抗静电放电的工作原理是：

在实际PCB设计中，为了避免声孔进锡渣，所以第一接地部件1(比如是金属环)的直径设计往往尽可能大，这样就导致了金属环与空气的介电强度叠加会大于产品内部的介电强度，当ESD电弧到达声孔入口处时，电弧会优先进入产品内部，空气***时会对产品内部的元器件(比如MEMS器件和ASIC器件)造成不可逆的损害。

因此，本实用新型通过在金属环的内侧设置静电拦截部，所述静电拦截部具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述声孔。当ESD电弧达到产品的声孔入口处时，电弧优先被产品外部附近的低介电强度的挡板吸引，电弧不会被产品内部高介电强度的元器件(比如MEMS器件和ASIC器件)吸引，从而大大降低了敏感的MEMS器件和ASIC器件受到ESD电弧的影响。而ESD电弧被金属环内部的挡板吸引后，能量会通过预先设置的***保护电路(即上述所述的第二电路部件)进行释放。本实用新型可以大大增加麦克风敏感结构抗ESD的能力，提高产品抗ESD性能，由于所述挡板部分遮挡声孔而形成的镂空设计不会影响麦克风对声音的拾取，对麦克风性能的影响最小化。

上述图1和图2的麦克风结构示出了底部开口式封装的示例(即声孔104设置在基板101的第二表面)。实际上，声孔104还可以设置在金属外壳301的任一位置，基板101上面的元器件(比如MEMS器件和所述ASIC器件)可通过所述金属外壳301封装起来。

以下将通过另一实施例说明本实用新型提出的封装结构。

实施例二：

图3是本实用新型提供的封装结构的示意图。如图3所示，所述封装结构包括金属外壳301，金属外壳301的第一侧是所述封装结构的内部空间305，金属外壳301的第二侧是外部空间，金属外壳301上设有在厚度方向上贯通所述金属外壳的通孔302，所述封装结构的内部空间设置有电子部件，比如左边的第一电子部件303是ASIC器件，右边的第二电子部件304是MEMS器件，并且第一电子部件303与第二电子部件304之间可通过导线306进行电连接。

其中，金属外壳301的所述第二侧上设置有接地部件(图中未标示)，所述接地部件具有静电拦截部108，静电拦截部108的介电强度小于所述封装结构的内部空间的介电强度，其中，所述静电拦截部108在垂直于所述基板101的方向上的投影部分覆盖所述通孔302在该方向上的投影。

示例性地，静电拦截部108具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板108部分遮挡通孔302。

示例性地，每个所述挡板的宽度小于所述通孔302的直径。

示例性地，所述接地部件是金属接地部件并且所述静电拦截部108包括两个在同一平面相互垂直设置的第一挡板、第二挡板(图中未标示)。本实用新型对挡板的个数和形状不做限制。

综上所述，图1和图2示出的麦克风结构的声孔是设置在基板的底部，而实际封装结构中，所述声孔也可以设置在金属外壳301的任一位置，例如图3示出的声孔是设置在金属外壳301的顶部，即通孔302所在的位置。

因此，在ESD电弧打到产品声孔时，本实用新型提供的所述静电拦截部会优先吸引ESD电弧并通过接地部件配套的***电路对能量进行释放，可以大大降低ESD电弧打入产品内部的机会，提高了产品抗ESD性能。

下面对本实用新型提供的电子设备进行描述，下文描述的电子设备与上文描述的所述抗静电放电结构和所述麦克风可相互对应参照。

本实用新型还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述任一种麦克风结构。

本实用新型还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述任一种封装结构。

上述麦克风结构或封装结构可应用于各种电子设备中，比如智能手机、平板电脑、录音笔、助听器、车载设备等。

上述图2示出的焊盘可焊接到电子设备的PCBA(Printed Circuit BoardAssembly)上，第一接地部件107(比如图2中的金属环)也可设置在所述电子设备的PCBA(Printed Circuit Board Assembly)上。

本申请所提出的电子设备通过采用本实用新型所公开的封装结构或麦克风结构，能够显著提高产品抗ESD性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种麦克风结构，其特征在于，所述麦克风结构包括：

基板，所述基板上设有在厚度方向上贯通所述基板的声孔；

第一功能组件，所述第一功能组件位于所述基板的第一表面上，所述第一功能组件包括声学部件，所述声学部件用于接收来自所述声孔的声波；

第二功能组件，所述第二功能组件位于所述基板的第二表面上，所述第二功能组件包括第一接地部件，所述第一接地部件具有静电拦截部，所述静电拦截部在垂直于所述基板的方向上的投影部分覆盖所述声孔在该方向上的投影。

2.根据权利要求1所述的麦克风结构，其特征在于，所述静电拦截部具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述声孔。

3.根据权利要求2所述的麦克风结构，其特征在于，所述第一接地部件是金属接地部件，并且所述至少一个挡板包括两个相互垂直设置的挡板。

4.根据权利要求3所述的麦克风结构，其特征在于，每个所述挡板的宽度小于所述声孔的直径。

5.根据权利要求4所述的麦克风结构，其特征在于，所述第一功能组件还包括第二接地部件，所述第一接地部件通过贯穿所述基板的过孔与所述第二接地部件电连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的麦克风结构，其特征在于，所述第一功能组件还包括第一焊盘组，所述第二功能组件还包括第二焊盘组，所述第一焊盘组中的每个焊盘均具有与其在位置上对应的第二焊盘组中的焊盘，并且所述第一焊盘组中的每个焊盘均各自通过贯穿所述基板的过孔与对应的所述第二焊盘组中的焊盘电连接。

7.根据权利要求6所述的麦克风结构，其特征在于，所述第一功能组件还包括第一电路部件，所述第一电路部件用于将所述声学部件接收的声信号转换为电信号，其中，所述第一电路部件分别通过导线与所述声学部件和所述第一焊盘组中的焊盘电连接。

8.根据权利要求3所述的麦克风结构，其特征在于，所述麦克风结构还包括第二电路部件，所述第二电路部件与所述至少一个挡板电耦合，用于释放所述至少一个挡板吸收的静电。

9.根据权利要求7所述的麦克风结构，其特征在于，所述基板的第一表面上涂敷有第一保护层，所述基板的第二表面上涂敷有第二保护层，所述第一保护层完全覆盖所述第二接地部件以及部分覆盖所述第一焊盘组中的每个焊盘，所述第二保护层部分覆盖所述第一接地部件，所述声学部件和所述第一电路部件均位于所述第一保护层之上。

10.根据权利要求9所述的麦克风结构，其特征在于，所述第一保护层和所述第二保护层均由油墨构成。

11.根据权利要求1所述的麦克风结构，其特征在于，所述声孔的位置与所述声学部件的声波接收区域的位置相对应。

12.一种封装结构，所述封装结构包括金属外壳，所述金属外壳的第一侧是所述封装结构的内部空间，所述金属外壳的第二侧是外部空间，其特征在于，所述金属外壳上设有在厚度方向上贯通所述金属外壳的通孔，所述封装结构的所述内部空间设置有电子部件；

其中，所述金属外壳的所述第二侧上设置有接地部件，所述接地部件具有静电拦截部，其中，所述静电拦截部在垂直于所述基板的方向上的投影部分覆盖所述通孔在该方向上的投影。

13.根据权利要求12所述的封装结构，其特征在于，所述静电拦截部具有至少一个挡板，并且所述至少一个挡板部分遮挡所述通孔。

14.根据权利要求13所述的封装结构，其特征在于，所述接地部件是金属接地部件，并且所述至少一个挡板包括两个相互垂直设置的挡板。

15.根据权利要求14所述的封装结构，其特征在于，每个所述挡板的宽度小于所述通孔的直径。

16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-11中任一项所述的麦克风结构。

17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求12-15中任一项所述的封装结构。

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