CN219107653U - 声学传感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种声学传感器及电子设备，其中的声学传感器，包括：顶板、底板和连接顶板和底板的中间层，其中，在顶板和底板内分别设置有电连接层，在中间层中设置有贯穿中间层的侧壁的通孔或者铜塞柱；并且，当设置有通孔时在通孔内填充有导电材质；顶板和底板内的电连接层通过导电材质或铜塞柱连接导通。利用上述实用新型能够有效节省中间层导电所占用的空间，增加后声腔体积，提高产品性能。

Description

声学传感器及电子设备

技术领域

本实用新型涉及MEMS产品技术领域，更为具体地，涉及一种声学传感器及电子设备。

背景技术

随着技术的不断进步及发展，声学传感器的结构及性能也愈加成熟，逐渐向小尺寸，高性能，高可靠性的方向发展，其中倒装型麦克风使用三层PCB装配而成，可以在顶开孔结构的前提下，实现与底开孔麦克风相近的性能，因此，该结构的麦克风能够在装配空间受限的产品，例如TWS耳机、助听器等整机中得到广泛的应用。

但是，为了实现倒装型麦克风的信号传递，通常需要在麦克风的中间层中设置铜孔，该铜孔的设计会占用大量空间，不仅会导致装配困难，无法装配较大尺寸MEMS芯片等问题，还会导致麦克风的后腔体积小，导致麦克风信噪比性能低。

因此，目前亟需一种声学传感器能够在实现信号传递的同时，节省占用空间，简化装配，提高产品声学性能。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种声学传感器及电子设备，以解决现有产品存在的占用大量空间、装配困难、不利于产品声学性能优化等问题。

本实用新型提供的声学传感器，包括：顶板、底板和连接顶板和底板的中间层，其中，在顶板和底板内分别设置有电连接层，在中间层中设置有贯穿中间层的侧壁的通孔或铜塞柱；并且，当设置通孔时，在通孔内填充有导电材质；顶板和底板内的电连接层通过导电材质或铜塞柱连接导通。

此外，可选的结构特征是，当设置有铜塞柱时，在中间层的上端面和下端面上分别设置有环形铜层，并且铜塞柱位于通孔的外侧。

此外，可选的结构特征是，顶板、底板与中间层配合形成封装结构；其中，在顶板上贴装有收容在封装结构内的芯片，芯片与顶板内的电连接层连接导通；并且，在顶板上设置有出声孔，芯片包括ASIC芯片和覆盖出声孔设置的MEMS芯片。

此外，可选的结构特征是，当设置有通孔时，通孔的上端贯穿顶板并延伸至顶板的上表面，通孔的下端延伸至底板的电连接层处。

此外，可选的结构特征是，通孔在顶板中的孔径大于通孔在中间层中的孔径；并且，在通孔的纵截面上，通孔在顶板中呈梯形分布；导电材质自顶板注入并填充在通孔内。

此外，可选的结构特征是，导电材质为灌入通孔内的导电胶或导电锡膏。

此外，可选的结构特征是，顶板、底板和中间层均为PCB或FPCB。

此外，可选的结构特征是，在中间层靠近顶板的上端面和下端面上分别设置有沉槽；通孔位于沉槽的中心，并且导电材质自通孔外扩至沉槽内。

另一方面，本实用新型还提供一种电子设备，包括电路板以及设置在电路板上的声学传感器；其中，声学传感器如上。

利用上述声学传感器及电子设备，在形成封装结构的中间层中设置贯穿侧壁的通孔或铜塞柱，并且在通孔内填充有导电材质，顶板和底板内的电连接层分别与导电材质或铜塞柱的两端连接导通，能够有效的减小中间层导电所需空间，此外，由于通孔处可以使用与***走线不同的导电材质，可以针对性的调整工艺参数，避免由于PCB来料公差或组装工艺参数波动导致的同种焊接物料间的短路/断路失效问题，有利于产品的小型化发展及性能优化。

为了实现上述以及相关目的，本实用新型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实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型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，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例一的声学传感器的剖面图；

图2为根据本实用新型实施例一的中间层的俯视图；

图3为根据本实用新型实施例二的声学传感器的剖面图；

图4为根据本实用新型实施例二的中间层的俯视图。

附图中的标记：顶板1、出声孔11、电连接层12、延伸孔13、底板2、电连接层21、焊盘22、延伸孔23、中间层3、导电材质31、孔盘32、铜塞柱33、ASIC芯片4、MEMS芯片5、后声腔6、环形铜层7。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，以下术语“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的电子设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的内容或结构的限制。

为解决现有的倒装型麦克风存在的，中间层中的铜孔设计会占用大量空间，不仅会导致装配困难，无法装配较大尺寸MEMS芯片，还会导致麦克风的后腔体积小，导致麦克风信噪比性能低等问题，本实用新型通过一种声学传感器，在形成封装结构的中间层中设置贯穿侧壁的通孔或者铜塞柱；并且在通孔内填充有导电材质，顶板和底板内的电连接层分别与导电材质或铜塞柱的两端连接导通，能够有效的减小中间层导电所需空间，此外，由于通孔处可以使用与***铜层不同的导电材质，可以针对性的调整工艺参数，避免由于PCB来料公差或组装工艺参数波动导致的同种焊接物料间的短路/断路失效问题，增加声学传感器与外界信号连接的灵活性，提高产品性能。

为详细描述本实用新型的声学传感器及电子设备，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本实用新型实施例的声学传感器的剖面结构和中间层的俯视结构。

如图1和图2所示，本实用新型实施例一声学传感器，包括：相互平行设置的顶板1和底板2，以及设置在顶板1和底板2之间的中间层3，其中，在顶板1和底板2内分别设置有电连接层(顶板1中的电连接层12和底板2中的电连接层21，下同)，在中间层3中设置有上下贯穿侧壁的通孔，并在通孔内填充导电材质31，顶板1和底板2内的电连接层分别与导电材质31的上下两端连接导通，进而实现整合声学传感器与外界的信号传递。

其中，通孔设置在中间层3的侧壁内，在中间层3的上下端面上还设置有包围通孔设置的环形铜层7，通过环形铜层7能够起到对声学传感器内部芯片的信号隔离及屏蔽效果。

在该实施例一中，由于在中间层3中设置填充有导电材质31的通孔，能够取消孔盘的设置，通过导电材质31实现上下导通，可减少中间层3通孔占用的后声腔6的空间，提高声学传感器性能；此外，由于通孔处使用与环形铜层7等***走线不同的焊接物料，可针对性的调整工艺参数，避免由于中间层3来料公差或组装工艺参数的波动，导致两种相同焊接物料间的断料或断路失效。

具体地，导电材质31可选用灌入通孔内的导电胶或导电锡膏等材质。

另外，还可在顶板1和底板2中也设置与通孔对应的通孔或半孔等，即对中间层3中的通孔进行上下方向上的延伸，形成位于顶板1内的延伸孔和位于底板2内的延伸孔，使通孔的上端贯穿顶板1并延伸至顶板1的上表面，通孔的下端延伸至底板2的电连接层处，然后通过导电材质31实现顶板1、中间板和底板2的上下导通。此外，为了方便导电材质31的灌入，可对灌入口处的通孔的尺寸进行扩大，使得通孔在顶板1中的孔径大于通孔在中间层3中的孔径；并且，在通孔的纵截面上，通孔在顶板1中呈梯形分布，方便导电材质31自顶板1注入并填充在通孔内，并流至底板2的电连接层处。

图3和图4分别示出了根据本实用新型实施例二的声学传感器的剖面结构及中间层的俯视结构。

如图3和图4共同所示，本实用新型实施例二的声学传感器，包括相互平行设置的顶板1和底板2，以及设置在顶板1和底板2之间的中间层3，其中，在顶板1和底板2内分别设置有电连接层，在中间层3中设置有上下贯穿侧壁的铜塞柱33，顶板1和底板2内的电连接层分别与铜塞柱33的上下两端连接导通，进而实现整合声学传感器与外界的信号传递。

其中，铜塞柱33设置在中间层3的侧壁内，在铜塞柱33的上下两端分别设置有孔盘32，在中间层3的上下端面还设置有环形铜层7，且铜塞柱33及孔盘32均位于环形铜层7的外侧，取消了环形铜层在铜塞柱33***的走线，同样能够通过环形铜层能够起到对声学传感器内部芯片的信号隔离及屏蔽效果。

在该实施例中，为了增加导电材质与顶板1和底板2的接触面积，实现有效的连接，在省去孔盘结构的情况下，可进一步在中间层3靠近顶板的上端面和下端面上分别设置尺寸大于通孔的沉槽结构；通孔位于沉槽的中心，并且导电材质自通孔外扩至沉槽内，通过沉孔增加导电材质与顶板1和底板2的有效连接。

在该实施例二中，对中间层3的两端面的环形铜层进行结构改进，可减少中间层3中的铜塞柱33占用的后腔空间，减少声学传感器在装配焊接过程中导致的各种走线间短路的风险，提高麦克风的声学性能。

需要说明的是，本实用新型实施例二主要针对中间层3端面上的环形铜层7的结构改进，可适用在铜塞柱33或者设置填充有导电材质31的通孔的其他实施例中，即该方案也可在实施例一的基础上进行改进。

在本实用新型的声学传感器的上述各实施例中，顶板1、底板2与中间层3配合形成封装结构；其中，在顶板1上还贴装有收容在封装结构内的芯片，芯片与顶板1内的电连接层连接导通；并且，在顶板1上设置有出声孔11，芯片包括ASIC芯片4和覆盖出声孔11设置的MEMS芯片5。此外，上述顶板1、底板2和中间层3均可采用PCB或FPCB。

需要说明的是，在上述各实施例中，位于中间层3侧壁内部的铜塞柱或填充有导电材质31的通孔均设置有两个，但是，具体的设置数量可根据产品的尺寸及需求进行调整，并不限于附图中所示具体结构。此外，上述各实施例及对应的附图之间可以相互进行组合，并不仅限于单独的实施例方案。

与上述声学传感器相对应地，本实用新型还提供一种电子设备，包括电路板以及设置在电路板上的声学传感器。

其中，电子设备的实施例可参考上述声学传感器实施例中的描述，此处不再一一进行赘述。

利用上述声学传感器及电子设备，在形成封装结构的中间层的侧壁内或侧壁的外表面设置贯穿侧壁的通孔或铜塞柱；并且，当在中间层中设置有通孔时，在通孔内填充有导电材质，顶板和底板内的电连接层分别与铜塞柱或导电材质的两端连接导通，能够有效的减小中间层导电所需空间，此外，由于通孔处可以使用与***铜层不同的导电材质，可以针对性的调整工艺参数，避免由于PCB来料公差或组装工艺参数波动导致的同种焊接物料间的短路/断路失效问题，有利于提高产品性能并小型化发展。

如上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的声学传感器及电子设备。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的声学传感器及电子设备，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种声学传感器，其特征在于，包括：顶板、底板和连接所述顶板和所述底板的中间层，其中，

在所述顶板和所述底板内分别设置有电连接层，在所述中间层中设置有贯穿所述中间层的侧壁的通孔或者铜塞柱；并且，当设置有通孔时，在所述通孔内填充有导电材质；

所述顶板和所述底板内的电连接层通过所述导电材质或所述铜塞柱连接导通。

2.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，

当设置有所述铜塞柱时，在所述中间层的上端面和下端面上分别设置有环形铜层，并且所述铜塞柱位于所述通孔的外侧。

3.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，所述顶板、所述底板与所述中间层配合形成封装结构；其中，

在所述顶板上贴装有收容在所述封装结构内的芯片，所述芯片与所述顶板内的电连接层连接导通；并且，

在所述顶板上设置有出声孔，所述芯片包括ASIC芯片和覆盖所述出声孔设置的MEMS芯片。

4.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，

当设置有所述通孔时，所述通孔的上端贯穿所述顶板并延伸至所述顶板的上表面，所述通孔的下端延伸至所述底板的电连接层处。

5.如权利要求4所述的声学传感器，其特征在于，

所述通孔在所述顶板中的孔径大于所述通孔在所述中间层中的孔径；并且，在所述通孔的纵截面上，所述通孔在所述顶板中呈梯形分布；

所述导电材质自所述顶板注入并填充在所述通孔内。

6.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，

所述导电材质为灌入所述通孔内的导电胶或导电锡膏。

7.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，

所述顶板、所述底板和所述中间层均为PCB或FPCB。

8.如权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，在所述中间层靠近所述顶板的上端面和下端面上分别设置有沉槽；

所述通孔位于所述沉槽的中心，并且所述导电材质自所述通孔外扩至所述沉槽内。

9.一种电子设备，其特征在于，包括电路板以及设置在所述电路板上的声学传感器；其中，所述声学传感器如权利要求1至8任一项所述。

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