CN220545136U - 骨传导传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种骨传导传感器和电子设备，包括基板、微机电芯片以及集成电路处理芯片，所述基板内沿所述基板的厚度方向设置有至少两层屏蔽层；所述微机电芯片设于所述基板并与所述基板电连接；所述集成电路处理芯片设于所述基板且位于两所述屏蔽层之间，并分别与所述基板和所述微机电芯片电连接。本申请的技术方案，可以提高骨传导传感器的抗干扰能力。

Description

骨传导传感器和电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种骨传导传感器和电子设备。

背景技术

骨传导传感器要求具有较高的抗干扰能力，相关技术中，骨传导传感器采用金属材质作为封装外壳以提高骨传导传感器的抗干扰能力，但采用金属外壳又会导致骨传导传感器的体积增大，不利于产品的小型化发展；另外采用溅射工艺在塑胶外壳形成金属屏蔽层的方式，工艺流程较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种骨传导传感器和电子设备，旨在提高骨传导传感器的抗干扰能力。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种骨传导传感器，包括：

基板，所述基板内沿所述基板的厚度方向设置有至少两层屏蔽层；

微机电芯片，所述微机电芯片设于所述基板并与所述基板电连接；以及

集成电路处理芯片，所述集成电路处理芯片设于所述基板且位于两所述屏蔽层之间，并分别与所述基板和所述微机电芯片电连接。

在本申请的一实施例中，所述屏蔽层为所述基板的电路层。

在本申请的一实施例中，所述基板内形成有安装腔，所述安装腔设于两所述屏蔽层之间，所述集成电路处理芯片设于所述安装腔。

在本申请的一实施例中，所述基板包括层叠设置的第一板体和第二板体，所述第一板体设有至少一所述屏蔽层，所述第二板体设有至少一所述屏蔽层；

所述第一板体的朝向所述第二板体的表面开设有所述安装槽，所述第一板体与所述第二板体围合形成所述安装腔。

在本申请的一实施例中，所述集成电路处理芯片设于所述第二板体的朝向所述安装槽的表面，并与所述第二板体电连接。

在本申请的一实施例中，所述集成电路处理芯片与所述安装槽的槽壁间隔设置。

在本申请的一实施例中，所述第一板体和所述第二板体之间通过密封胶粘接；

和/或，所述第一板体和所述第二板体电连接。

在本申请的一实施例中，所述安装腔的腔壁设有第一焊盘，所述集成电路处理芯片设于所述第一焊盘并与所述基板电连接；

和/或，所述集成电路处理芯片与所述基板之间通过绑定线电连接。

在本申请的一实施例中，所述集成电路处理芯片嵌设于所述基板内部。

在本申请的一实施例中，所述基板还包括封装外壳，所述封装外壳罩设于所述基板并与所述基板围合形成封装空间，所述微机电芯片设于所述封装空间，且位于所述基板的表面，所述微机电芯片与所述集成电路处理芯片通过所述基板电连接。

在本申请的一实施例中，所述封装外壳为绝缘非金属材质；

和/或，所述基板的表面设有第二焊盘，所述微机电芯片设于所述焊盘并与所述基板电连接；

和/或，所述微机电芯片与所述基板之间通过绑定线电连接。

本申请还提出一种电子设备，所述电子设备包括如前述任一项中所述的骨传导传感器。

本实用新型的技术方案，通过在骨传导传感器的封装基板内设置层叠且间隔设置的至少两个屏蔽层，以在相邻的两个屏蔽层之间形成抗干扰区域；并将骨传导传感器的微机电芯片和集成电路处理芯片的至少其中之一设置在基板内并位于两层屏蔽层之间的抗干扰区域内，从而可以利用基板内的屏蔽层隔绝外部的电磁信号，使得位于抗干扰区域内的芯片免收外界电磁的影响，提高了骨传导芯片的抗干扰能力，有利于提高骨传导传感器的灵敏度和信噪比。

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为本实用新型骨传导传感器一实施例的剖视图；

图2为本实用新型骨传导传感器另一实施例的剖视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	骨传导传感器	16	第二焊盘
10	基板	20	微机电芯片
				11	第一板体	30	集成电路处理芯片
12	第二板体	40	封装外壳
				13	安装腔	41	封装空间
14	密封胶	50	绑定线
				15	第一焊盘

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。

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，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。另外，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骨传导传感器100。

请参照图1和图2，在本申请的一些实施例中，所述骨传导传感器100包括：

基板10，所述基板10内沿所述基板10的厚度方向设置有至少两层屏蔽层；

微机电芯片20，所述微机电芯片20设于所述基板10并与所述基板10电连接；以及

集成电路处理芯片30，所述集成电路处理芯片30设于所述基板10且位于两所述屏蔽层之间，并分别与所述基板10和所述微机电芯片20电连接。

本申请提出的骨传导传感器100是一种利用微机电***拾取通过固体传播的语音等振动信号，并将拾取到的振动信号转换为电信号的传感器。骨传导传感器100通常包括微机电芯片20(MEMS)、电信号专用集成电路处理芯片30(ASIC)以及电路板，微机电芯片20和集成电路处理芯片30均设置在电路板上，且均与基板10电连接，同时使得微机电芯片20与集成电路处理芯片30电连接，如此设置，当微机电芯片20采集振动信号并转换为电信号后，便可以传递至集成电路处理芯片30进行放大处理，继而将处理后的电信号传递至电路板与外界交互；本实施例中，在基板10内设置至少两层层叠且间隔设置的屏蔽层，屏蔽层多为金属层，可以是基板10内自身设计的电路层，也可以是额外设置的金属屏蔽层，在此不做限定，此时，将集成电路处理芯片30设置在其中两层屏蔽层之间，可以是使集成电路处理芯片30嵌设在基板10中，也可以是如下实施例中在基板10内设置安装腔13用于安置集成电路处理芯片30，均可以利用两层屏蔽层对集成电路处理芯片30进行屏蔽，当外界电磁波遇到屏蔽层时，屏蔽层可以将电磁波的能量转化为电流，从而将电磁波的能量吸收或反射掉，以避免集成电路处理芯片30受外界电磁波的干扰，提高骨传导芯片的抗干扰能力，从而可以提高骨传导传感器100的灵敏度和信噪比。

需要说明的是，在骨传导传感器100中，微机电芯片20同样具备部分电路结构，主要依据机械结构将振动信号转化为电信号；本实施例中，也可以将微机电芯片20设置在基板10的任意两层屏蔽层之间，以避免微机电芯片20受外界电磁的干扰。另外，当微机电芯片20和集成电路处理芯片30位于基板10于厚度方向的不同层次时，例如当微机电芯片20设于基板10的表面或者与集成电路处理芯片30设于不同的两层屏蔽层之间时，可以使导电件穿设于基板10以电连接微机电芯片20和集成电路处理芯片30，也可以是设计基板10中的电路层图案，使得微机电芯片20和集成电路处理芯片30分别与基板10的电路层连接以通过基板10的电路层电连接；当微机电芯片20与集成电路处理芯片30位于同两层屏蔽层之间时，若均嵌设在基板10中，此时，也可以是使导电件穿设于基板10以电连接微机电芯片20和集成电路处理芯片30或通过基板10电连接；若如下实施例中，在基板10内设置容置腔时，微机电芯片20和集成电路处理芯片30之间也可以直接通过绑定线50电连接。

因此，可以理解的，本申请的技术方案，通过在骨传导传感器100的封装基板10内设置层叠且间隔设置的至少两个屏蔽层，以在相邻的两个屏蔽层之间形成抗干扰区域；并将骨传导传感器100的微机电芯片20和集成电路处理芯片30的至少其中之一设置在基板10内并位于两层屏蔽层之间的抗干扰区域内，从而可以利用基板10内的屏蔽层隔绝外部的电磁信号，使得位于抗干扰区域内的芯片免收外界电磁的影响，提高了骨传导芯片的抗干扰能力，有利于提高骨传导传感器100的灵敏度。

在本申请的一些实施例中，所述屏蔽层为所述基板10的电路层。

本实施例中，基板10为双层线路板或多层线路板，并使得基板10上形成导电图形的电路层作为屏蔽层，将集成电路处理芯片30设置在基板10的两层电路层之间，以利用电路层对集成电路处理芯片30进行屏蔽，避免集成电路处理芯片30受外界电磁的干扰；如此设置，便无需在基板10上设置额外的金属屏蔽层，利用基板10自身结构即可，简化了基板10的结构，且避免由于同时设置电路层和屏蔽层导致基板10过厚；可以理解的，随着传感器和电子设备等小体积小型化发展，电路板上的电路层上的电路导电图形的配线密度也越来越高，此时，利用电路层形成的屏蔽层也能起到较好的电磁屏蔽抗干扰的效果。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述基板10内形成有安装腔13，所述安装腔13设于两所述屏蔽层之间，所述集成电路处理芯片30设于所述安装腔13。

本实施例中，在基板10内设置安装腔13，用于安装集成电路处理芯片30，安装腔13位于两层屏蔽层之间；其中，安装腔13的形成方式，可以是在基板10的侧壁开设凹槽，将集成电路处理芯片30固定在凹槽后封堵凹槽的开口；也可以是在基板10的任一板面开设安装槽，可以是如下实施例中用另一基板10层叠设置于基板10的表面以盖设封闭安装槽的槽口，也可以是仅设置带有屏蔽层的盖体盖设封闭安装槽的槽口，从而形成安装腔13，在此不做限定。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述基板10包括层叠设置的第一板体11和第二板体12，所述第一板体11设有至少一所述屏蔽层，所述第二板体12设有至少一所述屏蔽层；

所述第一板体11的朝向所述第二板体12的表面开设有所述安装槽，所述第一板体11与所述第二板体12围合形成所述安装腔13。

本实施例中，基板10包括层叠设置的第一板体11和第二板体12，第一板体11和第二板体12均为带有电路层的电路板，且第一板体11和第二板体12上均形成有屏蔽层，其中，屏蔽层可以第一板体11和第二板体12自身的电路层，也可以是与电路层层叠设置的金属层，在此不做限定。其中，第一板体11朝向第二板体12的表面开设有安装槽，使得第一板体11和第二板体12之间围合形成安装腔13，以固定安装集成电路处理芯片30，如此设置，降低了基板10与集成电路处理芯片30之间的组装难度，便于提高组装效率和良率。另外，可以是将集成电路处理芯片30固定在第一板体11的安装槽槽壁上，也可以是固定在第二板体12的朝向安装槽的表面，集成电路处理芯片30可以与第一板体11或第二板体12之间的至少其中之一电连接，在此不做限定。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述集成电路处理芯片30设于所述第二板体12的朝向所述安装槽的表面，并与所述第二板体12电连接。

本实施例中，集成电路处理芯片30设于第二板体12的朝向第一板体11上开设有安装槽的表面，并与第二板体12电连接，如此设置，相较于将集成电路处理芯片30设置在安装槽中并贴装、焊接或绑定线50绑定于第一板体11的方式，将集成电路处理芯片30固定于第二板体12的表面与第二板体12电连接，更便于集成电路处理芯片30的固定和封装，提高集成电路处理芯片30的安装便捷程度。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述集成电路处理芯片30与所述安装槽的槽壁间隔设置。

本实施例中，使得集成电路处理芯片30设置在第二板体12的表面上并与安装槽的槽壁间隔设置，既是使得安装槽的槽宽大于集成电路处理芯片30的槽宽，使得安装槽的槽深大于集成电路处理芯片30的厚度，如此设置，避免在组装第二板体12与第一板体11并使集成电路处理芯片30进入安装槽的过程中，集成电路处理芯片30受到安装槽槽壁的挤压或剐蹭，从而避免集成电路处理芯片30受损；另外在一些实施例中，集成电路处理芯片30与第二板体12之间通过绑定线50连接，增大安装槽的槽宽和槽深也可以避免在组装第一板体11和第二板体12的过程中绑定线50被第一板体11压断，提高组装过程的安全性，提高组装良品率，保证骨传导传感器100性能稳定。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述第一板体11和所述第二板体12之间通过密封胶14粘接；

和/或，所述第一板体11和所述第二板体12电连接。

本实施例中，第一板体11和第二板体12之间通过密封胶14密封贴合，以确保第一板体11和第二板体12之间围合形成的安装腔13完全密封，避免外界电磁波进入安装腔13中对集成电路处理芯片30产生干扰，也避免外界杂物进入安装腔13中对集成电路处理芯片30造成损伤。

可以理解的，在骨传导传感器100中，基板10既需要为微机电芯片20和集成电路处理芯片30提供电能，也需要与外界电路交互传递电信号；在一些实施例中，使得第一板体11和第二板体12电连接，此时，当微机电芯片20和集成电路处理芯片30与同一板体电连接时，该板体作为封装基础，另一板体则用于与外界电路电连接，此时，两板体之间电连接以传动电能和电信号；当微机电芯片20和集成电路处理芯片30与不同板体电连接时，第一板体11和第二板体12电连接以使微机电芯片20与集成电路处理芯片30之间可以传输电信号。

另外，第一板体11和第二板体12之间可以通过导电胶贴合，既可以使得第一板体11和第二板体12电连接，且可以使第一板体11和第二板体12密封贴合，以确保安装腔13完全密封，避免集成电路处理芯片30受电磁干扰。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述安装腔13的腔壁设有第一焊盘15，所述集成电路处理芯片30设于所述第一焊盘15并与所述基板10电连接；

和/或，所述集成电路处理芯片30与所述基板10之间通过绑定线50电连接。

本实施例中，集成电路处理芯片30可以通过贴装或焊接的方式固定在安装腔13腔壁的第一焊盘15上，也可以是通过绑定线50绑定连接的方式与基板10电连接，或者在微机电芯片20和集成电路处理芯片30通过基板10电连接时，也可以同时采用上述第二焊盘16固定和绑定线50绑定的方式使集成电路处理芯片30和基板10电连接，使得上述两种方式的其中之一用于通过基板10连接微机电芯片20，另一种方式用于连接基板10和集成电路处理芯片30，以便于区分不同的电路连接，且在出现故障时容易判断何处连接不良。当然，当仅采用第一焊盘15或绑定线50的其中一种方式时，也可以通过电路设计形成集成电路处理芯片30与基板10电连接以及集成电路处理芯片30通过基板10与微机电芯片20电连接两条导电通路。

请参照图2，在本申请的一些实施例中，所述集成电路处理芯片30嵌设于所述基板10内部。

本实施例中，将集成电路处理芯片30嵌设在基板10内部，可以是在注塑形成基板10板体时将集成电路处理芯片30设置在基板10板体内，也可以是设置双层板体以夹持集成电路处理芯片30，如此设置，可以提高集成电路处理芯片30与基板10之间的连接强度，相较于设置较为宽阔的安装腔13的方式，集成电路处理芯片30不易脱落错位，位置结构稳定。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述基板10还包括封装外壳40，所述封装外壳40罩设于所述基板10并与所述基板10围合形成封装空间41，所述微机电芯片20设于所述封装空间41，且位于所述基板10的表面，所述微机电芯片20与所述集成电路处理芯片30通过所述基板10电连接。

本实施例中，将微机电芯片20设置在基板10的表面，便可以充分利用基板10的表面空间，扩大对基板10表面空间的利用率，避免将微机电芯片20和集成电路处理芯片30均设置在基板10内导致基板10厚度增大或面积增大，且将微机电芯片20设置在基板10的表面，也降低了微机电芯片20与基板10之间的连接难度，提高了微机电芯片20的安装便捷性。此时，微机电芯片20和集成电路处理芯片30分别与基板10电连接，并通过基板10电连接以使得微机电芯片20接收振动信号产生的电信号可以经由基板10传输至集成电路处理芯片30，继而再由集成电路处理芯片30传递至基板10与外界电路进行信号交互，从而避免设置导电件穿设于基板10以连接微机电芯片20和集成电路处理芯片30的方式，提高了骨传导传感器100的封装便捷性。

另外，利用封装外壳40与基板10围合形成封装空间41用于容纳微机电芯片20，可以对微机电芯片20起保护作用，避免微机电芯片20直接显露在外部，降低微机电芯片20的受损风险。

在本申请的一些实施例中，所述封装外壳40为绝缘非金属材质。

本实施例中，封装外壳40为绝缘非金属材质，其中，可以采用塑料、陶瓷等材质，如此设置，相较于采用金属壳进行封装，可以将骨传导传感器100的体积做得更小，有利于产品的小型化发展，且在采用陶瓷材质时骨传导传感器100具有较高的导热和散热能力，可以快速散热。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，所述基板10的表面设有第二焊盘16，所述微机电芯片20设于所述焊盘并与所述基板10电连接；

和/或，所述微机电芯片20与所述基板10之间通过绑定线50电连接。

本实施例中，微机电芯片20可以通过贴装或焊接的方式固定在基板10表面的第二焊盘16上，也可以是通过绑定线50绑定连接的方式与基板10电连接，或者在微机电芯片20和集成电路处理芯片30通过基板10电连接时，也可以同时采用上述第二焊盘16固定和绑定线50绑定的方式使微机电芯片20和基板10电连接，使得上述两种方式的其中之一用于通过基板10连接集成电路处理芯片30，另一种方式用于连接基板10和微机电芯片20，以便于区分不同的电路连接，且在出现故障时容易判断何处连接不良。当然，当仅采用第二焊盘16或绑定线50的其中一种方式时，也可以通过电路设计形成微机电芯片20与基板10电连接以及微机电芯片20通过基板10与集成电路处理芯片30电连接两条导电通路。

本申请还提出一种电子设备，包括如前述任一项中所述的骨传导传感器100，其中骨传导传感器100的具体结构参照前述任一实施例，在此不做赘述。而本申请的电子设备应用上述骨传导传感器100时，由于骨传导传感器100基板10内设置至少两层层叠且间隔设置的屏蔽层，屏蔽层多为金属层，可以是基板10内自身设计的电路层，也可以是额外设置的金属屏蔽层，在此不做限定，此时，将集成电路处理芯片30设置在其中两层屏蔽层之间，可以是使集成电路处理芯片30嵌设在基板10中，也可以是如下实施例中在基板10内设置安装腔13用于安置集成电路处理芯片30，均可以利用两层屏蔽层对集成电路处理芯片30进行屏蔽，当外界电磁波遇到屏蔽层时，屏蔽层可以将电磁波的能量转化为电流，从而将电磁波的能量吸收或反射掉，以避免集成电路处理芯片30受外界电磁波的干扰，提高骨传导芯片的抗干扰能力，从而可以提高骨传导传感器100的灵敏度和信噪比，以此提高了电子设备的性能。

其中，该电子设备可以是但并不限于电动牙刷、手机、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、电子书阅读器、MP325(动态影像专家压缩标准音频层面3，Moving Picture Experts Group Audio Layer III)播放器、MP4(动态影像专家压缩标准音频层面4，Moving Picture Experts Group Audio Layer IV)播放器、可穿戴设备、导航仪、掌上游戏机等。

由于本申请提出的电子设备应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技术方案带来的全部有益效果，在此不一一赘述。

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)

1.一种骨传导传感器，其特征在于，包括：

基板，所述基板内沿所述基板的厚度方向设置有至少两层屏蔽层；

微机电芯片，所述微机电芯片设于所述基板并与所述基板电连接；以及

集成电路处理芯片，所述集成电路处理芯片设于所述基板且位于两所述屏蔽层之间，并分别与所述基板和所述微机电芯片电连接；

所述屏蔽层为所述基板的电路层。

2.如权利要求1所述的骨传导传感器，其特征在于，所述基板内形成有安装腔，所述安装腔设于两所述屏蔽层之间，所述集成电路处理芯片设于所述安装腔。

3.如权利要求2所述的骨传导传感器，其特征在于，所述基板包括层叠设置的第一板体和第二板体，所述第一板体设有至少一所述屏蔽层，所述第二板体设有至少一所述屏蔽层；

所述第一板体的朝向所述第二板体的表面开设有安装槽，所述第一板体与所述第二板体围合形成所述安装腔。

4.如权利要求3所述的骨传导传感器，其特征在于，所述集成电路处理芯片设于所述第二板体的朝向所述安装槽的表面，并与所述第二板体电连接。

5.如权利要求4所述的骨传导传感器，其特征在于，所述集成电路处理芯片与所述安装槽的槽壁间隔设置。

6.如权利要求3所述的骨传导传感器，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体之间通过密封胶粘接；

和/或，所述第一板体和所述第二板体电连接。

7.如权利要求2所述的骨传导传感器，其特征在于，所述安装腔的腔壁设有第一焊盘，所述集成电路处理芯片设于所述第一焊盘并与所述基板电连接；

和/或，所述集成电路处理芯片与所述基板之间通过绑定线电连接。

8.如权利要求1所述的骨传导传感器，其特征在于，所述集成电路处理芯片嵌设于所述基板内部。

9.如权利要求1至8任一项中所述的骨传导传感器，其特征在于，所述基板还包括封装外壳，所述封装外壳罩设于所述基板并与所述基板围合形成封装空间，所述微机电芯片设于所述封装空间，且位于所述基板的表面，所述微机电芯片与所述集成电路处理芯片通过所述基板电连接。

10.如权利要求9所述的骨传导传感器，其特征在于，所述封装外壳为绝缘非金属材质；

和/或，所述基板的表面设有第二焊盘，所述微机电芯片设于所述焊盘并与所述基板电连接；

和/或，所述微机电芯片与所述基板之间通过绑定线电连接。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至10任一项中所述的骨传导传感器。