一种MEMS麦克风及电子设备的制作方法

一种mems麦克风及电子设备
技术领域
1.本发明涉及麦克风技术领域，更为具体地，涉及一种mems麦克风及电子设备。


背景技术：

2.随着社会的进步和技术的发展，近年来，手机、笔记本电脑等电子产品体积不断减小，人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，从而也要求与之配套的电子零件的体积不断减小、性能和一致性不断提高。mems(micro-electro-mechanical-system，简称mems)工艺集成的mems麦克风开始被批量应用到手机、笔记本电脑等电子产品中，其封装体积比传统的驻极体麦克风小，因此受到大部分麦克风生产商的青睐。
3.目前，在客户端的整机应用过程中为了配合不同的应用场景需求，通常需要不同程度下跌的频响曲线，即对应的截止频率点位置各不相同，由于mems麦克风的频率响应曲线与mems传感器芯片的泄气孔的声阻相关，因此常规的应对方法是采用不同尺寸泄气孔设计的mems芯片来满足各种频响曲线的要求，但是，这种方式在产品种类繁多的情况下，意味着要验证多种不同的产品，并对单个产品进行多次验证，从而增加物料成本和验证时间。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种mems麦克风及电子设备，以解决现有mems麦克风存在的防水胶点胶工艺复杂、易产生气泡，且不能满足高等级防水需求等问题。
5.本发明提供的mems麦克风，包括：基板、固定在基板上的外壳以及设置在基板上并收容在外壳内的mems传感器芯片；其中，在基板上设置有与mems传感器芯片导通的通孔；在mems传感器芯片与基板之间设置有泄压孔组件，在泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条泄气通道；泄气通道的延伸方向与通孔的延伸方向相垂直。
6.此外，可选的技术方案是，泄压孔组件的尺寸不小于mems传感器芯片的尺寸，并且，在泄压孔组件的中部设置有中心缺口；外壳与基板形成的腔体，通过泄气通道、中心缺口和通孔与外界连通。
7.此外，可选的技术方案是，泄气通道关于泄压孔组件的中心呈对称或均匀分布。
8.此外，可选的技术方案是，泄气通道包括预留的可导通通道以及关闭通道，可导通通道和关闭通道用于配合调节泄压孔组件的声阻；其中，关闭通道通过胶水或阀门进行关闭。
9.此外，可选的技术方案是，在泄压孔组件的上表面贴设有覆盖中心缺口的不透气膜；其中，上表面为远离基板一侧的表面。
10.此外，可选的技术方案是，泄压孔组件的下侧粘贴固定在基板上，mems传感器芯片粘贴固定在泄压孔组件的上侧。
11.此外，可选的技术方案是，在外壳上开设有泄气孔，并在泄气孔处贴设有阻尼规格可调的阻尼片。
12.此外，可选的技术方案是，在垂直于基板的延伸方向上，泄气孔与通孔的位置相互
交错分布。
13.此外，可选的技术方案是，还包括贴设在基板上并与基板导通的asic芯片；其中，mems传感器芯片与asic芯片通过电连接线导通。
14.另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括上述mems麦克风。
15.利用上述mems麦克风及电子设备，在mems传感器芯片与基板之间设置泄气阻尼可调的泄压孔组件，在泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条泄气通道，泄气通道的延伸方向与通孔的延伸方向相垂直，进而可通过控制泄气通道导通的个数，实现对阻尼的调节，用于调节不同种类产品的频响曲线，进而缩短对产品泄气阻尼的验证时间，提高工作效率。
16.为了实现上述以及相关目的，本发明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发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
17.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
18.图1为根据本发明实施例的mems麦克风的结构示意图；
19.图2为根据本发明实施例的泄压孔组件的俯视图；
20.图3为根据本发明实施例的泄压孔组件的侧视图；
21.图4为根据本发明另一实施例的mems麦克风的结构示意图；
22.图5为根据本发明另一实施例的mems麦克风的结构示意图。
23.其中的附图标记包括：基板1、通孔11、外壳2、泄气孔21、mems传感器芯片3、泄压孔组件4、泄气通道41、中心缺口42、asic芯片5、不透气膜6、阻尼片7。
24.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
25.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。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.为解决在现有采用不同尺寸泄气孔来满足产品对各种频响曲线的要求，在产品种类繁多的情况下，需要验证多种不同的产品，以及对单个产品进行多次验证，从而增加物料成本和验证时间等问题，本发明提供一种mems麦克风及电子设备，在mems传感器芯片与基板之间设置泄气阻尼可调的泄压孔组件，在泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条
泄气通道，泄气通道的延伸方向与通孔的延伸方向相垂直，进而可通过控制泄气通道导通的个数，实现对阻尼的灵活调节，能够用于调节不同种类产品的频响曲线，进而缩短对产品泄气阻尼的验证时间，提高工作效率。
28.为详细描述本发明的mems麦克风及电子设备，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
29.图1示出了根据本发明实施例的mems麦克风的示意结构；图2和图3分别从不同角度示出了根据本发明实施例的泄压孔组件的示意结构。
30.如图1至图3共同所示，本发明实施的mems麦克风，包括基板1、固定在基板1上的外壳2以及设置在基板1上并收容在外壳2内的mems传感器芯片3；其中，在基板1上设置有与mems传感器芯片3导通的通孔11，该通孔11可作为出声孔，mems传感器芯片3通过该通孔11与外界导通；在mems传感器芯片3与基板1之间设置有泄压孔组件4，在泄压孔组件4上设置有可选择性导通的至少两条泄气通道41；泄气通道41的延伸方向与通孔11的延伸方向相垂直，在针对不同的产品进行频响曲线调节时，可通过控制泄气通道41的导通个数来实现，灵活性较强，可适用于多种类型的麦克风产品中。
31.具体地，泄压孔组件4可采用薄片状结构，泄压孔组件4的形状可根据mems传感器芯片3的形状进行设置，进而将其设置在mems传感器芯片3和基板1之间，即能够起到对mems芯片的支撑作用，又可通过其上的泄气通道41对泄气阻尼进行调节，使mems麦克风的频响曲线满足设计需求。
32.其中，泄压孔组件4的尺寸不小于mems传感器芯片3的尺寸，可设置为与mems传感器芯片3的尺寸相同，并且，在泄压孔组件4的中部设置有中心缺口42，中心缺口42的形状可以为圆形也可为矩形，外壳2与基板1形成一个封装腔体，该腔体可依次通过泄气通道41、中心缺口42和通孔11与外界连通，进而通过泄压孔组件4实现阻尼泄压的作用。
33.例如，在应用过程中，为对应不同的截止频率点，例如-3db频率点的要求，在使用泄压孔组件4时，可评估预留若干条泄气通道41，其他暂不需求的通道可使用胶水或阀门等方式进行暂时关闭，当需要时再进行开启等，泄压通道的形式及数量并不做具体限制。
34.在本发明的一个具体实施方式中，各泄气通道41可关于泄压孔组件4的中心呈对称或均匀分布，且各泄气通道41之间相互间隔设置，在需要对其中的部分泄气通道41进行关闭时，也尽量确保各关闭的泄气通道41关于泄压孔组件4的中心呈对称或均匀分布，换言之，本发明实施例中的泄气通道41包括预留的可导通通道以及关闭通道，可导通通道和关闭通道用于配合调节泄压孔组件4的声阻；其中，关闭通道通过胶水或阀门等方式进行关闭。
35.在本发明的另一具体实施方式中，为实现mems麦克风的防水功能，还可在泄压孔组件4的上表面贴设一个覆盖中心缺口42的不透气膜；其中，泄压孔组件4的上表面为远离基板1一侧的表面，进而通过不透气膜阻隔气流直接达到mems传感器芯片3，而是使得气流通过泄压孔组件4的泄气通道41后，侧向进入封装的腔体内，可在调整产品低频响应曲线的基础上实现产品防水。
36.具体地，图4示出了根据本发明另一实施例的mems麦克风的示意结构。
37.如1至图4所示，在该实施例中，在泄压孔组件4的远离基板1的上表面贴设一个覆盖中心缺口42的不透气膜6，由于泄气通道41为水平状分布，其导通不会受到不透气膜6的
影响，使得外壳2和基板1形成的腔体仅可通过泄压孔组件4与外界导通，实现产品的阻尼可调及防水效果。
38.进一步地，图5示出了根据本发明另一实施例的mems麦克风的示意结构。如图1至图5所述，在该实施例中，可在外壳2上开设至少一个泄气孔21，并在泄气孔21处贴设阻尼规格可调的阻尼片7，进而通过更换阻尼片7，来实现对产品的泄气阻尼的调节。
39.其中，在垂直于基板1的延伸方向上，泄气孔21与通孔11的位置相互交错分布，以避免气流对冲对mems传感器芯片3造成损伤。
40.需要说明的是，上述图5所示实施例，可在图1所示mems麦克风的基础上进行改进，也可在不设置泄压孔组件4的基础上，仅通过设置在外壳2上的至少一个泄气孔21，并在不同泄气孔21处设置阻尼可调的不同阻尼片7来实现阻尼可调的效果。
41.可知，在本发明各实施例的mems麦克风中，mems麦克风的泄压孔组件4的下侧粘贴固定在基板1上，mems传感器芯片3粘贴固定在泄压孔组件4的上侧，此外mems麦克风中还可包括贴设在基板1上并与基板1导通的asic芯片5；其中，mems传感器芯片3与asic芯片5通过电连接线导通；在应用过程中，可首先通过仿真电路的推算，确定产品满足频响曲线所需的泄气阻尼的大致范围，然后再采用泄压孔组件4和/或在外壳2上的设置泄气孔21的方式，来实现对产品的泄气阻尼的灵活调节，从而避免物料成本和验证时间的浪费。
42.与上述mems麦克风相对应地，本发明还提供一种电子设备，例如极限运动手表等智能穿戴类产品，包括上述mems麦克风。
43.需要说明的是，上述电子设备的实施例可参考mems麦克风实施例中的描述，此处不再一一赘述。
44.根据上述本发明的mems麦克风及电子设备，在mems传感器芯片与基板之间设置泄气阻尼可调的泄压孔组件，在泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条水平分布的泄气通道，泄气通道的延伸方向与通孔的延伸方向相垂直，进而可通过控制泄气通道导通的个数，实现对阻尼的灵活调节；以及，还可采用在外壳上设置泄气孔及阻尼片相结合的方式，同时，还可在调整产品低频响应曲线的基础上实现产品防水，能够用于调节不同种类产品的频响曲线，进而缩短对原有的mems传感器芯片上不同形式及分布方式的泄气孔的验证时间，提高工作效率。
45.如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的mems麦克风及电子设备。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的mems麦克风及电子设备，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

技术特征：
1.一种mems麦克风，其特征在于，包括基板、固定在所述基板上的外壳以及设置在所述基板上并收容在所述外壳内的mems传感器芯片；其中，在所述基板上设置有与所述mems传感器芯片导通的通孔；在所述mems传感器芯片与基板之间设置有泄压孔组件，在所述泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条泄气通道；所述泄气通道的延伸方向与所述通孔的延伸方向相垂直。2.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，所述泄压孔组件的尺寸不小于所述mems传感器芯片的尺寸，并且，在所述泄压孔组件的中部设置有中心缺口；所述外壳与所述基板形成的腔体，通过所述泄气通道、所述中心缺口和所述通孔与外界连通。3.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，所述泄气通道关于所述泄压孔组件的中心呈对称或均匀分布。4.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，所述泄气通道包括预留的可导通通道以及关闭通道，所述可导通通道和所述关闭通道用于配合调节所述泄压孔组件的声阻；其中，所述关闭通道通过胶水或阀门进行关闭。5.如权利要求2所述的mems麦克风，其特征在于，在所述泄压孔组件的上表面贴设有覆盖所述中心缺口的不透气膜；其中，所述上表面为远离所述基板一侧的表面。6.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，所述泄压孔组件的下侧粘贴固定在所述基板上，所述mems传感器芯片粘贴固定在所述泄压孔组件的上侧。7.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，在所述外壳上开设有泄气孔，并在所述泄气孔处贴设有阻尼规格可调的阻尼片。8.如权利要求7所述的mems麦克风，其特征在于，在垂直于所述基板的延伸方向上，所述泄气孔与所述通孔的位置相互交错分布。9.如权利要求1所述的mems麦克风，其特征在于，还包括贴设在所述基板上并与所述基板导通的asic芯片；其中，所述mems传感器芯片与所述asic芯片通过电连接线导通。10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的mems麦克风。

技术总结
本发明提供一种MEMS麦克风及电子设备，其中的MEMS麦克风包括：基板、固定在基板上的外壳以及设置在基板上并收容在外壳内的MEMS传感器芯片；其中，在基板上设置有与MEMS传感器芯片导通的通孔；在MEMS传感器芯片与基板之间设置有泄压孔组件，在泄压孔组件上设置有可选择性导通的至少两条泄气通道；泄气通道的延伸方向与通孔的延伸方向相垂直。利用上述发明能够根据不同的应用需求对产品的泄气阻尼进行调节，缩短测验时间，提高生产效率节约验证成本。本。本。


技术研发人员：杨月 徐超
受保护的技术使用者：歌尔微电子股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/9