一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风转让专利
申请号 : CN202110519541.5
文献号 : CN112954561B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 王晶晶
申请人 : 山东新港电子科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,包括壳体(1)、PCB板(2)、MEMS芯片(3)和ASIC芯片(4),所述壳体(1)与PCB板(2)构成音腔空间(5),所述MEMS芯片(3)和ASIC芯片(4)安装于PCB板(2)上,所述MEMS芯片(3)和ASIC芯片(4)电连接,所述MEMS芯片(3)具有振膜(31)和与振膜(31)连通的后音腔(32),所述PCB板(2)上设有与后音腔(32)连通的第一音孔(21),其特征在于:所述PCB板(2)上设有与第一音孔(21)连通的导音槽(24),所述MEMS芯片(3)与PCB板(2)的导音槽(24)之间设有柔性件(25),所述柔性件(25)部分或全部覆盖导音槽(24)形成导音通道(6),所述PCB板(2)上设有与导音通道(6)连通的第二音孔(22),所述第一音孔(21)经导音通道(6)和第二音孔(22)连通,所述第一音孔(21)和后音腔(32)连通,所述导音通道(6)连通有至少一个与外界连通的第三音孔(23),所述第三音孔(23)与第一音孔(21)垂直设置,所述导音通道(6)在第二音孔(22)与第三音孔(23)之间的位置设有常闭设置的泄气开关结构(26),所述泄气开关结构(26)在第一音孔(21)气流压力超过预设范围后打开。
2.根据权利要求1所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:所述导音通道(6)包括传音通道(61)和泄压通道(62),所述第三音孔(23)与泄气开关结构(26)之间为泄压通道(62),所述第二音孔(22)与第一音孔(21)之间的导音槽(24)为传音通道(61),所述泄压通道(62)为一条或多条。
3.根据权利要求2所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:每条所述泄压通道(62)各连接一个泄气开关结构(26)或多条所述泄压通道(62)共同连接一个泄气开关结构(26)。
4.根据权利要求3所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:所述泄压通道(62)为两条,所述第三音孔(23)为两个,两个所述第三音孔(23)和两条所述泄压通道(62)对称设置于PCB板(2)相对的两侧面。
5.根据权利要求1至4中任一所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:所述泄气开关结构(26)由柔性件(25)一体成型设置。
6.根据权利要求5所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:泄气开关结构(26)包括泄气微孔(261)和泄气阻片(262),所述泄气阻片(262)具有封闭泄气微孔(261)且可弹性打开的游离片(263)。
7.根据权利要求6所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:所述游离片(263)为一片或两片,所述游离片(263)为两片时两片所述游离片(263)相对设置。
8.根据权利要求6所述的一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风,其特征在于:所述游离片(263)的一侧边的部分或全部与泄气微孔(261)的一侧边弹性连接设置。
说明书 :
一种具有泄气开关结构的MEMS麦克风
技术领域
背景技术
麦克风的核心单元为MEMS芯片,其工作原理是:振膜在声波的作用下振动,使振膜与背极之
间的距离发生变化,从而改变电容,将声波信号转化为电信号。
Integrated Circuit, 专用集成电路)芯片共同设置在由PCB板和壳体构成的封装结构内,
且封装结构上设置有供声音进入的声孔。由于MEMS芯片的振膜较为脆弱,当强气流通过声
孔直接进入封装结构内部,会对振膜造成较大冲击,导致振膜破裂,进而引起MEMS麦克风功
能失效等问题。
小气流对振膜的直接冲击,具体结构如图2所示。然而,微孔的存在无疑会增加封装结构的
尺寸,不利于器件的小型化;此外,微孔的位置也需精心设置,否则会影响MEMS芯片与ASIC
芯片之间的互连线。本发明的目的在于提供一种MEMS麦克风封装结构,在保持原有尺寸的
前提下,提高其抗气流冲击性能。
发明内容
振膜破裂、麦克风功能失效等问题,从而提高MEMS麦克风的抗气流冲击性能,延长麦克风使
用寿命。
ASIC芯片电连接,所述MEMS芯片具有振膜和与振膜连通的后音腔,所述PCB板上设有与后音
腔连通的第一音孔,其特征在于:所述PCB板上设有与第一音孔连通的导音槽,所述MEMS芯
片与PCB板的导音槽之间设有柔性件,所述柔性件部分或全部覆盖导音槽形成导音通道,所
述PCB板上设有与导音通道连通的第二音孔,所述第一音孔经导音通道和第二音孔连通,所
述第一音孔和后音腔连通,所述导音通道连通有至少一个与外界连通的第三音孔,所述第
三音孔与第一音孔垂直设置,所述导音通道在第二音孔与第三音孔之间的位置设有常闭设
置的泄气开关结构,所述泄气开关结构在第一音孔气流压力超过预设范围后打开。
压通道为一条或多条。采用两条泄压通道时可以对应设置有两个第三音孔,且两条泄压通
道与传音通道垂直设置,可以实现最佳防气流冲击效果,降低强气流冲击的压力峰值。
侧面,可以完全解决增设第三音孔导致的影响PCB板尺寸,而导致增加MEMS麦克风的总体尺
寸的问题,有利于保证器件的小型化。
泄气微孔和泄气阻片整体构成单扇窗扇或对开的双扇窗扇形,泄气微孔为窗体,泄气阻片
一侧边与泄气微孔弹性连接,两者连接尺寸大小可以根据打开的压力要求和柔性件的物理
特性具体设置。泄气阻片可以由一片或者两片游离片构成均可。游离片通过与泄气微孔侧
边弹性连接的侧边部位尺寸可以轻松调整游离片打开的压力阈值,当游离片与泄气微孔侧
边连接尺寸较大时,其弹性较高,打开需要的气流压力较大,反之,当游离片与泄气微孔侧
边仅有部分连接,使其连接尺寸较小时,游离片连接部的弹性较小,打开需要的气流压力较
小,由此可以完美解决柔性件本身材料特性带来的弹性难以调节、泄气开关结构开关阈值
不易控制的问题。
MEMS芯片振膜,防止振膜破裂、麦克风功能失效等问题,从而提高了EMS麦克风的抗气流冲
击性能,延长麦克风使用寿命。而且本申请整体结构是在原有MEMS整体结构紧凑、不增加
MESM麦克风整体结构尺寸的基础上实现的,确保了实现抗气流冲击的同时保持MEMS麦克风
小型化的目标。
附图说明
孔;262‑泄气阻片;263‑游离片;31‑振膜;32‑后音腔;61‑传音通道;62‑泄压通道。
具体实施方式
部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
安装于PCB板2上,所述MEMS芯片3和ASIC芯片4电连接,所述MEMS芯片3具有振膜31和与振膜
31连通的后音腔32,所述PCB板2上设有与后音腔32连通的第一音孔21,所述PCB板2上设有
与第一音孔21连通的导音槽24,所述MEMS芯片3与PCB板2的导音槽24之间设有柔性件25,所
述柔性件25部分或全部覆盖导音槽24形成导音通道6,所述PCB板2上设有与导音通道6连通
的第二音孔22,所述第一音孔21经导音通道6和第二音孔22连通,所述第一音孔21和后音腔
32连通,所述导音通道6连通有至少一个与外界连通的第三音孔23,所述第三音孔23与第一
音孔21垂直设置,所述导音通道6在第二音孔22与第三音孔23之间的位置设有常闭设置的
泄气开关结构26,所述泄气开关结构26在第一音孔21气流压力超过预设范围后打开。
克风总体尺寸不变的情况下实现了防止强气流冲击MEMS芯片3效果,而且采用导音通道6传
输强气流,也在一定程度上实现了缓冲,防止强气流全部通过第一音孔21冲击后音腔32,增
加的导音通道6引导部分强气流自第三音孔23外泄,缓和强气流冲击的峰值压力,降低了
MEMS芯片3损坏的可能,提高了MEMS麦克风的耐气流冲击性能。
连通,也避免了泄气开关结构26封闭不严、气体漏入共振音腔导致的受音灵敏度下降的问
题。
泄压通道62为一条或多条。采用两条泄压通道62时可以对应设置有两个第三音孔23,且两
条泄压通道62与传音通道61垂直设置,可以实现最佳防气流冲击效果,降低强气流冲击的
压力峰值。
面,可以完全解决增设第三音孔23导致的影响PCB板2尺寸,而导致增加MEMS麦克风的总体
尺寸的问题,有利于保证器件的小型化。
微孔261和泄气阻片262整体构成单扇窗扇或对开的双扇窗扇形,泄气微孔261为窗体,泄气
阻片262一侧边与泄气微孔261弹性连接,两者连接尺寸大小可以根据打开的压力要求和柔
性件25的物理特性具体设置。
263与泄气微孔261侧边连接尺寸较大时,其弹性较高,打开需要的气流压力较大,反之,当
游离片263与泄气微孔261侧边仅有部分连接,使其连接尺寸较小时,游离片263连接部的弹
性较小,打开需要的气流压力较小,由此可以完美解决柔性件25本身材料特性带来的弹性
难以调节、泄气开关结构26开关阈值不易控制的问题。
从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。