专利名称：Mems麦克风的制作方法
技术领域：
本发明涉及电声产品技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风。
背景技术：
随着电子技术的快速发展，MEMS (微电子机械系统)麦克风以其体积小、便于SMT(表面贴装技术)安装、耐高温、稳定性好、自动化程度高和适合大批量生产等优点得到了越来越广泛的应用。现有技术中的MEMS麦克风通常包括外壳以及与外壳结合为一体的线路板，线路板上设有声孔，在线路板的内侧对应声孔的位置设有MEMS芯片。MEMS芯片为背极板在上，膜片在下的结构，如图5所示，包括基底31，基底31上设有膜片32，膜片32的边缘部位设有支撑环34，支撑环34上设有背极板33，背极板33上设有极板孔331，背极板33与膜片32之间设有振动空间，基底31与膜片32之间围成了 MEMS芯片的进声腔。这种结构的MEMS麦克风的不足之处在于:由于MEMS芯片的结构是膜片在下，背极板在上，膜片与声孔之间没有遮挡，当声孔进入的气流较强时容易损伤膜片，从而损坏MEMS芯片，导致MEMS麦克风无法正常工作，缩短了 MEMS麦克风的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS麦克风，此MEMS麦克风合理的利用了 MEMS芯片进声腔的空间，在不增加原有体积的情况下有效的减弱了强气流对MEMS芯片的冲击，从而对MEMS芯片起到了保护，减小了 MEMS芯片的损坏机率，延长了 MEMS麦克风的使用寿命；且提高了 MEMS麦克风的灵敏度。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种MEMS麦克风，包括外壳以及与所述外壳结合为一体的线路板，所述线路板上设有第一声孔，定义所述线路板与所述外壳相结合的一侧为所述线路板的内侧，所述线路板的内侧对应所述第一声孔的位置罩设有MEMS芯片，位于所述MEMS芯片进声腔内的所述线路板上设有支撑件，所述支撑件上设有至少两个第二声孔，所述第二声孔孔径尺寸小于所述第一声孔孔径尺寸；所述支撑件上设有用于防止各所述第二声孔通过的气流相互干扰的隔离板，所述隔离板位于所述MEMS芯片进声腔内。其中，所述MEMS芯片由一个基底和设置在基底上的电容器构成,所述电容器包括一个刚性背极板、一个弹性膜片以及设置在背极板和膜片之间的支撑环，所述膜片端面与所述基底相连，所述背极板端远离所述基底，所述MEMS芯片通过所述基底安装在所述线路板上。其中，所述隔离板位于所述支撑件的中间位置，各所述第二声孔分布于所述隔离板的两侧。其中，所述第一声孔的孔径为0.25±0.05mm ;各所述第二声孔的孔径均为0.01 0.1mm0作为一种实施方式，所述支撑件为一端开口的盖状结构，所述盖状结构的开口端与所述线路板相结合，所述支撑件与所述线路板之间形成有气流缓冲腔。其中，各所述第二声孔均与所述第一声孔错开设置。作为再一种实施方式，所述支撑件为平板结构，各所述第二声孔均位于所述第一声孔的正投影内。作为再一种实施方式，所述支撑件与所述线路板相结合位置的线路板上设有用于存胶的溢胶槽，所述溢胶槽设置于所述支撑件的外边缘侧。采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:由于本发明所述的MEMS麦克风的线路板上设有第一声孔，位于MEMS芯片进声腔内的线路板上设有支撑件，支撑件上设有至少两个第二声孔。外界声音所产生的气流通过第一声孔进入MEMS麦克风，在进入第一声孔后受到支撑件的阻挡，且被支撑件上的第二声孔进行了分流，分流后作用在MEMS芯片的膜片上，完成声电的转换。可见本发明合理的利用了 MEMS芯片进声腔的空间，在不增加原有体积的情况下有效的减弱了强气流对MEMS芯片的冲击，从而避免了强气流直接冲击MEMS芯片的膜片，对MEMS芯片起到了保护作用，有效的降低了 MEMS芯片被损坏的机率，从而延长了 MEMS麦克风的使用寿命。由于支撑件上设有至少两个第二声孔，各第二声孔通过的气流在作用到MEMS芯片的膜片前会互相干扰，气流的相互干扰会对MEMS麦克风的声学性能造成影响，故在支撑件的两个第二声孔之间增设了隔离板，隔离板有效的阻止了气流之间的相互干扰，保证了 MEMS芯片进声腔内气流升压均衡，大大的提高了 MEMS麦克风的灵敏度，提高了 MEMS麦克风的声学性能。由于在支撑件与线路板进行粘贴结合时，多余的粘胶很容易堵塞声孔，使得MEMS麦克风无法正常使用，后序还需要进行除胶处理才能保证成品合格；故在支撑件与线路板相结合位置的线路板上设有溢胶槽，多余的粘胶可流入到溢胶槽内，有效的解决了粘胶容易堵塞声孔的问题，从而省去了除胶处理的工序，不但简化了 MEMS麦克风的组装工序，还提高了 MEMS麦克风的成品合格率。综上所述，本发明MEMS麦克风解决了现有技术中MEMS麦克风MEMS芯片容易损坏，使用寿命短等技术问题。本发明MEMS麦克风具有使用寿命长、灵敏度高，声学性能好，成品合格率闻等优点。
图1是本发明MEMS麦克风实施例一的剖面结构示意图；图2是本发明MEMS麦克风实施例二的剖面结构示意图；图3是本发明MEMS麦克风实施例三的剖面结构示意图；图4是本发明MEMS麦克风实施例四的剖面结构示意图；图5是本发明MEMS麦克风的MEMS芯片的结构示意图；图中:1、线路板，11、第一声孔，2、外壳，3、MEMS芯片，31、基底，32、膜片，33、背极板，331、极板孔，34、支撑环，4a、支撑件，4b、支撑件，41、第二声孔，5、气流缓冲腔，6、隔离板,7、溢胶槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
实施例一:如图1所示，一种MEMS麦克风，包括由金属材料或线路板材料制得的外壳2，外壳2为一端开口一端封闭的筒状结构，外壳2的开口端结合有线路板I,线路板I与外壳2相结合的一侧为线路板I的内侧，线路板I的中心位置设有第一声孔11，第一声孔11的孔径为0.25±0.05mm。位于MEMS芯片3进声腔内的线路板I的内侧粘接有支撑件4a，支撑件4a与线路板I之间形成有气流缓冲腔5，气流缓冲腔5避免了第一声孔11进入的较强气流直接冲击MEMS芯片3的膜片，对MEMS芯片3起到了保护作用，有效的降低了 MEMS芯片3被损坏的机率，从而延长了 MEMS麦克风的使用寿命。且根据具体情况，可通过改变气流缓冲腔5的大小来调节MEMS麦克风的高频曲线，提高了 MEMS麦克风的高频性能。支撑件4a为一端开口一端封闭的盖状结构，支撑件4a的封闭端设有两个第二声孔41,第二声孔41的孔径为0.01 0.1mm,本实施例中第二声孔41的孔径优选为0.03 0.05mm,支撑件4a的开口端与线路板I粘贴结合。气流通过第一声孔11进入MEMS麦克风，首先经过气流缓冲腔5的缓冲，然后通过两个第二声孔41分流后作用在MEMS芯片3的膜片上，完成声电的转换。如图5所示，MEMS芯片3由一个基底31和设置在基底31上的电容器构成，电容器包括一个刚性背极板33、一个弹性膜片32以及设置在背极板33和膜片32之间的支撑环34，膜片32端面与基底31相连，背极板33端远离基底31，背极板33上设有极板孔331，背极板33与膜片32之间设有振动空间。MEMS芯片3通过基底31安装在线路板I上。如图1所示，支撑件4a上的中间部位设有隔离板6，两个第二声孔41分布在隔离板6的两侧，隔离板6位于MEMS芯片3的进声腔内。为了使得气流缓冲腔5的缓冲作用最大化，优选为两个第二声孔41均与第一声孔11错开设置，即两个第二声孔41均应避免设置在第一声孔11的正投影内。由于支撑件4a上设有两个第二声孔41，两个第二声孔41通过的气流在MEMS芯片3进声腔内会互相干扰，气流的相互干扰会对MEMS麦克风的声学性能造成影响，故在支撑件4a上的两个第二声孔41之间增设了隔离板6，隔离板6有效的阻止了气流之间的相互干扰，保证了 MEMS芯片3进声腔内气流升压均衡，大大的提高了 MEMS麦克风的灵敏度，提高了 MEMS麦克风的声学性能。本实施例中支撑件4a上的第二声孔41设有两个，是根据支撑件4a封闭端的面积与通过气流量的综合考虑后选取的优选方案。具体应用中，可以根据具体情况设置第二声孔的数量，如三个、四个、五个或六个等，出于对气流均衡的考虑，第二声孔的个数优选为双数。本发明的工作原理如下:声音所产生的气流从第一声孔11进入，通过气流缓冲腔5的缓冲后从第二声孔41通过，作用到MEMS芯片3的膜片32上，隔离板6对两个第二声孔41通过的气流进行隔离，可使得作用在膜片32不同部位的气流均衡，MEMS芯片3根据膜片32振动的频率和幅度将不同的声音信号转化成相应的电信号,从而完成声电的转换。实施例二:如图2所不,本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于:线路板I上位于支撑件4a与线路板I相结合的位置设有溢胶槽7，溢胶槽7位于支撑件4a的外边缘侧。在支撑件4a与线路板进行粘贴结合时，多余的粘胶很容易堵塞声孔，溢胶槽7可以收集多余的粘胶，有效的解决了声孔易被堵塞的问题，提高了 MEMS麦克风的成品合格率。实施例三:如图3所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于:支撑件4b为平板结构，与线路板I粘贴结合。支撑件4b上设有两个第二声孔41，两个第二声孔41均位于第一声孔11的正投影内。外界声音所产生的气流通过第一声孔11进入MEMS麦克风，在进入第一声孔11后受到支撑件4b的阻挡，且被支撑件4b的第二声孔41进行了分流，分流后作用在MEMS芯片3的膜片上，完成声电的转换。同样对强气流起到了阻挡和减弱的作用，有效的保护了 MEMS芯片。本实施方式与实施例一相比，其组装更为简便易行。实施例四:如图4所不,本实施方式与实施例三基本相同,其不同之处在于:线路板I上位于支撑件4b与线路板I相结合的位置设有溢胶槽7，溢胶槽7位于支撑件4b的外边缘侧。溢胶槽7可以收集多余的粘胶，有效的解决了声孔易被堵塞的问题，提高了 MEMS麦克风的成品合格率。本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.MEMS麦克风，包括外壳以及与所述外壳结合为一体的线路板，所述线路板上设有第一声孔，定义所述线路板与所述外壳相结合的一侧为所述线路板的内侧，所述线路板的内侧对应所述第一声孔的位置罩设有MEMS芯片，其特征在于:位于所述MEMS芯片进声腔内的所述线路板上设有支撑件，所述支撑件上设有至少两个第二声孔，所述第二声孔孔径尺寸小于所述第一声孔孔径尺寸；所述支撑件上设有用于防止各所述第二声孔通过的气流相互干扰的隔离板，所述隔离板位于所述MEMS芯片进声腔内。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述MEMS芯片由一个基底和设置在基底上的电容器构成，所述电容器包括一个刚性背极板、一个弹性膜片以及设置在背极板和膜片之间的支撑环，所述膜片端面与所述基底相连，所述背极板端远离所述基底，所述MEMS芯片通过所述基底安装在所述线路板上。
3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述隔离板位于所述支撑件的中间位置，各所述第二声孔分布于所述隔离板的两侧。
4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述支撑件为一端开口的盖状结构，所述盖状结构的开口端与所述线路板相结合，所述支撑件与所述线路板之间形成有气流缓冲腔。
5.根据权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于:各所述第二声孔均与所述第一声孔错开设置。
6.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述支撑件为平板结构，各所述第二声孔均位于所述第一声孔的正投影内。
7.根据权利要求5或6所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述支撑件与所述线路板相结合位置的线路板上设有用于存胶的溢胶槽，所述溢胶槽设置于所述支撑件的外边缘侧。
8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述第一声孔的孔径为0.25±0.05mm ;各所述第二声孔的孔径均为0.01 0.1mm。
9.如权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述第二声孔的孔径尺寸在0.03-0.05mm 之间。
10.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述外壳为金属外壳或线路板夕卜壳。
全文摘要
本发明公开了一种MEMS麦克风，涉及电声产品技术领域，包括外壳以及与所述外壳结合为一体的线路板，所述线路板上设有第一声孔，定义所述线路板与所述外壳相结合的一侧为所述线路板的内侧，所述线路板的内侧对应所述第一声孔的位置罩设有MEMS芯片，位于所述MEMS芯片进声腔内的所述线路板上设有支撑件，所述支撑件上设有至少两个第二声孔，所述第二声孔孔径尺寸小于所述第一声孔孔径尺寸；所述支撑件上设有用于防止各所述第二声孔通过的气流相互干扰的隔离板，所述隔离板位于所述MEMS芯片进声腔内。本发明解决了现有技术中MEMS麦克风MEMS芯片容易损坏，使用寿命短等技术问题。本发明具有使用寿命长、灵敏度高，声学性能好等优点。
文档编号H04R19/04GK103152683SQ20131012181
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者王喆, 王显彬, 刘诗婧 申请人:歌尔声学股份有限公司