一种集成的硅电容麦克风的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及麦克风领域，具体而言，涉及一种集成的硅电容麦克风及其封装方案。
【背景技术】
[0002]微机电(MEMS，micro-electro-mechanical system)麦克风或称娃麦克风因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集，例如:手机、MP3、录音笔和监听器材等。为满足人民群众日益增长的物质文化需求，硅麦克风的体积、成本、信噪比、使用寿命等指标也在不断地优化提高。其中，为提高硅麦克风的使用寿命，尤其需要对硅麦克风进行防水、防尘、防潮、防强光处理。
[0003]—般来说，娃麦克风的外壳和基板本身天然就是防水、防尘、防潮、防强光的，水、灰尘、水气以及强光大多只能通过外壳或基板上开的声孔进入硅麦克风内部，腐蚀硅麦克风内部MEMS敏感元件与集成电路，损坏硅麦克风，降低硅麦克风的性能，缩短其使用寿命。从而，大多防水、防尘、防潮、防强光的设计都是针对声孔或声孔附近的。然而，大多能阻碍水气和灰尘的设计都会阻碍声音的传播，降低麦克风的灵敏度，从而陷入了一种两难的境地。
[0004]专利CN201533390U提出了一种用打孔硅片覆盖声孔来防水的技术方案，这种方案不能防止水气和细小灰尘的进入，对声音信号的进入也有一定的影响，还会导致一定程度的声音失真。专利CN202085286U提出了一种保护网，用该保护网防止光线进入声孔，但为了让声音能畅通的进入，该保护网上全是孔，很难实现良好的防光效果，也很难实现防水效果。专利CN202310097U提出了一种导电防水薄膜紧贴声孔的技术方案，这种设计里防水薄膜因为紧密覆盖声孔，薄膜不能或只能局部振动，会影响声音进入麦克风；专利CN202334881U提出了一种采用塑料外壳、一体注塑技术成型的带滤网的麦克风，这种方案同样存在着防水和阻碍声音传播的两难，而且也不能防潮防尘；专利CN202374441U提出了一种孔一格档一孔结构，这种设计相当繁琐，工艺复杂，成本高，而且灵敏度会比较低；专利CN202750203U要求一个对空气的单透膜，其表现类似麦克斯韦妖，目前技术下实现的难度很高，成本也难以让人接受；专利CN203167205U提出了一种用于手机的防水麦克风，这种方案同样存在着防水和阻碍声音传播的两难，实践证明这种设计传音效果很差；专利CN203206467U提出了一种通过改进工艺在振膜处设置防水层的方法，具有工艺简单，成品率高，成本低廉等各种优点，但是，这种方法不能保护麦克风的其余部分，尤其是集成电路暴露在外的引脚部分。
【实用新型内容】
[0005]通过自身实践，发明人发现，防水、防尘、防潮、防光类技术的难点在于在防水、防尘、防潮、防光与透音性和成本之间取得平衡。为取得更好效果，应解决以下技术问题:
[0006]使用设置于音孔附近的柔性薄膜阻止水气、灰尘、强光进入麦克风；
[0007]柔性薄膜与支撑部，麦克风的外壳或基板构成空腔，以增加透音性。
[0008]柔性薄膜一方面可以随着空气的振动而振动，从而很好的传递声音，另一方面空腔的存在保证了所述薄膜不会贴合在麦克风的外壳或基板上，阻碍薄膜的振动，进而阻碍声音，从而可以更好的传递声音。
[0009]为解决这些技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0010]一种集成的硅麦克风，包括外壳，基板，一个或多个MEMS敏感元件，集成电路，声腔，一个或多个声孔，其中还包括a)支撑，所述支撑位于至少一个所述声孔附近；b)至少一片连接于所述支撑的柔性薄膜；所述支撑与所述柔性薄膜以及外壳或基板构成一空腔。通过支撑与薄膜组合来在防水、防尘、防潮、防光与透音性和成本之间取得平衡。
[0011]优选的集成的硅麦克风，其中所述柔性薄膜的材料对水的浸润角大于90度。材料对水的浸润角大于90度，有助于材料的防水，特别是长期在潮湿环境中工作时，可增加材料的寿命。
[0012]优选的集成的硅麦克风，其中所述柔性薄膜为网状，网格大小不超过2微米，可阻隔0.5微米以上尺寸的粉尘。一方面，游离在空气中的粉尘尺寸均在0.5微米以上，小于
0.5微米的粉尘，很难影响硅麦克风的正常工作；另一方面，可以通过网状薄膜材料减少声音传递过程中的损失。
[0013]优选的集成的硅麦克风，其中所述柔性薄膜的材料采用可阻止超过80%的可见光的材料。对于硅麦克风中的集成电路芯片而言，常需要防止光照引起的电路参数异常。传统的硅电容麦克风声孔是开放的，故需要另外增加防止光照的专用措施。通过薄膜材料阻止光照，可以节省专用措施的工艺环节和相应成本。
[0014]优选的集成的硅麦克风，其中所述柔性薄膜的材料为橡胶。根据成本、水浸润性、寿命、加工可行性，橡胶材料是本实用新型的优先选薄膜材料。
[0015]优选的集成的硅麦克风，其中所述支撑和薄膜位于封装壳体内部。这是为了提高硅麦克风整体封装的适用性，扩大其适用范围，同时按硅麦克风的前腔体积需要来确定支撑高度。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
[0017]图1是一个典型的传统的没有防水、防潮、防尘、防光设计的麦克风剖视结构示意图；
[0018]图2是采用了本实用新型设计的防水方案的麦克风剖视结构示意图(由图1改进而来)；
[0019]图3是图2所示具体实施例的下视示意图；
[0020]图4是一个典型的传统的没有防水、防潮、防尘、防光设计的麦克风剖视结构示意图；
[0021]图5是采用了本实用新型设计的防水方案的麦克风剖视结构示意图(由图2改进而来)；
[0022]图6是一个双声孔的硅麦克风剖视结构示意图，其中一个声孔附近设有本实用新型提出的支撑、柔性薄膜与空腔；
[0023]图7是一个双声孔的硅麦克风剖视结构示意图，两个声孔附近均设有本实用新型提出的支撑、柔性薄膜与空腔。
[0024]附图标记说明:101-MEMS敏感元件，102-芯片，103-支撑，104-声孔，105-空腔，106-柔性薄膜，107-基板，108-外壳。
【具体实施方式】
[0025]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0026]图1是一个典型的传统的没有防水、防潮、防尘、防光设计的硅麦克风的剖视示意图。水气、尘土、强光都非常容易通过声孔进入硅麦克风内部。
[0027]图2是在图1的基础上，运用本实用新型改进而来的。如图2所示，在声孔附近外侧设置刚性的支撑，支撑的形状如图3所示；覆盖一层柔性薄膜于所述支撑上。薄膜、支撑与基板构成一个空腔。由于所述薄膜是柔性的，声音的振动很容易穿透薄膜进入声孔；又由于所述空腔的存在，薄膜的振动不会被基板所阻碍；这就很好的保证了声音的通透性。
[0028]由于所述柔性薄膜、支撑的存在，水气、灰尘、强光不能直接进入声孔，这样就很好的起到了防水、防潮、防尘、防光的效果。为了达到更好的防水、防潮、防尘、防光效果，可以选择防水、防潮、防尘、防光效果更好的薄膜和支撑，比如可以选择薄膜为密封的柔性橡胶。
[0029]—般来说，所述柔性薄膜的面积要大于其对应的声孔的面积。所述柔性薄膜的面积、所述支撑的高度、所述空腔的体积都可以按需要来设计。一个典型的所述柔性薄膜的面积在0.1mm2以上，所述支撑的高度在20 μ m以上，所述空腔的体积在0.2mm3至Ij 20mm3之间。
[0030]图4是另一个典型的传统的没有防水、防潮、防尘、防光设计的硅麦克风的剖视示意图。水气、尘土、强光都非常容易通过声孔进入硅麦克风内部。
[0031]图5是在图4的基础上，运用本实用新型改进而来的。如图5所示，在声孔附近外侧设置刚性的支撑，覆盖一层柔性薄膜于所述支撑上。薄膜、支撑与外壳构成一个空腔。由于所述薄膜是柔性的，声音的振动很容易穿透薄膜进入声孔；又由于所述空腔的存在，薄膜的振动不会被基板所阻碍；这就很好的保证了声音的通透性。
[0032]由于所述柔性薄膜、支撑的存在，水气、灰尘、强光不能直接进入声孔，这样就很好的起到了防水、防潮、防尘、防光的效果。为了达到更好的防水、防潮、防尘、防光效果，可以选择防水、防潮、防尘、防光效果更好的薄膜和支撑，比如可以选择薄膜为密封的柔性橡胶。
[0033]下面列举又一本实用新型实施例。
[0034]如图6所示，本实施例相比于图5所示具体实施例多了一个没有设置支撑与柔性薄膜的声孔。该声孔所处位置与大小可由具体设计需要决定。
[0035]下面列举又一本实用新型实施例。
[0036]如图7所示，本实施例相比于图5所示具体实施例多了一个声孔。该声孔附近设有本实用新型中的支撑与柔性薄膜，且支撑、柔性薄膜、外壳构成一空腔。
[0037]以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种集成的硅电容麦克风，包括外壳，基板，一个或多个MEMS敏感元件，集成电路，声腔，一个或多个声孔，其特征在于，还包括: 支撑，所述支撑位于至少一个所述声孔附近； 至少一片连接于所述支撑的柔性薄膜； 所述支撑与所述柔性薄膜以及所述外壳或所述基板构成一空腔。2.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风，其特征在于，所述柔性薄膜的材料对水的浸润角大于90度。3.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风，其特征在于，所述柔性薄膜为网状。4.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风，其特征在于，所述柔性薄膜采用可阻止超过80 %的可见光的材料。5.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风，其特征在于，所述柔性薄膜的材料为橡胶。6.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风，其特征在于，所述支撑和所述柔性薄膜位于封装壳体内部。
【专利摘要】本实用新型提供了一种集成的硅电容麦克风，在所述硅电容麦克风气孔附近设置支撑，该支撑连接于一片密封柔性薄膜，所述柔性薄膜与支撑以及外壳或基板共同构成腔体。本实用新型既可以防止水气或灰尘进入麦克风内部，又可以允许声音传播进入麦克风内部，从而在几乎不损失灵敏度的情况下改进了麦克风的防水防潮防尘性能，提高了麦克风的使用寿命，扩展了麦克风的工作范围。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN204733381
【申请号】CN201520189683
【发明人】万蔡辛, 杨少军
【申请人】北京卓锐微技术有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年3月31日