专利名称：一种mems麦克风的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种麦克风，尤其涉及一种MEMS麦克风。
背景技术：
近年来，利用MEMS (微机电系统)工艺集成的MEMS麦克风开始被批量应用到手机、笔记本等电子产品中，这种麦克风的耐高温效果好，可以经受住SMT工艺的高温考验。 这种产品的一般结构就是利用一个线路板和一个外壳构成一个腔体而成为MEMS麦克风的 封装，在线路板的外表面上可以设置焊盘，用于固定MEMS麦克风并且电连接到外部电路， 在腔体的内部安装有MEMS声学芯片，在麦克风的封装上设置有贯穿腔体内外且用于接收 外界声音信号的声孔。为了减小电子产品的高度或者改善产品性能等各种需要，近年来开 始出现将MEMS声学芯片覆盖着声孔被安装在腔体内部的麦克风结构，例如专利文献1就公 开了一种此类产品的结构。专利文献1公开的一种硅麦克风的结构如图1所示，MEMS麦克风包括一个方槽形 金属外壳1和一个方形线路板3，外壳1和线路板3粘结在一起形成一个方形腔体，在线路 板3的外侧安装有多个可以将MEMS麦克风焊接到电子产品上的焊盘4，在腔体内设有一个 可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片2和一个放大电信号的集成电路7，MEMS声 学芯片2和集成电路7均安装在线路板3的内侧，在位于MEMS声学芯片2下方的线路板上 设有用于接收MEMS麦克风的外部声音信号的声孔5，在声孔5上覆盖有防尘装置6。图1中所示的MEMS声学芯片2的简要结构如图2所示，主要包括中部镂空的基底 21，基底21上方的环形隔离层22，隔离层22上方的平面振膜23，振膜23上方的环形垫片 24，垫片24上方的固定极板25，而且，在极板25上设有多个透气孔251。在专利文献1公 开的结构中，为了保证不漏声、增大后腔容积等各种声学设计的需要，需要把基底21环形 密闭安装在线路板3上，振膜23将振膜23上下的区域完全隔离，MEMS麦克风腔体内部的 空间成为一个密闭空间。这种结构的MEMS麦克风在安装到电子产品中的过程中，一般会采 用SMT回流焊焊接工艺，在焊接的加温过程中，MEMS麦克风腔体内部的空气会随温度升高 而膨胀，从而气压会沿着图2所示的箭头方向透过极板25上的透气孔251，最终压迫振膜 23，使得振膜23发生形变(变为图中虚线所示的形状)。然后，在焊接的降温过程中，振膜 23的形状又由于腔体内气压降低而产生回弹。在这个焊接过程中，MEMS声学芯片的振膜发 生剧烈的形变以后，振膜的振动特性也会不可避免地发生一定的变化，从而导致产品的声 学性能和可靠性也随之降低。此外，专利文献2公开了一种电容式传声器，包括框体、收容在框体内并与框体的 音孔相对置的振动膜、和经由衬垫与振动膜相对配置的背板，并且，使背板通过由弹性材料 构成的保持部件从振动膜的相反侧被保持。在对组装体进行回流焊接时，通过上述保持部 件防止背板由于热膨胀率的差别而产生的热变形的影响所导致的弯曲，从而避免背板和振 动膜之间的电容间隙的变动或者电荷泄漏。但是，上述结构设计仅仅控制了背板的热变形，并不能避免回流焊接过程中由于麦克风内部的气温升高、膨胀所导致的振膜形变。并且，由于增加了由弹簧材料构成的保持 部件，使安装、制造工艺复杂并且相应增加了生产成本。鉴于此，需要一种既能有效控制振动膜的特性，又能方便SMT安装，并且可靠性良 好的MEMS麦克风。专利文献1 中国专利公告第CN201114761号专利文献2 中 国发明专利公告第CN101115327号
实用新型内容本实用新型就是为了解决上述问题而提出的。本实用新型提供一种MEMS麦克风，包括线路板和与所述线路板固定连接的外壳， 在所述线路板或所述外壳上设置有供声波通过的声孔，在所述麦克风的内部安装有覆盖所 述声孔的MEMS声学芯片，其特征在于，在所述线路板或所述外壳的、被所述MEMS声学芯片 覆盖的区域以外的位置，设置有贯通的一个以上微孔，所述微孔的孔径为5 100微米。另外，优选的是，所述MEMS声学芯片安装在所述线路板上，所述微孔设置在所述 外壳上。另外，优选的是，所述MEMS声学芯片安装在所述外壳上，所述微孔设置在所述线 路板上。此外，优选的是，所述微孔的孔径为10 50微米。此外，优选的是，在所述麦克风内还安装有用于放大电信号的集成电路。再者，优选的是，在所述线路板的外侧安装有多个焊盘。再者，优选的是，所述外壳包括由线路板材料制成的顶板和框架，所述框架与所述 线路板固定连接。另外，优选的是，所述微孔设置在所述顶板上。根据如上所述的带有通气微孔的MEMS麦克风，在SMT安装过程中，随着MEMS麦 克风腔体内温度的变化，其腔体内部气体膨胀或压缩产生的气流将通过微孔泄出或者进入 MEMS麦克风，从而保护MEMS麦克风腔体内MEMS声学芯片的振动膜不会因为腔体内温度变 化所导致的气压升降而发生形变，并且微孔的孔径在5-100微米，并不会影响MEMS麦克风 的声学效果。因此，本实用新型在实际产业应用过程中，能够有效避免SMT回流焊接工艺对 MEMS麦克风腔体内的MEMS声学芯片的性能所产生的影响，提高MEMS麦克风最终产品的声 学性能和可靠性。
通过
以下结合附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会 变得更加清楚和容易理解。图1是表示以往的MEMS麦克风的具体结构的示意图；图2是表示以往的MEMS麦克风中的MEMS声学芯片的示意图；图3是表示本实用新型的第一实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图；图4是表示本实用新型的第二实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图；[0026]图5是表示本实用新型的第三实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型的具体实施例做进一步详细描述。 第一实施例图3是表示本实用新型的第一实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图。如 图3所示，本实用新型涉及的MEMS麦克风，包括一个方槽形金属外壳1和一个方形线路板 3，所述外壳1和方形线路板3粘结在一起形成MEMS麦克风的方形腔体，在腔体内设置有一 个可以将声音信号转换为电信号的MEMS声学芯片2和一个用于放大电信号的集成电路7。 线路板3在对应于MEMS声学芯片2下方的位置设置有用于接收MEMS麦克风的外部声音信 号的声孔5，在线路板3的外侧安装有多个可以将MEMS麦克风焊接到相应电子产品上的焊 盘4，并且，在外壳1上还设置有一个用于调整MEMS麦克风腔体内气压的微孔10，该微孔10 的孔径例如为5 100微米。由于在麦克风的外壳上增设了上述用于调整MEMS麦克风腔体内气压的微孔10， 使得MEMS麦克风在SMT安装过程中，随着回流焊接所导致的温度的变化，MEMS麦克风的内 部气体膨胀或压缩所产生的气流将通过微孔10泄出或者进入MEMS麦克风，从而维持MEMS 麦克风腔体内的气压平衡，保护MEMS麦克风腔体内的MEMS声学芯片的振动膜不会因为腔 体内温度变化所导致的气压升降而发生形变，并且微孔10的孔径为5 100微米，并不会 影响MEMS麦克风的声学效果。因此本实施例的在外壳上增设通气微孔10的设计，能够有效 地避免SMT回流焊接工艺对MEMS麦克风腔体内的MEMS声学芯片的性能的影响，提高MEMS 麦克风最终产品的声学性能和可靠性。在该第一实施例中，由于麦克风的外壳为金属外壳，所以在外壳上设置一个微孔 的结构较为方便，并且微孔的制作工艺简单，一致性较好。在该第一实施例涉及的MEMS麦克风中，微孔10的孔径范围可以进一步优选为 10 50微米，具有该尺寸的微孔，可以在不影响声学效果的前提下，实现进一步良好的透 气效果。第二实施例图4是表示本实用新型的第二实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图。如 图4所示，MEMS麦克风包括一个开设有微孔10的顶板11、框架12和开设有声孔5的方形 线路板3，而且，在由顶板11、框架12和方形线路板3围绕构成的腔体内部安装有MEMS声 学芯片2和用于放大电信号的集成电路7。相比于第一实施例的结构，本第二实施例的区别点在于，外壳不是一次性冲压而 成，而是包括由线路板材料制成的一个顶板11和一个框架12，用于平衡腔体内部气压的微 孔10设置在顶板11上。另外，同第一实施例相同，该微孔10的孔径为5 100微米，更优 选的是10 50微米。根据该第二实施例的结构，也能够有效地避免SMT回流焊接工艺对MEMS麦克风腔 体内的MEMS声学芯片的性能的影响，提高MEMS麦克风最终产品的声学性能和可靠性。第三实施例图5是表示本实用新型的第三实施例涉及的MEMS麦克风的具体结构的示意图。如图5所示，MEMS麦克风包括一个开设有声孔5的顶板11、框架12和开设有微孔10的方形 线路板3，此外，在由顶板11、框架12和方形线路板3围绕构成的腔体内部安装有MEMS声 学芯片2和用于放大电信号的集成电路7。相比于第二实施例，本第三实施例的区别点在于，MEMS声学芯片2以及集成电路7安装在顶板11上，并且对应的接收MEMS麦克风的外部声音信号的声孔5也设置在顶板 11上，而微孔10设置在线路板3上，用于焊接MEMS麦克风的焊盘4设置在线路板3的外表 面。另外，同第一实施例和第二实施例相同，该微孔10的孔径为5 100微米，更优选的是 10 50微米。根据该第三实施例的结构，由于MEMS麦克风的封装完全由线路板材料构成，更加 便于其中的电路连接，可以方便地调整MEMS麦克风内部的MEMS声学芯片2和集成电路7 的位置，同时也可以方便地设置与MEMS声学芯片2对应的声孔5的位置。而且，同上述第一、第二实施例相同，该第三实施例也能够有效地避免SMT回流焊 接工艺对MEMS麦克风腔体内的MEMS声学芯片的性能的影响，提高MEMS麦克风最终产品的 声学性能和可靠性。此外，在上述各实施例中，用于平衡MEMS麦克风的腔体内气压的通气微孔10并非 局限于外壳或者线路板的某一特定位置，也并非限定于仅设置一个，其位置和数量都可以 根据MEMS麦克风产品的实际需求灵活确定。虽然上面针对MEMS麦克风的具体结构描述了本实用新型的几种具体实施方式
， 但是，在上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施方式的基础上进行各种改进和变形， 而这些改进和变形，都应当落在本实用新型的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述 的具体描述只是为了更好的解释本实用新型的目的，并非对本实用新型的限制，本实用新 型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求一种MEMS麦克风，包括线路板(3)和与所述线路板(3)固定连接的外壳(1)，在所述线路板(3)或所述外壳(1)上设置有供声波通过的声孔(5)，在所述麦克风的内部安装有覆盖所述声孔(5)的MEMS声学芯片(2)，其特征在于，在所述线路板(3)或所述外壳(1)的、被所述MEMS声学芯片(2)覆盖的区域以外的位置，设置有贯通的一个以上微孔(10)，所述微孔(10)的孔径为5～100微米。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于 所述MEMS声学芯片(2)安装在所述线路板(3)上； 所述微孔(10)设置在所述外壳(1)上。
3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于 所述MEMS声学芯片(2)安装在所述外壳(1)上， 所述微孔(10)设置在所述线路板(3)上。
4.按照权利要求1至3任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于 所述微孔的孔径为10 50微米。
5.如权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于在所述麦克风内还安装有用于放大电信号的集成电路(7)。
6.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于 在所述线路板(3)的外侧安装有多个焊盘(4)。
7.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于所述外壳(1)包括由线路板材料制成的顶板(11)和框架(12)，所述框架(12)与所述 线路板(3)固定连接。
8.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于 所述微孔(10)设置在所述顶板(11)上。
专利摘要本实用新型提供一种MEMS麦克风，包括线路板和与所述线路板固定连接的外壳，在所述线路板或所述外壳上设置有供声波通过的声孔，在所述麦克风的内部安装有覆盖所述声孔的MEMS声学芯片，并且，在所述线路板或所述外壳的、被所述MEMS声学芯片覆盖的区域以外的位置，设置有贯通的一个以上微孔，所述微孔的孔径为5～100微米。本实用新型所提供的这种带有通气微孔结构的MEMS麦克风，在SMT安装过程中，能够有效避免SMT回流焊接工艺对MEMS麦克风腔体内MEMS声学芯片的性能的影响，提高MEMS麦克风最终产品的声学性能和可靠性。
文档编号H04R1/08GK201571176SQ20092027065
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者宋青林 申请人:歌尔声学股份有限公司