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MEMS麦克风。
背景技术：
目前应用较多且性能较好的麦克风是微电机系统(Micro-Electro-Mechanical-System,简称MEMS)麦克风，其封装体积比传统的驻极体麦克风小。MEMS麦克风是一种集成麦克风，由外壳和线路板构成外部封装结构，封装结构上设置有声音通道，在封装结构内部的线路板上设置有一个MEMS芯片和一个专用集成电路(Application SpecificIntergrated Circuits,简称ASIC)芯片。该MEMS芯片由一个MEMS声学换能器构成,包括一个刚性穿孔背电极和一个弹性振膜。MEMS芯片上的弹性振膜能有效感知外界声压的变化，并将其转换为电容的变化，ASIC芯片检测该电容变化并将其转换为电信号输出。
·[0003]由于现有结构的MEMS麦克风仅包含一个MEMS声学换能器，使得器件整体的灵敏度和信噪比将受到该单个MEMS声学换能器的制约。
实用新型内容本实用新型提供了一种能够提高器件整体的灵敏度和信噪比增益的MEMS麦克风。本实用新型的MEMS麦克风，由外壳和线路板构成MEMS麦克风的外部封装结构，在所述封装结构上设置有拾音孔，在所述封装结构内部的所述线路板上设置有两个或更多个串联的MEMS声学换能器和一个ASIC芯片。优选地，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器之间良好匹配。在一个实施方式中，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器在各自基底上，分别构成独立的MEMS芯片。在一个实施方式中，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器在同一基底上,构成一个整体式MEMS芯片。在一个实施方式中，所述ASIC芯片包括一个缓冲电路和一个DC-DC偏置电路,所述两个或更多个MEMS声学换能器串联连接后，一端连接至所述DC-DC偏置电路输出端，另一端连接至所述缓冲电路的输入端。在一个实施方式中，所述拾音孔设置在所述外壳上。在一个实施方式中，所述拾音孔设置在所述线路板上。其中可选地，该线路板为多层板结构，所述拾音孔设置在所述线路板的下表面，并且在所述线路板的上表面设置有与MEMS声学换能器个数相应的多个开孔，且每个开孔均对应位于一个MEMS声学换能器的下方，在所述线路板中设置有连接所述拾音孔与所述多个开孔的埋藏沟道。本实用新型的MEMS麦克风，通过在线路板上设置两个或更多个串联的MEMS声学换能器和一个ASIC芯片，由于串联连接的两个或更多个MEMS声学换能器能够将同时感知的外界声压的变化转换为整体电容变化，由ASIC芯片检测该整体电容变化并将其转换为电信号输出，从而实现了器件整体的灵敏度和信噪比增益的提高。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I示出了利用多个电压源串联提高信噪比的电路示意图；图2示出了多个换能器元件串联到缓冲电路和DC-DC偏置电路的电路示意图；图3示出了本实用新型的MEMS麦克风的剖视立体图； 图4示出了本实用新型的MEMS麦克风在线路板上设置两个独立的MEMS芯片实施方式的立体示意图；图5示出了本实用新型的MEMS麦克风在线路板上设置三个独立的MEMS芯片实施方式的立体示意图；图6示出了本实用新型的MEMS麦克风在线路板上设置四个独立的MEMS芯片实施方式的立体示意图；图7示出了本实用新型在外壳上设置拾音孔实施方式的剖面示意图；图8示出了本实用新型在多层线路板上设置拾音孔实施方式的剖面示意图；图9示出了本实用新型的MEMS麦克风在线路板上设置的四个MEMS声学换能器构成一个整体式MEMS芯片实施方式的立体示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。首先对本实用新型基于的原理进行说明。如图I所示的利用多个电压源串联提高信噪比的电路示意图中，η个交流电源V1，
V2,......,Vn串联来驱动单个负载&，其中η个电源中的每一个都具有电源阻抗Ζη，总输出
传递给负载&，因此输出电压Vrat可以通过累加原理计算Vout = (W......+Vn) *Rl/ (RL+Zi+Z2+......+Zn)当每一个电源的电源阻抗良好匹配时，V1 = V2 =...... = Vn = V0, Z1 = Z2
=......=Zn，并且考虑到相对于电源内阻抗而言，负载&相当大，于是上述等式可以简
化为Vout = n*V0即输出电压Vwt等于η个匹配电源的电源电压之和。再考虑每一个电压源的噪声电压。由于电子热噪声或者声阻噪声中相位是非相关的(即自由电子或气流运动是杂乱无章的)，因此总系统噪声可以表示为来自每个贡献源的单独噪声功率之和。[0031]假设只有两个串联的噪声电压源，共同作用在一个无噪声的负载&上，该元件上的总噪声功率等于每个噪声源单独作用时的功率之和，这与一般的正弦交流电路是不同的。具体说明如下输出的总噪声功率V可以用一个公式表不，即:V2 = Vf — V2: - 权利要求1.一种MEMS麦克风，由外壳和线路板构成MEMS麦克风的外部封装结构，在所述封装结构上设置有拾音孔，其特征在于，在所述封装结构内部的所述线路板上设置有两个或更多个串联的MEMS声学换能器和一个ASIC芯片。
2.根据权利要求I所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器之间匹配。
3.根据权利要求I所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器在各自基底上，分别构成独立的MEMS芯片。
4.根据权利要求I所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述两个或更多个串联的MEMS声学换能器在同一基底上，构成一个整体式MEMS芯片。
5.根据权利要求I所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片包括一个缓冲电路和一个DC-DC偏置电路，所述两个或更多个MEMS声学换能器串联连接后，一端连接至所述 DC-DC偏置电路输出端，另一端连接至所述缓冲电路的输入端。
6.根据权利要求1-5任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述拾音孔设置在所述夕卜壳上。
7.根据权利要求1-5任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述拾音孔设置在所述线路板上。
8.根据权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述线路板为多层板结构，所述拾音孔设置在所述线路板的下表面，并且在所述线路板的上表面设置有与MEMS声学换能器个数一致数量的开孔，且每个开孔均位于其对应的MEMS声学换能器的下方，在所述线路板中设置有连接所述拾音孔与所述开孔的埋藏沟道。
专利摘要本实用新型公开了一种MEMS麦克风，由外壳和线路板构成MEMS麦克风的外部封装结构，在所述封装结构上设置有拾音孔，其中，在所述封装结构内部的所述线路板上设置有两个或更多个串联的MEMS声学换能器和一个ASIC芯片。本实用新型的MEMS麦克风，由于在线路板上串联连接的两个或更多个MEMS声学换能器能够将同时感知的外界声压的变化转换为整体电容变化，由ASIC芯片检测该整体电容变化并将其转换为电信号输出，从而提高了器件整体的灵敏度和信噪比增益。
文档编号H04R3/00GK202535535SQ20122008094
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者宋青林, 潘昕 申请人:歌尔声学股份有限公司