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7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。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麦克风的进入气流不会直接冲击MEMS芯片，从而对MEMS芯片起到了保护，减小了 MEMS芯片的损坏机率，使用寿命长；且此MEMS麦克风灵敏度高，高频曲线的可调节性好。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设有MEMS芯片，所述MEMS芯片通过支撑件安装在所述线路板上，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；所述支撑件上还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，所述隔离板与所述MEMS芯片位于所述支撑件的同一侧；所述支撑件与所述线路板之间设有气流缓冲腔。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支撑件上。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;所述第二声孔的孔径为0.01
0.1mm ;各所述第二声孔均与所述第一声孔错开设置。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，所述支撑件和线路板共同围成了所述气流缓冲腔。
作为再一种实施方式，所述支撑件为平板结构，所述支撑件与所述线路板之间设有支撑垫圈，所述支撑件、支撑垫圈和线路板共同围成了所述气流缓冲腔。作为再一种实施方式，所述支撑件为平板结构，所述线路板内侧对应所述第一声孔和第二声孔的位置设有凹槽，所述凹槽在所述支撑件与所述线路板之间形成了所述气流缓冲腔。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，MEMS芯片通过支撑件安装在线路板上，支撑件上设有至少两个第二声孔；所述支撑件上还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，所述隔离板与所述MEMS芯片位于所述支撑件的同一侧；支撑件与线路板之间设有气流缓冲腔。气流通过第一声孔进入MEMS麦克风，首先经过气流缓冲腔的缓冲，然后通过第二声孔进行分流作用在MEMS芯片的膜片上，完成声电的转换。气流缓冲腔的设置，避免了第一声孔进入的较强的气流直接冲击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；且根据具体情况，可通过改变气流缓冲腔的大小来调节MEMS麦克风的高频曲线，高频曲线可调节性好，提高了 MEMS麦克风的高频性能。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，高频曲线可调性好，声学性能好，成品合格率高等优点。
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麦克风实施例一的支撑件的结构示意图；图3是本发明MEMS麦克风实施例二的剖面结构示意图；图4是本发明MEMS麦克风实施例三的剖面结构示意图；图5是本发明MEMS麦克风实施例四的剖面解结构示意图；图6是本发明MEMS麦克风实施例五的剖面结构示意图；图7是本发明MEMS麦克风的MEMS芯片的结构示意图；图中:1、线路板，11a、第一声孔，lib、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，5a、气流缓冲腔，5b、气流缓冲腔，5c、气流缓冲腔，6、隔离板，7、溢胶槽，8、支撑垫圈。
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和图2共同所示，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Ila,第一声孔Ila的孔径为0.25 ±0.05mm。对应第一声孔Ila的线路板I的内侧粘接有支撑件4a，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。支撑件4a的封闭端的外侧结合有MEMS芯片3，支撑件4a和线路板I共同围成了气流缓冲腔5a。气流通过第一声孔Ila进入MEMS麦克风，首先经过气流缓冲腔5a的缓冲，然后通过第二声孔41分流后作用在MEMS芯片3的膜片上，完成声电的转换。气流缓冲腔5a的设置，避免了第一声孔I Ia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5a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。如图7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安装在支撑件上4a。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与MEMS芯片3位于支撑件4a的同一侧,且隔离板6位于MEMS芯片3的进声腔内。为了使得气流缓冲腔的缓冲作用最大化，优选为两个第二声孔41均与第一声孔Ila错开设置，即两个第二声孔41均应该避免设在第一声孔Ila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Ila进入，通过气流缓冲腔5a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3所示，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设置于支撑件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4所不,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，支撑件4b的边缘部位与线路板I之间设有支撑垫圈8，支撑件4b、支撑垫圈8和线路板I共同围成了气流缓冲腔5b。本实施方式与实施例一相比，气流缓冲腔的在z轴方向上的占用空间小，可使得MEMS麦克风的变得更薄，适用于薄型产品。实施例四:如图5所不,本实施方式与实施例三基本相同,其不同之处在于:支撑件4b直接粘贴于线路板I上，线路板I上对应第一声孔Ilb和第二声孔41的位置设有凹槽，凹槽在支撑件4b与线路板I之间形成了气流缓冲腔5c。本实施方式与实施例三相比，进一步的缩小了气流缓冲腔在z轴上的占用空间，使得MEMS麦克风进一步的变薄。实施例五:如图6所不,本实施方式与实施例四基本相同,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设置于支撑件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设有MEMS芯片，其特征在于:所述MEMS芯片通过支撑件安装在所述线路板上，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；所述支撑件上还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，所述隔离板与所述MEMS芯片位于所述支撑件的同一侧；所述支撑件与所述线路板之间设有气流缓冲腔。
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支撑件上。
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，所述支撑件和线路板共同围成了所述气流缓冲腔。
5.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。
6.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述支撑件与所述线路板之间设有支撑垫圈，所述支撑件、支撑垫圈和线路板共同围成了所述气流缓冲腔。
7.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于:所述线路板内侧对应所述第一声孔和第二声孔的位置设有凹槽，所述凹槽在所述支撑件与所述线路板之间形成了所述气流缓冲腔。
8.根据权利要求4或7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。
9.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 ;各所述第二声孔均与所述第一声孔错开设置。
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设有MEMS芯片，所述线路板与所述MEMS芯片之间设有支撑件，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；所述支撑件上还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；所述支撑件与所述线路板之间设有气流缓冲腔。本发明解决了现有技术中MEMS芯片容易损坏等技术问题。本发明具有使用寿命长、灵敏度高，高频曲线可调性好，声学性能好等优点。
文档编号H04R19/04GK103200509SQ20131012152
公开日2013年7月10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