麦克风以及电子设备的制作方法

本发明涉及电声技术领域，更具体地，本发明涉及一种麦克风以及电子设备。

背景技术：

在很多电子设备中都会用到声学器件，声学器件可用于将电能转化为声能。近年来，随着人们对声学器件性能要求越来越高，声学器件呈现出快速发展的趋势。其中，对于较为常用的麦克风装置而言，人们对其信噪比、灵敏度以及声学性能等都提出了更高的要求。近年来，对于麦克风装置的结构设计成为了本领域技术人员的研究重点。

微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem，mems)是一种利用微制造工艺制成的小型化机械和电子机械元件。通常，是将mems芯片与集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)芯片采用相应的技术封装于麦克风装置中。mems芯片可以通过振膜的振动来感知声学信号，从而将声学信号转换为电信号。目前，mems麦克风装置能够被装配到诸如手机、平板电脑、便携式电脑、vr设备、智能穿戴设备等各种形式的电子产品中，其应用非常的广泛。

从现有技术来看，mems芯片和asic芯片是设置在由基板和盖体围合构成的一个封装外壳内，并且在该封装外壳上设置有供外部声音进入的声孔(声孔可以根据需要设计在基板或盖体上)。然而，现有mems芯片内的振膜通常比较薄，振膜的抗气流冲击能力较弱。此时，当外界较强的气流通过声孔进入到封装结构内并作用于振膜上时，振膜受到的瞬时冲击力较大，很容易导致振膜出现破裂、损坏等不良现象，最终会导致麦克风的声学性能受损。

由此可见，非常有必要提出一种麦克风的新技术方案，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种麦克风的新技术方案。

根据本发明的第一个方面，提供一种麦克风，包括具有内腔的封装外壳，以及设置在封装外壳内腔中的mems麦克风芯片和asic芯片；还包括通过间隔层支撑在所述封装外壳内的支撑层，所述支撑层、间隔层、封装外壳围成了密闭的缓冲腔；所述封装外壳上设置有连通外界与缓冲腔的第一声孔；所述支撑层或所述间隔层上设置有连通缓冲腔与封装外壳内腔的第二声孔；还包括至少一个阻挡块，所述阻挡块设置在缓冲腔内，且与缓冲腔的内壁之间具有间隙，所述第一声孔和第二声孔在支撑层上的投影分布在阻挡块的两侧，且没有越过阻挡块的边缘；所述阻挡块被配置为：用于对流经缓冲腔的气流进行局部阻挡。

可选地，所述封装外壳包括基板以及与基板共同封装所述mems麦克风芯片和asic芯片的盖体；

其中，所述声孔设置在所述基板或者所述盖体上。

可选地，所述mems麦克风芯片固定设置在所述支撑层上，所述asic芯片固定设置在所述间隔层上。

可选地，所述mems麦克风芯片固定设置在所述支撑层上，所述asic芯片固定设置在所述封装外壳上。

可选地，所述间隔层与支撑层是一体成型的；所述mems麦克风芯片设置在支撑层上；或者是，所述支撑层伸入到mems麦克风芯片的部分背腔中。

可选地，所述阻挡块的厚度不超过所述间隔层的厚度；所述间隙至少形成在阻挡块与支撑层之间，或/和至少形成在阻挡块与封装外壳之间。

可选地，所述阻挡块被层压在封装外壳与支撑层之间，所述间隙形成在阻挡块的端头与缓冲腔的侧壁之间。

可选地，所述阻挡块朝向第一声孔的一侧呈内凹的弧形面；从第一声孔流入的气流经弧形面向阻挡块的两端缓冲。

可选地，所述间隔层为pcb基材层、pcb敷铜层、pcb阻焊层中任一种；或者是，所述间隔层采用pcb基材层、pcb敷铜层、pcb阻焊层依次层叠而成。

根据本发明的第二个方面，提供一种电子设备，包括上述任一种所述的麦克风。

本发明实施例提供的麦克风，对声孔部分的结构进行了改进，在此处形成了对气流具有一定缓冲、阻挡作用的结构。当外界的气流流向mems麦克风芯片的振膜时，该结构可以对气流进行适当的缓冲、阻挡，以削弱气流强度和减弱气流的波动，从而能够弱化气流作用于振膜上时对振膜产生的冲击力，避免振膜遭到破坏。而且，还能够在一定程度上阻挡外界异物进入mems麦克风芯片内部。由于声音在空气中以声波的形式传递，声波可以很容易的透过上述结构而到达mems麦克风芯片，因此上述结构不会影响到mems麦克风芯片的声学效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一种实施例提供的麦克风的结构示意图。

图2是本发明另一种实施例提供的麦克风的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的麦克风的结构分解图。

附图标记说明：

1-mems麦克风芯片，11-振膜，12-衬底，13-背腔，2-基板，21-第一声孔，3-盖体，4-asic芯片，5-阻挡块，6-间隔层，61-缓冲腔，7-支撑层，71-第二声孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例提供的麦克风，可应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、vr设备、智能穿戴设备等多种不同形式的电子产品中，能够有效避免mems麦克风芯片的振膜因外界气流瞬时冲击力过大而遭到破坏的现象，可以延长麦克风的使用寿命。而且，还能使麦克风保持优良的声学性能。

以下就本发明实施例提供的麦克风的具体结构进行进一步地说明。参考图1示出的实施例，本发明的麦克风，其包括基板2和盖体3，由基板2和盖体3共同围成了具有内腔的封装外壳；还包括设置在该封装外壳内腔中的mems麦克风芯片1以及asic芯片4。

并且，本发明的麦克风，还包括通过间隔层6支撑在基板2上的支撑层7。支撑层7、间隔层6、以及基板2围成了密闭的缓冲腔61。在基板2上设置有连通外界与缓冲腔61的第一声孔21。在支撑层7或者间隔层6上设置有连通缓冲腔61与封装外壳内腔的第二声孔71。其中，第一声孔21和第二声孔71与缓冲腔61连通，且二者可以相互错开设置。本发明中，第一声孔21、缓冲腔61以及第二声孔71之间的位置关系，可以在实现外界气流传入的同时，能形成一种对传入的气流具有一定缓冲和阻挡作用的声孔结构。并且，还能够在一定程度上阻挡外界异物进入mems麦克风芯片1的内部。由于声音在空气中以声波的形式传递，声波可以很容易的透过上述声孔结构而到达mems麦克风芯片1内，因此上述结构不会影响到mems麦克风芯片1的声学效果。

并且，本发明的麦克风，还包括阻挡块5，阻挡块5设置在缓冲腔61内，且阻挡块5与缓冲腔61的内壁之间具有间隙。参考图3所示，第一声孔21和第二声孔71在支撑层7上的投影分布在阻挡块5的两侧，且没有越过阻挡块5的边缘。阻挡块5被配置为：用于对流经缓冲腔61的气流进行局部阻挡。

当外界的气流经过第一声孔21进入到缓冲腔61中，大部分气流被阻挡块5阻挡，并使气流通过阻挡块与缓冲腔61之间的间隙，最后通过第二声孔71到达麦克风的振膜。

其中，基板2上开设有声孔的位置可以为多层结构。在本实施例中，在基板2上依次层叠设置有间隔层6、支撑层7，且基板2、间隔层6以及支撑板7呈水平设置。其中，间隔层6与支撑层7可以是一体成型的；或者是，间隔层6与支撑层7之间通过胶黏剂粘接到一起。当然，间隔层6与支撑层7之间还可以采用本领域熟知的其他方式结合在一起，以实现二者的固定连接，本发明对此不作限制。其中，间隔层6与基板2可以是一体成型的。当然，间隔层6与基板2之间还可以采用本领域熟知的其他方式结合在一起，以实现二者的固定连接，本发明对此也不作限制。

其中，基板2可以采用本领域熟知的电路板(例如pcb板)、玻璃板、金属板、塑料板或者木质板等。此时，间隔层6可以为pcb基材层、pcb敷铜层、pcb阻焊层中任一种；或者是，间隔层6采用pcb基材层、pcb敷铜层、pcb阻焊层依次层叠而成。此时，支撑层7设置在间隔层6上。可选地，支撑层7也可以是玻璃板、金属板、塑料板、木质板或者电路板等。实际上，基板2、间隔层6及支撑层7中，至少有一层是电路板，用于实现麦克风的电路设计，本发明对此不作限制。

其中，盖体3的结构为：可以包括与基板2相对的顶部，以及从顶部四周边缘朝向基板2方向延伸的侧壁部。由侧壁部与顶部围成了盖体3的半包围结构，基板2固定设置在盖体3的开口端位置，二者共同形成了具有封闭空间的封装结构。其中，mems麦克风芯片1以及asic芯片4一起被封装于该封闭空间内部。在本实施例中，盖体3可以选择采用金属材料制作而成，以保证形成的封装结构具有电磁屏蔽效果，保障其内部的mems麦克风芯片1以及asic芯片4的工作性能不会受到外界影响，从而确保整个麦克风封装结构能够正常的工作。当然，盖体3也可以采用本领域熟知的其他材料制作，本发明对此不作限制。

本发明的麦克风，外界的气流和声波可以依次经第一声孔21、缓冲腔61以及第二声孔71而到达mems麦克风芯片1的内部，并作用在振膜11上，从而实现mems麦克风芯片1对声波信息的采集。其中，mems麦克风芯片1为将声音信号转化为电信号的换能部件。该mems麦克风芯片1利用mems(微机电系统)工艺制作。其中，asic芯片4与mems麦克风芯片1连接在一起，使得mems麦克风芯片1输出的电信号可以传输到asic芯片4中，并被asic芯片4处理、输出。在本实施例中，mems麦克风芯片1与asic芯片4之间可以通过金属导线(焊线)进行电性连接，以实现二者的导通。当然，mems麦克风芯片1与asic芯片4之间也可以采用倒装的方式通过基板2中的电路布图导通，这属于本领域技术人员的公知常识，本发明在此不再具体说明。

mems麦克风芯片1以及asic芯片4一起被封装于封装外壳内腔中。在本实施例中，参考图1所示，mems麦克风芯片1可以通过胶黏剂固定设置在支撑层7上，asic芯片4可以通过胶黏剂固定设置在间隔层6上。需要说明的是，本发明中对于mems麦克风芯片1和asic芯片4的具体固定方式不作限定，除了采用上述的胶黏剂固定外，还可以采用本领域熟知的其他固定方式。当将asic芯片4设置在间隔层6上时，可以将间隔层6的尺寸设计的与基板2的尺寸相同，以方便安装asic芯片4。此时，间隔层6与基板2可以均呈平板状结构，间隔层6和基板2为一体成型，盖体3与间隔层6贴装在一起。

在图2示出的可选的实施例中，将间隔层6的尺寸设计的比基板2的尺寸小，以使基板2部分露出，将mems麦克风芯片1的衬底12固定设置在支撑层7上，而将asic芯片4设置在基板2上。

参考图1所示，mems麦克风芯片1的结构为：包括具有背腔13的衬底12以及设置在该衬底12上的振膜11和背极板，且在该背极板上设置有多个导通孔。当将mems麦克风芯片1固定设置在支撑层7上时，实际是将衬底12上远离振膜11的一端固定设置在支撑层7上，此时支撑层7可以呈平板状结构。

支撑层7与间隔层6可以为一体成型，也可以采用胶黏剂粘接在一起，以实现二者的稳固结合。另外，还可以将支撑层7整体伸入到mems麦克风芯片1的部分背腔13中。也就是说，可以利用背腔13内的空间来容纳具有一定高度的支撑层7，该设计可以适当降低整个麦克风在高度方向上的尺寸，当将其应用于电子产品中时，有利于实现电子产品的轻薄化。并且，该方式不会影响到整个封装内腔的容积，能够保证麦克风封装结构的声学性能。

另外，需要说明书的是，本实施例仅为本发明麦克风的一种具体实施方式，在具体的应用中，声孔可以设置在盖体3上，间隔层6、支撑层7与盖体3围成了密闭的缓冲腔。本发明对此不作限制。

在本实施例中，由于第一声孔21和第二声孔71在支撑层7上的投影位于阻挡块的两侧，且没有越过阻挡块的边缘。当外界气流经该声孔结构流向mems麦克风芯片1的振膜11的过程中，该声孔结构能够对气流进行一定的缓冲、阻挡，从而能削弱进入到mems麦克风芯片1内的瞬时气流的强度，并使气流的波动减弱，进而可以避免mems麦克风芯片1的振膜11受到瞬时较强气流的冲击，避免mems麦克风芯片1的振膜11因外部气流过大而遭到破坏。也就是说：该结构设计可以改善麦克风的振膜11抵抗外部气流冲击的能力。而且，由于声音在空气中通常是以声波的形式来传递的，声音可以很容易的穿透上述结构，因此该结构设计并不会影响到麦克风的声学效果。相对于常规的声孔而言，本发明中的声孔结构具有一定的防尘效果，可以降低外界异物进入mems麦克风芯片1和asic芯片4的风险。

需要说明的是，第一声孔21既可为贯通孔结构，也可以是其他贯通基板2的结构。同样地，缓冲腔61既可为贯通孔结构，也可以是其他贯通间隔层6的结构。同样地，第二声孔71既可为贯通孔结构，也可以是其他贯通支撑层7的结构，本发明对此均不作限制。

参考图1以及图3所示，本实施例中，第一声孔21可以设置为一个。当然，第一声孔21也可以根据需要设置为多个，本发明对此不作限制。第一声孔21贯通基板2的上下两个表面，并与外界和缓冲腔61连通，第一声孔21的投影落入到缓冲腔61所在的区域内，可用于实现导入气流和声波。其中，第一声孔21可以为圆形孔，正方形孔、长方形孔、椭圆形孔、三角形孔、菱形孔或平行四边形孔等本领领域熟知的孔型，可以根据实际情况灵活调整，本发明对此不作限制。多种形式的第一声孔21均可实现本发明的技术效果，更加有利于加工制造，实用性、可靠性更高。但是，需要说明的是第一入声孔21的尺寸不易过大，否则会导致对气流的缓冲、阻挡效果明显降低，对进入到mems麦克风芯片1内的瞬时气流的强度削减效果就会降低。

参考图1以及图3所示，本实施例中，第二声孔71可以设置为一个。当然，第二声孔71也可以根据需要设置为多个，本发明对此不作限制。该第二声孔71贯穿支撑层7的上下两个表面，并与缓冲腔61和mems麦克风芯片1连通，第二声孔71的投影落入到缓冲腔61所在的区域内，可用于实现导入气流和声波。其中，第二声孔71可以为圆形孔，正方形孔、长方形孔、椭圆形孔、三角形孔、菱形孔或平行四边形孔等本领领域熟知的孔型，可以根据实际情况灵活调整，本发明对此不作限制。多种形式的第二声孔71均可实现本发明的技术效果，更加有利于加工制造，实用性、可靠性更高。但是，需要说明的是第二声孔71的尺寸不易过大，否则会导致对气流的缓冲、阻挡效果明显降低，对进入到mems麦克风芯片1内的瞬时气流的强度削减效果就会降低。

第一声孔21和第二声孔71的形状可以相同，也可以不同。并且，第一声孔21和第二声孔71的设置数量可以相同，也可以不同。

对于间隔层6和支撑层7而言，其厚度应该合理选择。若间隔层6和支撑层7的厚度过厚，则不利于对mems麦克风芯片1和asic芯片4的封装，会加大封装的工艺难度，增加成本。同时，还非常不利于使麦克风小型化、微型化。因此应当根据实际情况合理的调整。

本实施例中，参考图3所示，阻挡块5可以设置一个。当然，阻挡块5也可以根据需要设置为多个，本发明对此不作限制。

其中，阻挡块5被设置在缓冲腔61内，且阻挡块5被层压在基板2与支撑层7之间，阻挡块5的端头与缓冲腔61的侧壁之间设置有供气流通过的间隙。此时，当外界的气流经第一声孔21进入到缓冲腔61内，阻挡块5可用于对大部分气流进行阻挡，并使气流可以通过间隙流向第二声孔71，再由第二声孔71流向mems麦克风芯片1内与振膜11接触。该设计可以避免从外界流入的气流全部、直接的作用在振膜11上，而对振膜11造成过大的瞬时冲击力，可以有效的缓冲、阻挡气流，以实现对振膜11的保护作用。

其中，阻挡块5的厚度可以设计为不超过间隔层6的厚度。此时，当阻挡块5设置于缓冲腔61内时，阻挡块5与支撑层7之间可以形成间隙，或/和，阻挡块5与基板2之间也可以形成间隙。此时，气流还可以通过这些间隙流向mems麦克风芯片1内与振膜11接触。

为了使阻挡块5可以稳固的设置在缓冲腔61内，可以将阻挡块5与基板2一体设置，也可以将阻挡块5与支撑层7一体设置，还可以将阻挡块5与间隔层6直接一体设置。需要说明的是，本发明中对阻挡块5的具体定方式不作进一步的限定，可以根据实际情况灵活调整。

其中，参考图3所示，阻挡块5朝向第一声孔21的一侧呈内凹的弧形面。这一设计的作用在于：从第一声孔21流入的气流经弧形面向阻挡块5的两侧缓冲。

另一方面，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括如前所述的麦克风。

其中，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、vr设备、智能穿戴设备等，本发明对此不作限制。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。