麦克风封装结构以及麦克风装置的制作方法

本实用新型涉及声电转换技术领域，更具体地，涉及一种麦克风封装结构以及麦克风装置。

背景技术：

麦克风,尤其是驻极体麦克风通常包括声电转换芯片和封装结构。声电转换芯片被设置在封装结构内。封装结构包括外壳和设置在外壳上的电路板。声电转换芯片通过电路板与外壳外部的焊盘连接。麦克风通常还包括信号转换元件，例如，fet元件(场效应管)、asic芯片等。在通常情况下，信号转换芯片位于封装结构的外表面上。声电转换芯片与信号转换元件连接，信号转换元件与焊盘连接。

为了保护信号转换元件，通常在封装结构的外侧设置金属外壳。金属外壳包围在声电转换芯片的外侧。

这种设置方式，一方面，外壳占据了封装结构的外部空间，不利于麦克风的小型化设计，外壳占据的空间以及外壳以外的空间不能得到充分利用，使得麦克风的空间利用率低；另一方面，金属外壳与封装结构的连接较为困难。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种麦克风封装结构的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种麦克风封装结构。该封装结构包括壳体，所述壳体包括外壳和设置在所述外壳内的隔板，所述外壳的内腔被所述隔板分隔为第一腔体和第二腔体，在所述隔板上设置有用于连通所述第一腔体和所述第二腔体的通孔，所述第一腔体被构造为用于容纳信号转换元件，所述外壳包括与所述隔板围成所述第一腔体的第一侧壁和顶板,所述第一侧壁呈筒状结构,所述顶板盖合在所述第一侧壁的一端,所述隔板位于所述第一侧壁的另一端,所述第一侧壁和顶板包括绝缘层和设置在所述绝缘层上的导体层，在所述外壳的外表面设置有焊盘，所述导体层与所述焊盘连接。

可选地，在所述外壳的与所述第一腔体对应的外表面上设置有所述焊盘。

可选地，所述壳体呈长方体形状或圆柱体形状。

可选地，所述外壳和所述隔板中的至少一种为印刷线路板。

可选地，所述外壳包括连接在一起的第一印刷线路板和第二印刷线路板，所述第二印刷线路板呈中空结构，所述第一印刷线路板盖合在所述中空结构的一端，所述隔板设置所述中空结构的另一端，所述第一印刷线路板、所述第二印刷线路板和所述隔板共同围成所述第一腔体，在所述第一印刷线路板的外表面设置有所述焊盘。

可选地，所述第一印刷线路板的导体层和所述第二印刷线路板的导体层通过锡焊焊接电连接。

可选地，所述第一印刷线路板和所述第二印刷线路板通过预浸料压合在一起，所述预浸料具有用于避让锡焊的第一缺口。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种麦克风装置。该装置包括声电转换元件和上述的麦克风封装结构，所述声电转换元件被设置在所述第二腔体内，所述声电转换元件与所述信号转换元件电连接。

可选地，所述声电转换元件包括振膜，所述振膜通过弹片被压紧固定在所述第二腔体的内壁上，所述振膜与所述麦克风装置的拾音孔相对，所述环形垫圈具有第二缺口，所述振膜包括与所述拾音孔相对的正面和与所述正面相背的背面，所述正面和所述背面通过所述第二缺口连通。

可选地，所述信号转换元件被设置在所述隔板上，所述信号转换元件为fet元件或者asic元件。

根据本公开的一个实施例，该麦克风封装结构具有更大的体积的后腔，这使得麦克风装置的拾音灵敏度显著提高。

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

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本公开的一个实施例的麦克风封装结构的剖视图。

图2是根据本公开的一个实施例的麦克风装置的分解图。

图3是根据本公开的一个实施例的麦克风装置的结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施例的麦克风装置的制作流程图。

附图标记说明：

10：麦克风装置；11：顶板；12：第一侧壁；13：焊盘；14：fet元件；15：隔板；16：通孔；17：预浸料；18：弹片；19：极板；20：垫片；21：振膜；22：环形垫圈；23：第二侧壁；24：第二缺口；25：底板；26：拾音孔；28：第二腔体；29：第一腔体；30：电路板；31：第一整板；32：第二整板；33：第三整板；34：第四整板；35：第五整板；36：集成板；37：驻极体元件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。

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，决不作为对本实用新型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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。

图1是根据本公开的一个实施例的麦克风封装结构的剖视图。

如图1所示，该麦克风封装结构包括壳体。壳体包括外壳和设置在外壳内的隔板15。外壳的内腔被隔板15分隔为第一腔体29和第二腔体28。在隔板15上设置有用于连通第一腔体29和第二腔体28的通孔16。第一腔体29被构造为用于容纳信号转换元件。第二腔体28被构造为用于容纳声电转换元件。外壳包括与隔板围成第一腔体29的第一侧壁12和顶板11。第一侧壁12呈筒状结构。顶板11盖合在第一侧壁12的一端。隔板15位于第一侧壁的另一端。第一侧壁和顶板包括绝缘层和设置在绝缘层上的导体层。在外壳的外表面设置有焊盘13。导体层与焊盘13连接。第一腔体29和第二腔体28内的相应元器件通过导体层与焊盘13连接，或者通过导体层相互连接。

例如，壳体呈长方体形状或者圆柱体形状。这种形状的壳体结构规整，便于小型化设计，容易安装到其他设备中。

具体地，外壳包括顶板11、底板25、第一侧壁12和第二侧壁23。第一侧壁12位于顶板11和隔板15之间，三者共同围成第一腔体29。第二侧壁23位于底板25和隔板15之间，三者共同围成第二腔体28。顶板11、底板25、隔板15的横截面相同。第一侧壁12和第二侧壁23的外部轮廓相同。这种设置方式使得壳体的外形更加规整。

在一个例子中，在外壳的与第一腔体29对应的外表面上设置有焊盘13。例如，如图1所示，在顶板11的外表面设置有焊盘13。这种设置方式使得焊盘13与外部设备的连接变得容易。

当然，焊盘13还可以根据实际需要设置在外壳的外表面的其他位置。

壳体包括绝缘层和设置在绝缘层上的导体层。导体层用于导通各种元器件，例如，声电转换元件、信号转换元件等。绝缘层的材质为塑料、橡胶、纤维等。例如，绝缘层为fr-4。导体层为刻蚀形成的板材或者形成设定线路的导线。

在底板25上设置有拾音孔26。在隔板15上设置有通孔16。通孔16连通第一腔体29和第二腔体28。由于第一腔体29和第二腔体28是连通的，故第二腔体28增大了麦克风装置10后腔的体积。后腔是指振膜内侧的空间。这使得麦克风装置10的拾音的灵敏度，改善拾音的fr曲线。

在隔板15上设置有信号转换元件。信号转换元件为fet元件14或者asic元件。相比于将信号转换元件设置在其他位置，设置在隔板15上的方式使得信号转换元件更靠近麦克风封装结构的几何中心，这使得麦克风封装结构的重心更稳定。

fet元件14为场效应管，用于转换电阻信号。asci元件和fet元件14为本领域的公知常识，在此不做详细说明。在通常情况下，asic元件用于微机电麦克风装置10，即mems麦克风装置10。fet元件14用于驻极体麦克风装置10。声电转换元件均包括振膜21。振膜21能带电荷，以形成电容器的一个极板19。

在该例子中，壳体包括绝缘层和导体层，相比于金属材料的壳体，这种设置方式使得壳体能够具有导通的功能。

此外，第一腔体29和第二腔体28连通，从而有效地增大了麦克风装置10的后腔的体积，这使得麦克风装置10的拾音灵敏度显著提高，拾音的fr曲线得到改善。

此外，壳体包括导体层，这样能有效地屏蔽外部的电磁干扰。

在一个例子中，外壳和隔板15中的至少一种为印刷线路板。印刷线路板包括绝缘层和设置在绝缘层内的电路板30。电路板30为导体层。例如，绝缘层为fr-4，电路板30为铜层。印刷线路板自身具有绝缘层和导体层，这使得麦克风封装结构的制作变得容易。

在一个例子中，外壳包括连接在一起的第一印刷线路板和第二印刷线路板。顶板11为第一印刷线路板。第一侧壁12为第二印刷线路板。第一印刷线路板呈板状结构。第二印刷线路板呈中空结构。第一印刷线路板盖合在中空结构的一端。隔板15设置中空结构的另一端。第一印刷线路板、第二印刷线路板和隔板15共同围成第一腔体29。在第一印刷线路板的外表面设置有焊盘13。

在该例子中，只需要两块印刷线路板和一块隔板15就能围成第一腔体29。这使得封装结构的制作变得十分容易。

例如，隔板15为第三印刷线路板。在组装时，首先，将第一印刷线路板、第二印刷线路板和第三印刷线路板制备成设定的形状；然后，将三块印刷线路板进行电连接和物理连接即可。

在进行连接时，第一印刷线路板和第二印刷线路板通过锡焊焊接电连接。例如，第一印刷线路板为长方形，第二印刷线路板呈长方形的中空结构。在两个长方形的四个角处露铜。

在进行锡焊焊接时，首先在中空结构的四个角处形成锡球；然后，将第一印刷线路板的四个角的露铜处分别对准四个锡球，并将两个印刷线路板并压合(例如，热压合)在一起，从而形成电连接和物理连接。

在一个例子中，第一印刷线路板和第二印刷线路板通过预浸料17压合在一起。预浸料17(pp)具有用于避让锡焊的第一缺口。例如，预浸料17是用树脂基体在设定条件下浸渍连续纤维或织物，制成的树脂基体与增强体的组合物。

预浸料17的形状与中空结构的横截面的形状相匹配，例如，预浸料17为长方形环状。在预浸料17的四个角处形成第一缺口。

在组装时，采用热压合的方式将第一印刷线路板、预浸料17和第二印刷线路板压合在一起。同时，第一印刷线路板和第二印刷线路板通过锡焊形成电连接。

当然，露铜的位置不限于四个角处，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

图2是根据本公开的一个实施例的麦克风装置10的分解图。图3是根据本公开的一个实施例的麦克风装置10的结构示意图。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种麦克风装置10。如图2-3所示，该麦克风装置10包括声电转换元件和上述麦克风封装结构。声电转换元件被设置在第二腔体28内。声波转换元件与信号转换元件电连接。信号转换元件通过导体层与焊盘13连接。

例如，第二侧壁23和底板25均为印刷线路板。第二侧壁23通过预浸料17与隔板15和底板25物理连接，并通过锡焊焊接使得隔板15、第二侧壁23和底板25三者的电路板30电连接。

以驻极体麦克风装置10为例。如图4所示，声电转换元件包括弹片18、极板19、垫片20和振膜21。振膜21通过弹片18被压紧固定在第二腔体28的内壁上。振膜21与拾音孔26相对。振膜21上的驻极体与底板25的电路板30电连接。极板19被固定在弹片18上。弹片18被固定在隔板15上。弹片18为导体。极板19通过弹片18与隔板15的电路板30电连接。在极板19和振膜21之间设置有垫片20。垫片20呈环形。极板19和振膜21分别构成电容器的两极。

还可以是，振膜21的边框、极板19和垫片20的向第二腔体28的侧壁方向延伸形成凸起。在侧壁上形成凹槽。凸起卡入凹槽中，以固定振膜21、极板19和垫片20。

极板19和振膜21分别通过各自所在部件的电路板30与第一腔体29内的fet元件14电连接。fet元件14通过电路板30与顶板11的外表面的焊盘13电连接。

在一个例子中，环形垫圈22具有第二缺口24。振膜21包括与拾音孔26相对的正面和与正面相背的背面。正面和背面通过第二缺口24连通。在进行声音拾取时，由于第二缺口24的存在，振膜21的正面和背面的压力能保持相等，即后腔与外部环境的气压相等。这使得振膜21的振动不会受到正面与背面的压差的影响，麦克风装置10的振动更加灵敏，声音拾取效果更加良好。

图4是根据本公开的一个实施例的麦克风装置10的制作流程图。

其中，第一整板31用于形成麦克风装置10的顶板11。例如，第一整板31包括集成在一起的200个顶板11。在每个顶板11上形成焊盘13。

第二整板32用于形成麦克风装置10的第一侧壁12。例如，第二整板32包括集成在一起200个第一侧壁12。

第三整板33用于形成麦克风装置10的隔板15。例如，第三整板33包括集成在一起200个隔板15。在每个隔板15上预先设置fet元件14。例如，采用smt等方式将fet元件14贴合在每个隔板15上。

第四整板34用于形成麦克风装置10的第二侧壁23。例如，第四整板34包括集成在一起200个第二侧壁23。

第五整板35用于形成麦克风装置10的底板25。例如，第五整板35包括集成在一起200个底板25。在每个底板25上开设拾音孔26。

该麦克风装置10的制作过程包括：

s1、将第一整板31和第二整板32压合在一起，以形成第一分板。例如，采用热压的方式，通过预浸料17将两个整板物理连接在一起。通过锡焊焊接将每个第一侧壁12的电路板30与对应的顶板11的电路板30电连接。

s2、将第一分板进行划片，以形成独立的顶板11与第一侧壁12的连接件。

s3、将第四整板34和第五整板35压合在一起，以形成一端敞开的第二腔体28。例如，采用热压的方式，通过预浸料17将两个整板物理连接在一起。通过锡焊焊接将每个第一侧壁12的电路板30与对应的顶板11的电路板30电连接。

s4、将驻极体元件37设置到每个第二腔体28中。

s5、将第三整板33压合到第四整板34的敞开端，以形成第二分板。例如，采用热压的方式，通过预浸料17将两个整板物理连接在一起。通过锡焊焊接将每个第一侧壁12的电路板30与对应的顶板11的电路板30电连接。

s6、将每个连接件设置到第二分板的设定位置上。连接件盖合在fet元件14外侧，以形成集成板36。

s7、将集成板36进行划片，以形成独立的麦克风装置10。

该制备方法的操作简单，适应于工业化、大规模生产。

虽然已经通过例子对本实用新型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，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。