振动传感器的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及声电转换领域，尤其涉及一种用于骨传导电子产品的振动传感器。

背景技术：

振动传感器，用于将振动信号转化为电信号。目前现有的mems振动传感器包括作为振动感应装置的振动组件以及将振动信号转化为电信号的作为振动检测装置的mems麦克风，由于振动感应装置和振动检测装置均集成于一起，结构较复杂，所能拾取的信号带宽较小。

因此，实有必要提供一种新的振动传感器解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高、便于生产的振动传感器。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种振动传感器，其包括电路板、盖设固定于所述电路板并与所述电路板共同围成谐振腔的外壳、收容于所述谐振腔内的振动组件以及盖设固定于所述振动组件并与所述电路板电性连接的mems麦克风；

所述振动组件包括固定于所述电路板的垫片、固定于所述垫片靠近所述mems麦克风一端的振膜以及与所述振膜固定连接的质量块；所述垫片、所述振膜以及所述电路板共同围成第一腔，所述振动组件还设有贯穿其上的第一泄压孔；

所述mems麦克风包括固定于所述振膜的基底和支撑于所述基底远离所述振膜一端并与所述振膜间隔形成电容结构的背极板，所述基底、所述背极板以及所述振膜共同围成第二腔，所述第一泄压孔将所述第一腔和所述第二腔连通；

所述外壳设有贯穿其上的第二泄压孔；

所述外壳背离所述谐振腔的一侧和/或所述电路板背离所述谐振腔的一侧输入振动信号或压力信号时，所述振动组件振动，并使所述第一腔内的气压产生变化。

优选的，所述振动传感器还包括asic芯片，所述asic芯片收容于所述谐振腔内并与所述mems麦克风电性连接。

优选的，所述外壳包括与所述电路板间隔相对的外壳板和由所述外壳板的周缘向所述电路板方向弯折延伸并固定于所述电路板的侧板，所述第二泄压孔贯穿所述外壳板设置。

优选的，所述质量块贴设于所述振膜靠近所述第一腔的一侧和/或所述振膜靠近所述第二腔的一侧。

优选的，位于所述振膜同一侧的所述质量块包括多个相互间隔设置的质量块单元。

优选的，所述质量块由所述振膜包裹以形成固定。

优选的，所述振膜包括固定于所述垫片并相互叠设的两个子振膜，所述质量块夹设包裹于两个所述子振膜之间。

优选的，所述第一泄压孔贯穿所述振膜设置。

与相关技术相比，本实用新型的振动传感器中，通过电路板与外壳围成谐振腔，并在谐振腔内设置振动组件和mems麦克风，所述振动组件包括固定于所述电路板的垫片、固定于所述垫片靠近所述mems麦克风一端的振膜以及与所述振膜固定连接的质量块；所述垫片、所述振膜以及所述电路板共同围成第一腔，所述振动组件还设有贯穿其上的第一泄压孔；所述mems麦克风包括固定于所述振膜的基底和支撑于所述基底远离所述振膜一端并与所述振膜间隔形成电容结构的背极板，所述基底、所述背极板以及所述振膜共同围成第二腔，所述第一泄压孔将所述第一腔和所述第二腔连通；所述外壳设有贯穿其上的第二泄压孔。通过上述结构设计，振动组件和mems麦克风收容于谐振腔内，且mems麦克风和振动组件的结构简单，便于生产，并且能够拾取的信号宽带较大；另外，所述第一泄压孔将所述第一腔和所述第二腔连通，且所述背极板与所述振膜形成可变电容结构，使得mems麦克风可更好的感应由振动组件产生的振动，并将感应的振动信号转化为电信号，从而实现对第一腔传递的高频振动和低频振动均具有更好的振动响应，有效提高了灵敏度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型振动传感器的立体结构示意图；

图2为本实用新型振动传感器的立体结构分解示意图；

图3为沿图1中a-a线的剖视图；

图4为图3中振动传感器的质量块与振膜固定方式的第二实施方式结构示意图；

图5为图3中振动传感器的质量块与振膜固定方式的第三实施方式结构示意图；

图6为图5中质量块结构变化后的另一实施方式结构示意图；

图7为本实用新型振动传感器中质量块与振膜固定方式的第四实施方式结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，各实施例之间的技术方案可相互组合，但必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础。

请参阅图1-3所示，本实用新型提供了一种振动传感器100，其包括电路板1、外壳2、振动组件3以及mems麦克风4。

所述外壳2盖设固定于所述电路板1并与所述电路板1共同围成谐振腔20。

所述外壳2包括与所述电路板1间隔相对的外壳板21和由所述外壳板21的周缘向所述电路板1方向弯折延伸并固定于所述电路板1的侧板22。

本实施方式中，所述外壳2设有贯穿其上的第二泄压孔23，具体的，所述第二泄压孔23为一个且贯穿所述外壳板21设置。整机smt装配时，该第二泄压孔23的设置起到平衡气压的作用，具体为，所述外壳板21通过表面组装技术贴设固定于移动设备的内部，并堵住所述第二泄压孔23实现谐振腔20的密封，有效避免了外界气导声信号干扰，进而提高了振动传感器100骨导灵敏度和频率特性。当然，所述第二泄压孔23的位置和数量不限于此，其原理都一样。

所述振动组件3收容于所述谐振腔20内，所述振动组件3包括固定于所述电路板1的垫片31、固定于所述垫片31靠近所述mems麦克风4一端的振膜32以及与所述振膜32固定连接的质量块33；所述垫片31、所述振膜32以及所述电路板1共同围成第一腔30，即所述垫片31用于将振膜32与所述电路板1间隔以提供振动空间。

所述mems(microelectromechanicalsystems)麦克风4，即微机电系统麦克风，其收容于所述谐振腔20内，且所述mems麦克风4盖设于固定所述振动组件3并与所述电路板1电性连接。

进一步的，所述mems麦克风4包括固定于所述振膜32的基底41和支撑于所述基底41远离所述振膜32一端并与所述振膜32间隔形成电容结构的背极板42，所述基底41、所述背极板42以及所述振膜32共同围成第二腔40。

需要说明的是，所述背极板42与所述振膜32间隔形成电容结构，通过改变所述振膜32与所述背极板42的间距以改变所述mems麦克风3产生的电容大小，从而实现电信号的变化。

在本实施方式中，所述振动组件3设有贯穿其上的第一泄压孔34，所述第一泄压孔34将所述第一腔30和所述第二腔40连通，用以平衡所述第一腔30与所述第二腔40的气压平衡。具体的，所述第一泄压孔34为一个且贯穿所述振膜32设置。当然，所述第一泄压孔34的位置和数量不限于此，其原理都一样。

上述结构的振动传感器100中，所述mems麦克风4和所述振动组件3均收容于所述谐振腔20内，且所述mems麦克风4和所述振动组件3的结构简单，便于生产，并且能够拾取的信号宽带较大。

本实施方式中，所述外壳2背离所述谐振腔20的一侧和/或所述电路板1背离所述谐振腔20的一侧输入振动信号或压力信号时，所述振动组件3振动，并使所述第一腔30内的气压产生变化。具体为质量块33发生振动，进而推动所述振膜32振动，改变所述振膜32与所述背极板42的间距，即改变了所述mems麦克风4产生的电容大小，从而实现将振动信号转变为电信号，并将转变的电信号传递至电路板1，从而使得所述mems麦克风3将外部的输入振动信号或压力信号转化为电信号，实现振动信号转化为电信号。比如，振动传感器100的电路板1和/或外壳2侧贴合于颈部，人说话时，实现骨导传递振动信号，以实现上述转化过程。

该过程中，mems麦克风4直接感受检测外部的输入振动信号，气压依次经所述第一腔30和第二腔40，但并不会衰减而减少气压的能量，从而使得mems麦克风3最大程度的保证准确检测至气压的变化，特别是对大于1khz的高频振动同样具有准确响应，有效提高了所述振动传感器100的灵敏度和可靠性。

因mems麦克风4在不同温度情况下的性能均较稳定，其灵敏度基本不会受温度、振动和时间等因素影响，可靠性好，稳定性高。因mems麦克风4可受260℃的高温回流焊且性能不受影响，因此，组装后省去音频调试工序仍可实现准确度高的基本性能。

更优的，上述结构中，所述振动组件3收容于所述谐振腔20内并夹设固定于所述电路板1和所述mems麦克风4之间，该结构的设置使得振动组件3不需要额外设置一个连接结构来固定其位置，简化了装配工艺，提高了生产效率，且不会过多的占用谐振腔20的空间。

值得一提的是，为了进一步改善所述振动传感器100的灵敏度，本实施方式中，所述振动传感器还包括asic(applicationspecificintegratedcircuit)芯片5，所述asic芯片5收容于所述谐振腔20内并与所述mems麦克风4电性连接。所述asic芯片5为所述mems麦克风4提供外部偏置，有效的偏置将使所述mems麦克风4在整个工作温度范围内都可保持稳定的声学灵敏度和电气参数，还可支持不同敏感性的麦克风结构设计，设计更灵活可靠。

在本实施方式中，所述质量块33贴设于所述振膜32靠近所述第一腔30的一侧和/或所述振膜32靠近所述第二腔40的一侧。

如图3所示，所述质量块33贴设于所述振膜32靠近所述第一腔30一侧。质量块33、振膜32以及垫片31均位于所述谐振腔20内，节省空间，便于生产。

请结合图4所示，为图3中实施方式的振动传感器的质量块与振膜固定方式的第二实施方式结构示意图。该实施方式的振动传感器200其区别点在于：所述质量块233贴设于所述振膜232靠近所述第二腔240的一侧。该实施方式的改变减少质量块233对第一腔230体积的占用，进一步提高了振动传感器200的灵敏度。除此之外，其与上述图1所示实施方式基础相同，在此不再赘述。

请结合图5所示，为图3中振动传感器的质量块与振膜固定方式的第三实施方式结构示意图。该实施方式的振动传感器300其区别点在于：所述质量块333贴设于所述振膜332靠近所述第一腔330的一侧和所述振膜332靠近所述第二腔340的一侧。即质量块333包括两组，分别贴设于振膜332的相对两侧。该结构设计进一步增加了振动组件的惯性量，从而进一步提高灵敏度。除此之外，其与上述图1所示实施方式基础相同，在此不再赘述。

请结合图6，为图5中质量块结构变化后的另一实施方式结构示意图。该实施方式的振动传感器400中，位于所述振膜432同一侧的所述质量块433包括多个相互间隔设置质量块单元4331。该结构设计同样为增加振动组件的惯性量以进一步提高灵敏度。除此之外，其与上述图3所示实施方式基础相同，在此不再赘述。

请结合图7，为本实用新型振动传感器中质量块与振膜固定方式的第四实施方式结构示意图。其与本实用新型的其它实施方式相比，主要区别在于，所述质量块533由所述振膜532包裹以形成固定。

具体的，所述振膜532包括固定于所述垫片531并相互叠设的两个子振膜5321，所述质量块533夹设包裹于两个所述子振膜5321之间。该结构设计增加了质量块533的固定强度，进一步提高了可靠性。

与相关技术相比，本实用新型的振动传感器中，通过电路板与外壳围成谐振腔，并在谐振腔内设置振动组件和mems麦克风，所述振动组件包括固定于所述电路板的垫片、固定于所述垫片靠近所述mems麦克风一端的振膜以及与所述振膜固定连接的质量块；所述垫片、所述振膜以及所述电路板共同围成第一腔，所述振动组件还设有贯穿其上的第一泄压孔；所述mems麦克风包括固定于所述振膜的基底和支撑于所述基底远离所述振膜一端并与所述振膜间隔形成电容结构的背极板，所述基底、所述背极板以及所述振膜共同围成第二腔，所述第一泄压孔将所述第一腔和所述第二腔连通；所述外壳设有贯穿其上的第二泄压孔。通过上述结构设计，振动组件和mems麦克风收容于谐振腔内，且mems麦克风和振动组件的结构简单，便于生产，并且能够拾取的信号宽带较大；另外，所述第一泄压孔将所述第一腔和所述第二腔连通，且所述背极板与所述振膜形成可变电容结构，使得mems麦克风可更好的感应由振动组件产生的振动，并将感应的振动信号转化为电信号，从而实现对第一腔传递的高频振动和低频振动均具有更好的振动响应，有效提高了灵敏度。除此之外，其与上述图1所示实施方式基础相同，在此不再赘述。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。