麦克风模组和音频设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电声器件技术领域，特别涉及一种麦克风模组和应用该麦克风模组的音频设备。


背景技术：

[0002]
通过微加工技术制造的mems(micro-electro-mechanical systems，微机电系统)麦克风具有易实现小型化、高性能、多功能和集成化的优点，已经逐渐被广泛应用。示例性技术中，mems麦克风的外壳仅用于保护用于检测的传感器件，承载传感器器件的基板裸露在外。在基板受到外部影响损坏时，会提高mems麦克风的失效概率，降低工作稳定性。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的主要目的是提供一种麦克风模组，旨在保护基板，降低mems麦克风的失效概率，提高工作稳定性。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供的麦克风模组，包括：
[0005]
基板，所述基板包括相对设置的第一表面和第二表面，以及连接所述第一表面和所述第二表面的外侧面，所述基板还设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的声孔；
[0006]
外壳，所述外壳连接所述第一表面并覆盖所述外侧面，所述外壳和所述基板围合形成与所述声孔连通的收容空间；以及
[0007]
传感组件，所述传感组件设于所述收容空间内，并与所述基板电性连接，所述传感组件对应所述声孔设置。
[0008]
在本实用新型的一些实施例中，所述外壳包括顶板和连接所述顶板的侧板，所述顶板、所述侧板和所述基板围合形成所述收容空间，所述侧板背离所述顶板的一端齐平于所述第二表面所在的水平面。
[0009]
在本实用新型的一些实施例中，所述侧板背离所述顶板的一端超出所述第二表面所在的水平面。
[0010]
在本实用新型的一些实施例中，所述侧板背离所述顶板的一端设有第一台阶面，至少部分所述第一台阶面贴合连接所述第一表面并覆盖所述外侧面。
[0011]
在本实用新型的一些实施例中，定义所述麦克风模组包括竖直方向和与所述竖直方向垂直的水平方向，所述第一表面沿水平方向延伸，所述外侧面沿竖直方向延伸，所述第一台阶面包括至少一沿水平方向延伸的第一水平连接区和至少一沿竖直方向延伸的第一竖直连接区，所述第一水平连接区和所述第一竖直连接区交替连接设置；
[0012]
所述第一水平连接区贴合连接于所述第一表面，所述第一竖直连接区贴合连接或邻近所述外侧面。
[0013]
在本实用新型的一些实施例中，所述基板的边缘设有第二台阶面，所述第二台阶面包括至少一沿水平方向延伸的第二水平连接区和至少一沿竖直方向延伸的第二竖直连接区，所述第二水平连接区和所述第二竖直连接区交替连接设置，所述第二水连接区连接
所述外侧面，所述第二竖直连接区连接所述第一表面；
[0014]
一所述第一水平连接区与一所述第二水平连接区贴合设置，一所述第一竖直连接区与一所述第二竖直连接区贴合连接或相互邻近。
[0015]
在本实用新型的一些实施例中，所述侧板包括连接部和折弯部，所述连接部与所述顶板连接，所述顶板、所述连接部和所述基板共同围合形成所述收容空间，所述折弯部包括沿水平方向延伸的第一段和沿竖直方向延伸并与第一段连接的第二段，所述第一段连接于所述连接部背离所述顶板的一侧；
[0016]
所述第一水平连接区设于所述第一段，所述第一段与所述第一表面固定连接，所述第一竖直连接区设于所述第二段，所述第二段贴合连接或邻近所述外侧面。
[0017]
在本实用新型的一些实施例中，所述外壳与所述基板焊接连接或者粘接连接。
[0018]
在本实用新型的一些实施例中，所述外壳的厚度h的取值范围为：70um≤h≤150um；
[0019]
且/或，所述外壳的材质包括金属材料。
[0020]
在本实用新型的一些实施例中，所述传感组件包括asic芯片与mems麦克风芯片，所述asic芯片与所述mems麦克风芯片均与所述基板电性连接，所述mems麦克风芯片罩盖所述声孔设置。
[0021]
本实用新型还提一种音频设备，包括麦克风模组，所述麦克风模组包括：基板，所述基板包括相对设置的第一表面和第二表面，以及连接所述第一表面和所述第二表面的外侧面，所述基板还设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的声孔；外壳，所述外壳连接所述第一表面并覆盖所述外侧面，所述外壳和所述基板围合形成与所述声孔连通的收容空间；以及传感组件，所述传感组件设于所述收容空间内，并与所述基板电性连接，所述传感组件对应所述声孔设置。
[0022]
本实用新型的技术方案通过设置与基板的第一表面和外侧面连接的外壳，并通过外壳与基板围合形成收容空间，以及在基板上设置贯穿第一表面和第二表面的声孔，该收容空间内还设有传感组件，传感组件对应声孔设置。由于外壳连接在基板的第一表面并覆盖外侧面，使得基板的第一表面一侧和外侧面一侧受到外部影响(冲击或撞击)时，可以被外壳阻挡，在对传感组件进行良好保护的同时，提高了基板的工作稳定性，降低了基板的失效概率。如此，本实用新型的技术方案可以保护基板，降低mems麦克风的失效概率，提高工作稳定性。
附图说明
[0023]
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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0024]
图1为本实用新型麦克风模组一实施例的结构示意图；
[0025]
图2为本实用新型麦克风模组的外壳与第二表面齐平一实施例的结构示意图；
[0026]
图3为本实用新型麦克风模组一实施例的分解示意图；
[0027]
图4为本实用新型麦克风模组的外壳超出第二表面一实施例的结构示意图；
[0028]
图5为本实用新型麦克风模组另一实施例的结构示意图；
[0029]
图6为本实用新型麦克风模组另一实施例的分解示意图；
[0030]
图7为本实用新型麦克风模组又一实施例的结构示意图；
[0031]
图8为本实用新型麦克风模组又一实施例的分解示意图。
[0032]
附图标号说明：
[0033]
标号名称标号名称100麦克风模组23侧板10基板231连接部11第一表面232折弯部12第二表面2321第一段13外侧面2322第二段14声孔233第二台阶面15第一台阶面2331第一水平连接区151第二水平连接区2332第一竖直连接区152第二竖直连接区30传感组件20外壳31asic芯片21收容空间32mems麦克风芯片22顶板40金属层、粘接胶
[0034]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]
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。
[0036]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0038]
本实用新型提出一种麦克风模组100，首先说明一下麦克风模组100的应用场景，该封装结构应用于终端产品，如手机、平板电脑或者穿戴式的设备(如电子手表等)。
[0039]
参照图1至图8，本实用新型技术方案提出的麦克风模组100包括：
[0040]
基板10，所述基板10包括相对设置的第一表面11和第二表面12，以及连接所述第一表面11和所述第二表面12的外侧面13，所述基板10还设有贯穿所述第一表面11和所述第
二表面12的声孔14；
[0041]
外壳20，所述外壳20连接所述第一表面11并覆盖所述外侧面13，所述外壳20和所述基板10围合形成与所述声孔14连通的收容空间21；以及
[0042]
传感组件30，所述传感组件30设于所述收容空间21内，并与所述基板10电性连接，所述传感组件30对应所述声孔14设置。
[0043]
可以理解的是，该基板10可以为印刷电路板或者其他类型的电路板。该基板10的第一表面11用于承载器件，而第二表面12用于与主板(或者外部电路)连接。具体可以通过lga(栅格阵列)或者bga(焊球阵列)与主板(或者外部电路)电连接。该麦克风模组100还包括设置在第一表面11的多个器件，所述器件可以为封装芯片、裸芯片、无源器件等器件。器件在与基板10连接时，基板10上设置有电路层，器件可通过焊盘与基板10的电路层电连接。
[0044]
在本实施例中，该外壳20大致呈顶部为矩形的直四棱柱状设置，该外壳20的材质可以采用金属(金属的材质可选择不锈钢材料、铝质材料，铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、铁合金材料等)，以及其他合金材料等。如此，更加有利于提升外壳20的设置稳定性，从而有效提升外壳20的实用性、可靠性、及耐久性。并且还可以是外壳20具有一定的屏蔽效果，保证设置在收收容空间21内的电子元器件的工作稳定性。
[0045]
可以理解的是，在工作过程中，传感组件30可以通过该声孔14释放谐振气波，将振动信号转换为电信号，具体参照其他mems麦克风的工作原理，在此不做赘述。
[0046]
本实用新型的技术方案通过设置与基板10的第一表面11和外侧面13连接的外壳20，并通过外壳20与基板10围合形成收容空间21，以及在基板10上设置贯穿第一表面11和第二表面12的声孔14，该收容空间21内还设有传感组件30，传感组件30对应声孔14设置。由于外壳20连接在基板10的第一表面11并覆盖外侧面13，使得基板10的第一表面11一侧和外侧面13一侧受到外部影响(冲击或撞击)时，可以被外壳20阻挡，在对传感组件30进行良好保护的同时，提高了基板10的工作稳定性，降低了基板10的失效概率。如此，本实用新型的技术方案可以保护基板10，降低mems麦克风的失效概率，提高工作稳定性。
[0047]
参照图2、图5，在本实用新型的一些实施例中，所述外壳20包括顶板22和连接所述顶板22的侧板23，所述顶板22、所述侧板23和所述基板10围合形成所述收容空间21，所述侧板23背离所述顶板22的一端齐平于所述第二表面12所在的水平面。外壳20大致呈罩体结构设置，更具体地，该罩体为筒状结构，该筒状结构具有顶板22、侧板23以及侧板23背离顶板22一端围合形成的开口，如此设置，使得外壳20的结构稳定，并且能与基板10较好形成收容空间21，保护电子元器件。通过将侧板23背离顶板22的一端与第二表面12所在的水平面齐平，使得基板10的外侧面13完全被覆盖，从而对基板10的边缘进行良好的保护，在运输过程或使用过程中，即使基板10的外侧面13(特别是四个凸角的位置)收到碰撞也不会被影响，提高麦克风模组100的结构稳定性。
[0048]
参照图7，在本实用新型的一些实施例中，所述侧板23背离所述顶板22的一端超出所述第二表面12所在的水平面。如此设置，提高了外壳20对基板10的保护范围，即使在一些自第二表面12和外侧面13一侧的方向靠近基板10的碰撞也能被外壳20阻挡，大大提高了麦克风模组100的结构稳定性和工作稳定性。需要说明的是，在安装本实施例的麦克风模组100时，可以在待安装平面做避让设置，从而便于避让侧板23超出第二表面12的部分，具体的可以为避让沉台或者避让槽，或者在第二表面12设置一定高度的焊盘，以使麦克风模组
100与外部的待安装面通过焊盘连接时，可以通过焊盘高度将第二表面12与待安装面形成间隔，便于安装。
[0049]
参照图3、图6、图8，在本实用新型的一些实施例中，所述侧板23背离所述顶板22的一端设有第一台阶面15，至少部分所述第一台阶面15贴合连接所述第一表面11并覆盖所述外侧面13。通过设置台阶面，使得第一表面11和外侧面13可以被良好贴合和保护，提高基板10的结构稳定性，降低由碰撞引起的失效概率。
[0050]
在本实用新型的一些实施例中，定义所述麦克风模组100包括竖直方向和与所述竖直方向垂直的水平方向，所述第一表面11沿水平方向延伸，所述外侧面13沿竖直方向延伸，所述第一台阶面15包括至少一沿水平方向延伸的第一水平连接区2331和至少一沿竖直方向延伸的第一竖直连接区2332，所述第一水平连接区2331和所述第一竖直连接区2332交替连接设置，所述第一水平连接区2331贴合连接于所述第一表面11，所述第一竖直连接区2332贴合连接或邻近所述外侧面13。
[0051]
如此设置，使得第一水平连接区2331与基板10的第一表面11固定，保证外壳20与基板10的固定效果，通过顶板22和侧板23的台阶面处的第一水平连接区2331，对第一表面11进行保护，保证基板10在第一表面11可以有效防止外部碰撞带来的影响，进一步通过第一竖直连接区2332与基板10的第二表面12固定，保证外壳20与基板10的固定效果，并使得基板10的外侧面13得到侧板23保护。本实施例中，第一竖直连接区2332可以贴合设置在外侧面13或者覆盖外侧面13，只要第一表面11处得到良好的固定，即可实现外壳20对基板10的保护，由于只需固定一处，提高了麦克风组件的生产效率。当然，也可以采用仅在外侧面13固定的方式，只要便于固定外壳20即可。
[0052]
参照图3、图6、图8，可以理解的是，第一水平连接区2331和第一竖直连接区2332距离顶板22最近的为第一水平连接区2331，距离顶板22最远的可以为第一水平连接区2331，也可以为第一竖直连接区2332，只要便于保护基板10，保证麦克风模组100的结构稳定性和工作稳定性即可。
[0053]
参照图6，在本实用新型的一些实施例中，所述基板10的边缘设有第二台阶面，所述第二台阶面包括至少一沿水平方向延伸的第二水平连接区151和至少一沿竖直方向延伸的第二竖直连接区152，所述第二水平连接区151和所述第二竖直连接区152交替连接设置，所述第二水连接区连接所述外侧面13，所述第二竖直连接区152连接所述第一表面11；一所述第一水平连接区2331与一所述第二水平连接区151贴合设置，一所述第一竖直连接区2332与一所述第二竖直连接区152贴合连接或相互邻近。本实施例中，将电路板的边缘设置第二台阶面，从而可以通过侧板23的第一台阶面15与第二台阶面搭接配合，具体的，通过一所述第一水平连接区2331与一所述第二水平连接区151贴合设置，一所述第一竖直连接区2332与一所述第二竖直连接区152贴合连接或相互邻近，提高外壳20与电路板的结合面积，提高二者的结合效果。
[0054]
可以理解的是，在一实施例中，外壳20具有多个第一水平连接区2331和多个第一竖直连接区2332，电路板具有多个第二水平连接区151和多个第二竖直连接区152，此时同样将一所述第一竖直连接区2332与一所述第二竖直连接区152贴合连接或相互邻近，以提高外壳20与电路板的结合面积，提高二者的结合效果。
[0055]
在本实用新型的一些实施例中，所述侧板23包括连接部231和折弯部232，所述连
接部231与所述顶板22连接，所述顶板22、所述连接部231和所述基板10共同围合形成所述收容空间21，所述折弯部232包括沿水平方向延伸的第一段2321和沿竖直方向延伸并与第一段2321连接的第二段2322，所述第一段2321连接于所述连接部231背离所述顶板22的一侧；所述第一水平连接区2331设于所述第一段2321，所述第一段2321与所述第一表面11固定连接，所述第一竖直连接区2332设于所述第二段2322，所述第二段2322贴合连接或邻近所述外侧面13。本实施例中的外壳20为冲压成型制作，如此，使得顶板22和侧板23的厚度是一致的(具体为顶板22与侧板23的连接部231、折弯部232厚度一致)，可以理解的是，该外壳20的外轮廓最大处，即为侧板23背离基板10一端的轮廓(第一段2321或第二段2322为端部时的情况)。外壳20的顶板22和侧板23由于经过第一段2321的过渡继而全面覆盖电路板，该顶板22的外轮廓会比电路板小，因此本实施例的技术方案还可以减小外壳20的占用空间，减小麦克风模组100的体积。
[0056]
在本实用新型的一些实施例中，所述外壳20与所述基板10焊接连接或者粘接连接。该焊接连接可以为全密封焊接，在具体焊接时，侧板23与基板10焊接的位置可以进行镀层处理(在外壳20上镀上一层金属层40，或者直接将外壳20采用金属制作)，该镀层选择与焊料能够发生钎焊反应的材质即可。且在焊接时，外壳20与基板10接触位置焊接密封，以使得外壳20与基板10之间形成一个密封的保护空间。该电路板在对应焊接的位置可以具有焊盘或者金属层40，从而便于焊接。具体的焊接位置可以选择在第一表面11，或者在电路板的第二水平连接区151，前述的位置在麦克风模组100水平放置时朝上设置，便于操作。当然，在外侧面13也可以焊接固定，只要便于操作即可。
[0057]
在采用粘接连接的方式时，可以首先将外壳20扣到传感器组件上，之后在外壳20四周涂覆一圈粘接胶40，该粘接胶40将外壳20与基板10粘接连接，并且在涂覆时，粘接胶40连续涂覆，从而保证外壳20与基板10之间密封连接。此外，还可以在外壳20用于与基板10连接的面(第一台阶面15)涂覆上粘接胶40(当然也可以在第一表面11、第二台阶面和外侧面13设置粘接胶40)，在外壳20盖合到基板10上时，通过该粘接胶40进行预定位，之后再涂覆一圈粘接胶40进行粘接，从而既可以提高外壳20与基板10之间的粘接强度，同时还可以提高外壳20与基板10之间的密封效果。或者在需要粘结固定的位置直接设置导电胶，将外壳20与电路板粘结固定。
[0058]
参照图1至图6，在本实用新型的一些实施例中，所述外壳20的厚度h的取值范围为：70um≤h≤150um。当外壳20的厚度小于70um时，外壳20的厚度较薄，从而结构强度较低，受收到外部碰撞时，不能较好地对基板10和安装在基板10上的电子元器件进行保护；当外壳20的厚度大于150um时，对外壳20的制作成本提高，并且厚度较大的外壳20不易成型，降低了生产效率和良品率，当外壳20的厚度h的取值范围为70um≤h≤150um时，一方面可以保证对基板10和安装在基板10上的电子元器件进行良好保护，另一方面还可以保证外壳20的制作成本和生产效率。可以理解的是，当外壳20的厚度取值为80umn、90um、100um、110um、120um、130um、140um时均可一方面可以保证对基板10和安装在基板10上的电子元器件进行良好保护，另一方面还可以保证外壳20的制作成本和生产效率。
[0059]
在本实用新型的一些实施例中，所述传感组件30包括asic芯片31与mems麦克风芯片32，所述asic芯片31与所述mems麦克风芯片32均与所述基板10电性连接，所述mems麦克风芯片32罩盖所述声孔14设置。mems麦克风芯片32在不同温度下的性能都十分稳定，其敏
感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。由于耐热性强，mems麦克风芯片32可承受260℃的高温回流焊，而性能不会有任何变化。由于组装前后敏感性变化很小，还可以节省制造过程中的音频调试成本。asic(application specific integrated circuit)芯片为mems麦克风芯片32提供外部偏置，有效的偏置将使mems麦克风芯片32在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数，还支持具有不同敏感性的麦克风设计，保证麦克风模组100的工作稳定性。
[0060]
本实用新型还提出一种音频设备(未图示)，该音频设备包括麦克风模组100，所述麦克风模组100包括：基板10，所述基板10包括相对设置的第一表面11和第二表面12，以及连接所述第一表面11和所述第二表面12的外侧面13，所述基板10还设有贯穿所述第一表面11和所述第二表面12的声孔14；外壳20，所述外壳20连接所述第一表面11并覆盖所述外侧面13，所述外壳20和所述基板10围合形成与所述声孔14连通的收容空间21；以及传感组件30，所述传感组件30设于所述收容空间21内，并与所述基板10电性连接，所述传感组件30对应所述声孔14设置。由于本音频设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0061]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。