MEMS麦克风及电子装置的制作方法

本发明涉及麦克风
技术领域：
，特别涉及一种mems麦克风及电子装置。
背景技术：
：微型机电系统(microelectromechanicalsystem)麦克风(简称为mems麦克风)，通常应用到电子装置中作为声电转换装置。然而，传统mems麦克风通常是在壳体上开设进声孔，这样会导致壳体内侧的封装腔经该进声孔直接暴露在外部环境中，从而外部环境中的灰尘等异物极容易从该进声孔落入到封装腔内，进而污染或损坏封装腔内的部件(如mems芯片、asic芯片，pcb板上的电路等)，最后导致mems麦克风性能下降甚至失效。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种mems麦克风，旨在减少外部环境中的灰尘等异物落入到mems麦克风内部的情况出现，以提高mems麦克风信噪比。为实现上述目的，本发明提出一种mems麦克风，所述mems麦克风包括pcb板和壳体；其中，所述pcb板具有底面、顶面及沿其环周设置侧面；所述壳体设置在所述pcb板的顶面，以与所述pcb板围合形成封装腔；其中，所述pcb板设置有进声声道，所述进声声道具有声道入口和声道出口，所述声道入口形成在所述侧面，所述声道出口形成在所述顶面并与所述封装腔连通。可选地，所述mems麦克风还包括设置在所述pcb板上的mems芯片；所述声道出口形成在所述pcb板的位于所述mems芯片外侧的位置上。可选地，所述mems麦克风还包括设置在所述pcb板上并与该pcb板电性连接的asic芯片，所述asic芯片与所述mems芯片连接。可选地，所述mems麦克风还包括除尘结构，所述除尘结构设置在所述进声声道内，所述除尘结构覆盖所述进声声道的横截面。可选地，所述除尘结构为发泡材料，所述发泡材料填充于所述进声声道内。可选地，所述发泡材料自所述进声声道的声道入口填充至其声道出口。可选地，所述进声声道包括横向通道和纵向通道；其中，所述横向通道自其侧面向内延伸，所述横向通道的外端形成所述声道入口；所述纵向通道自所述横向通道的内端向上贯穿所述顶面，所述纵向通道的上端形成所述声道出口。可选地，所述横向通道的顶壁到其底壁之间的距离定义为d1；所述pcb板的厚度定义为h；其中，h/3≤d1≤h/2。可选地，所述横向通道的顶壁到所述pcb板的顶面之间的距离定义为d2，所述横向通道的底壁到所述pcb板的底面之间的距离定义为d3；其中，d2＝d3。本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括电子装置本体和mems麦克风；所述mems麦克风安装于所述电子装置本体内。所述mems麦克风包括pcb板和壳体；其中，所述pcb板具有底面、顶面及沿其环周设置侧面；所述壳体设置在所述pcb板的顶面，以与所述pcb板围合形成封装腔；其中，所述pcb板设置有进声声道，所述进声声道具有声道入口和声道出口，所述声道入口形成在所述侧面，所述声道出口形成在所述顶面并与所述封装腔连通。本发明的技术方案，通过在mems麦克风的pcb板上设置进声声道，该进声声道的声道入口形成在pcb板的侧面，而其声道出口则形成在pcb板的顶面，从而使得外部环境中的灰尘等杂质难以从mems麦克风侧面落入到进声声道的声道入口，更难以从弯折形的进声声道通过而进入到封装腔内，从而有效减少外部环境中的灰尘等异物落入到封装腔内的情况出现，避免封装腔内的部件(如mems芯片、asic芯片，pcb板上的电路等)受到污染或损坏，进而可提高mems麦克风的信噪比，改善mems麦克风质量。附图说明为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。图1为传统mems麦克风的结构示意图；图2为本发明mems麦克风一实施例的结构示意图；图3为图2中a处的放大图；图4为图3中pcb板与进声声道的大小比例对比示意图；图5为本发明mems麦克风另一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100pcb板10a底面110进声声道10b顶面111横向通道10c侧面112纵向通道200壳体101声道入口300mems芯片102声道出口400asic芯片120发泡材料本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，也不在本发明要求的保护范围之内。请参阅图1，传统mems麦克风包括pcb板100、壳体200及芯片组件。其中，在壳体200的顶壁开设有进声孔201，该进声孔201正对pcb板100敞开，也就使得壳体200和pcb板100之间的封装腔202经该进声孔201直接显露在外部环境中。因此，这种在壳体200上直接开设进声孔的方式，至少存在如下三个缺陷：①外部环境中的灰尘等异物极从该进声孔直接向下落入到封装腔202内，进而污染或损坏封装腔202内的部件(如mems芯片300、asic芯片400，pcb板100上的电路等)，最后导致mems麦克风性能下降甚至失效；②壳体200上的进声孔201位于mems芯片300上方，因此，外部光线极容易从进声孔照射到mems芯片300上，而mems芯片300对光线较为敏感，受光线直射容易损坏；③在壳体200上开设进声孔破坏了壳体200结构的完整性，使得壳体200不再是封闭的结构，外部环境的电磁辐射等容易从该进声孔进入到封装腔202内，进而对mems芯片等结构造成干扰。请参阅图2，鉴于上述问题，本发明提出一种mems麦克风的实施例，所述mems麦克风通过在pcb板100上设置进声声道110，可解决上述传统mems麦克风的一个或两个或两个以上的缺陷。以下将对本发明的mems麦克风的具体结构进行详细介绍。请参阅图2和图3，在本发明的mems麦克风的一实施例中，所述mems麦克风包括pcb板100和壳体200；pcb板100具有底面10a、顶面10b及沿其环周设置侧面10c；壳体200罩盖设置在pcb板100的顶面10b，以与pcb板100围合形成封装腔202。其中，pcb板100设置有进声声道110，进声声道110具有声道入口101和声道出口102，声道入口101形成在pcb板100的侧面10c；声道出口102形成在pcb板100的顶面10b，并与封装腔202连通。具体说来，pcb板100上集成有电路；壳体200采用金属材料制成，用于屏蔽外部信号干扰。该壳体200罩盖在pcb板100上，壳体200的下周缘与pcb板100连接，以与pcb板100围合形成封装腔202，该封装腔202用于封装mems麦克风的mems芯片300和asic芯片400。进声声道110设置在pcb板100的内部，该进声声道110将外部环境和封装腔202连通。mems麦克风工作时，外部环境的声音从该进声声道110的声道入口101、声道出口102传入到封装腔202内，再从封装腔202传达到mems芯片300的顶部，进而被mems芯片300感应。由于该进声声道110的声道入口101形成在pcb板100的侧面10c，而其声道出口102则形成在pcb板100的顶面10b，也就是说，进声声道110在其延伸方向上形成有拐点，使得进声声道110呈非直线形，这种非直线形的进声声道110可以达到防尘、遮光等效果，具体后文还有详细介绍。本发明的技术方案，通过在mems麦克风的pcb板100上设置进声声道110，该进声声道110的声道入口101形成在pcb板100的侧面10c，而其声道出口102则形成在pcb板100的顶面10b，从而使得外部环境中的灰尘等杂质难以从mems麦克风侧面10c落入到进声声道110的声道入口101，更难以从弯折形的进声声道110通过而进入到封装腔202内，从而有效减少外部环境中的灰尘等异物落入到封装腔202内的情况出现，避免封装腔202内的部件(如mems芯片300、asic芯片400，pcb板100上的电路等)受到污染或损坏，进而可提高mems麦克风的信噪比，改善mems麦克风质量。如前述介绍，进声声道110呈非直线形，从而mems麦克风外部的光线难以从该进声声道110通过，也就难以照射到封装腔202内的mems芯片300上；并且，进声声道110的声道出口102位于pcb板100的顶面10b，声道出口102与mems芯片300不相对，即使有少量光线从进声声道110的声道出口102射入到封装腔202，也难以直射到mems芯片300上，从而可避免mems芯片300被强光线直射损坏。此外，由于进声声道110形成在pcb板100上，在壳体200上没有形成孔隙结构，使得壳体200的结构保持完整，壳体200与pcb板100围合可形成密封性良好的封装腔202，大大提高封装腔202的密封性。因此，外部环境的电磁辐射等难以进入到封装腔202内，进而减少外部电磁辐射对mems芯片等结构造成干扰。请参阅图2和图3，在一实施例中，所述mems麦克风还包括设置在pcb板100上的mems芯片300；声道出口102形成在pcb板100的位于mems芯片300外侧的位置上；也就相当于说，声道出口102位于mems芯片300的一侧。声音从进声声道110的声道出口102进入到封装腔202后，声音就近传达到mems芯片300的顶部，进而被mems芯片300顶部的振膜快速感应到，有效提高mems芯片300的感应效率。进一步地，所述mems麦克风还包括设置在pcb板100上并与该pcb板100电性连接的asic芯片400，asic芯片400与mems芯片300连接。具体地，asic芯片400通过金属线与mems芯片300电性连接，asic芯片400用于处理电信号。请参阅图2至图4，在一实施例中，进声声道110包括横向通道111和纵向通道112；其中，横向通道111自pcb板100的侧面10c向内延伸，横向通道111的外端形成声道入口101；纵向通道112自横向通道111的内端向上贯穿顶面10b，纵向通道112的上端形成声道出口102。具体说来，进声声道110的横向通道111和纵向通道112配合呈l形设置，横向通道111和纵向通道112之间连通的位置形成进声声道110的拐点。该拐点可以是直角形拐点，也可以是弧形拐点。外部环境的灰尘或光线受到该拐点的阻挡，难以越过该拐点，进而难以进入到mems麦克风的封装腔202内。值得一提的是，传统mems麦克风是在壳体200上直接贯设进声孔201，而没有形成l形声道。因此，当用户对mems麦克风有l形声道的需求时，需要额外在其进声孔位置配置一个l形声道结构(l形中空柱体)，使用体验较差。而在本实施例中，由于本发明的mems麦克风的进声声道110呈l形设置，使得进声声道110本身就形成了l形声道，从而可满足用户对mems麦克风有l形声道的需求，无需用户额外为mems麦克风配置l形声道结构，用户可以更灵活设计，大大提升mems麦克风的使用体验。当然，进声声道110的形状并不局限于前面所述的l形状。在其他实施例中，进声声道110也可以是呈y字形设置的通道(即进声声道110具有一个声道入口101和两个声道出口102)；或者，进声声道110呈弧形设置。请参阅图2至图4，在一实施例中，考虑到pcb板100的厚度远小于其宽度或长度，横向通道111的顶壁到pcb板100的顶面10b之间的距离大小，容易影响到pcb板100的厚度方向上的强度。为便于解释说明，在此将横向通道111的顶壁到其底壁之间的距离定义为d1；pcb板100的厚度定义为h；其中，横向通道111的顶壁到其底壁之间的距离(即d1)相当于该横向通道111的径向高度。经研究发现，如果所述d1小于h/3，则横向通道111的径向高度较小，使得横向通道111的横截面也就较小，从而声音的传播阻力较大，不易接收声音。而如果所述d1大于h/2，则横向通道111的径向高度较大，这就使得pcb板100的对应该横向通道111的位置的中空程度较大，难以确保pcb板100在该位置的强度。基于此，在本实施例中，可选将所述d1设计为h/3≤d1≤h/2。所述d1在此范围内，既可以确保进声声道110的横向通道111具有较大的横截面，降低声音传播阻力，以增大声音接收量；并且，还可以确保pcb板100的对应该横向通道111的位置的中空程度不至于过大，确保pcb板100在该位置具有较佳的强度，不易发生断裂。进一步地，横向通道111的顶壁到pcb板100的顶面10b之间的距离定义为d2，横向通道111的底壁到pcb板100的底面10a之间的距离定义为d3；其中，d2＝d3，这样可使得pcb板100的位于该横向通道111上侧的部分的厚度，与其位于该横向通道111下侧的部分的厚度相当，pcb板100的位于横向通道111上下两侧的部分强度基本相当，不易出现单侧强度偏弱而断裂的情况。请参阅图3和图5，基于上述任意一实施例，又考虑到，mems麦克风在工作过程中，mems芯片300上的振膜震动，会使得内外气压差发生变化，从而会在进声声道110中产生有气流，这些气流可能会携带部分粉尘等异物进入到封装腔202内，进而污染封装腔202内的mems芯片300或asic芯片400等结构。鉴于此，为减少这种情况出现，可选地，所述mems麦克风还包括除尘结构120，除尘结构120设置在进声声道110内，除尘结构120覆盖进声声道110的横截面。除尘结构120用于过滤进入进声声道110中的粉尘等异物，以避免这些异物从进声声道110进入到封装腔202内，进而避免mems芯片300或asic芯片400等结构受到污染。对于除尘结构120的具体结构类型，则可以有多种结构设计。例如，除尘结构120可以为发泡材料120、滤网、纤维编织滤料等具有过滤粉尘等异物功能的结构。具体在本实施例中，除尘结构120为发泡材料120，发泡材料120填充于进声声道110内。发泡材料120可狭窄的进声声道110内气化产生气泡使之成为多孔的发泡结构，既降低了在狭窄的进声声道110内设置除尘结构120的难度，且发泡材料120形成的多孔发泡结构利于声音的传播，不易阻拦声音传入封装腔202。发泡材料120具体可选用软质发泡材料或结构泡沫材料；其中，软质发泡材料可以是以塑料(pe、eva等)、橡胶(sbr、cr等)等原材料，加以催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等辅料，通过物理发泡或交联发泡；结构泡沫材料以塑料(pvc、pet等)等为基础，通过贯穿的芳香酰胺聚合网络修正的发泡材料。请参阅图3和图5，进一步地，发泡材料120自进声声道110的声道入口101填充至其声道出口102。也就是说，进声声道110的横向通道111和纵向通道112均填充有发泡材料120，从而增大了过滤除尘面积，大大提高除尘效率。在填充过程中，可以从进声声道110的一端(如声道入口101或者声道出口102)一次性向进声声道110内填充发泡材料120，直到发泡材料120从进声声道110的另一端显现出时停止填充；或者，可以从进声声道110的两端(即声道入口101和声道出口102)同时定量填充发泡材料120，也就是说，声道入口101和声道出口102分别向横向通道111和纵向通道112同时填充，填充效果更佳，且填充效率更高。本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括电子装置本体和mems麦克风；其中，所述mems麦克风安装于所述电子装置本体内。所述mems麦克风的具体结构参照上述实施例，由于本电子装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样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。所述电子装置可以是传感器、手机、平板、笔记本电脑等电子设备。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12