一种mems麦克风的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种MEMS麦克风。该MEMS麦克风，包括：金属外壳(1)、线路板(2)、MEMS芯片(3)、ASIC芯片(4)和进声孔(9)；金属外壳(1)和线路板(2)形成MEMS麦克风的外部封装结构，MEMS芯片(3)和ASIC芯片(4)设置在封装结构的内部，进声孔(9)设置在封装结构上，该MEMS麦克风还包括：设置在封装结构内部的DSP芯片(5)。本实用新型的利用麦克风工作电流小、功耗低的特点，在现有MEMS麦克风中添加具有语音唤醒功能的DSP芯片，利用DSP芯片的语音唤醒功能来唤醒后端处理器，从而实现解放双手，节省电能，延长后端设备的待机时间。
【专利说明】
一种MEMS麦克风
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及声电产品技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
[0002]麦克风是一种声学传感器，可以用以拾取语音及声音，并将其转换成电信号。MEMS麦克风是采用微机电系统(Micro-Eletro-Mechanical System，MEMS)工艺制作的微型麦克风，已普遍运用于移动装置之中。
[0003]而现有的大多数移动装置从待机模式转变为工作模式通常是通过按键输入、触屏触摸唤醒或语音唤醒三种方式。其中按键输入和触屏触摸唤醒方式，由于需要利用双手对移动终端进行操作唤醒，使得用户与移动终端的交互体验并不理想；而现阶段的语音唤醒算法运行在移动终端的APP处理器或CODEC上，而执行语音唤醒算法的应用程序电流大、功耗高、影响用户的使用体验。
【实用新型内容】
[0004]鉴于上述问题，本实用新型提供了一种MEMS麦克风，以解决现有技术在实现语音唤醒过程中所导致的用户与终端设备的交互体验差，以及由于执行语音唤醒的应用程序电流大、浪费电能的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]本实用新型提供了一种MEMS麦克风，包括:金属外壳1、线路板2、MEMS芯片3、ASIC芯片4和进声孔9;金属外壳I和线路板2形成MEMS麦克风的外部封装结构，MEMS芯片3和ASIC芯片4设置在封装结构的内部，进声孔9设置在封装结构上，该MEMS麦克风还包括:设置在封装结构内部的DSP芯片5;
[0007]MEMS麦克风通过进声孔9拾取语音信号，MEMS芯片3将拾取到的语音信号转换为模拟语音信号发送给ASIC芯片4，ASIC芯片4将接收到的模拟语音信号转换为数字语音信号，并通过线路板2发送给DSP芯片5，DSP芯片5根据接收到的数字语音信号唤醒后端应用。
[0008]优选地，MEMS芯片3和DSP芯片5分布设置在线路板2的相应位置处；
[0009]ASIC芯片4位于MEMS芯片3或DSP芯片5上方的位置，且ASIC芯片4与MEMS芯片3，或者ASIC芯片4与DSP芯片5在线路板2上的投影至少部分重叠。
[0010]进一步优选地，ASIC芯片4设置在DSP芯片5上。
[0011 ]优选地，进声孔9设置在线路板2上，MEMS芯片3覆盖进声孔9 ；
[0012]或者，进声孔9设置在金属外壳I上。
[0013]优选地，金属外壳I为一体成型的帽状结构；
[0014]或者，金属外壳I为由侧壁的中空腔体和顶板构成的帽状结构。
[0015]进一步优选地，金属外壳I通过锡膏8焊接在所述线路板2上。
[0016]优选地，MEMS麦克风还包括:设置在封装结构内部的电容10，电容(10)用于滤除DSP芯片5的电源耦合杂波。
[0017]本实用新型实施例的有益效果是:本实用新型利用麦克风工作电流小、功耗低的特点，在传统MEMS麦克风中添加具有语音唤醒功能的DSP芯片，利用DSP芯片的语音唤醒功能来唤醒后端处理器。本实用新型的MEMS麦克风相比于现有技术，不但能够解放双手、节省电能，还能够延长后端设备的待机时间。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例提供的MEMS麦克风的剖面结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的另一种MEMS麦克风的剖面结构示意图；
[0020]图3为本实用新型实施例提供的MEMS麦克风的立体结构示意图；
[0021]图中:1、金属外壳；2、线路板;3、MEMS芯片;4、ASIC芯片；5、DSP芯片;6、金线；7、粘接胶;8、锡膏;9、进声孔;10、电容。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0023]实施例一:
[0024]图1和图2为本实施例提供的MEMS麦克风的剖面结构示意图，图3为本实施例提供的MEMS麦克风的立体结构示意图，如图1至图3共同所示，本实施例的MEMS麦克风包括:金属外壳1、线路板2、MEMS芯片3、ASIC芯片4和进声孔9;金属外壳I和线路板2形成MEMS麦克风的外部封装结构，MEMS芯片3和ASIC芯片4设置在封装结构的内部，进声孔9设置在封装结构上，该MEMS麦克风还包括:设置在封装结构内部的DSP芯片5。
[0025]MEMS麦克风通过进声孔9拾取语音信号，MEMS芯片3将拾取到的语音信号转换为模拟语音信号发送给ASIC芯片4，ASIC芯片4将接收到的模拟语音信号转换为数字语音信号，并通过线路板2发送给DSP芯片5，DSP芯片5根据接收到的数字语音信号唤醒后端应用。
[0026]在唤醒后端的处理器后，本实施例的DSP芯片5将MEMS麦克风后续拾取到的音频信号发送给后端的处理器。
[0027]在实际应用中，本实施例的DSP芯片5能够识别讲话人的身份，提高唤醒的安全度。具体的，DSP芯片5根据接收到的数字音频信号的语音特征，与预先设定的语音特征进行匹配，匹配成功后再利用该数字音频信号唤醒后端的处理器。本实施例中的语音特征包括但不局限于声纹特征。
[0028]需要说明的是，本实施例中的DSP芯片可以根据实际使用需求集成相关的功能模块，例如可以集成噪声处理模块、语音命令模块、侦测语言环境模块，以增加DSP芯片可实现的功能。
[0029]实施例二:
[0030]本实施例中的MEMS麦克风与实施例一中的MEMS麦克风的结构类似。
[0031 ] MEMS芯片3和DSP芯片5分布设置在线路板2的相应位置处，ASIC芯片4位于MEMS芯片3或DSP芯片5上方的位置，且ASIC芯片4与MEMS芯片3，或者ASIC芯片4与DSP芯片5在线路板2上的投影至少部分重叠。
[0032]其中，ASIC芯片4位于MEMS芯片3或DSP芯片5上方的位置可理解为:ASIC芯片4设置在金属外壳I上，且ASIC芯片4位于MEMS芯片3或DSP芯片5上方;或者，ASIC芯片4设置在MEMS芯片3或DSP芯片5上。当然，在实际应用中，可以根据MEMS麦克风元器件的布局要求，变动MEMS芯片、ASIC芯片和DSP芯片在封装结构内部的相对位置，如将MEMS芯片设置在封装结构的顶部，将DSP芯片设置在线路板上，将ASIC芯片设置在DSP芯片上;或者，将MEMS芯片、ASIC芯片和DSP芯片分布设置在线路板上。
[0033]本实施例通过下述优选方案，详细说明MEMS芯片、ASIC芯片和DSP芯片在封装结构内部的位置关系，以及芯片间的电连接方式。
[0034]参考图1或图2所示，在本实施例的优选方案中，MEMS芯片3和DSP芯片5分别设置在线路板2的预定位置处，ASIC芯片4设置在DSP芯片5上。通过将ASIC芯片4设置在DSP芯片5上，可以降低MEMS芯片、ASIC芯片和DSP芯片所占用的封装结构内部的横向尺寸，从而可以节省安装空间，将产品做得更小，满足电子产品小型化的市场需求。
[0035]在实际应用中，可以利用粘接胶7将MEMS芯片3粘接在线路板2上，将ASIC芯片4粘接在DSP芯片5，利用锡膏8将DSP芯片5焊接在线路板2上。此时，为实现语音信号的传递与处理，优选地，MEMS芯片3通过金线6电连接ASIC芯片4，ASIC芯片4通过金线6电连接线路板2，DSP芯片5通过焊接的方式电连接线路板2。即MEMS芯片3和ASIC芯片4之间通过打线的方式实现电连接，ASIC芯片4和线路板2之间通过打线的方式实现电连接，且由于在将封装好的DSP芯片焊接在线路板上时，DSP芯片的各管脚会焊接到线路板的设定位置处，从而能够实现DSP芯片与接线板之间的电连接，使得ASIC芯片和DSP芯片通过线路板实现电连接。需要说明的是，本实施例中的线路板上设置有焊盘，焊盘将MEMS麦克风内部芯片与外部电子电路电连接。
[0036]在实现MEMS芯片、ASIC芯片和DSP芯片之间的电连接后，MEMS芯片采集由进声孔进入MEMS麦克风封装结构内部的语音信号，并将语音信号转换为模拟语音信号发送给ASIC芯片，ASIC芯片将模拟语音信号转换为数字语音信号通过线路板发送给DSP芯片，DSP芯片将数字语音信号进行相应的处理并获得唤醒命令，将唤醒命令通过焊盘发送给外部电子电路，即发送给后端应用，从而实现后端应用的唤醒功能。
[0037]需要说明的是，本优选方案中的DSP芯片也可以采用打线的方式与线路板实现电连接。
[0038]进一步需要说明的是，在MEMS芯片和DSP芯片分布设置在线路板上时，ASIC芯片还可以设置在MEMS芯片上。此时，优选地利用锡膏将MEMS芯片焊接在线路板上，即MEMS芯片通过焊接的方式与线路板电连接，ASIC芯片可以采用焊接或打线的方式与MEMS芯片进行电连接。本实施例中的ASIC芯片在与MEMS芯片电连接后，通过线路板与DSP芯片实现电连接。
[0039]实施例三:
[0040]本实施例的MEMS麦克风与实施例一或实施例二中的MEMS麦克风的结构类似。
[0041]参考图1或图2所示，本实施例中的金属外壳I可以为一体成型的帽状结构;金属外壳I也可以为由侧壁的中空腔体和顶板构成的帽状结构。其中，金属外壳I通过锡膏8焊接在线路板2上，构成MEMS麦克风的封装结构。
[0042]本实施例中的进声孔9可以设置在线路板2上，也可以设置在金属外壳I上。如图1所示，当进声孔9设置在线路板2上时，MEMS芯片3覆盖进声孔9，优选地进声孔9位于MEMS芯片3的正下方;如图2所示，当进声孔9设置在金属外壳I上时，进声孔9可以设置在金属外壳I的顶部或侧部，优选地进声孔9位于MEMS芯片3的正上方。
[0043]如图3所示，本实施例中的MEMS麦克风还包括:设置在封装结构内部的电容10，电容10用于滤除DSP芯片5的电源耦合杂波。
[0044]综上所述，本实用新型公开了一种MEMS麦克风，本实用新型利用麦克风工作电流小、功耗低的特点，在传统MEMS麦克风中添加具有语音唤醒功能的DSP芯片，利用DSP芯片的语音唤醒功能来唤醒后端处理器。本实用新型的MEMS麦克风相比于现有技术，不但能够解放双手、节省电能，还能够延长后端设备的待机时间。
[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种MEMS麦克风，包括:金属外壳(1)、线路板(2)、1^3芯片(3)^31(:芯片(4)和进声孔(9);所述金属外壳(I)和所述线路板(2)形成MEMS麦克风的外部封装结构，所述MEMS芯片(3)和所述ASIC芯片(4)设置在所述封装结构的内部，所述进声孔(9)设置在所述封装结构上，其特征在于，该MEMS麦克风还包括:设置在所述封装结构内部的DSP芯片(5)； 所述MEMS麦克风通过所述进声孔(9)拾取语音信号，所述MEMS芯片(3)将拾取到的语音信号转换为模拟语音信号发送给所述ASIC芯片(4)，所述ASIC芯片(4)将接收到的模拟语音信号转换为数字语音信号，并通过所述线路板(2)发送给DSP芯片(5)，所述DSP芯片(5)根据接收到的数字语音信号唤醒后端应用。2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS芯片(3)和所述DSP芯片(5)分布设置在所述线路板(2)的相应位置处； 所述ASIC芯片(4)位于所述MEMS芯片(3)或所述DSP芯片(5)上方的位置，且所述ASIC芯片⑷与所述MEMS芯片(3)，或者所述ASIC芯片(4)与所述DSP芯片(5)在所述线路板(2)上的投影至少部分重叠。3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述ASIC芯片(4)设置在所述DSP芯片(5)上。4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述进声孔(9)设置在所述线路板(2)上，所述MEMS芯片(3)覆盖所述进声孔(9); 或者，所述进声孔(9)设置在所述金属外壳(I)上。5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述金属外壳(I)为一体成型的帽状结构； 或者，所述金属外壳(I)为由侧壁的中空腔体和顶板构成的帽状结构。6.根据权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述金属外壳(I)通过锡膏(8)焊接在所述线路板(2)上。7.根据权利要求1至6任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风还包括:设置在所述封装结构内部的电容(10)，所述电容(10)用于滤除所述DSP芯片(5)的电源耦合杂波。
【文档编号】H04R19/04GK205566635SQ201620203197
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】刘思桢, 刘德安
【申请人】歌尔股份有限公司