MEMS传声器及受音装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种MEMS传声器及受音装置，其中，MEMS传声器包括：内置于传声器外壳与印刷电路板连接形成的腔体中的集成电路芯片、MEMS芯片和设置于MEMS芯片上的振膜，印刷电路板上设有音孔；集成电路芯片和MEMS芯片固定在印刷电路板上并通过金属线实现三者电连接；音孔的位置与振膜在印刷电路板的相对位置偏离设置，音孔通过一隧道与MEMS芯片前腔连通。本发明专利技术通过在印刷电路板和MEMS芯片之间设置隧道，当有较大声压或气压通过音孔时，可以增加声音阻尼，减小对振膜的冲击，进而能够简单有效地保护MEMS芯片，减少MEMS芯片振膜的破损风险，提高MEMS传声器的可靠性，延长MEMS传声器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

 本专利技术涉及传声器
，特别地，涉及一种MEMS传声器及受音装置。
技术介绍
MEMS麦克风是采用微机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）工艺制作的microphone。其中，麦克风又称传声器。这种新型传声器内含两个芯片―MEMS芯片和专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）芯片，两枚芯片封装在一个表面贴装器件封装体中。MEMS芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片用作电容器的弹性硅膜。该弹性硅膜将声波转换为电容变化。ASIC芯片用于检测电容变化，并将其转换为电信号输出。MEMS传声器与传统电容式传声器（ECM）相比，不仅具有很好的声学性能，还具有较高的信噪比和一致性较好的敏感度，并且在不同温度下的性能都十分稳定。MEMS传声器的另一突出优点是功耗很低，平均只有70μW，工作电压范围1.5V～3.3V。而且，MEMS传声器相对于传统ECM传声器更易于组合成传声器阵列，且稳定性很高，结合后端的语音算法，传声器阵列能够实现通话的指向性和提高通话质量。基于上述特性，MEMS传声器具有非常广泛的用途，既可用于智慧型手机，也可用于消费类电子产品、笔记本电脑以及医疗设备(如助听器)，还可应用于汽车行业(如免提通话装置)。甚至是将其应用于工业领域，例如用声波传感器监控设备运转。现有的MEMS传声器分前进音和零高度两种结构，现有的零高度MEMS传声器的具体结构参照图1所示，包括：印刷电路板1、MEMS芯片2、ASIC芯片5、振膜11、传声器外壳8、音孔12。其中，传声器外壳8与印刷电路板1结合形成腔体，内置ASIC芯片5和MEMS芯片2。传声器外壳8与印刷电路板1的连接处采用密封胶9进行密封，也可以采用锡膏进行密封。印刷电路板1上设置有音孔12。外界的声压或气压通过音孔12触发MEMS芯片上的振膜11振动。在上述腔体内部，ASIC芯片5通过固定胶6粘接在印刷电路板1上，并通过封装胶7进行封装。MEMS芯片2通过MEMS片封装胶3固定在印刷电路板1上。ASIC芯片5、MEMS芯片2和印刷电路板1通过金属线4实现三者的电连接，将信号送到印刷电路板1上然后输出。从上述零高度MEMS传声器的结构可知：现有的零高度MEMS传声器中MEMS芯片正对音孔，外部声(气)压直接施加在MEMS芯片上。但MEMS传声器内部的关键性器件—MEMS芯片即振动组件上的振膜材料为既薄又脆弱的单晶或多晶硅结构，在较高频率的声波或气压的冲击下会发生过度形变而破碎，由此导致整个传声器因振动组件损坏而无声音信号输出。另外，由于振膜材料为既薄又脆弱的单晶或多晶硅，在生产过程中，均会由于MEMS芯片破损造成一定的资源浪费，甚至会影响到产品的用户体验。以上现状为目前MEMS传声器领域普遍存在的可靠性问题，也是MEMS芯片亟需解决的一个难题。总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够降低MEMS传声器中MEMS芯片的损坏风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种MEMS传声器，其包含的MEMS芯片能够得到有效保护，减小MEMS芯片上振膜的破损风险。为了解决上述问题，一方面提供了一种MEMS传声器，包括：内置于传声器外壳与印刷电路板连接形成的腔体中的集成电路芯片、MEMS芯片和设置于MEMS芯片上的振膜，所述印刷电路板上设有音孔；所述集成电路芯片和MEMS芯片固定在所述印刷电路板上并通过金属线实现三者电连接；所述音孔的位置与所述振膜在所述印刷电路板的相对位置偏离设置，所述音孔通过一隧道与所述MEMS芯片前腔连通。优选的，所述隧道开设于所述印刷电路板上。优选的，在所述MEMS芯片与所述印刷电路板之间设置有开设有凹槽的垫片；所述隧道由所述凹槽与所述印刷电路板组合形成。优选的，所述隧道与所述MEMS芯片前腔的连通处设置有阻隔层。优选的，所述阻隔层上开设有若干透气孔。优选的，所述阻隔层与所述隧道一体加工成型。优选的，所述垫片为不锈钢垫片、铜垫片、玻璃垫片或塑料垫片。优选的，所述阻隔层上的透气孔为规则排列的小圆孔。另一方面，本专利技术还提供了一种受音装置，包括上述任一所述的MEMS传声器。优选的，所述装置为录音设备、移动通信终端、车载免提受话器、助听器、超声雷达定位装置或3D位置采集器。与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点：本专利技术通过音孔与MEMS芯片的振膜偏离设置，在音孔与MEMS芯片前腔之间设置隧道，当有较大声压或气压通过音孔、隧道触发振膜振动时，可以增加声音阻尼，减小对振膜的冲击，进而能够简单有效地保护MEMS芯片，减少MEMS芯片振膜的破损风险，提高MEMS传声器的可靠性，延长MEMS传声器的使用寿命。附图说明图1是现有MEMS传声器的结构示意图；图2是本专利技术MEMS传声器实施例一的结构示意图；图3是本专利技术MEMS传声器实施例二的结构示意图；图4-1是本专利技术MEMS传声器的垫片的结构示意图；图4-2是图4-1所示垫片的后视图；图4-3是图4-1所示垫片的剖视图；图5是本专利技术MEMS传声器中设置有阻隔层的垫片的结构示意图；图6是本专利技术MEMS传声器的阻隔层的结构示意图。附图标记1—印刷电路板；2—MEMS芯片；3—MEMS片封装胶；4—金属线；5—ASIC芯片；6—固定胶；7—封装胶；8—传声器外壳；9—密封胶；10—隧道；11—振膜；12—音孔；13—阻隔层；14—垫片；15—透气孔；16—凹槽。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图2示出了本专利技术MEMS传声器实施例一的结构示意图，MEMS传声器包括：印刷电路板1、MEMS芯片2、ASIC芯片5、振膜11、传声器外壳8、音孔12。其中，传声器外壳8与印刷电路板1结合形成腔体，内置ASIC芯片5和MEMS芯片2。传声器外壳8与印刷电路板1的连接处采用密封胶9进行密封，也可以采用锡膏等进行密封。在上述腔体内部，ASIC芯片5通过固定胶6粘接在印刷电路板1上，并通过封装胶7进行封装。MEMS芯片2通过MEMS片封装胶3固定在印刷电路板1上。振膜11设置于MEMS芯片2上。ASIC芯片5、MEMS芯片2和印刷电路板1通过金属线4实现三者的电连接，将信号送到印刷电路板1上然后输出。需要说明的是，上述实施例中ASIC芯片5、 MEMS芯片2与印刷电路板1的固定连接方式不应作为对本专利技术的限制。音孔12开设在印刷电路板1上，音孔12与振膜11在印刷电路板1上的相对位置偏离设置，即音孔12不正对MEMS芯片2设置。印刷电路板1的内部还开设有一条隧道10。隧道10的一端与音孔12连通，另一端与MEMS芯片前腔连通，即音孔12通过隧道10与MEMS芯片前腔连通。隧道10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS传声器，包括：内置于传声器外壳与印刷电路板连接形成的腔体中的集成电路芯片、MEMS芯片和设置于MEMS芯片上的振膜，所述印刷电路板上设有音孔；所述集成电路芯片和MEMS芯片固定在所述印刷电路板上并通过金属线实现三者电连接；其特征在于，所述音孔的位置与所述振膜在所述印刷电路板的相对位置偏离设置，所述音孔通过一隧道与所述MEMS芯片前腔连通。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS传声器，包括：内置于传声器外壳与印刷电路板连接形成的腔体中的集成电路芯片、MEMS芯片和设置于MEMS芯片上的振膜，所述印刷电路板上设有音孔；所述集成电路芯片和MEMS芯片固定在所述印刷电路板上并通过金属线实现三者电连接；其特征在于，所述音孔的位置与所述振膜在所述印刷电路板的相对位置偏离设置，所述音孔通过一隧道与所述MEMS芯片前腔连通。
2.根据权利要求1所述的MEMS传声器，其特征在于，所述隧道开设于所述印刷电路板上。
3.根据权利要求1所述的MEMS传声器，其特征在于，在所述MEMS芯片与所述印刷电路板之间设置有开设有凹槽的垫片；所述隧道由所述凹槽与所述印刷电路板组合形成。
4.根据权利要求2或3所述的MEMS传声器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万景明，杨少军，
申请(专利权)人：山东共达电声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：