一种指向性MEMS麦克风制造技术

本发明专利技术公开一种指向性MEMS麦克风，包括：由基板和壳体围成的具有容纳腔的封装结构；以及位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板上的MEMS芯片；所述壳体上包括第一声孔，所述第一声孔包括：形成于壳体顶壁内第一声音通道；位于所述第一壳体的顶壁上且连通第一声音通道与外界的第一开孔，位于所述第二壳体的顶壁上且连通第一声音通道与容纳腔的第二开孔；所述基板上包括有第二声孔，所述第二声孔包括：形成于所述基板内部的第二声音通道；位于所述第二声音通道一端的且与所述MEMS芯片背腔对应连通的第三开孔；以及位于所述第二声音通道另一端的且贯穿所述基板底面的第四开孔。该MEMS麦克风具有良好的指向性能。

A Directional MEMS Microphone

The invention discloses a directional microphone, which comprises a packaging structure with a receiving chamber enclosed by a substrate and a housing, and a MEMS chip located in the receiving chamber and fixed on the substrate; the housing comprises a first sound hole, which comprises a first sound channel formed in the top wall of the housing, and a connected top wall of the first housing. The first sound channel and the first opening outside are located on the top wall of the second housing and connected with the first sound channel and the second opening of the accommodation cavity; the substrate includes a second sound hole, the second sound hole includes a second sound channel formed inside the substrate; the third opening at one end of the second sound channel and correspondingly connected with the back cavity of the MEMS chip. And a fourth opening located at the other end of the second sound channel and running through the bottom of the substrate. The microphone has good pointing performance.

【技术实现步骤摘要】
一种指向性MEMS麦克风
本专利技术涉及电声产品
更具体地，涉及一种指向性MEMS麦克风。
技术介绍
MEMS(微型机电系统)麦克风是一种基于MEMS技术制作出来的声电转换器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、轻薄化发展，MEMS麦克风被越来越多广泛地运用到诸如手机、平板电脑、相机、助听器、智能玩具以及监听装置等电子设备上。MEMS麦克风通常包括有MEMS芯片以及与之电连接的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，功能集成电路)芯片，其中MEMS芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在MEMS芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。现有技术中的麦克风，声音通常从单一的声孔进入，作用于MEMS芯片的振膜上，此类结构的MEMS麦克风为全指向性麦克风，无法实现声音的指向性，这在一定程度上限制了MEMS麦克风的应用领域和范围。这是因为全指向性麦克风对来自每个角度的声音的敏感度是一样的，即来自各个方向的声音均可以被其拾取到。当需要应用到某些特定的场所时，全指向性麦克风便无法满足要求。因此，需要提供一种指向性MEMS麦克风。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于是提供一种具有良好的指向性能的MEMS麦克风。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种指向性MEMS麦克风，包括：由基板和壳体围成的具有容纳腔的封装结构；以及位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板上的MEMS芯片；所述壳体包括第一壳体以及嵌套在第一壳体外的第二壳体，所述第一壳体顶壁与第二壳体顶壁之间形成有腔体空间；所述壳体上包括有将所述容纳腔与外界连通的第一声孔，所述第一声孔包括：由所述腔体空间构成的第一声音通道；位于所述第二壳体的顶壁上且连通第一声音通道与外界的第一开孔，位于所述第一壳体的顶壁上且连通第一声音通道与容纳腔的第二开孔；所述基板上包括有将所述MEMS芯片的背腔与外界连通的第二声孔；所述第二声孔包括：形成于所述基板内部的第二声音通道；位于所述第二声音通道一端的且与所述MEMS芯片背腔对应连通的第三开孔；以及位于所述第二声音通道另一端的且贯穿所述基板底面的第四开孔。此外，优选地方案是，所述第一开孔的竖向投影与所述第二开孔的竖向投影不重叠。此外，优选地方案是，所述第三开孔的竖向投影与所述第四开孔的竖向投影不重叠。此外，优选地方案是，所述指向性MEMS麦克风还包括覆盖所述第三开孔或第四开孔的阻尼片。此外，优选地方案是，所述第三开孔由若干形成于所述基板上的微孔构成，或所述第四开孔由若干形成于所述基板上的微孔构成。此外，优选地方案是，所述第一声音通道与所述第二声音通道的长度和/或形状不相同。此外，优选地方案是，所述指向性MEMS麦克风还包括位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板上的ASIC芯片。此外，优选地方案是，所述MEMS芯片与所述ASIC芯片间通过金线通信连接；所述ASIC芯片与所述基板间通过金线通信连接。此外，优选地方案是，所述壳体与所述基板之间通过胶体粘接或者锡膏焊接结合固定在一起。此外，优选地方案是，所述第一壳体和所述第二壳体通过模具同时冲压成型，且通过自然应力嵌套在一起。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提供的MEMS麦克风，外界的声音分别通过第一声孔和第二声孔作用于MEMS芯片振膜的两侧，第一声孔中的第一声音通道可以形成管道阻尼，减小声音通过第一声孔的声压，在物理结构上加大了声音经过第一声孔和第二声孔到达MEMS芯片振膜的声程差。当外界环境中有不同角度的声音输入时，振膜的灵敏度会产生差异，即来自不同方向的声音可以产生不同的灵敏度，MEMS芯片在两路声波的共同作用下产生电信号输出，从而实现了MEMS麦克风良好的指向性能。2、本专利技术的MEMS麦克风在壳体上设有第一声音通道，在基板上设有第二声音通道，使用时，气流首先经过第一声音通道或第二声音通道，然后再通过壳体上的第二开孔或基板上的第三开孔作用在MEMS芯片上，第一声音通道和第二声音通道可以对气流进行缓冲，防止较大气流通过声孔直接作用于MEMS芯片上，确保MEMS芯片不受大气流的影响，解决了现有MEMS麦克风超过一定频率时频率响应曲线会明显下降的问题，起到调节麦克风的高频响应的作用，有效地保持MEMS麦克风的电声转换性能。3、本专利技术的MEMS麦克风中，第二声音通道的设置能有效增大MEMS芯片的背腔体积，使MEMS麦克风产品得到更高的灵敏度和更高的信噪比，提高了产品的声学性能，且第二声音通道设置在基板内部，适应目前电子行业小型化、微型化的发展需求。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施方式的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会更清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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进行简单的介绍。可以理解的是，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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他的附图。图1示出本专利技术一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。图2示出本专利技术另一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。图3示出本专利技术另一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。图4示出本专利技术另一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。附图标记说明：1、壳体；11、第二壳体；12、第一壳体；13、第一声孔；131、第一开孔；132、第一声音通道；133、第二开孔；2、基板；21、第二声孔；211、第三开孔；212、第二声音通道；213、第四开孔；3、MEMS芯片；4、ASIC芯片；5、金线；6、阻尼片；7、微孔。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。现有技术中的麦克风，声音通常从单一的声孔进入并作用于MEMS芯片上，此类结构的MEMS麦克风为全指向性麦克风，无法实现声音的指向性，这在一定程度上限制了MEMS麦克风的应用领域和范围，当需要应用到某些特定的场所时，全指向性麦克风便无法满足要求。基于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种具有新型结构的指向性MEMS麦克风。具体地，下面结合附图进行详细说明。图1示出本专利技术一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。图2示出本专利技术另一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图。图3示出本专利技术另一优选实施方式中指向性MEMS麦克风的截面结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指向性MEMS麦克风，其特征在于，包括：由基板和壳体围成的具有容纳腔的封装结构；以及位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板上的MEMS芯片；所述壳体包括第一壳体以及嵌套在第一壳体外的第二壳体，所述第一壳体顶壁与第二壳体顶壁之间形成有腔体空间；所述壳体上包括有将所述容纳腔与外界连通的第一声孔，所述第一声孔包括：由所述腔体空间构成的第一声音通道；位于所述第二壳体的顶壁上且连通第一声音通道与外界的第一开孔，位于所述第一壳体的顶壁上且连通第一声音通道与容纳腔的第二开孔；所述基板上包括有将所述MEMS芯片的背腔与外界连通的第二声孔；所述第二声孔包括：形成于所述基板内部的第二声音通道；位于所述第二声音通道一端的且与所述MEMS芯片背腔对应连通的第三开孔；以及位于所述第二声音通道另一端的且贯穿所述基板底面的第四开孔。

【技术特征摘要】
1.一种指向性MEMS麦克风，其特征在于，包括：由基板和壳体围成的具有容纳腔的封装结构；以及位于所述容纳腔内且结合固定在所述基板上的MEMS芯片；所述壳体包括第一壳体以及嵌套在第一壳体外的第二壳体，所述第一壳体顶壁与第二壳体顶壁之间形成有腔体空间；所述壳体上包括有将所述容纳腔与外界连通的第一声孔，所述第一声孔包括：由所述腔体空间构成的第一声音通道；位于所述第二壳体的顶壁上且连通第一声音通道与外界的第一开孔，位于所述第一壳体的顶壁上且连通第一声音通道与容纳腔的第二开孔；所述基板上包括有将所述MEMS芯片的背腔与外界连通的第二声孔；所述第二声孔包括：形成于所述基板内部的第二声音通道；位于所述第二声音通道一端的且与所述MEMS芯片背腔对应连通的第三开孔；以及位于所述第二声音通道另一端的且贯穿所述基板底面的第四开孔。2.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述第一开孔的竖向投影与所述第二开孔的竖向投影不重叠。3.根据权利要求1所述的指向性MEMS麦克风，其特征在于，所述第三开孔的竖向投影与所述第四开孔的竖向投影不重叠。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兆斌，王友，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37