微机电传感器和电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种微机电传感器和电子设备，该微机电传感器包括基板、MEMS传感器芯片和金属外壳，所述基板和所述金属外壳连接形成内腔，所述MEMS传感器芯片收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片包含振膜和固定架，所述振膜、所述固定架围合形成MEMS传感器芯片背腔，所述基板设有下凹的避空位，所述振膜投影于所述基板上的投影轮廓与至少部分所述避空位重合，所述避空位与所述背腔连通，以此扩大传感器芯片背腔空气容积，并增大所述MEMS传感器芯片背腔振膜的振动空间。本实用新型专利技术技术方案提高了微机电传感器的灵敏度和信噪比，节约了研发成本。

【技术实现步骤摘要】
微机电传感器和电子设备
本技术涉及传感器领域，尤其涉及一种微机电传感器和应用该微机电传感器的电子设备。
技术介绍
随着半导体制造技术的日益成熟，在此基础上所发展起来的MEMS微机电系统以其体积小，功耗低，性能稳定的优点也逐渐成为现今高新技术发展的主流之一。完整的微机电系统的主要包含其中的微传感器，微动作器及微能源。现有的微机电传感器多采用在PCB板上固定MEMS传感器芯片和ASIC放大器芯片，并将芯片之间和PCB板导通，此外在PCB板上焊接用以电磁屏蔽的金属外壳形成一个完整的声电换能传感器。提高该传感器的信噪比和灵敏度以达到客户体验和使用要求是目前市场竞争的主要目的，而通过提高MEMS传感器芯片和ASIC放大器芯片的性能指标无疑会投入大量的研发成本，因此如何通过优化传感器结构以提高信噪比和灵敏度即是现下市场竞争的主要手段。由于微机电传感器的尺寸狭小且有限，限定了MEMS传感器芯片背腔尺寸，而使得相应的背腔空气容积小，振膜振动空间狭小，影响微机电传感器的灵敏度和信噪比。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种优化的微机电传感器结构，旨在通过增大MEMS传感器芯片背腔容积的方式提高微机电传感器的灵敏度和信噪比。为实现上述目的，本技术提出的一种微机电传感器，包括基板、MEMS传感器芯片和金属外壳，所述基板和所述金属外壳连接形成内腔，MEMS传感器芯片收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片包含振膜和固定架，所述振膜、所述固定架围合形成传感器背腔，所述基板设有下凹的避空位，所述振膜投影于所述基板上的投影轮廓与至少部分所述避空位重合，所述避空位与所述背腔连通，以扩大微机电传感器背腔空气容积，从而增大所述MEMS传感器芯片上振膜的振动空间，减少空气阻力。可选地，所述避空位具有面向所述内腔的开口，所述开口正对于所述背腔。可选地，所述避空位为避空孔或避空槽，所述避空孔或所述避空槽与所述背腔形成封闭的振动空间。可选地，所述避空位的深度h的取值范围为：0.1mm≤h≤3mm。可选地，所述避空孔或所述避空槽内壁设有光滑层，以使所述避空孔或所述避空槽内壁光滑；和/或，定义所述避空孔或所述避空槽具有深度方向，所述避空孔或所述避空槽具有垂直所述深度方向的截面，所述截面的截面轮廓为圆形、椭圆形、或多边形。可选地，所述MEMS传感器芯片粘接于所述基板，并与所述基板电性连接。可选地，所述微机电传感器还包括ASIC放大器芯片，所述ASIC放大器芯片固定在所述基板上，收容于所述内腔，并分别与所述基板和所述MEMS传感器芯片电性连接。可选地，所述基板环绕所述内腔设有焊盘，所述金属外壳焊接在所述焊盘上。可选地，所述金属外壳上设有声孔，所述声孔与所述内腔连通。本技术还提出一种电子设备，包括微机电传感器，该微机电传感器包括基板、MEMS传感器芯片和金属外壳，所述基板和所述金属外壳连接形成内腔，所述MEMS传感器芯片收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片包含振膜和固定架，所述振膜、所述固定架围合形成微机电传感器背腔，所述基板设有下凹的避空位，所述振膜投影于所述基板上的投影轮廓与至少部分所述避空位重合，所述避空位与所述背腔连通，以扩大微机电传感器背腔空气容积，并增大所述MEMS传感器芯片上振膜的振动空间。本技术技术方案通过设置基板和金属外壳，并将基板和金属外壳连接形成内腔，进一步在内腔中设置MEMS传感器芯片，该MEMS传感器芯片包含提供振动信息的振膜和支撑振膜的固定架，振膜和固定架共同围合形成微机电传感器背腔，进而在基板上增加与微机电传感器背腔连通的下凹的避空位，以此增大微机电传感器背腔容积，使得MEMS传感器芯片能响应较低的声音频率，扩大微机电传感器能响应和转换的声音频率范围，提高微机电传感器的灵敏度，另外增大MEMS传感器芯片背腔振膜的振动空间，扩大微机电传感器背腔空气容积，使得振膜在振动时所受的空气阻力减小，进而使得声波更容易推动振膜运动，提高微机电传感器的信噪比。如此，本技术技术方案在不改变芯片性能的情况下，提高了微机电传感器的灵敏度和信噪比，较好地满足的用户的体验和使用要求，同时也避免了研发升级芯片而投入大量资金成本。附图说明为了更清楚地说明本技术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示出的结构获得其他的附图。图1为本技术的微机电传感器一实施例的结构俯视图；图2为本技术的微机电传感器一实施例的结构左视图；图3为本技术的微机电传感器一实施例的结构仰视图；图4为本技术的微机电传感器一实施例的结构爆炸图。附图标号说明：本技术目的实现、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技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术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。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在本技术中如涉及“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，也不在本技术要求的保护范围之内。请参照图1至图3，本技术提出一种微机电传感器100，在本技术的一些实施例中，该微机电传感器100包括基板30、MEMS传感器芯片20和金属外壳10，所述基板30和所述金属外壳10连接形成内腔，所述MEMS传感器芯片20收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片20包含振膜21和固定架22，所述振膜21、所述固定架22围合形成微机电传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电传感器，包括基板、MEMS传感器芯片和金属外壳，所述基板和所述金属外壳连接形成内腔，所述MEMS传感器芯片收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片包含振膜和固定架，所述振膜、所述固定架围合形成微机电传感器背腔，其特征在于，所述基板设有下凹的避空位，所述振膜投影于所述基板上的投影轮廓与至少部分所述避空位重合，所述避空位与所述背腔连通，以扩大微机电传感器背腔空气容积，并增大所述MEMS传感器芯片上振膜的振动空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种微机电传感器，包括基板、MEMS传感器芯片和金属外壳，所述基板和所述金属外壳连接形成内腔，所述MEMS传感器芯片收容于所述内腔，所述MEMS传感器芯片包含振膜和固定架，所述振膜、所述固定架围合形成微机电传感器背腔，其特征在于，所述基板设有下凹的避空位，所述振膜投影于所述基板上的投影轮廓与至少部分所述避空位重合，所述避空位与所述背腔连通，以扩大微机电传感器背腔空气容积，并增大所述MEMS传感器芯片上振膜的振动空间。


2.如权利要求1所述的微机电传感器，其特征在于，所述避空位具有面向所述内腔的开口，所述开口正对于所述背腔。


3.如权利要求1所述的微机电传感器，其特征在于，所述避空位为避空孔或避空槽，所述避空孔或所述避空槽与所述背腔形成封闭的振动空间。


4.如权利要求1所述的微机电传感器，其特征在于，所述避空位的深度h的取值范围为：0.1mm≤h≤3mm。


5.如权利要求3所述的微机电传感器，其特征在于，所述避空孔或所述避空槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小贾，
申请(专利权)人：广州市意芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44