麦克风芯片及其封装结构制造技术

本发明专利技术提供了一种麦克风芯片及其封装结构，以解决现有技术中基于空气传播原理的麦克风应用场景受限的问题。麦克风芯片包括振动采集单元、转换单元，以及位于振动采集单元和转换单元之间的第一腔体；其中，振动采集单元将采集到的由声音产生的颅骨振动转化为机械振动；第一腔体内的气体在机械振动的作用下被压缩；转换单元将气体的压缩信号转换为电信号以输出。输出。输出。

【技术实现步骤摘要】
麦克风芯片及其封装结构


[0001]本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种麦克风芯片及其封装结构。

技术介绍

[0002]声波具有两种传播方式，即空气传播和颅骨传播。传统的麦克风大多基于空气传播原理对声音信号进行采集。然而，由于空气传播方式受环境影响较大，限制了传统麦克风的应用场景。因此，有必要提供一种基于颅骨传播的新型麦克风。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例致力于提供一种麦克风芯片及其封装结构，以解决现有技术中基于空气传播原理的麦克风应用场景受限的问题。
[0004]本专利技术第一方面提供了一种麦克风芯片，包括振动采集单元、转换单元，以及位于振动采集单元和转换单元之间的第一腔体。振动采集单元将采集到的由声音产生的颅骨振动转化为机械振动；第一腔体内的气体在机械振动的作用下被压缩；转换单元将气体的压缩信号转换为电信号以输出。
[0005]在一个实施例中，振动采集单元包括第一振膜和位于第一振膜远离第一腔体一侧的质量块。
[0006]在一个实施例中，第一振膜的厚度为2-20微米；和/或质量块的厚度为容纳质量块的空腔的厚度的20％-80％。
[0007]在一个实施例中，转换单元包括第二振膜和背极板，以及位于第二振膜和背极板之间的第二腔体。
[0008]在一个实施例中，背极板位于第一腔体和第二腔体之间，背极板包括连通第一腔体和第二腔体的至少一个第一通孔。
[0009]在一个实施例中，至少一个第一通孔包括多个第一通孔，多个第一通孔在背极板上均匀排布。
[0010]在一个实施例中，背极板靠近第一腔体的表面和靠近第二腔体的表面中的至少一个表面包括凸起。
[0011]在一个实施例中，第二振膜包括第二通孔，第二通孔在厚度方向上贯穿第二振膜。
[0012]在一个实施例中，第一振膜、背极板和第二振膜依次平行排布。
[0013]在一个实施例中，第一振膜和背极板之间的间距大于背极板和第二振膜之间的间距。
[0014]本专利技术第二方面提供了一种麦克风芯片的封装结构，包括：基板和壳体，基板和壳体之间具有容纳腔；以及固定在容纳腔内的上述任一实施例提供的麦克风芯片和与麦克风芯片电连接的集成电路芯片。
[0015]根据本专利技术实施例提供的麦克风芯片及其封装结构，提供了一种骨传导麦克风芯片，其通过振动采集单元采集颅骨振动，颅骨振动通过压缩气体的形式传递给转换单元，转
换单元将气体的压缩信号转换为电信号，从而实现了通过骨传导原理对声音信号进行采集。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一实施例提供的麦克风芯片的三维剖面示意图。
[0017]图2为图1所示麦克风芯片的截面示意图。
[0018]图3为本专利技术一实施例提供的麦克风芯片的封装结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]图1为本专利技术一实施例提供的麦克风芯片的三维剖面示意图。图2为图1所示麦克风芯片的截面示意图。结合图1和图2可以看出，麦克风芯片100包括振动采集单元103、转换单元，以及位于振动采集单元103和转换单元之间的第一腔体A。振动采集单元103将采集到的由声音产生的颅骨振动转化为机械振动；第一腔体A内的气体在机械振动的作用下被压缩；转换单元将气体的压缩信号转换为电信号以输出。
[0021]在一个实施例中，振动采集单元103包括第一振膜103a和位于第一振膜103a远离第一腔体A一侧的质量块103b。质量块103b感受颅骨振动从而产生机械振动，质量块103b的机械振动带动第一振膜103a挤压第一腔体A内的气体。后续转换单元将气体的压缩信号转换为电信号以输出。
[0022]通过调节质量块103b的宽度或者高度可以改变质量块103b的大小，质量块103b的大小是影响振动采集单元103的灵敏度的关键因素之一，质量块103b越小，振动采集单元103的灵敏度越高。第一振膜103a的材料包括多晶硅。通过调节第一振膜103a的表面积、厚度，以及质量块在平行于的第一振膜103a的方向上的截面面积可以改变麦克风芯片100的刚度。
[0023]第一振膜103a和质量块103b在厚度选择上相互制约，通常而言，第一振膜103a的厚度和质量块103b的厚度正相关。在一个实施例中，如图2所示，第一振膜103a的厚度D1为2-20微米，质量块103b的厚度D2为容纳质量块103b的空腔C的厚度D3的20％-80％，优选地，质量块103b的厚度D2为容纳质量块103b的空腔C的厚度D3的50％-80％。
[0024]在一个实施例中，转换单元包括第二振膜108和背极板105，以及位于第二振膜108和背极板105之间的第二腔体B。第一腔体A内的气体被压缩后，使得第二振膜108产生位移，进而改变了第二振膜108和背极板105之间的电容，电容的改变产生电信号。这种情况下，对于麦克风芯片整体结构而言，质量块103b和第二振膜108分别独立设置，相比于现有技术中质量块和振膜一体成型的结构而言，可以带来如下有益效果。第一、在材料选择上，现有技术中由于质量块和振膜一体成型，质量块需要同时满足振动要求和振膜的导电要求；而在本申请中由于质量块103b和第二振膜108分别独立设置，因此质量块103b仅需满足振动要求即可。因此，本申请的麦克风芯片中的质量块103b的材料选择性更大。第二、对于现有技
术中质量块和振膜一体成型的结构而言，由于工艺需求，通常会在振膜上开设若干孔洞，例如释放孔等。由于这些孔洞的存在，在振膜振动的过程中极易产生裂纹，导致振膜的可靠性较低。而本申请中质量块103b和第二振膜108分别独立设置，从而极大地降低了第二振膜108产生裂纹的问题，提高了振膜的可靠性。第一腔体A和第二腔体B的大小是影响麦克风芯片100灵敏度的重要因素之一，第一腔体A和第二腔体B腔体体积之和越大，麦克风芯片100的灵敏度越高。
[0025]根据本实施例提供的麦克风芯片，提供了一种骨传导麦克风芯片，通过振动采集单元103采集颅骨振动，颅骨振动通过压缩气体的形式传递给转换单元，转换单元将气体的压缩信号转换为电信号，从而实现了通过骨传导原理对声音信号进行采集。
[0026]在一个实施例中，如图1和图2所示，背极板105位于第一腔体A和第二腔体B之间，背极板105包括连通第一腔体A和第二腔体B的至少一个第一通孔105b。当背极板105包括连通第一腔体A和第二腔体B之间时，需要在背极板105上开设第一通孔105b，从而确保第一腔体A内气体的压缩可以传递给第一腔体A内的气体，进而使得第二振膜108振动。
[0027]根据本实施例提供的麦克风芯片，通过将背极板105设置在第一腔体A和第二腔体B之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麦克风芯片，其特征在于，包括振动采集单元、转换单元，以及位于所述振动采集单元和所述转换单元之间的第一腔体；其中，所述振动采集单元将采集到的由声音产生的颅骨振动转化为机械振动；所述第一腔体内的气体在所述机械振动的作用下被压缩；所述转换单元将所述气体的压缩信号转换为电信号以输出。2.根据权利要求1所述的麦克风芯片，其特征在于，所述振动采集单元包括第一振膜和位于所述第一振膜远离所述第一腔体一侧的质量块。3.根据权利要求2所述的麦克风芯片，其特征在于，所述第一振膜的厚度为2-20微米；和/或所述质量块的厚度为容纳所述质量块的空腔的厚度的20％-80％。4.根据权利要求2所述的麦克风芯片，其特征在于，所述转换单元包括第二振膜和背极板，以及位于所述第二振膜和所述背极板之间的第二腔体。5.根据权利要求4所述的麦克风芯片，其特征在于，所述背极板位于所述第一腔体和所述第二腔体之间，所述背极板包括连通所述第一腔体和所述第二腔体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，庄瑞芬，李刚，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：