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CN108282731B - 一种声学传感器及微机电麦克风封装结构 - Google Patents

一种声学传感器及微机电麦克风封装结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种声学传感器及微机电麦克风封装结构，其中包括一方形主体：方形主体上设有一第一焊盘，一第二焊盘及一第三焊盘；第一焊盘与第二焊盘位于声学传感器的表面的第一边的边缘；第三焊盘与第二焊盘呈对角线设置，与第一焊盘位于声学传感器上与第一边相邻的第二边的边缘。本发明的技术方案有益效果在于：声学传感器通过设置备用的偏置电压端，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换，简化了工艺复杂度，提高了电子产品的利用率与实用性。

Description

一种声学传感器及微机电麦克风封装结构
技术领域
本发明涉及微机电设备技术领域，尤其涉及一种声学传感器及微机电麦克风封装结构。
背景技术
目前常见的麦克风，通常是驻极体麦克风与微机电麦克风，微机电麦克风在体积与功能上更具有产业的利用性，可以不受温度、电压等条件变化的影响，具有能够耐高温、抗干扰、可以表面贴装、体积微小、功耗小、适合于各种降噪算法、语言清晰自然、易于辨识的优势。
但在传统的微机电麦克风的应用中，由于微机电麦克风必须与外界的音源相连通，容易受到光干扰等敏感信号的干扰，并且如果将声孔设计为顶部的形式改为底部的形式时，还需要重新设计，进一步导致部分电子产品的利用率降低，给用户带来不便。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种声学传感器及微机电麦克风封装结构。
具体技术方案如下：
一种声学传感器，其中包括一方形主体：所述方形主体上设有一第一焊盘，一第二焊盘及一第三焊盘；
所述第一焊盘与所述第二焊盘位于所述声学传感器的表面的第一边的边缘；
所述第三焊盘与所述第二焊盘呈对角线设置，与所述第一焊盘位于所述声学传感器上与所述第一边相邻的第二边的边缘。
优选的，所述第一焊盘为电源电压端；
所述第二焊盘为第一偏置电压端；
所述第三焊盘为第二偏置电压端。
优选的，于第一安装状态下，在所述第一边上，所述第一焊盘与所述第二焊盘同时使用。
优选的，于第二安装状态下，在所述第二边上，所述第一焊盘与所述第三焊盘同时使用。
优选的，还包括背极板及形成于所述背极板上的声学振膜。
一种微机电麦克风封装结构，包括一声学传感器、一集成电路芯片，所述声学传感器采用上述任意一项所述的声学传感器，所述集成电路芯片上设有电源电压引脚、偏置电压引脚；
于所述第一安装状态下，所述第一边与所述集成电路芯片平行设置并靠近所述集成电路芯片，所述第一焊盘与所述集成电路芯片的电源电压引脚引线连接；
所述第二焊盘与所述集成电路芯片的偏置电压引脚引线连接；
于所述第二安装状态下，所述第二边与所述集成电路芯片平行设置并靠近所述集成电路芯片，所述第一焊盘与所述集成电路芯片的电源电压引脚引线连接；
所述第三焊盘与所述集成电路芯片的偏置电压引脚引线连接。
优选的，还包括一金属壳体与一基板，所述基板与所述金属壳体形成一声学腔体；
所述声学传感器与所述集成电路芯片均设置于所述声学腔体内。
优选的，还包括一声孔；
于所述第一安装状态下，所述声孔设置于所述金属壳体上；
于所述第二安装状态下，所述声孔设置于所述基板上。
优选的，所述基板为印制电路板，所述印制电路板的底部设置有焊盘。
本发明的技术方案有益效果在于：声学传感器通过设置备用的偏置电压端，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换，简化了工艺复杂度，提高了电子产品的利用率与实用性。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明中，关于声学传感器的结构示意图；
图2为本发明中，关于第一安装状态下，微机电麦克风封装结构的结构示意图；
图3为本发明中，关于第一安装状态下，微机电麦克风封装结构的俯视图；
图4为本发明中，关于第二安装状态下，微机电麦克风封装结构的结构示意图；
图5为本发明中，关于第二安装状态下，微机电麦克风封装结构的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种声学传感器1，其中包括一方形主体S：方形主体S上设有一第一焊盘10，一第二焊盘11及一第三焊盘12；
第一焊盘10与第二焊盘11位于声学传感器1的表面的第一边L1的边缘；
第三焊盘12与第二焊盘11呈对角线设置，与第一焊盘10位于声学传感器上与第一边L1相邻的第二边L2的边缘。
通过上述声学传感器的技术方案，如图1所示，在现有技术中，声学传感器1的方形主体S上设置有两个焊盘，如图3所示，包括第一焊盘10与第二焊盘11，同时声孔5是设计在顶部的形式，如图2所示；
进一步地，因我们考虑到微机电麦克风与外界的音源相连通，容易受到光干扰等敏感信号的干扰，在此基础上增加第三焊盘12，在使用时90度旋转，如图5所示，与第一焊盘10位于声学传感器上的第二边L2的边缘，同时声孔5设计在底部的形式，如图4所示，即可解决因敏感信号而造成的干扰问题，并且通过调整声孔5的收音方向，进一步地声学传感器1通过设置备用的偏置电压端，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换，简化了工艺复杂度，提高了电子产品的利用率与实用性。
在一种较优的实施例中，第一焊盘10为电源电压端；
第二焊盘11为第一偏置电压端；
第三焊盘12为第二偏置电压端。
具体地，结合图1、3、5所示，电源电压端是提供电源电压给声学传感器1，第一偏置电压端提供稳定的偏置电压，以使声孔5设计在顶部的声学传感器1能够稳定的输出音频信号；
进一步地，第二偏置电压端提供稳定的偏置电压，以使声孔5设计在底部的声学传感器1能够稳定的输出音频信号，进而避免光干扰等敏感信号的干扰。
在一种较优的实施例中，于第一安装状态下，在第一边L1上，第一焊盘10与第二焊盘11同时使用。
具体地，第一安装状态为声孔5设置于金属壳体3上的情况，如图2所示，此时，如图3所示，声学传感器1的电源电压端引线连接集成电路芯片2的电源电压引脚20，第一偏置电压端引线连接集成电路芯片2的偏置电压引脚21；
进一步地，声孔5用于连通声学腔体30与外界，接收到声音会产生压力梯度，使得声学振膜(在图中未示出)受声压干扰而产生形变，改变背极板(在图中未示出)与声学振膜(在图中未示出)之间的气隙，进而使得背极板(在图中未示出)与声学振膜(在图中未示出)之间的电容值变化。
在一种较优的实施例中，于第二安装状态下，在第二边L2上，第一焊盘10与第三焊盘12同时使用。
具体地，第二安装状态为声孔5设置于基板4上的情况，如图4所示，此时，如图5所示，声学传感器1的电源电压端引线连接集成电路芯片2的电源电压引脚20，第二偏置电压端引线连接集成电路芯片2的偏置电压引脚21；
进一步地，声孔5用于实现声学腔体30与外界之间的连通，与第一种状态下相比，第二状态下的声孔5接收到的声音信号是不同的，比如它避免了受到光干扰等敏感信号的干扰，进一步地避免因敏感信号造成的干扰，提高电子产品的利用率与实用性。
在一种较优的实施例中，还包括背极板(在图中未示出)及形成于背极板(在图中未示出)上的声学振膜(在图中未示出)。
具体地，结合图2、4所示，声学传感器1为一平行板电容器结构，适用于第一安装状态与第二安装状态下，通过调整声孔5的收音方向，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换；
进一步地，声学传感器1包括背极板(在图中未示出)和声学振膜(在图中未示出)，声学传感器1主要利用声音的变化产生压力梯度，使得声学振膜(在图中未示出)受声压干扰而产生形变，并且对于狭窄气隙中空气流阻抗的存在，引起高频灵敏度的降低，可以通过背极板(在图中未示出)底部设置大量的小气孔(在图中未示出)以降低空气流阻抗的方法解决这个问题，进而改变背极板(在图中未示出)与声学振膜(在图中未示出)之间的电容值，即声学振膜(在图中未示出)的主要作用是将声压变化转换为电容变化，声学振膜(在图中未示出)与刚性有关，刚性越大，形变越大，进而气隙越低，则输出电压与灵敏度越优，进而能够降低信噪比。
本发明还包括一种微机电麦克风封装结构，包括一声学传感器1、一集成电路芯片2，声学传感器1采用上述任意一项的声学传感器1，集成电路芯片2上设有电源电压引脚20、偏置电压引脚21；
于第一安装状态下，第一边L1与集成电路芯片2平行设置并靠近集成电路芯片2，第一焊盘10与集成电路芯片2的电源电压引脚20引线连接；
第二焊盘11与集成电路芯片2的偏置电压引脚21引线连接；
于第二安装状态下，第二边L2与集成电路芯片2平行设置并靠近集成电路芯片2，第一焊盘10与集成电路芯片2的电源电压引脚20引线连接；
第三焊盘12与集成电路芯片2的偏置电压引脚21引线连接。
通过上述微机电麦克风封装结构的技术方案，结合图1、2、3所示，声学传感器1应用于微机电麦克风，根据客户要求以作变化设计封装，具有匹配良好，耐高温，语音清晰自然，易于辨识，并且尺寸小，易于表面贴装，稳定性好的优势；
进一步地，集成电路芯片2引线连接基板4，集成电路芯片2是整个微机电麦克风封装结构内的主要转换部分，缺一不可，集成电路芯片2主要用于检测电容值的变化，并将其变化量转换为电信号，传送给相关处理器进行处理，以确保外界能够接收到易于辨识，清晰自然的语音信号。
在一种较优的实施例中，还包括一金属壳体3与一基板4，基板4与金属壳体3形成一声学腔体30；
声学传感器1与集成电路芯片2均设置于声学腔体30内。
具体地，选择金属壳体3作为外壳，具有防护电磁干扰的优势，在第一安装状态下，声孔5开设于金属壳体3上，属于本技术领域中的现有技术中的一种应用；
进一步地，为解决受到光干扰等敏感信号的干扰，对声孔5的收音方向进行调整，并且实现在第二安装状态，声孔5开设于基板4上，它避免了受到光干扰等敏感信号，并且与第一状态下相比，与声学传感器1的焊盘连接不同；
进一步地，金属壳体3与基板4匹配良好，形成良好的声学腔体30，于声学腔体30内，声学传感器1实现声电转换部分，并且通过设置备用的偏置电压端，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换，简化了工艺复杂度，提高了电子产品的利用率与实用性。
在一种较优的实施例中，还包括一声孔5；
于第一安装状态下，声孔5设置于金属壳体3上；
于第二安装状态下，声孔5设置于基板4上。
具体地，调整声孔5的收音方向，实现新型的微机电麦克风封装结构，声学传感器1通过设置备用的偏置电压端，在实际安装工艺中通过旋转可满足顶部收音的麦克风封装结构和底部收音的麦克风封装结构之间的切换，简化了工艺复杂度。
在一种较优的实施例中，基板4为印制电路板，印制电路板的底部设置有焊盘(在图中未示出)。
具体地，基板4采用印制电路板，并且设置有焊盘(在图中未示出)，焊盘(在图中未示出)用于固定声学传感器1与集成电路芯片2，并且与金属壳体3能够达到良好的匹配效果，使得外界能够接收到易于辨识，高保真的语音信号。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种声学传感器，其特征在于，包括一方形主体：所述方形主体上设有一第一焊盘，一第二焊盘及一第三焊盘；
所述第一焊盘与所述第二焊盘位于所述声学传感器的表面的第一边的边缘；
所述第三焊盘与所述第二焊盘呈对角线设置，与所述第一焊盘位于所述声学传感器上与所述第一边相邻的第二边的边缘；
所述第一焊盘为电源电压端；
所述第二焊盘为第一偏置电压端；
所述第三焊盘为第二偏置电压端；
于第一安装状态下，在所述第一边上，所述第一焊盘与所述第二焊盘同时使用；于第二安装状态下，在所述第二边上，所述第一焊盘与所述第三焊盘同时使用；
还包括一声孔；
于所述第一安装状态下，所述声孔设置于一金属壳体上；
于第二安装状态下，所述声孔设置于一基板，
所述基板与所述金属壳体形成一微机电麦克风封装结构的声学腔体；
所述声学传感器设置于所述声学腔体内。
2.根据权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，还包括背极板及形成于所述背极板上的声学振膜。
3.一种微机电麦克风封装结构，包括一声学传感器、一集成电路芯片，其特征在于，所述声学传感器采用权利要求1-2任意一项所述的声学传感器，所述集成电路芯片上设有电源电压引脚、偏置电压引脚；
于第一安装状态下，所述第一边与所述集成电路芯片平行设置并靠近所述集成电路芯片，所述第一焊盘与所述集成电路芯片的电源电压引脚引线连接；
所述第二焊盘与所述集成电路芯片的偏置电压引脚引线连接；
于第二安装状态下，所述第二边与所述集成电路芯片平行设置并靠近所述集成电路芯片，所述第一焊盘与所述集成电路芯片的电源电压引脚引线连接；
所述第三焊盘与所述集成电路芯片的偏置电压引脚引线连接；
还包括一声孔；
于所述第一安装状态下，所述声孔设置于所述金属壳体上；
于所述第二安装状态下，所述声孔设置于所述基板上。
4.根据权利要求3所述的微机电麦克风封装结构，其特征在于，还包括一金属壳体与一基板，所述基板与所述金属壳体形成一声学腔体；
所述声学传感器与所述集成电路芯片均设置于所述声学腔体内。
5.根据权利要求4所述的微机电麦克风封装结构，其特征在于，所述基板为印制电路板，所述印制电路板的底部设置有焊盘。
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