CN110662149A

CN110662149A - Mems麦克风

Info

Publication number: CN110662149A
Application number: CN201910843472.6A
Authority: CN
Inventors: 袁兆斌; 王友
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2020-01-07

Abstract

本发明提供一种MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板形成的封装结构，所述金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳和内层金属壳，其中，在所述外层金属壳与所述内层金属壳之间设置有预设距离，所述外层金属壳与所述内层金属壳分别与所述PCB板固定，其中，在所述外层金属壳或者所述内层金属壳上设置有贯通微孔。利用本发明，能够解决由单层外壳结构的MEMS麦克风受电磁场的影响MEMS麦克风性能的稳定性，以及采用双壳结构因为气体受热膨胀无法排除而出现爆壳等问题。

Description

MEMS麦克风

技术领域

本发明涉及声电技术领域，更为具体地，涉及一种麦克风，尤其涉及一种双壳的MEMS麦克风。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，近年来，手机、笔记本电脑等电子产品体积不断减小，人们对这些便携电子产品的性能要求也越来越高，从而也要求与之配套的电子零件的体积不断减小、性能和一致性不断提高。MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System，微机电系统，简称MEMS)工艺集成的MEMS麦克风开始被批量应用到手机、笔记本电脑等电子产品中，其封装体积比传统的驻极体麦克风小，因此受到大部分麦克风生产商的青睐。

目前的MEMS麦克风均为单层的金属外壳结构，传统的单层外壳在实际应用中发现，单层外壳的MEMS麦克风在较强电磁场的情况下，麦克风的性能会受到很大影响，不能保证MEMS麦克风性能的稳定性。若采用完全密闭的双壳结构，双壳可能会因为气体受热膨胀无法排除而出现爆壳，从而导致焊接不良，影响MEMS麦克风的声学性能。

为了解决上述问题，亟需一种新的MEMS麦克风。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种MEMS麦克风，以解决由单层外壳结构的MEMS麦克风受电磁场的影响MEMS麦克风性能的稳定性，以及采用双壳结构因为气体受热膨胀无法排除而出现爆壳等问题。

本发明提供的MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板形成的封装结构，所述金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳和内层金属壳，其中，

在所述外层金属壳与所述内层金属壳之间设置有预设距离，所述外层金属壳与所述内层金属壳分别与所述PCB板固定，其中，

在所述外层金属壳或者所述内层金属壳上设置有贯通微孔。

此外，优选的方案是，所述微孔的孔径为50um-100um。

此外，优选的方案是，所述金属外壳包括顶面以及与所述顶面相连接的四个侧壁，其中，

所述微孔设置在所述顶面或者所述侧壁上。

此外，优选的方案是，所述外层金属壳、所述内层金属壳通过焊锡膏焊接在所述PCB板上。

此外，优选的方案是，在所述PCB板的底部设置有GND焊盘、与所述外层金属壳电连接的外壳焊盘、以及与所述内层金属壳电连接的内壳焊盘；并且，

所述GND焊盘、所述外壳焊盘以及所述内壳焊盘彼此相互独立，无电路连接。

此外，优选的方案是，所述外壳焊盘、所述内壳焊盘分别通过PCB板的内部相对应的线路与所述外层金属壳、所述内层金属壳电连接。

本发明还提供一种MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板形成的封装结构，所述金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳和内层金属壳，其中，

在所述外层金属壳与所述内层金属壳之间设置有预设距离，所述外层金属壳与所述内层金属壳分别通过焊锡膏焊接在所述PCB板上，所述焊锡膏在所述PCB板上形成焊环，其中，

在所述外层金属壳和/或所述内层金属壳与所述焊环相接触的位置设置有缺口。

此外，优选的方案是，所述外层金属壳的侧壁底部通过焊锡膏焊接在所述PCB板上，所述焊锡膏在所述PCB板上形成外焊环，其中，

在所述外层金属壳的侧壁底部上设置有外壳缺口，或者，

在所述外焊环上设置有外焊环缺口。

此外，优选的方案是，所述内层金属壳的侧壁底部通过焊锡膏焊接在所述PCB板上，所述焊锡膏在所述PCB板上形成内焊环，其中，

在所述内层金属壳的侧壁底部上设置有内壳缺口，或者，

在所述内焊环上设置有内焊环缺口。

此外，优选的方案是，在所述封装结构内部设置有MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片通过胶水固定在所述PCB板上。

从上面的技术方案可知，本发明提供的MEMS麦克风，采用双层金属外壳，相对于传统的单层金属外壳结构的麦克风，能够提高MEMS麦克风的电磁屏蔽能力；同时，在金属外壳上设置有贯通微孔，以及在金属外壳与PCB板焊接的接触的位置设置有通气的缺口，这种结构设计，可以解决双壳完全密闭因气体受热膨胀而出现的爆壳问题。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明书内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例一的MEMS麦克风剖面结构示意图一；

图2为根据本发明实施例一的MEMS麦克风剖面结构示意图二；

图3-1为根据本发明实施例二的MEMS麦克风剖面结构示意图；

图3-2为根据本发明实施例二的PCB板俯视图一；

图3-3为根据本发明实施例二的MEMS麦克风侧视图一；

图4-1为根据本发明实施例二的PCB板俯视图二；

图4-2为根据本发明实施例二的MEMS麦克风侧视图二；

图5为根据本发明实施例二的MEMS麦克风侧视图三；

图6为根据本发明实施例二的MEMS麦克风侧视图四。

其中的附图标记包括：11、外层金属壳，12、内层金属壳，2、PCB板，3、MEMS芯片，4、SAIC芯片，5、金属线，6、金属线，7、声孔，8、胶水，91、外焊环，92、内焊环，111、微孔，121、微孔，911、外焊环缺口，921、内焊环缺口，112、外壳缺口，122、内壳缺口。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

针对前述提出的现有的MEMS麦克风结构中，由单层外壳结构的MEMS麦克风受电磁场的影响MEMS麦克风性能的稳定性，以及采用双壳结构因为气体受热膨胀无法排除而出现爆壳等问题，本发明提供了一种新的MEMS麦克风。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的MEMS麦克风的结构，实施例一和实施例二从不同角度对MEMS麦克风的结构进行了示例性表示。下面将从不同的实施例结合附图对本发明提供的MEMS麦克风进行详细说明。

实施例一

为了说明本发明提供的MEMS麦克风的结构，图1和图2分别示出了根据本发明实施例的MEMS麦克风剖面结构。

如图1和图2共同所示，本发明提供的MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板2形成的封装结构，金属外壳为双层外壳，包括外层金属11和内层金属壳12，其中，在外层金属壳11与内层金属壳12之间设置有预设距离，外层金属壳11与内层金属壳12分别与PCB板2固定，其中，在外层金属壳11或者内层金属壳12上设置有贯通微孔。

在本发明的实施例中，金属外壳包括顶面以及与顶面相连接的四个侧壁，其中，微孔设置在顶面或者侧壁上。即：微孔设置在外层金属壳11的顶面或者与顶面连接的四个侧面，微孔也可以设置在内层金属壳12的顶面或者与顶面连接的四个侧面，微孔在金属外壳上的顶面和侧面的位置不做具体的限定。微孔的尺寸大小不宜过大或过小，一般孔径为50um-100um，此尺寸的微孔可以将双壳内的气体排除，避免在焊接过程中，由于双壳的完全密闭，将双壳可能会因气体受热膨胀无法排出而出现爆壳，导致焊接不良的现象发生。

在本发明的实施例中，MEMS麦克风采用两层屏蔽结构，即：采用外层金属壳11和内层金属壳12的两层外壳的屏蔽结构，并且外层金属壳11和内层金属壳12之间有一定的距离，两者之间无任何表面接触。本发明采用双层金属外壳，相对于传统的单层金属外壳结构的麦克风，能够提高MEMS麦克风的电磁屏蔽能力。

其中，外层金属壳11、内层金属壳12通过焊锡膏焊接在PCB板2上；外层金属壳11通过焊锡膏焊接在PCB板2的上表面，焊锡膏在PCB板2形成外焊环91，即：外层金属壳11通过外焊环91焊接在PCB板2上表面。内层金属壳12通过焊锡膏焊接在PCB板2上表面，焊锡膏在PCB板2形成内焊环92。

其中，在PCB板2的底部设置有GND焊盘、与外层金属壳11电连接的外壳焊盘、以及与内层金属壳12电连接的内壳焊盘；并且，GND焊盘、外壳焊盘以及内壳焊盘彼此相互独立，无电路连接；相互独立的设计，可以避免干扰信号从金属外壳通过GND焊盘传导进MEMS麦克风内部。

外壳焊盘、所述内壳焊盘分别通过PCB板的内部相对应的线路与外层金属壳、内层金属壳电连接。在实际应用中，外壳焊盘21、内壳焊盘22分别与终端设备的专业屏蔽线路相连，从而提高MEMS麦克风的电磁屏蔽能力。

在图1所示的实施例中，微孔111设置在外层金属壳11上，并且，微孔111可以设置在外层金属壳11的顶面或者与顶面相连接的四个侧面，微孔111的位置不做具体的限定。在图2所示的实施例中，微孔121设置在内层金属壳12上，微孔121可以设置在内层金属壳12的顶面或者与顶面相连接的四个侧面，微孔121的位置不做具体的限定。只要在金属外壳上设置微孔，使得双壳之间不是完全密闭，从而避免出现爆壳而导致焊接不良，影响MEMS麦克风的声学性能。

实施例二

为了说明本发明提供的MEMS麦克风的结构，图3-1至图6分别从不同角度对MEMS麦克风的结构进行了示例性标示。

如图3-1至图6共同所示，本发明提供的MEMS麦克风包括由金属外壳和PCB板2形成的封装结构，金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳11和内层金属壳12，其中，在外层金属壳11与内层金属壳12之间设置有预设距离，外层金属壳11与内层金属壳12分别通过焊锡膏焊接在PCB板2上，焊锡膏在PCB板2上形成焊环，其中，在外层金属壳11和/或内层金属壳12与焊环相接触的位置设置有缺口。

其中，外层金属壳11的侧壁底部通过焊锡膏焊接在PCB板2上，焊锡膏在PCB板2上形成外焊环91，其中在外层金属壳11的侧壁底部上设置有外壳缺口112，或者，在外焊环91上设置有外焊环缺口911。

其中，内层金属壳12的侧壁底部通过焊锡膏焊接在PCB板2上，焊锡膏在PCB板2上形成内焊环92，其中，在内层金属壳12的侧壁底部上设置有内壳缺口122，或者，在内焊环92上设置有内焊环缺口921。

在图3-2和图3-3所示的实施例中，外层金属壳11的侧壁底部通过外焊环91固定在PCB板2上，其中在外层金属壳11的侧壁底部上设置有外壳缺口112，外壳缺口112的设计，可以使得双壳间不是完全密闭，在焊接时，可以避免双壳可能会因气体受热膨胀无法排出而出现爆壳，导致焊接不良。

在图4-1和图4-2所示的实施例中，外层金属壳11的侧壁底部通过外焊环91固定在PCB板2上，其中在外焊环91上设置有外焊环缺口911，外焊环缺口911的设计，可以使得双壳间不是完全密闭，在焊接时，可以避免双壳可能会因气体受热膨胀无法排出而出现爆壳，导致焊接不良。

在图5所示的实施例中，内层金属壳12的侧壁底部通过内焊环92焊接在PCB板2上，其中，在内层金属壳12的侧壁底部上设置有内壳缺口122，内壳缺口122的设计，可以使得双壳间不是完全密闭，在焊接时，可以避免双壳可能会因气体受热膨胀无法排出而出现爆壳，导致焊接不良。

在图6所示的实施例中，内层金属壳12的侧壁底部通过内焊环92焊接在PCB板2上，其中，在内焊环92上设置有内焊环缺口921，内焊环缺口921的设计，可以使得双壳间不是完全密闭，在焊接时，可以避免双壳可能会因气体受热膨胀无法排出而出现爆壳，导致焊接不良。

上述四种情况，在外层金属壳11的侧壁底部上设置有外壳缺口112，或者，在外焊环91上设置有外焊环缺口911，或者，在内层金属壳12的侧壁底部上设置有内壳缺口122，或者，在内焊环92上设置有内焊环缺口921。在MEMS麦克风的结构中，只要有四种情况中的任一情况，就可以使得双壳间不是完全密闭，可以避免双壳出现爆壳的情况，从而保证MEMS麦克风的性能。

此外，在本发明的实施例中，在封装结构内部的PCB板2上设置MEMS芯片3和ASIC芯片4，MEMS芯片3和ASIC芯片4分别通过胶水8固定在PCB板2上；在PCB板2上设置有与外部相连通的声孔7，声孔7与MEMS芯片3相连通；MEMS芯片3与ASIC芯片4之间通过金属线5电连接，并且ASIC芯片4与PCB板2之间通过金属线6电连接。

在本发明的实施例中，声音通过声孔7作用于MEMS芯片3；MEMS芯片3将接收到的声音信号转换成模拟信号，并通过金属线5传递至ASIC芯片4；ASIC芯片4将接收到的模拟信号转换成数字信号，并进行信号放大及校准等处理，将处理后的数字信号通过金属线6传输至PCB板2，由于在PCB板2上设置有外壳焊盘和内壳焊盘，外壳焊盘和内壳焊盘与外部器件电连接，信号通过外壳焊盘和内壳焊盘传输出来。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的MEMS麦克风，MEMS麦克风，采用双层金属外壳，相对于传统的单层金属外壳结构的麦克风，能够提高MEMS麦克风的电磁屏蔽能力；同时，在金属外壳上设置有贯通微孔，以及在金属外壳与PCB板焊接的接触的位置设置有通气的缺口，这种结构设计，可以解决双壳完全密闭因气体受热膨胀而出现的爆壳问题。。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的MEMS麦克风。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的MEMS麦克风，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板形成的封装结构，其特征在于，所述金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳和内层金属壳，其中，

在所述外层金属壳或者所述内层金属壳上设置有贯通微孔。

2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述微孔的孔径为50um-100um。

3.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述金属外壳包括顶面以及与所述顶面相连接的四个侧壁，其中，

所述微孔设置在所述顶面或者所述侧壁上。

4.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述外层金属壳、所述内层金属壳通过焊锡膏焊接在所述PCB板上。

5.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，

在所述PCB板的底部设置有GND焊盘、与所述外层金属壳电连接的外壳焊盘、以及与所述内层金属壳电连接的内壳焊盘；并且，

6.如权利要求5所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述外壳焊盘、所述内壳焊盘分别通过PCB板的内部相对应的线路与所述外层金属壳、所述内层金属壳电连接。

7.一种MEMS麦克风，包括由金属外壳和PCB板形成的封装结构，其特征在于，所述金属外壳为双层外壳，包括外层金属壳和内层金属壳，其中，

8.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述外层金属壳的侧壁底部通过焊锡膏焊接在所述PCB板上，所述焊锡膏在所述PCB板上形成外焊环，其中，

在所述外层金属壳的侧壁底部上设置有外壳缺口，或者，

在所述外焊环上设置有外焊环缺口。

9.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于，

所述内层金属壳的侧壁底部通过焊锡膏焊接在所述PCB板上，所述焊锡膏在所述PCB板上形成内焊环，其中，

在所述内层金属壳的侧壁底部上设置有内壳缺口，或者，

在所述内焊环上设置有内焊环缺口。

10.如权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于，

在所述封装结构内部设置有MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片通过胶水固定在所述PCB板上。