发明内容
本发明的一个目的是提供一种麦克风封装结构的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种麦克风封装结构。该封装结构包括:壳体,在所述壳体的内部形成腔体,所述壳体的至少局部包括沿厚度方向设置的第一层和第二层,在所述第一层和所述第二层之间形成容纳腔;MEMS声学芯片,所述MEMS声学芯片被设置在所述腔体内;和ASIC芯片,所述ASIC芯片被设置在所述容纳腔内,所述ASIC芯片与所述MEMS声学芯片连接。
可选地,还包括屏蔽层,所述屏蔽层被设置在所述壳体上,所述屏蔽层被配置为用于对所述ASIC芯片形成屏蔽。
可选地,所述屏蔽层被设置在所述第一层的表面或者内部;和/或所述屏蔽层被设置在所述第二层的表面或者内部。
可选地,所述第一层靠近所述腔体,在所述第一层内设置有金属化通孔,所述MEMS声学芯片通过所述金属化通孔与所述ASIC芯片连接。
可选地,所述MEMS声学芯片通过第一金线与所述金属化通孔连接;或者所述MEMS声学芯片倒装在所述壳体内,并通过所述壳体的导体层与所述金属化通孔连接。
可选地,所述ASIC芯片通过第二金线或者焊盘与所述金属化通孔连接。
可选地,所述ASIC芯片通过粘结剂被固定在所述容纳腔内。
可选地,所述壳体包括基板组件和罩体,所述罩体和所述基板组件围成所述腔体,所述基板组件包括第一基板和第二基板,所述第一层包括所述第一基板,所述第一基板与所述罩体连接,所述第二层包括所述第二基板。
可选地,在组装时,首先,所述ASIC芯片通过第一粘结剂被固定在所述第一基板上,并与所述MEMS声学芯片形成连接;
然后,将第二粘结剂设置在所述第二基板上;
最后,将所述第二基板贴合在所述第一基板上,并且所述第二粘结剂与所述ASIC芯片形成连接。
可选地,所述第一基板和所述第二基板中的至少一个为PCB,所述PCB的导体层的至少局部与所述ASIC芯片相对。
可选地,所述第一层和所述第二层通过粘结、卡接或者焊接的方式连接在一起。
可选地,还包括滤波器,所述滤波器被设置在所述腔体内,或者被埋入所述壳体的壁部,所述滤波器与所述ASIC芯片连接。
可选地,所述滤波器通过壳体的导体层与外部设备连接,所述滤波器通过金属化通孔与所述ASIC芯片连接。
根据本公开的另一方面,提供了一种电子设备。该电子设备包括设备外壳和上述的麦克风封装结构,所述麦克风封装结构被设置在所述设备外壳内。
根据本公开的一个实施例,ASIC芯片不占用腔体的空间,这使得腔体对于拾音效果的调节作用更加显著,麦克风封装结构的声电转换效果更好。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明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发明的范围。
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,决不作为对本发明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、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法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。
根据本公开的一个实施例,提供了一种麦克风封装结构。如图1所示,该封装结构包括:壳体、MEMS声学芯片14和ASIC芯片15。
在所述壳体的内部形成腔体111。壳体的材质为塑料、陶瓷或者PCB等。壳体的整体呈长方体、圆柱体或者椭圆柱体等结构。所述壳体的至少局部包括沿厚度方向设置的第一层和第二层。例如,壳体的一个侧面包括第一层和第二层;或者壳体的整体包括第一层和第二层。
厚度方向如图1中d所示。在所述第一层和所述第二层之间形成容纳腔。例如,所述第一层和所述第二层通过粘结、卡接或者焊接的方式连接在一起。上述连接方式的设置容易,第一层和第二层的连接牢固。
所述MEMS声学芯片14被设置在所述腔体111内。MEMS声学芯片14用于将声音信号转换为电信号。如图1所示,例如,MEMS声学芯片14包括衬底145、背板144和振膜142。衬底145为中空结构,其内部形成背腔143。例如,衬底145的横截面呈圆环形。衬底由绝缘材料制作而成,例如二氧化硅、氮化硅等。背板144和振膜142固定在衬底145上,并且悬置在背腔143内。背板144和衬底145分别作为平行板电容器的两个电极板。背板144为导体或者半导体。振膜142为导体或者半导体。
例如,通过胶132将所述MEMS声学芯片14固定在所述壳体的内壁上。在所述内壁上设置有连通所述腔体111与外部空间的拾音孔134。外部声音经由拾音孔134进入腔体111内,并带动振膜142振动。振膜142的振动引起电容的变化,从而形成电信号。
所述ASIC芯片15被设置在所述容纳腔内,例如,通过胶132将ASIC芯片15固定在容纳腔内。所述ASIC芯片15与所述MEMS声学芯片14连接。ASIC芯片15用于向MEMS声学芯片14提供偏置电压,并且ASIC芯片15能够放大MEMS声学芯片14的电信号,并将放大的电信号进行输出。
在本公开实施例中,所述壳体的至少局部包括沿厚度方向设置的第一层和第二层。在所述第一层和所述第二层之间形成容纳腔。所述ASIC芯片15被设置在所述容纳腔内。通过这种方式,ASIC芯片15不占用腔体111的空间,这使得腔体111对于拾音效果的调节作用更加显著,麦克风封装结构的声电转换效果更好。
此外,在一个例子中,在进行组装时,首先将ASIC芯片15放置到容纳腔内,然后将第一层和第二层连接在一起。分体组装式的两层(即第一层和第二层)结构使得ASIC芯片15的安装更容易。
此外,ASIC芯片15埋设在壳体内。这样,壳体对于ASIC芯片15的电磁屏蔽作用更显著,这使得ASIC芯片15的抗干扰能力更强。
在一个例子中,如图1-图4所示,所述壳体包括基板组件和罩体11。罩体11的整体呈长方体、圆柱体、椭圆柱体等。罩体11的一端是敞开的。基板组件包括贴合在一起的多个基板。基板组件固定在罩体11的敞开端。例如,通过粘结、卡接等方式进行连接。所述罩体11和所述基板组件围成所述腔体111。
在其他示例中,壳体包括底板、线路板框架和基板。线路板框架为中空结构。基板和底板分别固定中空结构的两个开口端。底板、线路板框架或基板包括第一层和第二层。ASIC芯片15埋设在第一层和第二层之间。
在一个例子中,如图1所示,该封装结构还包括屏蔽层。例如,屏蔽层为金属层。金属层的材质可以是但不限于金、银、铜、镍、锌等。所述屏蔽层被设置在所述壳体上。所述屏蔽层被配置为用于对所述ASIC芯片15形成屏蔽。例如,屏蔽层通过接地焊盘122与外部设备的地线连接。
例如,金属层贴合在壳体的靠近腔体111一侧的表面或者与腔体111相背的表面上;还可以是,金属层埋设在所述壳体内。金属层位于所述ASIC芯片15的靠近腔体111一侧和/或远离腔体111一侧。
金属层为单独设置的一层;或者壳体为PCB(印刷线路板),金属层为PCB内的导体层123。
例如,金属层形成法拉第笼。法拉第笼为由金属层形成的封闭的结构,或者具有镂空图案的网格结构。这两种结构均能起到电磁屏蔽的效果。
当然,屏蔽层不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
在一个例子中,如图1-图4所示,所述第一基板12和所述第二基板13中的至少一个为PCB,所述PCB的导体层123的至少局部与所述ASIC芯片15相对。在该例子中,PCB的导体层123能对ASIC芯片15起到电磁屏蔽的效果,从而不需要另外设置屏蔽层。
在一个例子中,所述屏蔽层被设置在所述第一层的表面或者内部;和/或
所述屏蔽层被设置在所述第二层的表面或者内部。
例如,第一层和第二层的表面是指各层沿厚度方向的上、下表面;内部是指各层的位于两个表面之间的部位。上述设置方式均能形成良好的电磁屏蔽效果。
在一个例子中,如图1所示,所述第一层靠近所述腔体111。例如,所述罩体11的开口端与所述第一层连接。在所述第一层内设置有金属化通孔121。所述MEMS声学芯片14通过所述金属化通孔121与所述ASIC芯片15连接。例如,MEMS声学芯片14与金属化通孔121连接。金属化通孔121通过焊盘122与ASIC芯片15连接。
金属化通孔121可以是在内壁形成有金属层,通过金属层实现两个表面的元器件的导通,或者在通孔内填充有金属线,通过金属线实现两个表面的元器件的导通。
在一个例子中,如图1所示,所述MEMS声学芯片14通过第一金线141与所述金属化通孔121连接。例如,MEMS声学芯片14采用正装的方式。MEMS声学芯片14的衬底145与基板组件连接。振膜142和背板144远离壳体,例如基板组件。背腔143与拾音孔134相连通。外部的声音依次经过拾音孔134、背腔143到达振膜142。第一金线141的一端与金属化通孔121的一端焊接连接。第一金线141的另一端与MEMS声学芯片14连接。
还可以是,如图2所示,所述MEMS声学芯片14倒装在所述壳体内,并通过所述壳体的导体层123与所述金属化通孔121连接。在该例子中,MEMS声学芯片14的振膜142一侧通过胶132粘结在基板组件上。振膜142和背板144靠近壳体,例如基板组件。振膜142与拾音孔134相对,背腔143位于振膜142的与拾音孔134相背的一侧。在声学芯片的振膜142一侧,例如衬底145的顶部设置有电连接部。该电连接部通过焊盘122焊接在基板组件上,通过基板组件的导体层123与金属化通孔121连接。
相比于正装的方式,倒装的方式使得振膜142以内的腔体111的容积更大,这使得腔体111对拾音效果的调节作用更有效。
在一个例子中,如图4所示,所述ASIC芯片15通过第二金线133与所述金属化通孔121连接。例如,第二金线133位于所述ASIC芯片15的垂直于厚度方向的一侧。第二金线133的一端与ASIC芯片15的输出端焊接,另一端与金属化通孔121焊接。
第二金线133能适应不同的安装位置,降低了对ASIC芯片15的组装精度的要求,使得ASIC芯片15与金属化通孔121的连接变得容易。
在一个例子中,所述ASIC芯片15通过粘结剂被固定在所述容纳腔内。例如,粘结剂为本领域常用的胶132。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
在一个例子中,如图1所示,所述基板组件包括第一基板12和第二基板13。所述第一层包括所述第一基板12。所述第一基板12与所述罩体11连接。所述第二层包括所述第二基板13。
在该例子中,基板组件包括连接在一起的第一基板12和第二基板13。在第一基板12和第二基板13中的至少一个上设置有凹槽131。在进行组装时,首先,将ASIC芯片15固定在凹槽131内,例如,通过胶132进行固定。ASIC芯片15通过焊盘122或者第二金线133与第一基板12上的金属化通孔121连接。然后,将第一基板12和第二基板13组装到一起。所述凹槽131被封闭,以形成容纳腔。
在一个例子中,如图4所示,在组装时,首先,所述ASIC芯片15通过第一粘结剂被固定在所述第一基板12上,并与所述MEMS声学芯片14形成连接。例如,第一粘结剂为胶132。首先在ASIC芯片15和/或第一基板12上涂覆第一粘结剂,然后将ASIC芯片15粘结在第一基板12上。ASIC芯片15通过焊盘122或者第二金属线与第一基板12上的金属化通孔121连接。MEMS声学芯片14固定在第一基板12的靠近腔体111的表面上。MEMS声学芯片14与ASIC芯片15连接。这样,MEMS声学芯片14与ASIC芯片15与第一基板12形成组件。这使得MEMS声学芯片14与ASIC芯片15在基板组件上的位置更精确。
然后,将第二粘结剂设置在所述第二基板13上。例如,第二粘结剂为胶132。
最后,将所述第二基板13贴合在所述第一基板12上,并且所述第二粘结剂与所述ASIC芯片15形成连接。这样,ASIC芯片15的上、下两端均通过胶132与基板组件形成固定连接。
在一个例子中,如图3所示,封装结构还包括滤波器16。所述滤波器16被设置在所述腔体111内。例如,滤波器1包括电容式滤波器、电阻式滤波器、电感式滤波器、压敏电阻式滤波器中的至少一种。上述滤波器16均能起到滤波的效果。
例如,滤波器16被设置在腔体111内。滤波器16与ASIC芯片15的输出端连接,通过这种方式,该滤波器16能有效的滤除通过输出端进入ASIC芯片15的射频干扰对MEMS声学芯片14的干扰。滤波器16与ASIC芯片15的电源端连接,通过这种方式,该滤波器16能有效地滤除电源拨动对MEMS声学芯片14的干扰。
还可以是,滤波器16被埋入所述壳体的壁部。所述滤波器16与所述ASIC芯片15连接。在该例子中,滤波器16不会占据腔体111内的空间,这使得腔体111的容积更大。腔体111对于拾音效果的调节效果更显著。
在一个例子中,如图2所示,所述滤波器16通过壳体的导体层123与外部设备连接,所述滤波器16通过金属化通孔121与所述ASIC芯片15连接。例如,滤波器16通过焊盘122与导通层连接,并通过导体层123与金属化通孔121连接,通过金属化通孔121和焊盘122与ASIC芯片15连接。相比于通过金属线进行连接,这种设置方式不会形成天线效应。即金属线本身能作为天线从而会产生二次辐射,通过焊盘122以及导体层123与ASIC连接的方式不会产生二次辐射。
根据本公开的另一个实施例,提供了一种电子设备。该电子设备包括设备外壳和上述的麦克风封装结构,所述麦克风封装结构被设置在所述设备外壳内。
该电子设备具有拾音效果好的特点。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。