一種集成的硅電容麥克風(fēng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及麥克風(fēng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種集成的硅電容麥克風(fēng)及其封裝方案。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電(MEMS，micro-electro-mechanical system)麥克風(fēng)或稱娃麥克風(fēng)因其體積小、適于表面貼裝等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于平板電子裝置的聲音采集，例如:手機(jī)、MP3、錄音筆和監(jiān)聽器材等。為滿足人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需求，硅麥克風(fēng)的體積、成本、信噪比、使用壽命等指標(biāo)也在不斷地優(yōu)化提高。其中，為提高硅麥克風(fēng)的使用壽命，尤其需要對硅麥克風(fēng)進(jìn)行防水、防塵、防潮、防強(qiáng)光處理。
[0003]—般來說，娃麥克風(fēng)的外殼和基板本身天然就是防水、防塵、防潮、防強(qiáng)光的，水、灰塵、水氣以及強(qiáng)光大多只能通過外殼或基板上開的聲孔進(jìn)入硅麥克風(fēng)內(nèi)部，腐蝕硅麥克風(fēng)內(nèi)部MEMS敏感元件與集成電路，損壞硅麥克風(fēng)，降低硅麥克風(fēng)的性能，縮短其使用壽命。從而，大多防水、防塵、防潮、防強(qiáng)光的設(shè)計(jì)都是針對聲孔或聲孔附近的。然而，大多能阻礙水氣和灰塵的設(shè)計(jì)都會阻礙聲音的傳播，降低麥克風(fēng)的靈敏度，從而陷入了一種兩難的境地。
[0004]專利CN201533390U提出了一種用打孔硅片覆蓋聲孔來防水的技術(shù)方案，這種方案不能防止水氣和細(xì)小灰塵的進(jìn)入，對聲音信號的進(jìn)入也有一定的影響，還會導(dǎo)致一定程度的聲音失真。專利CN202085286U提出了一種保護(hù)網(wǎng)，用該保護(hù)網(wǎng)防止光線進(jìn)入聲孔，但為了讓聲音能暢通的進(jìn)入，該保護(hù)網(wǎng)上全是孔，很難實(shí)現(xiàn)良好的防光效果，也很難實(shí)現(xiàn)防水效果。專利CN202310097U提出了一種導(dǎo)電防水薄膜緊貼聲孔的技術(shù)方案，這種設(shè)計(jì)里防水薄膜因?yàn)榫o密覆蓋聲孔，薄膜不能或只能局部振動(dòng)，會影響聲音進(jìn)入麥克風(fēng)；專利CN202334881U提出了一種采用塑料外殼、一體注塑技術(shù)成型的帶濾網(wǎng)的麥克風(fēng)，這種方案同樣存在著防水和阻礙聲音傳播的兩難，而且也不能防潮防塵；專利CN202374441U提出了一種孔一格檔一孔結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)繁瑣，工藝復(fù)雜，成本高，而且靈敏度會比較低；專利CN202750203U要求一個(gè)對空氣的單透膜，其表現(xiàn)類似麥克斯韋妖，目前技術(shù)下實(shí)現(xiàn)的難度很高，成本也難以讓人接受；專利CN203167205U提出了一種用于手機(jī)的防水麥克風(fēng)，這種方案同樣存在著防水和阻礙聲音傳播的兩難，實(shí)踐證明這種設(shè)計(jì)傳音效果很差；專利CN203206467U提出了一種通過改進(jìn)工藝在振膜處設(shè)置防水層的方法，具有工藝簡單，成品率高，成本低廉等各種優(yōu)點(diǎn)，但是，這種方法不能保護(hù)麥克風(fēng)的其余部分，尤其是集成電路暴露在外的引腳部分。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]通過自身實(shí)踐，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，防水、防塵、防潮、防光類技術(shù)的難點(diǎn)在于在防水、防塵、防潮、防光與透音性和成本之間取得平衡。為取得更好效果，應(yīng)解決以下技術(shù)問題:
[0006]使用設(shè)置于音孔附近的柔性薄膜阻止水氣、灰塵、強(qiáng)光進(jìn)入麥克風(fēng)；
[0007]柔性薄膜與支撐部，麥克風(fēng)的外殼或基板構(gòu)成空腔，以增加透音性。
[0008]柔性薄膜一方面可以隨著空氣的振動(dòng)而振動(dòng)，從而很好的傳遞聲音，另一方面空腔的存在保證了所述薄膜不會貼合在麥克風(fēng)的外殼或基板上，阻礙薄膜的振動(dòng)，進(jìn)而阻礙聲音，從而可以更好的傳遞聲音。
[0009]為解決這些技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種集成的硅麥克風(fēng)，包括外殼，基板，一個(gè)或多個(gè)MEMS敏感元件，集成電路，聲腔，一個(gè)或多個(gè)聲孔，其中還包括a)支撐，所述支撐位于至少一個(gè)所述聲孔附近；b)至少一片連接于所述支撐的柔性薄膜；所述支撐與所述柔性薄膜以及外殼或基板構(gòu)成一空腔。通過支撐與薄膜組合來在防水、防塵、防潮、防光與透音性和成本之間取得平衡。
[0011]優(yōu)選的集成的硅麥克風(fēng)，其中所述柔性薄膜的材料對水的浸潤角大于90度。材料對水的浸潤角大于90度，有助于材料的防水，特別是長期在潮濕環(huán)境中工作時(shí)，可增加材料的壽命。
[0012]優(yōu)選的集成的硅麥克風(fēng)，其中所述柔性薄膜為網(wǎng)狀，網(wǎng)格大小不超過2微米，可阻隔0.5微米以上尺寸的粉塵。一方面，游離在空氣中的粉塵尺寸均在0.5微米以上，小于
0.5微米的粉塵，很難影響硅麥克風(fēng)的正常工作；另一方面，可以通過網(wǎng)狀薄膜材料減少聲音傳遞過程中的損失。
[0013]優(yōu)選的集成的硅麥克風(fēng)，其中所述柔性薄膜的材料采用可阻止超過80%的可見光的材料。對于硅麥克風(fēng)中的集成電路芯片而言，常需要防止光照引起的電路參數(shù)異常。傳統(tǒng)的硅電容麥克風(fēng)聲孔是開放的，故需要另外增加防止光照的專用措施。通過薄膜材料阻止光照，可以節(jié)省專用措施的工藝環(huán)節(jié)和相應(yīng)成本。
[0014]優(yōu)選的集成的硅麥克風(fēng)，其中所述柔性薄膜的材料為橡膠。根據(jù)成本、水浸潤性、壽命、加工可行性，橡膠材料是本實(shí)用新型的優(yōu)先選薄膜材料。
[0015]優(yōu)選的集成的硅麥克風(fēng)，其中所述支撐和薄膜位于封裝殼體內(nèi)部。這是為了提高硅麥克風(fēng)整體封裝的適用性，擴(kuò)大其適用范圍，同時(shí)按硅麥克風(fēng)的前腔體積需要來確定支撐高度。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是一個(gè)典型的傳統(tǒng)的沒有防水、防潮、防塵、防光設(shè)計(jì)的麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是采用了本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的防水方案的麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖(由圖1改進(jìn)而來)；
[0019]圖3是圖2所示具體實(shí)施例的下視示意圖；
[0020]圖4是一個(gè)典型的傳統(tǒng)的沒有防水、防潮、防塵、防光設(shè)計(jì)的麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是采用了本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的防水方案的麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖(由圖2改進(jìn)而來)；
[0022]圖6是一個(gè)雙聲孔的硅麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖，其中一個(gè)聲孔附近設(shè)有本實(shí)用新型提出的支撐、柔性薄膜與空腔；
[0023]圖7是一個(gè)雙聲孔的硅麥克風(fēng)剖視結(jié)構(gòu)示意圖，兩個(gè)聲孔附近均設(shè)有本實(shí)用新型提出的支撐、柔性薄膜與空腔。
[0024]附圖標(biāo)記說明:101-MEMS敏感元件，102-芯片，103-支撐，104-聲孔，105-空腔，106-柔性薄膜，107-基板，108-外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0026]圖1是一個(gè)典型的傳統(tǒng)的沒有防水、防潮、防塵、防光設(shè)計(jì)的硅麥克風(fēng)的剖視示意圖。水氣、塵土、強(qiáng)光都非常容易通過聲孔進(jìn)入硅麥克風(fēng)內(nèi)部。
[0027]圖2是在圖1的基礎(chǔ)上，運(yùn)用本實(shí)用新型改進(jìn)而來的。如圖2所示，在聲孔附近外側(cè)設(shè)置剛性的支撐，支撐的形狀如圖3所示；覆蓋一層柔性薄膜于所述支撐上。薄膜、支撐與基板構(gòu)成一個(gè)空腔。由于所述薄膜是柔性的，聲音的振動(dòng)很容易穿透薄膜進(jìn)入聲孔；又由于所述空腔的存在，薄膜的振動(dòng)不會被基板所阻礙；這就很好的保證了聲音的通透性。
[0028]由于所述柔性薄膜、支撐的存在，水氣、灰塵、強(qiáng)光不能直接進(jìn)入聲孔，這樣就很好的起到了防水、防潮、防塵、防光的效果。為了達(dá)到更好的防水、防潮、防塵、防光效果，可以選擇防水、防潮、防塵、防光效果更好的薄膜和支撐，比如可以選擇薄膜為密封的柔性橡膠。
[0029]—般來說，所述柔性薄膜的面積要大于其對應(yīng)的聲孔的面積。所述柔性薄膜的面積、所述支撐的高度、所述空腔的體積都可以按需要來設(shè)計(jì)。一個(gè)典型的所述柔性薄膜的面積在0.1mm2以上，所述支撐的高度在20 μ m以上，所述空腔的體積在0.2mm3至Ij 20mm3之間。
[0030]圖4是另一個(gè)典型的傳統(tǒng)的沒有防水、防潮、防塵、防光設(shè)計(jì)的硅麥克風(fēng)的剖視示意圖。水氣、塵土、強(qiáng)光都非常容易通過聲孔進(jìn)入硅麥克風(fēng)內(nèi)部。
[0031]圖5是在圖4的基礎(chǔ)上，運(yùn)用本實(shí)用新型改進(jìn)而來的。如圖5所示，在聲孔附近外側(cè)設(shè)置剛性的支撐，覆蓋一層柔性薄膜于所述支撐上。薄膜、支撐與外殼構(gòu)成一個(gè)空腔。由于所述薄膜是柔性的，聲音的振動(dòng)很容易穿透薄膜進(jìn)入聲孔；又由于所述空腔的存在，薄膜的振動(dòng)不會被基板所阻礙；這就很好的保證了聲音的通透性。
[0032]由于所述柔性薄膜、支撐的存在，水氣、灰塵、強(qiáng)光不能直接進(jìn)入聲孔，這樣就很好的起到了防水、防潮、防塵、防光的效果。為了達(dá)到更好的防水、防潮、防塵、防光效果，可以選擇防水、防潮、防塵、防光效果更好的薄膜和支撐，比如可以選擇薄膜為密封的柔性橡膠。
[0033]下面列舉又一本實(shí)用新型實(shí)施例。
[0034]如圖6所示，本實(shí)施例相比于圖5所示具體實(shí)施例多了一個(gè)沒有設(shè)置支撐與柔性薄膜的聲孔。該聲孔所處位置與大小可由具體設(shè)計(jì)需要決定。
[0035]下面列舉又一本實(shí)用新型實(shí)施例。
[0036]如圖7所示，本實(shí)施例相比于圖5所示具體實(shí)施例多了一個(gè)聲孔。該聲孔附近設(shè)有本實(shí)用新型中的支撐與柔性薄膜，且支撐、柔性薄膜、外殼構(gòu)成一空腔。
[0037]以上對本實(shí)用新型的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成的硅電容麥克風(fēng)，包括外殼，基板，一個(gè)或多個(gè)MEMS敏感元件，集成電路，聲腔，一個(gè)或多個(gè)聲孔，其特征在于，還包括: 支撐，所述支撐位于至少一個(gè)所述聲孔附近； 至少一片連接于所述支撐的柔性薄膜； 所述支撐與所述柔性薄膜以及所述外殼或所述基板構(gòu)成一空腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于，所述柔性薄膜的材料對水的浸潤角大于90度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于，所述柔性薄膜為網(wǎng)狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于，所述柔性薄膜采用可阻止超過80 %的可見光的材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于，所述柔性薄膜的材料為橡膠。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于，所述支撐和所述柔性薄膜位于封裝殼體內(nèi)部。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種集成的硅電容麥克風(fēng)，在所述硅電容麥克風(fēng)氣孔附近設(shè)置支撐，該支撐連接于一片密封柔性薄膜，所述柔性薄膜與支撐以及外殼或基板共同構(gòu)成腔體。本實(shí)用新型既可以防止水氣或灰塵進(jìn)入麥克風(fēng)內(nèi)部，又可以允許聲音傳播進(jìn)入麥克風(fēng)內(nèi)部，從而在幾乎不損失靈敏度的情況下改進(jìn)了麥克風(fēng)的防水防潮防塵性能，提高了麥克風(fēng)的使用壽命，擴(kuò)展了麥克風(fēng)的工作范圍。
【IPC分類】H04R19/04
【公開號】CN204733381
【申請?zhí)枴緾N201520189683
【發(fā)明人】萬蔡辛, 楊少軍
【申請人】北京卓銳微技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年3月31日