專利名稱：增大后腔的硅電容麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種麥克風(fēng)，尤其是涉及一種具有新型封裝結(jié)構(gòu)的硅電容 麥克風(fēng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著手機、筆記本等電子產(chǎn)品體積不斷減小、性能越來越高，也 要求配套的電子零件的體積不斷減小、性能和一致性提高。在這種背景下，作
為重要零件之一的麥克風(fēng)產(chǎn)品也推出了很多的新型產(chǎn)品，利用MEMS (微機電系 統(tǒng))工藝技術(shù)生產(chǎn)的硅電容麥克風(fēng)為其中的代表產(chǎn)品。而硅電容麥克風(fēng)中的關(guān) 鍵技術(shù)為封裝設(shè)計，而且封裝所占用的成本比例較高。所以，最近也出現(xiàn)了很 多關(guān)于硅電容麥克風(fēng)封裝技術(shù)的專利。
公開號為US20020102004的美國專利公開了一種名為"小型的硅電容麥克 風(fēng)及其制造方法(miniature silicon condenser microphone and method for producing same)"的麥克風(fēng)封裝專利，此專利中的硅電容麥克風(fēng)包括一個外殼， 外殼上設(shè)置有能夠透過聲音的聲孔，有一個線路板，外殼和線路板結(jié)合成為一 個空腔，線路板上安裝有MEMS (微機電系統(tǒng))聲電轉(zhuǎn)換芯片和集成電路，MEMS 聲電轉(zhuǎn)換芯片和集成電路可以共同將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。專利 US20020102004的一個關(guān)鍵技術(shù)點(如該專利文獻(xiàn)中圖6的所示)在于在MEMS 聲電轉(zhuǎn)換芯片下方的位置的線路板上通過腐蝕等工藝作出一定的凹陷。這種設(shè) 計的優(yōu)勢在于針對聲音信號作用到MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片上方的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(聲孔 設(shè)置在MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片以外的位置上，外界傳輸?shù)穆曇粜盘栕饔迷贛EMS聲 電轉(zhuǎn)換芯片上方)，可以增加MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片下方的空氣空間(行業(yè)內(nèi)通常 稱之為"后腔-Back volume",指聲波遇到MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片以后，MEMS聲電 轉(zhuǎn)換芯片后方的空間)，可以使硅電容麥克風(fēng)的靈敏度更高，頻響曲線更好。然 而，這種設(shè)計簡單的通過MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片下方的線路板凹陷來增加后腔，對 后腔增大的貢獻(xiàn)非常有限，對性能提高的貢獻(xiàn)也非常??；并且，這種設(shè)計將使得線路板的厚度大大增加，過多的增加了產(chǎn)品的高度，并且導(dǎo)致成本增加。
公開號為W02007126179A1的PCT申請專利中同樣公開了一種硅電容麥克 風(fēng)，該專利同樣揭示了一種可以增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，在線路板上安裝一 個帶有中部凸起的蓋子，將MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片安裝在蓋子的中部凸起部上，中 部凸起部上和MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的位置設(shè)置有透氣孔，從而線路板和蓋子 的中部凸起部之間形成的空間可以作為后腔。這種設(shè)計可以使得后腔的空間變 大，但是將使得產(chǎn)品的整體厚度大大增加。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種不過多增加產(chǎn)品的高度和平面 尺寸，卻可以大幅增加MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片后腔空間的增大后腔的硅電容麥克 風(fēng)。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是增大后腔的硅電容麥克 風(fēng)，包括外殼和線路板，所述外殼和所述線路板構(gòu)成硅電容麥克風(fēng)的保護結(jié)構(gòu)，
所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝有MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所述保護結(jié)構(gòu)上設(shè)有連通所述 MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片外部空間的聲孔，并且所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部的線路板表面上 安裝有包括一個平坦部和一個凸起部的蓋子，所述蓋子的周邊和所述線路板表 面密閉結(jié)合，所述凸起部內(nèi)部空間形成一個空腔，所述平坦部上設(shè)置有至少一 個透氣孔，所述透氣孔上方的所述平坦部上安裝有所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所 述蓋子底面和所述線路板表面的結(jié)合部設(shè)置有連通所述透氣孔和所述空腔的透 氣通道，所述凸起部上安裝有集成電路芯片。通過這種設(shè)計，可以有效的增加 MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片安裝在蓋 子的平坦部上，沒有過多地增加產(chǎn)品的高度；因為一般硅電容麥克風(fēng)中應(yīng)用的 集成電路芯片高度低于MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片高度，所以將集成電路芯片安裝在蓋 子的凸起部上，在整體上沒有過多增加產(chǎn)品高度，而產(chǎn)品的平面面積也沒有因 為蓋子的添加而變大。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述凸起部形成的空腔內(nèi)部的線路板上安裝有電 容或/和電阻。 一般硅電容麥克風(fēng)線路板上的電路中都設(shè)計有電容或/和電阻零 件，形成濾波電路或者抗靜電電路等，有抵抗電磁干擾、抗靜電等作用，將電容或/和電阻安裝在凸起部形成的空腔內(nèi)部的線路板上，對比原有設(shè)計，相當(dāng)于 沒有占用平面面積，比原有設(shè)計進(jìn)一步減小了產(chǎn)品的平面尺寸。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述蓋子電連接所述線路板上的接地電路。將蓋 子接地，有利于線路板內(nèi)部電路的抗干擾性能增強。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述透氣通道為在所述線路板上設(shè)置的凹槽。
MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片下方的空間連通透氣孔，透氣孔通過線路板上設(shè)置的凹槽連 通到凸起部和線路板表面形成的空腔，這種線路板不需要設(shè)置過多的層數(shù)，一 般可以使用一層鏤空的線路板和另一層沒有鏤空的線路板結(jié)合在一起形成，或 者可以通過在線路板表面設(shè)置金屬層，在金屬層上設(shè)計一個凹槽，設(shè)計較為簡 單。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于:所述透氣通道為在所述蓋子平坦部上設(shè)置的凹槽。
MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片下方的空間連通透氣？L，透氣孔通過蓋子平坦部上設(shè)置的凹 槽連通到凸起部和線路板表面形成的空腔，這種線路板可以是平面的，設(shè)計較 為簡單。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述蓋子與所述線路板表面之間設(shè)置有環(huán)形封閉
層，由所述環(huán)形封閉層使得所述蓋子與所述線路板表面之間形成縫隙，從而形 成所述透氣通道。這種設(shè)計所應(yīng)用的蓋子和線路板都不需要設(shè)置凹槽，只需要 環(huán)形封閉層形成一定的高度并且密閉性良好就可以達(dá)到效果。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述蓋子的平坦部和凸起部是一體的，所述凸起 部的邊緣設(shè)有水平延伸部，所述水平延伸部和所述線路板表面結(jié)合在一起。這 種蓋子作為一體結(jié)構(gòu)，可以避免過多的安裝工序；而且凸起部的邊緣設(shè)有水平 延伸部，使蓋子邊緣和線路板之間接觸面積較大，密封性能較好。
上述技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述平坦部的中心部位和所述線路板表面之間 設(shè)置有支撐凸點。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述透氣孔為多個微型孔。這種由多個微型孔構(gòu) 成的透氣？L，可以有效地避免后腔中的灰塵、顆粒等雜質(zhì)接觸MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯 片，造成各種不良。
本技術(shù)方案的改進(jìn)在于所述蓋子為金屬蓋子。蓋子可以由多種材料制作，但金屬材料(例如鋁)的延展性較好，在較小的尺寸下制作復(fù)雜形狀的零件較 為容易，成本低廉，其他例如塑料材料或者陶瓷材料也可以應(yīng)用，
為了保證蓋子周邊和線路板表面的空氣密閉性良好，蓋子和線路板表面可 以采用黏膠結(jié)合在一起，也可以采用焊錫等其他材料結(jié)合在一起；外殼可以為 金屬或者樹脂材料制作，可以是一體形成的或者是多個零件結(jié)合在一體形成； 聲孔可以設(shè)置在外殼或者線路板上，只要聲孔可以連通所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片 外部空間就可以起到增大后腔的作用，但是不能設(shè)置在線路板上和蓋子對應(yīng)的 位置，否則產(chǎn)品將起不到增大后腔的作用，而變成了從MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片的下 方接受外界聲音信號；線路板基材可以為樹脂或者其他材料。
一般而言，硅電容麥克風(fēng)的線路板外表面上設(shè)置有用于電路連接的多個焊 盤，MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片、信號轉(zhuǎn)換芯片和焊盤之間設(shè)計有電路連通，此類技術(shù) 的設(shè)計以及MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片本身的設(shè)計并不影響本實用新型的主旨，并且已 經(jīng)屬于公知技術(shù)，不做詳細(xì)描述；硅電容麥克風(fēng)外殼可以采用金屬或者線路板 材料制作，此類設(shè)計的調(diào)整也不影響本實用新型的主旨。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是可以有效地增加
MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片安裝在蓋
子的平坦部上，沒有過多地增加產(chǎn)品的高度；并且因為一般硅電容麥克風(fēng)中應(yīng)
用的集成電路芯片高度低于MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片高度，所以將集成電路芯片安裝
在蓋子的凸起部上，在整體上沒有過多增加產(chǎn)品高度，而產(chǎn)品的平面面積也沒
有因為蓋子的添加而變大。


圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型實施例一的立體分解示意圖； 圖3是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型實施例三蓋子的俯視示意圖。
具體實施方式

實施例一如圖1、圖2所示，增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，包括一個方槽
7形的金屬外殼l，外殼l上設(shè)置有用于接收聲音信號的聲孔ll; 一個樹脂材料 作為基材制作的方形線路板2;外殼1和線路板2粘結(jié)在一起，成為一個保護 結(jié)構(gòu);保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部的線路板2表面上粘貼安裝有一個包括一個平坦部32和一 個凸起部31的一體金屬蓋子3，蓋子3的周邊和線路板2表面密閉結(jié)合，凸起 部31和線路板2表面形成一個空腔34，平坦部32和線路板2表面平齊，平坦 部32上設(shè)置有一個透氣孔33，透氣孔33上方安裝有一個MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片4， 線路板2表面和平坦部32的結(jié)合部位置上設(shè)有一個可以連通透氣孔33和空腔 34的水平透氣通道21，在本實施案例中，水平透氣通道21通過在線路板2表 面的基材上設(shè)置一個水平的細(xì)長凹陷來實現(xiàn)，同樣也可以通過在線路板2表面 設(shè)置金屬層，在金屬層上設(shè)計一個凹槽來實現(xiàn)；蓋子3的凸起部31上安裝有集 成電路芯片5，集成電路芯片5、 MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片4通過金屬線6實現(xiàn)必要 的電路連接并且將電路連接到線路板2上。這種結(jié)構(gòu)的硅電容麥克風(fēng)，MEMS聲 電轉(zhuǎn)換芯片4利用黏膠密閉粘結(jié)在平坦部32上，MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片4下的空 間41和透氣孔33連通，透氣孔33和水平透氣通道21連通，水平透氣通道21 和空腔34連通，并且這個連通的空間是密閉的。從而，認(rèn)MS聲電轉(zhuǎn)換芯片4 下的空間41、透氣孔33、水平透氣通道21和空腔34都成為MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯 片4的后腔(Back volume),其中MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片4下的空間41為自然形 成，透氣孔33和水平透氣通道21主要起到空氣連通的作用，空腔34為后腔 (Back volume)增加的關(guān)鍵因素。通過這種設(shè)計，可以有效的增加MEMS聲電 轉(zhuǎn)換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片安裝在蓋子的平坦 部上，集成電路芯片安裝在蓋子的凸起部31，沒有過多地增加產(chǎn)品的高度，可 以有效地解決背景技術(shù)的已有專利中存在的缺陷。
在本實施案例中，水平透氣通道是通過在線路板表面上設(shè)置凹陷實現(xiàn)，同 樣也可以通過在蓋子和線路板結(jié)合的表面上設(shè)置凹陷來實現(xiàn)。
實施例二本實施案例在實施案例一的基礎(chǔ)上做出了一定的變化和改進(jìn)。 如圖3所示，金屬蓋子3凸起部31形成的空腔34內(nèi)的線路板2表面上安 裝有濾波電容7，并且金屬蓋子3連接線路板2上的接地電路(圖中未示出)。 一般硅電容麥克風(fēng)線路板上的電路中都設(shè)計有電容或/和電阻零件，形成濾波電路或者抗靜電電路等，有抵抗電磁干擾、抗靜電等作用，將電容或/和電阻安裝 在凸起部形成的空腔內(nèi)部的線路板上，對比原有設(shè)計，相當(dāng)于沒有占用平面面 積，比原有設(shè)計進(jìn)一步減小了產(chǎn)品的平面尺寸。并且將蓋子接地，有利于線路 板內(nèi)部電路的抗干擾性能增強。
實施例三如圖4、圖5所示，本實施案例和實施案例一的主要區(qū)別是，
蓋子3凸起部31的邊緣設(shè)置有水平的延伸部35，水平延伸部35和平坦部32 通過一個環(huán)形的封閉層8和線路板2表面密閉結(jié)合在一起，二者粘結(jié)面積增大， 并且，封閉層8的高度適當(dāng)增加，使得線路板2和蓋子3之間保留足夠的通氣 空間，這種設(shè)計可以不再設(shè)置線路板2表面的水平透氣通道，封閉層8可以使 用黏結(jié)性和密閉性較好的膠類材料，也可以使用焊錫材料制作；透氣孔33由多 個細(xì)小的透氣孔構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)可以防止后腔中的雜質(zhì)附著到MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯 片4上，造成各種不良現(xiàn)象；為了保證金屬蓋子3在安裝集成電路芯片5和MEMS 聲電轉(zhuǎn)換芯片4后產(chǎn)生顫動，可以在金屬蓋子3的中心部位和線路板2之間設(shè) 置支撐凸點36，凸點36可以是一個或多個，可以設(shè)置在金屬蓋子3上或者線 路板2上或者是獨立的凸點，可以起到較好的支撐作用。
權(quán)利要求1.增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，包括外殼和線路板，所述外殼和所述線路板構(gòu)成硅電容麥克風(fēng)的保護結(jié)構(gòu)，所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝有MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所述保護結(jié)構(gòu)上設(shè)有連通所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片外部空間的聲孔，其特征在于所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部的線路板表面上安裝有包括一個平坦部和一個凸起部的蓋子，所述蓋子的周邊和所述線路板表面密閉結(jié)合，所述凸起部內(nèi)部空間形成一個空腔，所述平坦部上設(shè)置有至少一個透氣孔，所述透氣孔上方的所述平坦部上安裝有所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所述蓋子底面和所述線路板表面的結(jié)合部設(shè)置有連通所述透氣孔和所述空腔的透氣通道，所述凸起部上安裝有集成電路芯片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述凸 起部形成的空腔內(nèi)部的線路板上安裝有電容或/和電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述蓋 子電連接所述線路板上的接地電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述透 氣通道為在所述線路板上設(shè)置的凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述透 氣通道為在所述蓋子平坦部上設(shè)置的凹槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述蓋 子與所述線路板表面之間設(shè)置有環(huán)形封閉層，由所述環(huán)形封閉層使得所述蓋子 與所述線路板表面之間形成縫隙，從而形成所述透氣通道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述平 坦部的中心部位和所述線路板表面之間設(shè)置有支撐凸點。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其 特征在于所述蓋子的平坦部和凸起部是一體的，所述凸起部的邊緣設(shè)有水平 延伸部，所述水平延伸部和所述線路板表面結(jié)合在一起。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述透 氣孔為多個微型孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，其特征在于所述蓋子為金屬蓋子o
專利摘要本實用新型公開了一種增大后腔的硅電容麥克風(fēng)，包括外殼和線路板構(gòu)成的硅電容麥克風(fēng)的保護結(jié)構(gòu)，所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝有MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所述保護結(jié)構(gòu)上設(shè)有連通所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片外部空間的聲孔，所述保護結(jié)構(gòu)內(nèi)部的線路板表面上安裝有與其表面密閉結(jié)合的蓋子，所述盒子包括帶有空腔的凸起部和設(shè)置有透氣孔的平坦部，所述平坦部上安裝有所述MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片，所述蓋子底面和所述線路板表面的結(jié)合部設(shè)置有透氣通道，所述凸起部上安裝有集成電路芯片。本實用新型可以有效的增加MEMS聲電轉(zhuǎn)換芯片后方的空氣空間(后腔)，沒有過多地增加產(chǎn)品的高度，而產(chǎn)品的平面面積也沒有因為蓋子的添加而變大。
文檔編號B81B7/00GK201383873SQ200920018529
公開日2010年1月13日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者宋青林, 龐勝利, 谷芳輝 申請人:歌爾聲學(xué)股份有限公司