專利名稱：增大后腔的硅電容麥克風的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種麥克風，尤其是涉及一種具有新型封裝結構的硅電容 麥克風。
背景技術：
近年來，隨著手機、筆記本等電子產品體積不斷減小、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產品也推出了很多的新型產品，利用MEMS (微機電系 統(tǒng))工藝技術生產的硅電容麥克風為其中的代表產品。而硅電容麥克風中的關 鍵技術為封裝設計，而且封裝所占用的成本比例較高。所以，最近也出現(xiàn)了很 多關于硅電容麥克風封裝技術的專利。
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 風及其制造方法(miniature silicon condenser microphone and method for producing same)"的麥克風封裝專利，此專利中的硅電容麥克風包括一個外殼， 外殼上設置有能夠透過聲音的聲孔，有一個線路板，外殼和線路板結合成為一 個空腔，線路板上安裝有MEMS (微機電系統(tǒng))聲電轉換芯片和集成電路，MEMS 聲電轉換芯片和集成電路可以共同將聲音信號轉化為電信號。專利 US20020102004的一個關鍵技術點(如該專利文獻中圖6的所示)在于在MEMS 聲電轉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 計的優(yōu)勢在于針對聲音信號作用到MEMS聲電轉換芯片上方的產品結構(聲孔 設置在MEMS聲電轉換芯片以外的位置上，外界傳輸?shù)穆曇粜盘栕饔迷贛EMS聲 電轉換芯片上方)，可以增加MEMS聲電轉換芯片下方的空氣空間(行業(yè)內通常 稱之為"后腔-Back volume",指聲波遇到MEMS聲電轉換芯片以后，MEMS聲電 轉換芯片后方的空間)，可以使硅電容麥克風的靈敏度更高，頻響曲線更好。然 而，這種設計簡單的通過MEMS聲電轉換芯片下方的線路板凹陷來增加后腔，對 后腔增大的貢獻非常有限，對性能提高的貢獻也非常??；并且，這種設計將使得線路板的厚度大大增加，過多的增加了產品的高度，并且導致成本增加。
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，該專利同樣揭示了一種可以增大后腔的硅電容麥克風，在線路板上安裝一 個帶有中部凸起的蓋子，將MEMS聲電轉換芯片安裝在蓋子的中部凸起部上，中 部凸起部上和MEMS聲電轉換芯片對應的位置設置有透氣孔，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。這種設計可以使得后腔的空間變 大，但是將使得產品的整體厚度大大增加。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種不過多增加產品的高度和平面 尺寸，卻可以大幅增加MEMS聲電轉換芯片后腔空間的增大后腔的硅電容麥克 風。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是增大后腔的硅電容麥克 風，包括外殼和線路板，所述外殼和所述線路板構成硅電容麥克風的保護結構，
所述保護結構內部安裝有MEMS聲電轉換芯片，所述保護結構上設有連通所述 MEMS聲電轉換芯片外部空間的聲孔，并且所述保護結構內部的線路板表面上 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 面密閉結合，所述凸起部內部空間形成一個空腔，所述平坦部上設置有至少一 個透氣孔，所述透氣孔上方的所述平坦部上安裝有所述MEMS聲電轉換芯片，所 述蓋子底面和所述線路板表面的結合部設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。通過這種設計，可以有效的增加 MEMS聲電轉換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉換芯片安裝在蓋 子的平坦部上，沒有過多地增加產品的高度；因為一般硅電容麥克風中應用的 集成電路芯片高度低于MEMS聲電轉換芯片高度，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品高度，而產品的平面面積也沒有因 為蓋子的添加而變大。
本技術方案的改進在于所述凸起部形成的空腔內部的線路板上安裝有電 容或/和電阻。 一般硅電容麥克風線路板上的電路中都設計有電容或/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部的線路板上，對比原有設計，相當于 沒有占用平面面積，比原有設計進一步減小了產品的平面尺寸。
本技術方案的改進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，有利于線路板內部電路的抗干擾性能增強。
本技術方案的改進在于所述透氣通道為在所述線路板上設置的凹槽。
MEMS聲電轉換芯片下方的空間連通透氣孔，透氣孔通過線路板上設置的凹槽連 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合在一起形成，或 者可以通過在線路板表面設置金屬層，在金屬層上設計一個凹槽，設計較為簡 單。
本技術方案的改進在于:所述透氣通道為在所述蓋子平坦部上設置的凹槽。
MEMS聲電轉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，設計較 為簡單。
本技術方案的改進在于所述蓋子與所述線路板表面之間設置有環(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。這種設計所應用的蓋子和線路板都不需要設置凹槽，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到效果。
本技術方案的改進在于所述蓋子的平坦部和凸起部是一體的，所述凸起 部的邊緣設有水平延伸部，所述水平延伸部和所述線路板表面結合在一起。這 種蓋子作為一體結構，可以避免過多的安裝工序；而且凸起部的邊緣設有水平 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。
上述技術方案的改進在于所述平坦部的中心部位和所述線路板表面之間 設置有支撐凸點。
本技術方案的改進在于所述透氣孔為多個微型孔。這種由多個微型孔構 成的透氣？L，可以有效地避免后腔中的灰塵、顆粒等雜質接觸MEMS聲電轉換芯 片，造成各種不良。
本技術方案的改進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 以采用黏膠結合在一起，也可以采用焊錫等其他材料結合在一起；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合在一體形成； 聲孔可以設置在外殼或者線路板上，只要聲孔可以連通所述MEMS聲電轉換芯片 外部空間就可以起到增大后腔的作用，但是不能設置在線路板上和蓋子對應的 位置，否則產品將起不到增大后腔的作用，而變成了從MEMS聲電轉換芯片的下 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，硅電容麥克風的線路板外表面上設置有用于電路連接的多個焊 盤，MEMS聲電轉換芯片、信號轉換芯片和焊盤之間設計有電路連通，此類技術 的設計以及MEMS聲電轉換芯片本身的設計并不影響本實用新型的主旨，并且已 經屬于公知技術，不做詳細描述；硅電容麥克風外殼可以采用金屬或者線路板 材料制作，此類設計的調整也不影響本實用新型的主旨。
由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是可以有效地增加
MEMS聲電轉換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉換芯片安裝在蓋
子的平坦部上，沒有過多地增加產品的高度；并且因為一般硅電容麥克風中應
用的集成電路芯片高度低于MEMS聲電轉換芯片高度，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品高度，而產品的平面面積也沒
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構示意圖； 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構示意圖； 圖4是本實用新型實施例三的結構示意圖； 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，包括一個方槽
7形的金屬外殼l，外殼l上設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粘結在一起，成為一個保護 結構;保護結構內部的線路板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上設置有一個透氣孔33，透氣孔33上方安裝有一個MEMS聲電轉換芯片4， 線路板2表面和平坦部32的結合部位置上設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 面的基材上設置一個水平的細長凹陷來實現(xiàn)，同樣也可以通過在線路板2表面 設置金屬層，在金屬層上設計一個凹槽來實現(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。這種結構的硅電容麥克風，MEMS聲 電轉換芯片4利用黏膠密閉粘結在平坦部32上，MEMS聲電轉換芯片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MS聲電轉換芯片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聲電轉換芯 片4的后腔(Back volume),其中MEMS聲電轉換芯片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)增加的關鍵因素。通過這種設計，可以有效的增加MEMS聲電 轉換芯片后方的空氣空間(后腔)，并且MEMS聲電轉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，沒有過多地增加產品的高度，可 以有效地解決背景技術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置凹陷實現(xiàn)，同 樣也可以通過在蓋子和線路板結合的表面上設置凹陷來實現(xiàn)。
實施例二本實施案例在實施案例一的基礎上做出了一定的變化和改進。 如圖3所示，金屬蓋子3凸起部31形成的空腔34內的線路板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)。 一般硅電容麥克風線路板上的電路中都設計有電容或/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部的線路板上，對比原有設計，相當于沒有占用平面面 積，比原有設計進一步減小了產品的平面尺寸。并且將蓋子接地，有利于線路 板內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表面密閉結合在一起，二者粘結面積增大， 并且，封閉層8的高度適當增加，使得線路板2和蓋子3之間保留足夠的通氣 空間，這種設計可以不再設置線路板2表面的水平透氣通道，封閉層8可以使 用黏結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 個細小的透氣孔構成，這種結構可以防止后腔中的雜質附著到MEMS聲電轉換芯 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 聲電轉換芯片4后產生顫動，可以在金屬蓋子3的中心部位和線路板2之間設 置支撐凸點36，凸點36可以是一個或多個，可以設置在金屬蓋子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。
權利要求1.增大后腔的硅電容麥克風，包括外殼和線路板，所述外殼和所述線路板構成硅電容麥克風的保護結構，所述保護結構內部安裝有MEMS聲電轉換芯片，所述保護結構上設有連通所述MEMS聲電轉換芯片外部空間的聲孔，其特征在于所述保護結構內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合，所述凸起部內部空間形成一個空腔，所述平坦部上設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聲電轉換芯片，所述蓋子底面和所述線路板表面的結合部設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)權利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風，其特征在于所述凸 起部形成的空腔內部的線路板上安裝有電容或/和電阻。
3. 根據(jù)權利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風，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)權利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風，其特征在于所述透 氣通道為在所述線路板上設置的凹槽。
5. 根據(jù)權利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風，其特征在于所述透 氣通道為在所述蓋子平坦部上設置的凹槽。
6. 根據(jù)權利要求1所述的增大后腔的硅電容麥克風，其特征在于所述蓋 子與所述線路板表面之間設置有環(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)權利要求6所述的增大后腔的硅電容麥克風，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置有支撐凸點。
8. 根據(jù)權利要求1至7任一權利要求所述的增大后腔的硅電容麥克風，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有水平 延伸部，所述水平延伸部和所述線路板表面結合在一起。
9. 根據(jù)權利要求8所述的增大后腔的硅電容麥克風，其特征在于所述透 氣孔為多個微型孔。
10.根據(jù)權利要求8所述的增大后腔的硅電容麥克風，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，包括外殼和線路板構成的硅電容麥克風的保護結構，所述保護結構內部安裝有MEMS聲電轉換芯片，所述保護結構上設有連通所述MEMS聲電轉換芯片外部空間的聲孔，所述保護結構內部的線路板表面上安裝有與其表面密閉結合的蓋子，所述盒子包括帶有空腔的凸起部和設置有透氣孔的平坦部，所述平坦部上安裝有所述MEMS聲電轉換芯片，所述蓋子底面和所述線路板表面的結合部設置有透氣通道，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聲電轉換芯片后方的空氣空間(后腔)，沒有過多地增加產品的高度，而產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:歌爾聲學股份有限公司