MEMS传感器和电子设备的制作方法

本实用新型涉及传感器
技术领域：
，特别涉及一种mems传感器和应用该mems传感器的电子设备。
背景技术：
：传感器作为检测器件，现已普遍应用在手机、笔记本电脑、平板电脑以及穿戴设备之中。近年来，随着科技的快速发展，微机电系统(mems，micro-electro-mechanicalsystem)应运而生，mems传感器便是其中之一。现有的mems传感器，对外界吹气较为敏感。当吹气气压偏高时，气流冲击mems芯片的振膜，容易导致振膜破裂，从而致使产品报废。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种mems传感器和应用该mems传感器的电子设备，旨在降低mems传感器中mems芯片的振膜破裂的几率，降低产品的报废可能。本实用新型的一实施例提出一种mems传感器，该mems传感器包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的mems芯片，所述外部封装结构包括电路板，所述电路板开设有供外部声波传入的入声孔，所述外部封装结构还包括第一阻挡层和第二阻挡层，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层沿所述入声孔的入声方向依次间隔设置，所述第一阻挡层开设有第一透声孔，所述第二阻挡层开设有第二透声孔，所述第一透声孔和所述第二透声孔错位设置。在本实用新型一实施例中，所述第一阻挡层设于所述入声孔内；且/或，所述第二阻挡层设于所述入声孔内。在本实用新型一实施例中，所述第一阻挡层与所述电路板为一体结构；且/或，所述第二阻挡层与所述电路板为一体结构。在本实用新型一实施例中，所述第一透声孔设有若干，若干所述第一透声孔间隔设置；所述第二透声孔设有若干，若干所述第二透声孔间隔设置；定义若干所述第一透声孔沿所述入声孔的轴向在所述第二阻挡层上对应的区域为直吹区域，则每一所述第二透声孔均位于所述直吹区域之外。在本实用新型一实施例中，若干所述第一透声孔沿所述第一阻挡层的外缘依次间隔设置；定义若干所述第二透声孔沿所述入声孔的轴向在所述第一阻挡层上对应的区域为阻挡区域，若干所述第一透声孔围设在所述阻挡区域的四周。在本实用新型一实施例中，若干所述第二透声孔沿所述第二阻挡层的外缘依次间隔设置，若干所述第二透声孔围设在所述直吹区域的四周。在本实用新型一实施例中，定义所述第一阻挡层的厚度为d1，则满足条件5μm≤d1≤10μm。在本实用新型一实施例中，定义所述第二阻挡层的厚度为d2，则满足条件5μm≤d2≤10μm。在本实用新型一实施例中，定义所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间的距离为l，则满足条件5μm≤l≤15μm。本实用新型的一实施例还提出一种电子设备，该电子设备包括mems传感器，该mems传感器包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的mems芯片，所述外部封装结构包括电路板，所述电路板开设有供外部声波传入的入声孔，所述外部封装结构还包括第一阻挡层和第二阻挡层，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层沿所述入声孔的入声方向依次间隔设置，所述第一阻挡层开设有第一透声孔，所述第二阻挡层开设有第二透声孔，所述第一透声孔和所述第二透声孔错位设置。本实用新型的技术方案，在入声孔的入声方向上依次设置有第一阻挡层和第二阻挡层，并且第一阻挡层和第二阻挡层相互间隔，同时第一阻挡层上的第一透气孔与第二阻挡层上的第二透气孔还错位设置。这样，外界气流在通过入声孔时便会依次受到第一阻挡层的阻挡作用和第二阻挡层的阻挡作用；而在外界气流成功穿过第一阻挡层和第二阻挡层后，其速度已衰减，其对mems芯片的振膜造成较大冲击的可能性已大大降低。如此，便降低了mems传感器中mems芯片的振膜破裂的几率，降低了产品的报废可能。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型mems传感器一实施例的结构示意图；图2为图1中a处的放大图；图3为图1中电路板的正视图，其中，虚线圆孔表示第一透声孔。附图标号说明：标号名称标号名称100mems传感器33振膜10电路板40第一阻挡层11入声孔41第一透声孔20罩壳50第二阻挡层20a安装腔51第二透声孔30mems芯片60asic芯片31衬底本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。现有的mems传感器，对外界吹气较为敏感。当吹气气压偏高时，气流冲击mems芯片的振膜，容易导致振膜破裂，从而致使产品报废。针对上述技术问题，本实用新型提出一种mems传感器100，旨在降低mems传感器100中mems芯片30的振膜33破裂的几率，降低产品的报废可能。可以理解的，本实用新型mems传感器100可以应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴设备等电子设备。下面将在具体实施例中对本实用新型mems传感器100的具体结构进行说明，并以mems传感器100水平放置为例进行介绍：如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，该mems传感器100包括外部封装结构和设于所述外部封装结构内的mems芯片30，所述外部封装结构包括电路板10，所述电路板10开设有供外部声波传入的入声孔11，所述外部封装结构还包括第一阻挡层40和第二阻挡层50，所述第一阻挡层40和所述第二阻挡层50沿所述入声孔11的入声方向依次间隔设置，所述第一阻挡层40开设有第一透声孔41，所述第二阻挡层50开设有第二透声孔51，所述第一透声孔41和所述第二透声孔51错位设置。具体地，mems传感器100的外部封装结构还包括罩设于电路板10一板面的罩壳20。电路板10为板状结构，且水平设置。罩壳20大致呈倒扣的碗状结构，且罩设于电路板10的一板面。此时，罩壳20和电路板10围合形成一安装腔20a，该安装腔20a可用于封装mems芯片30、asic芯片60等元器件。一般地，罩壳20为金属材质，以起到电磁屏蔽的作用，从而降低安装腔20a内的元器件的工作性能受外界影响的可能。进一步地，mems传感器100还包括asic芯片60，mems芯片30和asic芯片60均可通过胶黏剂固定于电路板10的面向安装腔20a的板面。并且，mems芯片30和asic芯片60之间可通过导线(焊线)进行电性连接，asic芯片60与电路板10之间也可通过导线(焊线)进行电性连接。进一步地，mems芯片30包括衬底31和振膜33，衬底31大致呈两端开口的筒状结构，其轴线与电路板10垂直。并且，衬底31的朝向电路板10的一端(下端)可通过胶黏剂固定于电路板10的面向安装腔20a的板面，衬底31的背离电路板10的一端(上端)内设置有振膜33。此时，电路板10开设有连通衬底31内部空间的入声孔11，用于声波传入，实现mems芯片30对声波信息的采集。因此，可以理解地，本实施例的技术方案，在入声孔11的入声方向上依次设置有第一阻挡层40和第二阻挡层50，并且第一阻挡层40和第二阻挡层50相互间隔，同时第一阻挡层40上的第一透气孔与第二阻挡层50上的第二透气孔还错位设置。这样，外界气流在通过入声孔11时便会依次受到第一阻挡层40的阻挡作用和第二阻挡层50的阻挡作用；而在外界气流成功穿过第一阻挡层40和第二阻挡层50后，其速度已衰减，其对mems芯片30的振膜33造成较大冲击的可能性已大大降低。如此，便降低了mems传感器100中mems芯片30的振膜33破裂的几率，降低了产品的报废可能。也即，提升了mems传感器100的抗吹气能力。此外，第一阻挡层40和第二阻挡层50的设置，还有利于提升mems传感器100的防水、防尘能力。如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述第一阻挡层40设于所述入声孔11内。具体地，第一阻挡层40的外缘沿入声孔11的周向环绕设置，并与入声孔11的孔壁固定连接。这样，第一阻挡层40得以收容在入声孔11内，隐秘性更好，可以有效降低第一阻挡层40随电路板10进行芯片封装时被触碰的可能，降低其破损的几率，从而有效保障第一阻挡层40的功能，提升产品的良率。可以理解地，第一阻挡层40的外缘与入声孔11的孔壁的固定连接，可以通过胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式实现。并且，在其他实施例中，第一阻挡层40也可以不设置在入声孔11内，例如：第一阻挡层40从电路板10的背对罩壳20的一侧罩盖在入声孔11的入口处，且外缘通过例如胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式固定在电路板10的背对罩壳20的板面上。如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述第二阻挡层50设于所述入声孔11内。具体地，第二阻挡层50的外缘沿入声孔11的周向环绕设置，并与入声孔11的孔壁固定连接。这样，第二阻挡层50得以收容在入声孔11内，隐秘性更好，可以有效降低第二阻挡层50随电路板10进行芯片封装时被触碰的可能，降低其破损的几率，从而有效保障第二阻挡层50的功能，提升产品的良率。可以理解地，第二阻挡层50的外缘与入声孔11的孔壁的固定连接，可以通过胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式实现。并且，在其他实施例中，第二阻挡层50也可以不设置在入声孔11内，例如：第二阻挡层50从电路板10的面向罩壳20的一侧罩盖在入声孔11的出口处，且外缘通过例如胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式固定在电路板10的面向罩壳20的板面上。如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述第一阻挡层40与所述电路板10为一体结构。即，第一阻挡层40与电路板10一体成型；也即，在制作电路板10时，一并制作得到第一阻挡层40。具体地，第一阻挡层40可以由电路板10的若干结构层中的一层或多层构成，例如：第一阻挡层40由电路板10的导电层构成；或者，第一阻挡层40由电路板10的绝缘层构成；或者，第一阻挡层40由电路板10中相邻的导电层和绝缘层构成。可以理解地，第一阻挡层40与电路板10为一体结构的设计，不仅可以减少额外将第一阻挡层40安装固定在电路板10上的步骤，提高生产效率，而且还可以使第一阻挡层40与电路板10的连接更加稳定，使第一阻挡层40的寿命更长、可靠性更高。当然，在其他实施例中，第一阻挡层40与电路板10还可以通过胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式进行连接，本领域技术人员可以根据实际情况，进行合理的选择，在此不再一一赘述。如图1和图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述第二阻挡层50与所述电路板10为一体结构。即，第二阻挡层50与电路板10一体成型；也即，在制作电路板10时，一并制作得到第二阻挡层50。具体地，第二阻挡层50可以由电路板10的若干结构层中的一层或多层构成，例如：第二阻挡层50由电路板10的导电层构成；或者，第二阻挡层50由电路板10的绝缘层构成；或者，第二阻挡层50由电路板10中相邻的导电层和绝缘层构成。可以理解地，第二阻挡层50与电路板10为一体结构的设计，不仅可以减少额外将第二阻挡层50安装固定在电路板10上的步骤，提高生产效率，而且还可以使第二阻挡层50与电路板10的连接更加稳定，使第二阻挡层50的寿命更长、可靠性更高。当然，在其他实施例中，第二阻挡层50与电路板10还可以通过胶合连接、热熔连接、卡扣连接、焊接等方式进行连接，本领域技术人员可以根据实际情况，进行合理的选择，在此不再一一赘述。如图1至图3所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，所述第一透声孔41设有若干，若干所述第一透声孔41间隔设置；所述第二透声孔51设有若干，若干所述第二透声孔51间隔设置；定义若干所述第一透声孔41沿所述入声孔11的轴向在所述第二阻挡层50上对应的区域为直吹区域，则每一所述第二透声孔51均位于所述直吹区域之外。这样，在保证外界气流穿过第一阻挡层40和第二阻挡层50后速度衰减、对mems芯片30的振膜33造成较大冲击的可能性降低的前提下，增加了气流流通通道的数量，降低了声波的传入难度，避免了mems芯片30对声波信息的采集功能受到影响。需要说明的是，在具体实施时，至少有以下两种简单、可靠的方式：(1)如图3所示，若干所述第一透声孔41沿所述第一阻挡层40的外缘依次间隔设置；定义若干所述第二透声孔51沿所述入声孔11的轴向在所述第一阻挡层40上对应的区域为阻挡区域，若干所述第一透声孔41围设在所述阻挡区域的四周。(2)若干所述第二透声孔51沿所述第二阻挡层50的外缘依次间隔设置，若干所述第二透声孔51围设在所述直吹区域的四周。可以理解地，上述两种方式，均实现了对气路的进一步优化，从而使得声波的传入难度进一步降低，保障了mems芯片30对声波信息的采集功能的正常运行。如图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，定义所述第一阻挡层40的厚度为d1，则满足条件5μm≤d1≤10μm。也即，控制第一阻挡层40的厚度d1在不低于5μm、且不高于10μm的范围内。当第一阻挡层40的厚度d1低于5μm时，则第一阻挡层40的厚度d1过小，此时，第一阻挡层40较为脆弱，气流的冲击过大时较易破损，导致mems传感器100的可靠性低。当第一阻挡层40的厚度d1高于10μm时，则第一阻挡层40的厚度d1过大，此时，容易造成声波的能量过度衰减而难以传递至mems芯片30的振膜33，造成mems芯片30“失效”，造成mems传感器100“失效”；并且，还会有碍mems传感器100的小型化。因此，本实施例的技术方案，将第一阻挡层40的厚度d1控制在不低于5μm、且不高于10μm的范围内。具体地，第一阻挡层40的厚度d1可以为5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、9μm、10μm。进一步地，定义所述第二阻挡层50的厚度为d2，则满足条件5μm≤d2≤10μm。也即，控制第二阻挡层50的厚度d2在不低于5μm、且不高于10μm的范围内。当第二阻挡层50的厚度d2低于5μm时，则第二阻挡层50的厚度d2过小，此时，第二阻挡层50较为脆弱，气流的冲击过大时较易破损，导致mems传感器100的可靠性低。当第二阻挡层50的厚度d2高于10μm时，则第二阻挡层50的厚度d2过大，此时，容易造成声波的能量过度衰减而难以传递至mems芯片30的振膜33，造成mems芯片30“失效”，造成mems传感器100“失效”；并且，还会有碍mems传感器100的小型化。因此，本实施例的技术方案，将第二阻挡层50的厚度d2控制在不低于5μm、且不高于10μm的范围内。具体地，第二阻挡层50的厚度d2可以为5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、9μm、10μm。如图2所示，在本实用新型mems传感器100一实施例中，定义所述第一阻挡层40与所述第二阻挡层50之间的距离为l，则满足条件5μm≤l≤15μm。也即，控制第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l在不低于5μm、且不高于15μm的范围内。当第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l低于5μm时，则第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l过小，此时，声波将难以传入至mems芯片30的振膜33，造成mems芯片30“失效”，造成mems传感器100“失效”。当第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l高于15μm时，则第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l过大，此时，第一阻挡层40和第二阻挡层50所形成的阻挡作用将大大减弱，外界气流穿过第一阻挡层40和第二阻挡层50后仍然可保持较大速度，从而导致mems芯片30的振膜33遭到较大冲击的可能性大大上升，导致mems传感器100的抗吹气能力大大降低。因此，本实施例的技术方案，将第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l控制在不低于5μm、且不高于15μm的范围内。具体地，第一阻挡层40与第二阻挡层50之间的距离l可以为5μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm。本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括如前所述的mems传感器100，该mems传感器100的具体结构参照前述实施例。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解的，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴设备等。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12