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麦克风组件、封装结构及电子设备的制作方法

2022-11-13 11:16:29 来源:中国专利 TAG:

1.本技术涉及麦克风技术领域,尤其涉及一种麦克风组件、封装结构及电子设备。


背景技术:

2.近年来mems(micro-electro-mechanical system)微麦克风得到了蓬勃发展,并在高端手机、笔记本电脑、蓝牙耳机等消费电子产品中广泛应用。mems微麦克风是一种基于硅微机械加工技术而研制成的新型微麦克风,其中,电容式mems微麦克风是目前研发的重点。
3.电容式mems微麦克风包括mems芯片,通过mems芯片将声音信号转换为电信号。mems芯片包括衬底、分别与衬底平行的背极板和振膜,背极板和振膜共同组成一个平行板电容,当外部声压作用在振膜上引起振膜的振动,改变了平行板电容器的电容量,相应输出电压信号,从而实现由声信号向电信号的转换。
4.电容式mems微麦克风通常接收的声压都比较小,因此对麦克风的灵敏度有较高的要求。为了获得较高的灵敏度,需要将振膜的面积增大,来提高电路中的电容变化量,但无论是振膜还是背极板面积的增大都会导致生产成本的增加,同时还会导致麦克风在长度以及宽度上增大,使得麦克风的封装结构在长度以及宽度上也随之增大,最后只能适用于长度与宽度的比值较小的产品中,限制了麦克风的适用范围。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种麦克风组件、封装结构及电子设备,以有效解决现有产品为了获得较高灵敏度,增加振膜面积后成本增加,并且只能适用于长度与宽度的比值较小的产品中,麦克风适用范围小的问题。
6.根据本技术的一方面,本技术提供一种麦克风组件,所述麦克风组件包括基底、与所述基底固定连接的第一支撑件和第二支撑件、以及位于所述第一支撑件和所述第二支撑件之间的第一膜结构和两个第二膜结构,所述第一膜结构位于所述两个第二膜结构之间,所述第一膜结构为静止膜且所述两个第二膜结构为振动膜,或者所述第一膜结构为振动膜且所述两个第二膜结构为静止膜;所述基底的中部具有在厚度方向上贯通所述基底的腔体,所述第一支撑件部分封闭所述腔体的一侧,所述第二支撑件位于所述腔体内;在所述基底的厚度方向上,所述第一膜结构以及所述两个第二膜结构的一端与所述第一支撑件固定连接,并且所述第一膜结构以及所述两个第二膜结构的另一端分别与所述第二支撑件固定连接,所述第一膜结构、所述两个第二膜结构、所述第一支撑件以及所述第二支撑件共同将所述腔体至少分隔出振动腔和背腔;其中,所述两个第二膜结构中的一个第二膜结构构成第一电极,所述第一膜结构构成第二电极,所述两个第二膜结构中的另一个第二膜结构构成第三电极,所述第一电极远离所述第一膜结构的一侧与所述背腔相连通并与所述第二电极形成第一可变电容,所述
第三电极远离所述第一膜结构的一侧与所述背腔相隔离并与所述第二电极形成第二可变电容。
7.进一步地,所述腔体具有与所述第一膜结构和所述两个第二膜结构垂直的两个第一内表面以及与所述第一膜结构和所述两个第二膜结构平行的两个第二内表面,所述第二支撑件的三个侧面分别与两个所述第一内表面、紧邻所述第三电极的所述第二内表面固定连接,另外一个侧面悬空;其中,构成所述第三电极的所述第二膜结构、两个所述第一内表面的部分区域、紧邻所述第三电极的所述第二内表面的部分区域以及所述第二支撑件的部分区域共同形成辅助腔,并且所述第一支撑件不封闭所述辅助腔。
8.进一步地,所述两个第二膜结构、两个所述第一内表面的另一部分区域、以及所述第二支撑件的另一部分区域共同形成所述振动腔,并且所述第一支撑件不封闭所述振动腔。
9.进一步地,所述两个第二膜结构、两个所述第一内表面的另一部分区域、所述第一支撑件以及所述第二支撑件共同形成所述振动腔,并且所述第一支撑件封闭所述振动腔。
10.进一步地,所述振动腔包括分别位于所述第一膜结构两侧的第一子腔以及第二子腔,在所述第一膜结构为静止膜且所述第二膜结构为振动膜的情况下,第一膜结构具有镂空区域,且所述第一子腔与所述第二子腔通过所述第一膜结构上的所述镂空区域相连通。
11.进一步地,所述振动腔包括分别位于所述第一膜结构两侧的第一子腔以及第二子腔,在所述第一膜结构为振动膜且所述第二膜结构为静止膜的情况下,第二膜结构具有镂空区域,且所述第一子腔与所述第二子腔相隔离。
12.进一步地,所述两个第二膜结构之间设置有至少一个联动件,所述至少一个联动件穿设于所述镂空区域,并且所述至少一个联动件的两端分别与所述两个第二膜结构固定连接。
13.进一步地,所述静止膜上的所述镂空区域由至少一个呈圆形和/或矩形的子区域构成。
14.进一步地,所述第一支撑件封闭所述背腔的区域上设置有至少一个第一泄气通道。
15.进一步地,在所述第一支撑件封闭所述振动腔的情况下,所述第一支撑件封闭所述振动腔的区域上设置有至少一个第一通孔。
16.进一步地,所述第一泄气通道是泄气孔和/或者贯穿所述第一支撑件的非封闭环形泄气槽。
17.进一步地,所述非封闭环形泄气槽在所述第一支撑件上形成对应的悬空部,所述悬空部的根部设置有加强筋。
18.进一步地,所述振动膜上开设有至少一个第三泄气通道。
19.进一步地,所述第三泄气通道是泄气孔,和/或,贯穿所述振动膜的非封闭环形泄气槽或矩形泄气槽。
20.进一步地,所述第二膜结构和/或所述第一膜结构上设置有防止所述第二膜结构与所述第一膜结构粘接的防粘结构。
21.进一步地,所述防粘结构是所述第二膜结构朝向所述第一膜结构的一侧和/或所
述第一膜结构朝向所述第二膜结构的一侧上设置的凸起结构,或者,所述防粘结构是所述第二膜结构朝向所述第一膜结构的一侧和/或所述第一膜结构朝向所述第二膜结构的一侧表面上涂覆的防粘涂层。
22.进一步地,所述振动膜的至少部分区域是波纹膜,其中,所述波纹膜的波纹平行于所述第二支撑件。
23.进一步地,所述静止膜的有效面积小于所述振动膜的有效面积。
24.进一步地,所述振动膜包括振动膜主体以及位于所述振动膜主体两端的弯折结构。
25.进一步地,所述镂空区域包括多个矩形子区域,所述多个矩形子区域大小相等且等间距分布,或者所述多个矩形子区域的大小不等和/或非等间距分布。
26.进一步地,所述镂空区域包括多个圆形子区域,所述多个圆形子区域大小相等且均匀分布,或者所述多个圆形子区域的大小不等和/或非均匀分布。
27.进一步地,所述麦克风组件还包括悬置于所述第一支撑件上方并通过支撑结构与所述第一支撑件固定连接的防尘结构,所述防尘结构覆盖所述振动腔和/或所述辅助腔。
28.进一步地,在所述基底参与形成所述振动腔的区域上设置有至少一个第四泄气通道。
29.根据本技术的另一方面,本技术还提供一种封装结构,所述封装结构包括壳体以及如上所述的麦克风组件,所述麦克风组件位于所述壳体内;所述壳体的下表面开设有用于进音的进音孔,声波从所述进音孔进入后,传入到所述麦克风组件的背腔中;其中,所述壳体的长与宽的比值大于3。
30.根据本技术的另一方面,本技术还提供一种封装结构,所述封装结构包括壳体以及如上所述的麦克风组件,所述麦克风组件位于所述壳体内;所述壳体的上表面开设有用于进音的进音孔,所述声波从进音孔进入后,传入到所述麦克风组件所述的辅助腔中;其中,所述壳体的长与宽的比值大于3。
31.根据本技术的另一方面,本技术还提供一种麦克风组件,所述麦克风组件包括基底、与所述基底固定连接的第一支撑件和多个第二支撑件、分别位于所述第一支撑件和每个所述第二支撑件之间的多个感测组件、以及分别位于两个相邻的所述感测组件之间的第三支撑件,所述基底的中部具有腔体,所述第一支撑件至少部分封闭所述腔体的一侧,每个所述第二支撑件位于所述腔体内,每个所述感测组件均包括两个第二膜结构和位于所述两个第二膜结构之间的第一膜结构,所述两个第二膜结构分别与所述第一膜结构之间形成电容,所述第一膜结构为静止膜且所述第二膜结构为振动膜,或者所述第一膜结构为振动膜且所述第二膜结构为静止膜;针对每个所述感测组件,在所述基底的厚度方向上,该组件中的第一膜结构以及两个第二膜结构的一端与所述第一支撑件固定连接,并且该组件中的第一膜结构以及两个第二膜结构的另一端分别与该组件对应的第二支撑件固定连接,该组件对应的第三支撑件的一端与所述第一支撑件固定连接,另一端与该组件对应的第二支撑件固定连接,并且该组件中的第一膜结构和两个第二膜结构、所述第一支撑件、该组件对应的第二支撑件以及
该组件对应的第三支撑件共同将所述腔体至少分隔出该组件对应的振动腔和背腔;其中,所有所述感测组件对应的振动腔彼此不连通,并且所有所述感测组件对应同一背腔。
32.根据本技术的另一方面,本技术还提供一种电子设备,所述电子设备包括如前所述的麦克风组件。
33.根据本技术的另一方面,本技术还提供一种电子设备,所述电子设备包括如前所述的封装结构。
34.本技术的优点在于,通过设置与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构,仅需要增大第一膜结构以及第二膜结构的长度就可以增加第一膜结构以及第二膜结构的面积,无需同时增加长度以及宽度,从而在有效提高麦克风产品的灵敏度的同时可以避免生产成本大幅增加,另外,相较于振膜与背极板垂直于基底的厚度方向设置的结构,在保证同样性能的情况下,本技术中的麦克风组件更加小型化,且能够达到较高的长宽比,以适用于高长宽比的产品,同样地,本技术中的麦克风组件也能够适用于低长宽比的产品,适用范围增加。示例性地,第一支撑体不封闭振动腔以及辅助腔,第二支撑体的一个侧面悬空,从而使麦克风组件适用于底进音的封装结构。示例性地,第一支撑体封闭振动腔,不封闭辅助腔,第二支撑体的一个侧面悬空,从而使麦克风组件既适用于底进音的封装结构,也适用于顶进音的封装结构。同时通过镂空区域连通第一振动腔以及第二振动腔,使第一可变电容和第二可变电容构成差分电容,避免噪声的干扰,提高产品的性能。此外,通过设置第一泄气通道、第一通孔、第三泄气通道、第四泄气通道、防尘结构以及防粘结构进一步提高麦克风组件的性能。
附图说明
35.下面结合附图,通过对本技术的具体实施方式详细描述,将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
36.图1a为本技术一实施例提供的麦克风组件的结构示意图;图1b为图1a实施例中提供的基底结构示意图;图1c为图1a实施例中提供的麦克风组件的剖视图;图1d-图1g为图1a实施例中提供的静止膜的结构示意图;图1h为图1a实施例中提供的麦克风组件的电极引出点阵列排布的结构示意图;图1i为图1a实施例中提供的电极引出通路的结构示意图;图1j为图1a实施例中提供的防尘结构的结构示意图;图1k为图1a实施例中提供的第四泄气通道的结构示意图;图1l-图1n为图1a实施例中提供的第一泄气通道的结构示意图;图1o-图1q为图1a实施例中提供的第三泄气通道的结构示意图;图1r-图1t为图1a实施例中提供的防粘结构的示意图;图1u为图1a实施例中提供的波纹膜的结构示意图;图1v为图1a实施例中提供的弯折结构的示意图;图2为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图;图3为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图;
图4为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图;图5为本技术另一实施例提供的封装结构的结构示意图;图6为本技术另一实施例提供的封装结构的结构示意图;图7为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域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,都属于本技术保护的范围。
38.在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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。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技术中的具体含义。
39.本技术至少一实施例提供一种麦克风,该麦克风组件包括基底、与所述基底固定连接的第一支撑件和第二支撑件、以及位于所述第一支撑件和所述第二支撑件之间的第一膜结构和两个第二膜结构,所述第一膜结构位于所述两个第二膜结构之间,所述第一膜结构为静止膜且所述两个第二膜结构为振动膜,或者所述第一膜结构为振动膜且所述两个第二膜结构为静止膜;所述基底的中部具有在厚度方向上贯通所述基底的腔体,所述第一支撑件部分封闭所述腔体的一侧,所述第二支撑件位于所述腔体内;在所述基底的厚度方向上,所述第一膜结构以及所述两个第二膜结构的一端与所述第一支撑件固定连接,并且所述第一膜结构以及所述两个第二膜结构的另一端分别与所述第二支撑件固定连接,所述第一膜结构、所述两个第二膜结构、所述第一支撑件以及所述第二支撑件共同将所述腔体至少分隔出振动腔和背腔;其中,所述两个第二膜结构中的一个第二膜结构构成第一电极,所述第一膜结构构成第二电极,所述两个第二膜结构中的另一个第二膜结构构成第三电极,所述第一电极远离所述第一膜结构的一侧与所述背腔相连通并与所述第二电极形成第一可变电容,所述第三电极远离所述第一膜结构的一侧与所述背腔相隔离并与所述第二电极形成第二可变电容。
40.由上可见,通过设置与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构,仅需要增大第一膜结构以及第二膜结构的长度就可以增加第一膜结构以及第二膜结构的面积,无需同时增加长度以及宽度,从而在有效提高麦克风产品的灵敏度的同时可以避免生产成本大幅增加,另外,相较于振膜与背极板垂直于基底的厚度方向设置的结构,在保证同样性能的情况下,本技术中的麦克风组件更加小型化,且能够达到较高的长宽比,以适用于高长宽比的产品,同样地,本技术中的麦克风组件也能够适用于低长宽比的产品,适用范围增加。
41.图1a为本技术一实施例提供的麦克风组件的结构示意图,图1b为图1a实施例中提
供的基底结构示意图,图1c为图1a实施例中提供的麦克风组件的剖视图,图1d-图1g为图1a实施例中提供的静止膜的结构示意图,图1h为图1a实施例中提供的麦克风组件的电极引出点阵列排布的结构示意图,图1i为图1a实施例中提供的电极引出通路的结构示意图,图1j为图1a实施例中提供的防尘结构的结构示意图,图1k为图1a实施例中提供的第四泄气通道的结构示意图,图1l-图1n为图1a实施例中提供的第一泄气通道的结构示意图,图1o-图1q为图1a实施例中提供的第三泄气通道的结构示意图,图1r-图1t为图1a实施例中提供的防粘结构的示意图,图1u为图1a实施例中提供的波纹膜的结构示意图,图1v为图1a实施例中提供的弯折结构的示意图。
42.如图1a-图1c所示,麦克风组件包括基底10、与基底10固定连接的第一支撑件20和第二支撑件30、以及位于第一支撑件20和第二支撑件30之间的第一膜结构和两个第二膜结构,第一膜结构位于两个第二膜结构之间,第一膜结构为静止膜且两个第二膜结构为振动膜;基底10的中部具有在厚度方向上贯通基底10的腔体110,第一支撑件20部分封闭腔体110的一侧,第二支撑件30位于腔体110内;在基底10的厚度方向上,第一膜结构以及两个第二膜结构的一端与第一支撑件20固定连接,并且第一膜结构以及两个第二膜结构的另一端分别与第二支撑件30固定连接,第一膜结构、两个第二膜结构、第一支撑件20以及第二支撑件30共同将腔体110至少分隔出振动腔80和背腔60;其中,两个第二膜结构中的一个第二膜结构构成第一电极510,第一膜结构构成第二电极40,两个第二膜结构中的另一个第二膜结构构成第三电极520,第一电极510远离第一膜结构的一侧与背腔60相连通并与第二电极40形成第一可变电容,第三电极520远离第一膜结构的一侧与背腔60相隔离并与第二电极40形成第二可变电容。通过第一可变电容和第二可变电容构成差分电容,以感测传入麦克风组件中的声压,同时避免噪声的干扰,提高产品的性能。
43.需要说明的是,振动膜是指在声压传入到麦克风组件后,发生振动的膜;静止膜是指在声压传入到麦克风组件后,不发生振动的膜。
44.在本实施例中,腔体110具有与第一膜结构和两个第二膜结构垂直的两个第一内表面1101以及与第一膜结构和两个第二膜结构平行的两个第二内表面1102,第二支撑件30的三个侧面分别与两个第一内表面1101、紧邻第三电极520的第二内表面1102固定连接,另外一个侧面悬空。通过第二支撑件30的一个侧面悬空,使得第二膜结构与背腔60连通,外部声压可以作用在第二膜结构上,从而可以适用于底进音的封装结构。
45.其中,构成第三电极520的第二膜结构、两个第一内表面1101的部分区域、紧邻第三电极520的第二内表面1102的部分区域以及第二支撑件30的部分区域共同形成辅助腔70,并且第一支撑件20不封闭辅助腔70。此时,辅助腔70起到了为第二膜结构提供变形空间的作用。
46.在本实施例中,两个第二膜结构、两个第一内表面1101的另一部分区域、以及第二支撑件的另一部分区域30共同形成振动腔80,并且第一支撑件20不封闭振动腔80。
47.示例性地,在本实施例中,振动腔80包括分别位于第一膜结构两侧的第一子腔810以及第二子腔820,在第一膜结构为静止膜且第二膜结构为振动膜的情况下,第一膜结构具
有镂空区域,且第一子腔810与第二子腔820通过第一膜结构上的镂空区域410相连通。通过镂空区域410使第一子腔810与第二子腔820连通将外部声压传递到两个振动膜,分别引起两个振动膜的振动,第一电极510与第二电极40之间的间距变小,第二电极40与第三电极520之间的间距变大,所以使第一可变电容变大、第二可变电容的变小,控制器通过对这两个信号进行处理,输出差分电信号,提高灵敏度。
48.示例性地,在本实施例中,静止膜的有效面积小于振动膜的有效面积。需要说明的是,有效面积是构成可变电容的面积,即第二电极40与第一电极510、第二电极40与第三电极520的正对面积。由于振动膜变形后,从振动膜中心到振动膜固定的边缘,位移逐渐变小,振动膜的变形量逐渐减小,所以通过设置静止膜的有效面积小于振动膜的有效面积,可以减少寄生电容,从而提高灵敏度。
49.在本实施例中,静止膜上的镂空区域410由至少一个呈矩形或圆形的子区域构成。通过在静止膜上设置镂空区域410,不仅可以减小静止膜相对于振动膜的有效面积,同时还可以降低声阻,减小压膜阻尼。
50.示例性地,在本实施例中,镂空区域410包括多个矩形子区域4101。需要说明的是,多个矩形子区域4101的大小、以及相邻两个矩形子区域4101之间的间距可以在保证静止膜刚性的情况下,根据需要进行设置。例如,如图1d所示,多个矩形子区域4101大小相等且等间距分布。例如,如图1e所示,多个矩形子区域4101的大小不等且非等间距分布,并且位于静止膜中间的矩形子区域4101的间距大于位于静止膜边缘的矩形子区域4101的间距,可以有效减少麦克风在工作中的噪声,提高产品的信噪比。
51.示例性地,在本实施例中,镂空区域410包括多个圆形子区域4102。需要说明的是,多个圆形子区域4102的大小、以及相邻两个圆形子区域4102之间的间距可以在保证静止膜刚性的情况下,根据需要进行设置。例如,如图1f所示,多个圆形子区域4102大小相等且等间距分布。例如,如图1g所示,多个圆形子区域4102的大小不等且非等间距分布,并且位于静止膜中间的圆形子区域4102的尺寸小于位于静止膜边缘的圆形子区域4102的尺寸,可以提高产品的灵敏度,进而提高产品的信噪比。
52.在本实施例中,麦克风组件还包括与第一电极510电连接的第一电极引出通路5101、与第二电极40电连接的第二电极引出通路420以及与第三电极520电连接的第三电极引出通路5201;其中,第一电极引出通路5101通过一个电极引出点98或者多个阵列排布的电极引出点98与第一电极510电连接;第二电极引出通路420通过多个阵列排布的电极引出点98与第二电极40电连接;第三电极引出通路通过一个电极引出点98或者多个阵列排布的电极引出点98与第三电极520电连接。
53.示例性地,如图1h所示,第一电极引出通路5101通过多个阵列排布的电极引出点98与第一电极510电连接;第二电极引出通路420通过多个阵列排布的电极引出点98与第二电极40电连接;第三电极引出通路5201通过多个阵列排布的电极引出点98与第三电极520电连接。通过多个电极引出点98阵列排布的方式可提高麦克风组件的导通率,降低产品失效率。
54.示例性地,如图1i所示,在本实施例中,第一电极引出通路5101包括与第一电极
510直接电连接的第一多晶体电极通路5102以及与第一多晶体电极通路5102直接电连接的第一金属电极5103,第一金属电极5103将第一多晶体电极通路5102与外部信号处理电路电连接;第二电极引出通路420包括与第二电极40直接电连接的第二多晶体电极通路4201以及与第二多晶体电极通路4201直接电连接的第二金属电极4202,第二金属电极4202将第二多晶体电极通路4201与外部信号处理电路电连接。第二电极40产生的电信号通过第二多晶体电极通路4201以及第二金属电极4202传输至外部信号处理电路;第三电极引出通路5201包括与第三电极520直接电连接的第三多晶体电极通路5202以及与第三多晶体电极通路5202直接电连接的第三金属电极5203,第三金属电极5203将第三多晶体电极通路5202与外部信号处理电路电连接。第三电极520产生的电信号通过第三多晶体电极通路5202以及第三金属电极5203传输至外部信号处理电路;其中,第一多晶体电极通路5102、第一金属电极5103、第二多晶体电极通路4201、第二金属电极4202、第三多晶体电极通路5202以及第三金属电极5203均设置在第一支撑件20上。需要说明的是,第一金属电极5103、第二金属电极4202以及第三金属电极5203可以是金构成的电极。还需要说明的是,第一多晶体电极通路5102、第二多晶体电极通路4201、第三多晶体电极通路5202可以是多晶硅,多晶硅作为电极通路,可靠性和牢固性更好,因为多晶硅的台阶覆盖性比金属好。
55.通过在与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构上设置多个阵列排布的电极引出点,保证产品的导通率,从而降低产品失效率。
56.在本实施例中,麦克风组件还包括悬置于第一支撑件20上方并通过支撑结构95与第一支撑件20固定连接的防尘结构94,防尘结构94覆盖振动腔80和/或辅助腔70。示例性地,如图1j所示,防尘结构94覆盖振动腔80和辅助腔70。通过防尘结构避免杂质进入到振动腔80内,从而降低产品失效率。
57.示例性地,防尘结构94上设置有至少一个第二通孔。需要说明的是,第二通孔的形状可以是圆形、也可以是多边形,但是本技术不做限制。
58.在本实施例中,在基底10参与形成振动腔80的区域上设置有至少一个第四泄气通道120。示例性地,如图1k所示,第四泄气通道120是贯通基底10的矩形泄气槽。需要说明的是,第四泄气通道120还可以是泄气孔、或贯穿基底10的非封闭环形泄气槽,本技术不做限制。还需要说明的,第一振动腔810以及第二振动腔820上均设置有第四泄气通道120。通过在基底10上设置第四泄气通路120,减小了声压在振动腔80中的阻尼,减少产品的噪声,从而提高信噪比。
59.在本实施例中,第一支撑件20封闭背腔60的区域上设置有至少一个第一泄气通道210。通过设置第一泄气通道210,使麦克风组件可适用于外部大声压作用,避免第一支撑件受到大声压冲击而损坏,实现及时泄压。
60.示例性地,如图1l所示,在本实施例中,第一泄气通道210是泄气孔91。
61.示例性地,如图1m所示,在本实施例中,第一泄气通道210是贯穿第一支撑件20的非封闭环形泄气槽92。
62.示例性地,如图1n所示,在本实施例中,非封闭环形泄气槽92在第一支撑件20上形成对应的悬空部,悬空部的根部设置有加强筋240。需要说明的是,加强筋240可以设置在第
一支撑件20的朝向背腔的一面,也可以设置在第一支撑件20的远离背腔的一面。通过设置加强筋240提高悬空部的强度,避免悬空部断裂,提高产品的机械可靠性。
63.在本实施例中,振动膜上开设有至少一个第三泄气通道530。通过在振动膜上设置第三泄气通道,均衡背腔与振动腔的压力,提高mems微麦克风的可靠性。
64.示例性地,如图1o所示,在本实施例中,第三泄气通道530是泄气孔91。需要说明的是,泄气孔91的形状可以是圆形、多边形,本技术不做限制。还需要说明的是,多个泄气孔91可以按照行列对齐等间距排布,也可以按照周向阵列排布,本技术不做限制。
65.示例性地,如图1p所示,在本实施例中,第三泄气通道530是贯穿振动膜的矩形泄气槽93。
66.示例性地,如图1q所示,在本实施例中,第三泄气通道530是贯穿振动膜的非封闭环形泄气槽92。示例性地,非封闭环形泄气槽92在振动膜上形成对应的悬空部,悬空部的根部设置有加强筋240。通过悬空部可根据外部声压大小调整泄气量,当外部声压大时,悬空部绕根部转动的角度大,泄气量变大,当外部声压大时,悬空部绕根部转动的角度大,泄气量变大,从而在及时泄气的同时,保证低频频响性能。
67.在本实施例中,第二膜结构和/或第一膜结构上设置有防止第二膜结构与第一膜结构粘接的防粘结构230。通过在第二膜结构上设置防粘结构230,避免在使用麦克风的过程中,第二膜结构与第一膜结构之间出现粘连。
68.示例性地,如图1r所示,在本实施例中,防粘结构230是第二膜结构朝向第一膜结构的一侧和/或第一膜结构朝向第二膜结构的一侧上设置的凸起结构2301,需要说明是,凸起结构2301的截面形状可以圆形、也可以是多边形,本技术不做限制。还需要说明的是,凸起结构2301还可以是波纹状凸起结构,如图1s所示,波纹状凸起结构中的波纹可以是平行于第二支撑体30的形式,当然也可以如图1r所示,是垂直于第二支撑体30的形式。通过设置凸起结构2301,避免第二膜结构与第一膜结构之间大面积的接触,凸起结构2301上的粘连力不足以使第二膜结构与第一膜结构粘连在一起,从而减少粘连。
69.示例性地,防粘结构230是第二膜结构朝向第一膜结构的一侧和/或第一膜结构朝向第二膜结构的一侧表面上涂覆的防粘涂层。
70.在本实施例中,振动膜的至少部分区域是波纹膜2303,其中,波纹膜2303的波纹平行于第二支撑件30。需要说明的是,波纹膜2303在振动膜上所处的区域以及区域大小,均可以根据需要进行设置。通过在振动膜上设置波纹膜,帮助振动膜释放内应力,保证振动膜面积较大时,麦克风也能获得高灵敏度。
71.示例性地,如图1u所示,在本实施例中,波纹膜2303的波纹可以设置在振动膜的整个区域,并且波纹膜2303的波纹平行于第二支撑件30。
72.本实施例中,振动膜包括振动膜主体以及位于振动膜主体两端的弯折结构540。需要说明的是,弯折结构540的形状可以是l形,也可以是如图1v所示的s形,本技术不做限制。通过在振动膜主体两端设置弯折结构,不仅能帮助振动膜进行应力释放以提高产品性能,还能从弯折结构泄气以改善产品的机械可靠性。
73.由上可见,通过设置与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构,仅需要增大第一膜结构以及第二膜结构的长度就可以增加第一膜结构以及第二膜结构的面积,无需同时增加长度以及宽度,从而在有效提高麦克风产品的灵敏度的同时可以避免生产成
本大幅增加,另外,相较于振膜与背极板垂直于基底的厚度方向设置的结构,在保证同样性能的情况下,本技术中的麦克风组件更加小型化,且能够达到较高的长宽比,以适用于高长宽比的产品,同样地,本技术中的麦克风组件也能够适用于低长宽比的产品,适用范围增加。示例性地,第一支撑体不封闭振动腔以及辅助腔,第二支撑体的一个侧面悬空,从而使麦克风组件适用于底进音的封装结构,同时通过镂空区域连通第一振动腔以及第二振动腔,使第一可变电容和第二可变电容构成差分电容,避免噪声的干扰,提高产品的性能。此外,通过设置防尘结构、防粘结构、泄气通道进一步提高麦克风组件的性能。
74.图2为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图。
75.如图2所示,示例性地,图2与图1a的区别在于:第一膜结构为振动膜且两个第二膜结构为静止膜;在本实施例中,振动腔80包括分别位于第一膜结构两侧的第一子腔810以及第二子腔820,在第一膜结构为振动膜且第二膜结构为静止膜的情况下,第二膜结构具有镂空区域,且第一子腔810与第二子腔820相隔离。
76.该麦克风组件适用于底进音的封装结构。例如,外部声压通过背腔进入,外部声压穿过镂空区域作用到振动膜,引起振动膜的振动,第一电极510与第二电极40之间的间距变大,第二电极40与第三电极520之间的间距变小,所以使第一可变电容变小、第二可变电容的变大,控制器通过对这两个信号进行处理,输出差分电信号,提高灵敏度。
77.在本实施例中,能实现图1a中实施例的有益效果,在此不再赘述。
78.图3为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图。
79.如图3所示,示例性地,图3与图1a的区别在于:第一膜结构以及两个第二膜结构的一端均与第一支撑件20固定连接,两个第二膜结构、两个第一内表面1101的另一部分区域、第一支撑件20以及第二支撑件30共同形成振动腔80,并且第一支撑件20封闭振动腔80。通过第一支撑件20封闭振动腔80,振动腔80不与外部环境连通,背腔60以及辅助腔70均与外部环境连通,从而使麦克风组件不仅可以适用于底进音的封装结构,还可以适用于前进音的封装结构。一方面,当声波从背腔60进入后作用到第二膜结构后,辅助腔70起到了为第二膜结构提供变形空间的作用,另一方面,声波还可以从辅助腔70进入,此时,辅助腔70起到了进音的作用。
80.在本实施例中,在第一支撑件20封闭振动腔80的情况下,第一支撑件20封闭所述振动腔80的区域上设置有至少一个第一通孔220。此时振动腔80封闭起到一定的防尘效果,并且第一通孔220起到一定的泄气作用。
81.示例性地,在本实施例中,第一通孔220是泄气孔91。需要说明的是,多个泄气孔91可以按照行列对齐等间距排布,也可以按照周向阵列排布,本技术不做限制。
82.由上可见,通过设置与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构,仅需要增大第一膜结构以及第二膜结构的长度就可以增加第一膜结构以及第二膜结构的面积,无需同时增加长度以及宽度,从而在有效提高麦克风产品的灵敏度的同时可以避免生产成本大幅增加,另外,相较于振膜与背极板垂直于基底的厚度方向设置的结构,在保证同样性能的情况下,本技术中的麦克风组件更加小型化,且能够达到较高的长宽比,以适用于高长宽比的产品,同样地,本技术中的麦克风组件也能够适用于低长宽比的产品,适用范围增加。示例性地,第一支撑体封闭振动腔,第一支撑体不封闭辅助腔,第二支撑体的一个侧面
悬空,从而使麦克风组件不仅适用于底进音的封装结构,也适用于前进音的封装结构。此外,通过设置第一通孔进一步提高麦克风组件的性能。
83.图4为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图。
84.如图4所示,示例性地,图4与图1a的区别在于:两个第二膜结构之间设置有至少一个联动件90,至少一个联动件90穿设于镂空区域410,并且至少一个联动件90的两端分别与两个第二膜结构固定连接。因为第一可变电容随第一膜结构与第二膜结构之间的距离变化而变化,第二可变电容随第一膜结构与第二膜结构之间的距离变化而变化,利用联动件90连接两个第二膜结构,使第一电极与第二电极之间的距离变化的绝对值和第三电极与第二电极之间的距离变化的绝对值相等,例如,当第一电极与第二电极之间的距离减小d1时,第三电极与第二电极之间的距离增加d1,所以第一可变电容增加,第二可变电容。
85.由上可见,通过设置与基底的厚度方向平行的第一膜结构以及第二膜结构,仅需要增大第一膜结构以及第二膜结构的长度就可以增加第一膜结构以及第二膜结构的面积,无需同时增加长度以及宽度,从而在有效提高麦克风产品的灵敏度的同时可以避免生产成本大幅增加,另外,相较于振膜与背极板垂直于基底的厚度方向设置的结构,在保证同样性能的情况下,本技术中的麦克风组件更加小型化,且能够达到较高的长宽比,以适用于高长宽比的产品,同样地,本技术中的麦克风组件也能够适用于低长宽比的产品,适用范围增加。示例性地,通过设置联动件使两个第二膜结构联动,使第一可变电容的变化量与第二可变电容的变化量始终相等。
86.图5为本技术另一实施例提供的封装结构的结构示意图。
87.如图5所示,本技术至少一实施例还提供一种封装结构,该封装结构包括壳体97以及本技术任一实施例所述的麦克风组件2,麦克风组件2位于壳体97内;壳体97的下表面开设有用于进音的进音孔96,声波从进音孔96进入后,传入到麦克风组件2的背腔60中;其中,壳体97的长与宽的比值大于3。
88.封装结构还包括位于壳体97内的外部信号处理电路3,外部信号处理电路3通过电连接结构4与麦克风组件2电连接。需要说明的是,外部信号处理电路3可以是asic芯片,asic芯片用于检测mems芯片电容量变化,传递给后端处理器件。还需要说明的是,电连接结构4可以是金线。
89.麦克风组件2的结构可参阅如图1a-图4所示,本技术不再赘述。
90.由上可见,本实施例中的封装结构700具有较高的长宽比,从而使得封装结构适用于笔记本等需要封装结构为狭长型的产品中。
91.图6为本技术另一实施例提供的封装结构的结构示意图。
92.如图6所示,本技术至少一实施例还提供一种封装结构,该封装结构包括壳体97以及麦克风组件2,麦克风组件2位于壳体97内;壳体97的上表面开设有用于进音的进音孔96,声波从进音孔96进入后,传入到麦克风组件2的辅助腔70中;其中,壳体97的长与宽的比值大于3。
93.封装结构还包括位于壳体97内的外部信号处理电路3,外部信号处理电路3通过电连接结构4与麦克风组件2电连接。需要说明的是,外部信号处理电路3可以是asic芯片,asic芯片用于检测mems芯片电容量变化,传递给后端处理器件。还需要说明的是,电连接结构4可以是金线。
94.在本实施例中,麦克风组件2的第一支撑件20封闭振动腔80,并且不封闭辅助腔70。麦克风组件2的其他细节可参阅图2,本技术不再赘述。
95.由上可见,本实施例中的封装结构具有较高的长宽比,从而使得封装结构适用于笔记本等需要封装结构为狭长型的产品中。
96.图7为本技术另一实施例提供的麦克风组件的结构示意图。
97.如图7所示,本技术至少一实施例还提供一种麦克风组件,该麦克风组件包括基底10、与基底10固定连接的第一支撑件20和多个第二支撑件30、分别位于第一支撑件20和每个第二支撑件30之间的多个感测组件1、以及分别位于两个相邻的感测组件1之间的第三支撑件99,基底10的中部具有腔体110,第一支撑件20至少部分封闭腔体110的一侧,每个第二支撑件30位于腔体110内,每个感测组件1均包括两个第二膜结构和位于所述两个第二膜结构之间的第一膜结构,所述两个第二膜结构分别与所述第一膜结构之间形成电容,所述第一膜结构为静止膜且所述第二膜结构为振动膜,或者所述第一膜结构为振动膜且所述第二膜结构为静止膜;针对每个感测组件1,在基底10的厚度方向上,该组件中的第一膜结构以及两个第二膜结构的一端与第一支撑件20固定连接,并且该组件中的第一膜结构以及两个第二膜结构的另一端分别与该组件对应的第二支撑件30固定连接,该组件对应的第三支撑件99的一端与第一支撑件20固定连接,另一端与该组件对应的第二支撑件30固定连接,并且该组件中的第一膜结构和两个第二膜结构、第一支撑件20、该组件对应的第二支撑件30以及该组件对应的第三支撑件99共同将腔体110至少分隔出该组件对应的振动腔80和背腔60;其中,所有感测组件1对应的振动腔80彼此不连通,并且所有感测组件1对应同一背腔60。
98.需要说明的是,针对每个感测组件1,两个第二膜结构中的一个第二膜结构构成第一电极510,第一膜结构构成第二电极40,两个第二膜结构中的另一个第二膜结构构成第三电极520,第一电极510与第二电极40形成第一可变电容,第三电极520与第二电极40形成第二可变电容,第一可变电容和第二可变电容构成差分电容,以感测外部环境与背腔60之间的声压。还需要说明的是,麦克风组件还包括第一焊盘、第二焊盘以及第三焊盘,所有的第一电极510并联后与第一焊盘电连接,所有的第二电极40并联后与第二焊盘电连接,所有的第三电极520并联后与第三焊盘电连接。
99.由上可见,通过阵列排布的方式扩大了第一膜结构以及第二膜结构的面积,从而提高了麦克风组件的性能。
100.本技术至少一实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括如本技术任一实施例所述的麦克风组件。
101.本技术至少以实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括如本技术任一实施例所述的封装结构。
102.在本技术的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。本技术中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。
103.可以理解的是,在本技术的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区
分,并不用来限制本技术的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。
104.以上对本技术实施例所提供的麦克风组件、封装结构及电子设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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