专利名称：硅电容传声器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传声器，尤其是涉及一种具有新型封装结构的硅电容 传声器。
背景技术：
近年来，随着手机、笔记本等电子产品体积不断减小、性能越来越高，也 要求配套的电子零件的体积不断减小、性能和一致性提高。在这种背景下，作 为重要零件之一的传声器产品领域也推出了很多的新型产品，利用半导体制造 加工技术而批量实现的硅电容传声器为其中的代表产品。而硅电容传声器中的 关键设计内容为封装技术，而且封装所占用的成本比例较高，所以，最近也出
现了很多关于硅电容传声器封装技术的专利，例如美国专利No. US20020102004 公开了——禾中名为"miniature silicon condenser microphone and method for producing same (小型的硅电容传声器及其制造方法)"的传声器封装。附图9 表示了专利No. US20020102004中公开的硅电容传声器封装结构的剖视图。
如图9所示，硅电容传声器包括一个外壳11，外壳11上有能够透过声音 的声孔12，有一个线路板13，外壳11和线路板13结合成为一个空腔，线路板 13上安装上MEMS (微机电系统)声学芯片14和集成电路15， MEMS声学芯片 14和集成电路15可以共同将声音信号转化为电信号。这种设计的关键点在于， 在MEMS声学芯片14下方的位置，线路板通过腐蚀等工艺作出一定的凹陷16。 这种设计的优势在于增加了 MEMS声学芯片14下方的空气空间(行业内通常称 之为"后腔"，指声波遇到MEMS声学芯片以后，MEMS声学芯片后方的空间)， 可以使硅电容传声器的灵敏度更高，频响曲线更好。
这种设计可以接受硅电容传声器上方的声波，声波从外壳11上的声孔12 进入，作用到MEMS声学芯片14的正面，并且一定程度上增加了硅电容传声器 的后腔。然而，这种设计简单的通过MEMS声学芯片14下方的线路板凹陷16 来增加后腔，对后腔增大的贡献非常有限，对性能提高的贡献也非常小；并且， 这种设计将使得线路板的厚度大大增加，过多的增加了产品的高度，并且不能 很好地解决防尘问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不过多增加线路板的尺寸，却
可以大幅增加MEMS声学芯片后腔体积的硅电容传声器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是硅电容传声器，包 括线路板，安装在所述线路板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对 MEMS声学芯片进行保护的壳体，其特征在于所述壳体和所述线路板结合形成 两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上， 所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通 道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔。
本技术方案的改进在于:所述声孔和所述MEMS声学芯片分别位于不同的空 腔上。
本技术方案的第一种进一步改进在于所述壳体是一个一体成型的槽形外 壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分。
本技术方案的第二种进一步改进在于所述壳体包括一个通过塑料注塑一
体成型的槽形外壳和一个扣在所述槽形外壳外部的一个金属壳，所述槽形外壳 内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分，所述金属壳上设有 与所述槽形外壳上的声孔相对应的声孔。
本技术方案的第二种进一步改进的改进在于所述金属壳通过导电胶与所 述线路板粘结。
本技术方案的第三种进一步改进在于所述壳体包括一个中间层和一个盖 子，所述中间层为一个"日"字形、两端通透的非金属材料做成的框架，所述 盖子为覆盖在所述中间层上的带有声孔的金属片。
本技术方案的第四种进一步改进在于所述壳体包括一个槽形外壳和一个 安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个"工"字形框架，所述槽形外 壳上设有声孔。
本技术方案的第五种进一步改进在于所述壳体包括一个槽形外壳和安装 在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个"日"字形框架，所述槽形外壳上 设有声孔。本技术方案的第六种进一步改进在于所述壳体包括两个槽形外壳，其中 一个槽形外壳上设有声孔，另外一个槽形外壳和所述基板组成的空腔内安装有
MEMS声学芯片。
本技术方案的改进在于所述壳体和所述基板采用导电胶粘结在一起。 一般硅电容传声器的结构中，大部分会包含有信号放大器、电容、基板外 侧的焊盘等电子元器件或者结构，但此类器件或者结构的有无、位置并不影响 本实用新型的创造性，所以在本实用新型中并没有体现。
由于采用了上述技术方案，硅电容传声器，包括线路板，安装在所述线路 板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对MEMS声学芯片进行保护的壳 体，其特征在于所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS 声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所 述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设 有至少一个与外界连通的声孔；在此类结构中，声波从壳体上的声孔进入到其
中一个空腔，作用到MEMS声学芯片上或者通过线路板内部的声学通道作用到
MEMS声学芯片上。MEMS声学芯片后端的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS
声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性
能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且能够很好地解决硅电容传声
器的防尘问题。
图1是本实用新型实施例一的结构示意图2是本实用新型实施例一的硅电容传声器去掉外壳后的俯视图； 图3是本实用新型实施例二的结构示意图4是本实用新型实施例三的结构示意图5是本实用新型实施例三的硅电容传声器中"日"字形框架的俯视图； 图6是本实用新型实施例四的结构示意图7是本实用新型实施例四的硅电容传声器中"工"字形框架的俯视图； 图8是本实用新型实施例五的结构示意图； 图9是背景技术的结构示意图。
具体实施方式
实施例一图l为本实施案例的结构示意图，图2为本实施案例的硅电容 传声器去掉外壳后的俯视图。
硅电容传声器包括一个塑料方槽形外壳101，外壳101的内部有一个注塑
一体成型的隔板102，右腔上平面部有能够透过声音的声孔103，外壳101的边 缘以及内部隔板102的边缘平齐，硅电容传声器还包括一个树脂材料为基体的 方形线路板121，线路板121内部通过腐蚀或者多层线路板的叠加等工艺加工 有一个水平的通道124，通道124的两端开口 123和125都设在线路板121的 同一侧，外壳101和线路板121带有开口 123和125的一侧利用导电胶或者普 通粘结剂122粘结在一起，并且隔板102也通过粘结剂122和线路板121粘结 在一起，隔板102和线路板121的粘结位置在开口 123和125的中部，粘结处 密闭性良好，从而隔板102将外壳101和线路板121结合形成的空间分为声腔 111和声腔112两部分，而声孔103设置在声腔112—侧，声腔lll内部、开 口 125的上方，安装有一个MEMS声学芯片131 。
当声波从声孔103进入硅传声器以后，首先进入声腔112，然后分别穿过 开口 123、水平声道124和开口 125，进入到MEMS (微机电系统)声学芯片131 的下方，从而，声腔111以内MEMS (微机电系统)声学芯片131周围的空间就 成为了硅电容传声器的后腔。
通过本实施案例的技术方案，并不需要过多的增加线路板的尺寸，而通过 在外壳内部添加一个隔板将硅电容传声器内部的空间分割成两个空腔，并且通 过一个线路板内部设置水平声道来实现两个空腔之间的声学导通，从而实现增 大硅电容传声器后腔的作用，使得硅电容传声器后腔增大变得更加容易；并且， 辑过这种设计，可以使得声波从MEMS(微机电系统)声学芯片的下方作用到MEMS (微机电系统)声学芯片上， 一定程度上调整了声学性能，硅电容传声器的声 学性能更容易调整；最后，这种设计使得硅电容传声器外部的灰尘等杂质很难 作用到MEMS (微机电系统)声学芯片上，可以使产品的使用环境更加复杂。外 壳101的材料也可以使用金属材料通过注塑、冲压等工艺制成。
实施例二如图3所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，在硅电容传声器上塑料方槽形外壳101的外部，安装有一个方形金属外壳104，金属外 壳104上设有一个声孔105和外壳101上声孔103的位置相对应，金属外壳104 的端口边缘和线路板121利用导电胶122粘结在一起。
通过本实施案例的技术方案，硅电容传声器的外部壳体有金属层，可以很 好的抵抗电磁干扰；并且，这种多层壳体可以使硅电容传声器具有更好的耐高 温效果和更好的机械性能。
实施例三如图4、图5所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅 电容传声器的外部壳体是由上下两部分组成的，包括中间的一个"日"字形线 路板框架107和上部的一个平面的金属片106，金属片106上带有声孔103。金 属片106、线路板框架107和线路板121粘结在一起形成两个空腔。
通过本实施案例的技术方案的优点是金属片106和线路板框架107的制作 工艺都较为简单，可以达到较低的生产成本。当然，根据实际生产的需要，也 可以将平面的金属片106设置成一个方槽状金属壳。
实施例四如图6、图7所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅 电容传声器的外部壳体是由内外两部分组成的，外部是一个带有声孔的方槽形 金属外壳101，内部是一个"工"字形的非金属隔板102， 二者结合起来和线路 板121粘结在一起形成两个空腔。
在本实施案例中，硅电容传声器的壳体是由内外两部分组成的，壳体的机 械强度和与线路板之间的推拉力都会变强。
实施例五如图8所示，本实施案例和实施案例一的区别在于，硅电容传 声器的壳体是由左右两个并在一起的方形金属外壳组成的。两个方形金属外壳 108和109粘结在一起和线路板121形成两个空腔，外壳108和线路板结合成 的空腔用于安置MEMS声学芯片，外壳109上设置有声孔用于接受外界声波。
在本实施案例中，外壳108和109的制作都会更加容易，并且形成的两个 空腔更容易达到气密性的要求。
权利要求1.硅电容传声器，包括线路板，安装在所述线路板上的MEMS声学芯片，安装在所述线路板上且对MEMS声学芯片进行保护的壳体，其特征在于所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔。
2. 根据权利要求1所述的硅电容传声器，其特征在于:所述声孔和所述MEMS 声学芯片分别位于不同的空腔上。
3. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体是一个一 体成型的槽形外壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空 间分成两部分。
4. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体包括一个 通过塑料注塑一体成型的槽形外壳和一个扣在所述槽形外壳外部的一个金属 壳，所述槽形外壳内部设置一个隔板，将所述槽形外壳内部空间分成两部分， 所述金属壳上设有与所述槽形外壳上的声孔相对应的声孔。
5. 根据权利要求4所述的硅电容传声器，其特征在于所述金属壳通过导 电胶与所述线路板粘结。
6. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体包括一个中间层和一个盖子，所述中间层为一个"日"字形、两端通透的非金属材料做 成的框架，所述盖子为覆盖在所述中间层上的带有声孔的金属片。
7. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体包括一个槽形外壳和一个安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个"工"字形框 架，所述槽形外壳上设有声孔。
8. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体包括一个槽形外壳和安装在所述槽形外壳内部隔板，所述隔板为一个"日"字形框架， 所述槽形外壳上设有声孔。
9. 根据权利要求2所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体包括两个槽形外壳，其中一个槽形外壳上设有声孔，另外一个槽形外壳和所述基板组成的空腔内安装有MEMS声学芯片。
10.根据权利要求1所述的硅电容传声器，其特征在于所述壳体和所述基 板采用导电胶粘结在一起。
专利摘要本实用新型公开了一种硅电容传声器，包括线路板、MEMS声学芯片和壳体，所述壳体和所述线路板结合形成两个独立的空腔，所述MEMS声学芯片安装在其中一个空腔内的所述线路板上，所述线路板内部设有连通所述MEMS声学芯片底部空间和另一个空腔的声学通道，所述两个空腔的壳体上设有至少一个与外界连通的声孔；在此类结构中，声波从壳体上的声孔进入到其中一个空腔，作用到MEMS声学芯片上或者通过线路板内部的声学通道作用到MEMS声学芯片上。MEMS声学芯片后端的空间成为MEMS声学芯片的后腔，使MEMS声学芯片后腔的增大不再受线路板的限制，可大大提高MEMS声学芯片的声学性能；并且，这种设计不会增加线路板的厚度，并且能够很好地解决硅电容传声器的防尘问题。
文档编号H04R19/04GK201153325SQ20072002811
公开日2008年11月19日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者党茂强, 王显彬, 谷芳辉 申请人:歌尔声学股份有限公司