专利名称：微机电系统麦克风的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微机电系统麦克风。更具体地说，涉及可以确保微机电芯片的背首室空间，从而能提闻首质特性的麦克风。
背景技术：
麦克风是移动通讯终端必需使用的产品。传统 的电容式麦克风包括一对隔膜/背板，它们用于形成随着声压而变化的电容器C ;以及，用于缓冲输出信号的结型场效应晶体管(JFET)。该传统的电容麦克风依次将振动板、垫片环、绝缘环、背板和导电环插入在一壳体中，最后放入已安装有电路元件的印刷电路基板，将该壳体的端部朝向印刷电路基板侧弯曲而完成组装体。另一方面，近年来为实现麦克风的微型装置集成化而使用的技术有利用精密加工(micromachining)的半导体加工技术。被称为微电子机械系统(MEMS: Micro ElectroMechanical System)的这种技术利用半导体工序特别是利用了集成电路技术的精密加工技术，能够制作单位的超小型传感器或驱动器及电动机械构造物。利用这种精密加工技术制造的微机电系统麦克风通过超精密微细加工、将把现有的振动版、垫片环、绝缘环、背板、导电环等传统的麦克风部件，制作成小型化、高性能化、多功能化、集成化，具有能够提高稳定性及可靠性的优点。图I显示具备微机电系统芯片120的现有的微机电系统麦克风100的示意剖面图。微机电系统麦克风100包括印刷电路基板110、组装在印刷电路基板110内的微机电系统芯片120和被称为放大器的特殊目的型半导体(ASIC)芯片130、以及，形成声孔140的壳体150。在这种结构中，附图标记126显示微机电系统芯片内部形成的空间。在壳体上形成声孔的这种类型的麦克风中，微机电系统的内部空间126就是背音室(back chamber)。背音室，就是为循环具备于微机电系统芯片中的振动板振动时所发生的空气而设置的空间，是防止声阻(Acoustic resistance)的空间。即、被称之为背音室的空间是指，以振动膜为基准从外部声音流入的相反方向的空间。当背音室的体积增大时灵敏度(sensitivity)也提高，信噪比值(SNR)也相继提高。另一方面，图2显不,取代壳体150在印刷电路基板110上形成声孔140的微机电系统麦克风102。在壳体150上没有形成任何贯通孔，外部声音通过声孔140流入。此时，背音室不是在微机电系统芯片的内部空间，而是在壳体内部空间151内完成背音室功能。在图2显示的微机电系统麦克风102的情况下，由于背音室就相当于壳体的内部空间151，因此能确保充分的空间。但是，图I示出的微机电系统麦克风100的情况下，由于背音室就是微机电系统的内部空间126，因此，存在即不充分又很小的缺点。如图I所示背音室偏小的情况下，由于信噪比值(SNR)小且灵敏度低，存在音质下降的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种微机电系统麦克风，其充分确保背音室空间，进而能提高音质特性。本发明涉及的微机电系统麦克风，包括壳体，由侧壁和上壁构成、且底部开放；印刷电路基板，其结合于上述壳体的底部；微机电系统芯片，安装在上述印刷电路基板、且具备微机电系统内部空间；声孔，至少具备一个，贯穿形成于上述壳体的一侧，能使外部声音流入；以及，上述壳体的内部具备连通上述声孔和微机电系统内部空间的内部连通部，促使上述声孔流入的外部声音通过上述内部连通部的音频路径传入到所述微机电系统芯片的微机电系统内部空间。·同时，优选的是上述内部连通部由第一连通部件和第二连通部件构成。其中，第一连通部件的一端部结合在所述声孔，第二连通部件结合于所述微机电系统芯片的底部。并且，优选的是上述第一连通部件由具有弹性的橡胶材料制成、第二连通部件由电路基板材料或金属材料制成，且所述微机电系统芯片安装在第二连通部件上。另一方面，优选的是所述内部连通部由第一连通部件和基板内部音频路径构成。其中，上述第一连通部件具备连通上述声孔的音频路径，其上端部结合于上述声孔，其底部结合于印刷电路基板上侧的电路连接点。上述基板内部音频路径形成在上述印刷电路基板，且上述微机电系统内部空间和电路连接点彼此连接。上述构成促使从所述声孔流入的外部声音，通过第一连通部件的音频路径以及上述印刷电路基板的基板内部音频路径传入到微机电系统的内部空间。同时，优选的是上述第一连通部件由具有弹性的橡胶材料制成。另一方面，上述声孔也可以形成在侧壁。发明效果
根据本发明的微机电系统麦克风，由于包括具备连通从形成在壳体的声孔和微机电系统芯片的内部空间的音频路径的内部连通部，因此能增加背音室空间、从而提高音质特性。同时，根据本发明的微机电系统麦克风，能够使用与适用在声孔设置于印刷电路基板上的微机电系统麦克风、相同类型的微机电系统芯片(微机电系统传感器(transducer ))。
图I是现有的微机电系统麦克风的示意剖面图。图2是另一现有的微机电系统麦克风的不意剖面图。图3是根据本发明一实施例的微机电系统麦克风的不意剖面图。图4是根据本发明的另一实施例的微机电系统麦克风的示意剖面图。图5是根据本发明的另一实施例的微机电系统麦克风的示意剖面图。附图标记说明
I,la, Ib:微机电系统麦克风
10:壳体12 :侧壁
14:上壁20:印刷电路基板
30 :微机电系统芯片 40 :放大器50 :侧壁声孔60 :内部连通部件。
具体实施例方式下面参照图3详细说明根据本发明的微机电系统麦克风的一实施例。本实施例的微机电系统麦克风I，把语音、音响、声音等声波转换成电信号的装置，主要用于手机、智能手机、小型音响器械等。它由壳体10、印刷电路基板20、微机电系统芯片30、放大器40、声孔50以及内部连通部60构成。特别是本发明的微机电系统麦克风1，涉及一种外部声音流入的声孔形成在壳体 的类型，主要用于便携式电话，智能手机等移动通讯终端。它的用途不局限于此，还能够适用于所有使用小型微机电系统麦克风的小型电子器械。上述壳体10由侧壁12和上壁14形成，底部为开放形状。在本实施例中，壳体10的底部为开放，上壁14和四个侧壁12各自形成为长方形。壳体10的下端部以通常的方法，例如钎焊或焊接方式固定在印刷电路基板20。但是，在其他实施例中，壳体整体形状可以变换为多种样式。即、壳体可能为圆柱形状，也可能是水平方向的截面为椭圆形或多角柱形状。上述印刷电路基板20结合在壳体10开放的底端。印刷电路基板20经结合后，壳体的内部空间除声孔50之外处于密封状态。如微机电系统芯片30以及放大器40等电气元件直接或间接安装在印刷电路基板20上。由于在印刷电路基板上安装各种电气元件，因此也称之为模具(DIE)印刷电路基板。上述微机电系统芯片30,也称之为微机电系统传感器(transduer),具备于印刷电路基板20。此处的“具备”，即指微机电系统芯片30直接安装在印刷电路基板，也指通过像第二连通部件64、64a等其他部件间接安装在印刷电路基板的情况。微机电系统芯片30，与使用在声孔形成于印刷电路基板的现有类型的微机电系统麦克风中的微机电系统芯片，属于相同种类。微机电系统芯片30的底部内侧形成的空间，称之为微机电系统内部空间36。另外，附图标记40所指的部件是放大器。放大器40起着将传接到的微机电系统芯片30所产生的电信号放大的作用。放大器40也称之为特殊目的型半导体(ASIC)芯片。虽然未作详细的图示，微机电系统芯片30和放大器40通过像键合金丝(gold bonding wire)似的导线彼此连接。上述声孔50，在壳体10的上壁14上贯穿形成。通过声孔50，外部声音流入壳体10的内部。在本实施例中，具备一个声孔50，根据需要可以具备两个以上。所述内部连通部60具备于壳体10内部，并形成音频路径63、65。音频路径63、65连接声孔50和内部连通部60。由此，从声孔50流入的外部声音，通过内部连通部60形成的音频路径63、65传入到微机电系统芯片30的微机电系统内部空间36。通过形成这种音频路径，把背音室空间不是设置在微机电系统内部空间36中，而是将壳体10的内部空间16作为背音室，具有能够提高音质性能的优点。在本实施例中，内部连通部60由第一连通部件62和第二连通部件64构成。第一连通部件62的上部一端结合于声孔50，下部的另一端部与第二连通部件64结合。在第二连通部件64的上面，放置安装微机电系统芯片30。微机电系统芯片30，将能够与印刷电路基板20电连接。为此，优选的是利用电路基板材料制作第二连通部件。在另一实施例中，第二连通部件也可以用金属材料制作，而且在第二连通部件上面固定的微机电系统芯片和印刷电路基板也可以用其他导线相互电连接。第二连通部件64置于微机电系统芯片30的底部。第一连通部件由具有弹性的橡胶材料制成。本实施例的微机电系统麦克风具备上述结构，因此，具有如下作用和效果。本实施例中，壳体10的内部具备了内部连通部60，其形成音频路径63、65，促使从声孔50流入的外部声音传入到微机电系统芯片30的微机电系统内部空间36。因此，在壳体上形成声孔的现有技术的 情况下，由于作为背音室的微机电系统内部空间没有充分(足够)的空间，因此，音质效果不理想。与此相反，本实施例的背音室形成在壳体的全部内部空间16，具有改善音质特性的优点。背音室的大小是影响音质特性的重要要素之一，本实施例的情况下，与类似的现有微机电系统麦克风的类型相比，背音室明显扩大，音质特性得到明显的改善。同时，现有的微机电系统芯片被分为两种不同的种类一种是使用于声孔形成在印刷电路基板类型的微机电系统麦克风；另一种是使用于声孔形成在壳体类型的微机电系统麦克风。但是，根据本发明可以把使用于声孔形成在印刷电路基板类型的微机电系统麦克风的芯片，同样使用于声孔形成在壳体类型的微机电系统麦克风。即、不需要根据不同类型的微机电系统麦克风，准备两种不同类型的微机电系统芯片，只准备一种即可。并且，在内部连通部的上下部分被分离成第一连通部件62和第二连通部件64的情况下，微机电系统麦克风的整体组装性比现有类型并不复杂。即、将第一连通部件结合在壳体10，第二连通部件安装在印刷电路基板20之后再组装上述两者可以简化组装。因此，具备内部连通部60之后，可以减少特殊的追加组装工序或困难。图4示出了根据本发明的另一实施例的微机电系统麦克风la。与图3示出的实施例相比，添加附图标记a， 起着与使用同一附图标记的上述结构相同类似的作用。本实施例的微机电系统麦克风Ia与前述实施例相比不同之处在于,声孔50不在上壁而是在侧壁12形成。具备声孔50的地点不受位置的限制，根据需要在侧壁12 —侧任意形成。除声孔50形成位置之外的其他构成中，本实施例与前述实施例相比，具体形状多少有些变化的部分是内部连通部60a的结构。本实施例中，构成内部连通部60a的第一连通部件62a的上端部与在侧壁12形成的声孔50结合。与第一连通部件结合的第二连通部件64a，和附图3的第二连通部件相比，底部为开放状态。但是，第二连通部件64a在印刷电路基板20上坚固安装后将形成音频路径 65a。除声孔的位置和内部连通部60a的具体形状之外，与图3的实施例相比两者的其他构成相同或类似，因此，省略更详细的说明。声孔形成在侧壁的本实施例与前述实施例相比，既能具备所有内部连通部带来的优点，又具有在侧壁上具备声孔所带来的如下优点。近年来广泛使用的，如各种超薄型智能手机等电子器械的声音流入口一般设置在侧面。根据本实施例的微机电系统麦克风Ia在侧壁12上具备的声孔50，直接面向电子器械侧面形成的声音流入口，因此音频路径不需要单独的空间，从而提高空间利用率，具有可以制作比现有的总厚度更加薄的智能手机的优点。
在现有技术中，考虑音频路径需要增加额外的高度。但是根据本实施例，不需要上述额外高度，可以形成音频路径的优点。并且，本实施例的微机电系统麦克风la，声孔不在上壁、只在侧壁具备，因此，在实施吸附上壁的表面贴装技术(SMT :surface mount technology)作业时,能够防止因真空压力产生的内部组件的损害，清洗(洗涤)时也能防止外部异物流入引起的不良品的发生。而且，本实施例的微机电系统麦克风la，减少了 SMT工序中的工具干扰，因此具有防止工作不良的优点。图5不出根据本发明的另一实施例的微机电系统麦克风lb。与附图3不出的实施例相比，添加附图标记b的情况下，除另有说明之外，起着与上述使用同一附图标记的结 构相同类似的作用。本实施例的微机电系统麦克风Ib,与附图4不出的实施例相比,虽然声孔50形成的位置相同，但是内部连通部60b的具体形状有些不同。根据本实施例，内部连通部60b由第一连通部件62b和基板内部音频路径65b构成。第一连接部件62b如图5所示，其一侧面被开放、并与侧壁12结合。第一连通部件62b的上端部与声孔50连接，其底部在印刷电路基板20上与电路连接点66b结合。在第一连通部件62b的内部具备与声孔50连通的音频路径61b。第一连通部件62b的上端部与声孔50结合，其底部与印刷电路基板20上部的电路连接点66b结合。基板内部音频路径65b形成在印刷电路基板20的内部，微机电系统内部空间36和电路连接点66b形成为彼此连通。本实施例结构，将有助于从声孔50流入的外部声音通过第一连通部件62b以及印刷电路基板20的基板内部音频路径65b之后传入到微机电系统的内部空间36。除了内部连通部60b的具体形状之外，(与图3的实施例相比)两者的其他构成相同或类似，因此省略更详细的说明。另外，只要能使通过声孔流入的声音引导到微机电系统芯片的微机电系统内部空间，内部连通部件的具体形状可以变换成各种形状。
权利要求
1.一种微机电系统麦克风，其特征在于，包括 壳体，其由侧壁和上壁构成，且底部开放； 印刷电路基板，其结合于上述壳体的底部； 微机电系统芯片，其安装于上述印刷电路基板，且具备微机电系统内部空间；声孔，至少具备ー个，贯穿形成在上述壳体的ー侧，能使外部声音流入； 以及内部连通部，其位于上述壳体内部并连通上述声孔和微机电系统内部空间，促使上述声孔流入的外部声音通过上述内部连通部的音频路径传入到所述微机电系统芯片的微机电系统内部空间。
2.根据权利要求书I所述的微机电系统麦克风，其特征在于， 所述内部连通部由第一连通部件和第二连通部件构成， 其中，第一连通部件的一端部结合在所述声孔，第二连通部件设置在所述微机电系统芯片的底部。
3.根据权利要求2所述的微机电系统麦克风,其特征在于， 所述第一连通部件由具有弹性的橡胶材料制成、第二连通部件由电路基板材料或金属材料制成，且所述微机电系统芯片安装在第二连通部件上。
4.根据权利要求书I所述的微机电系统麦克风，其特征在于， 所述内部连通部由第一连通部件和基板内部音频路径构成，其中，上述第一连通部件具备连通上述声孔的音频路径，其上端部结合于上述声孔，其底部结合于印刷电路基板上侧的电路连接点， 上述基板内部音频路径形成在上述印刷电路基板，且上述微机电系统内部空间和电路连接点彼此连接， 上述构成促使从所述声孔流入的外部声音，通过第一连通部件的音频路径以及上述印刷电路基板的基板内部音频路径传入到微机电系统的内部空间。
5.根据权利要求书4所述的微机电系统麦克风,其特征在于， 所述第一连通部件由具有弾性的橡胶材料制成。
6.根据权利要求书I所述的微机电系统麦克风，其特征在于， 所述声孔形成在侧壁。
全文摘要
本发明涉及一种微机电系统麦克风，其特征在于，包括壳体，由侧壁和上壁构成，底部开放；印刷电路基板，其结合于上述壳体的底部；微机电系统芯片，安装于上述印刷电路基板、且具备微机电系统内部空间；声孔，至少具备一个，贯穿形成在上述壳体的一侧，能使外部声音流入；以及在上述壳体的内部，具备连通上述声孔和微机电系统内部空间的内部连通部，将把上述声孔流入的外部声音通过上述内部连通部的音频路径传入所述微机电系统芯片的微机电系统内部空间。
文档编号H04R19/00GK102790939SQ20121019191
公开日2012年11月21日 申请日期2012年6月12日 优先权日2011年11月30日
发明者愖鄘贤, 李相镐 申请人:东莞宝星电子有限公司, 天津宝星电子有限公司, 宝星电子株式会社, 荣成宝星电子有限公司