一种MEMS麦克风的封装结构的制作方法

本实用新型涉及电声产品技术领域。更具体地，涉及一种MEMS麦克风的封装结构。

背景技术：

MEMS(微型机电系统)麦克风是一种基于MEMS技术制作出来的声电转换器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、轻薄化发展，MEMS麦克风被越来越多广泛地运用到诸如手机、平板电脑、相机、助听器、智能玩具以及监听装置等电子设备上。

MEMS麦克风通常包括有MEMS芯片以及与之电连接的ASIC (Application Specific Integrated Circuit，功能集成电路)芯片，其中MEMS 芯片包括衬底以及固定在衬底上的振膜和背极，振膜和背极构成了电容器并集成在硅晶片上，声音由声孔进入麦克风并且作用在MEMS芯片振膜上，通过振膜的振动，改变振膜与背极之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。

在相同材质的条件下，双层壳的麦克风的电磁屏蔽能力要优于单层壳的麦克风的电磁屏蔽能力，麦克风设置双层壳可以有效提升MEMS麦克风的 TDMA(电磁屏蔽)性能，提升麦克风的声音品质。但是现有技术中存在的麦克风双层壳结构制备工艺复杂，而且由于双层壳的设计，会导致麦克风的尺寸增加，不利于麦克风的微型化发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于是提供一种MEMS麦克风的封装结构，该封装结构的制备工艺简单，尺寸小，且可以有效提升麦克风的电磁屏蔽性能。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种MEMS麦克风的封装结构，包括基板以及开口端与基板密封固定的壳体；所述壳体与基板之间形成封装内腔；

所述壳体包括第一壳体以及嵌套在第一壳体外的第二壳体，第一壳体侧壁被配置为与第二壳体侧壁贴合，所述第一壳体顶壁与第二壳体顶壁之间形成有腔体空间；所述封装结构还包括有形成在第一壳体侧壁与第二壳体侧壁之间的间隔空间；所述间隔空间与所述腔体空间连通，且所述间隔空间的底部延伸至所述基板的顶部表面；

所述第一壳体侧壁底端的至少与所述间隔空间对应的位置形成有用于连通间隔空间与封装内腔的避让部，或所述第二壳体侧壁底端的至少与所述间隔空间对应的位置形成有用于连通间隔空间与外界的避让部。

此外，优选的方案是，所述第一壳体的侧壁上包括有沿第一壳体侧壁高度方向延伸的弯折结构，所述弯折结构的背离封装内腔的一侧表面与所述第二壳体的侧壁表面之间形成所述间隔空间。

此外，优选的方案是，所述第一壳体上的弯折结构的横截面呈U形槽结构。

此外，优选的方案是，所述第二壳体的侧壁上包括有沿第二壳体侧壁高度方向延伸的弯折结构，所述弯折结构的靠近封装内腔的一侧表面与所述第一壳体的侧壁表面之间形成所述间隔空间。

此外，优选的方案是，所述第二壳体上的弯折结构的横截面呈U形槽结构。

此外，优选的方案是，所述避让部环绕第一壳体或第二壳体的底端一周设置。

此外，优选的方案是，所述壳体为矩形结构，包括两相对设置的长轴边和两相对设置的短轴边；所述间隔空间形成在所述壳体的长轴边侧和/或所述壳体的短轴边侧。

此外，优选的方案是，所述间隔空间形成在所述壳体的长轴边侧和所述壳体的短轴边侧；所述壳体的长轴边侧的间隔空间的数量大于或等于所述壳体的短轴边侧的间隔空间的数量。

此外，优选的方案是，所述第一壳体和第二壳体通过模具同时冲压成型。

此外，优选的方案是，所述基板顶面上结合固定有MEMS芯片和ASIC 芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片位于所述封装内腔内；所述基板上包括有与MEMS芯片背腔对应设置的声孔，所述声孔将所述MEMS芯片背腔与外界连通。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供一种全新的MEMS麦克风双层壳设计，其电磁屏蔽能力远远高于现有技术中的单层壳麦克风的电磁屏蔽能力，有效提升麦克风的音效和品质；

此外，该MEMS麦克风的封装结构中的第一壳体和第二壳体底材同时冲压成型，通过自然应力将内外两层壳体嵌套在一起，相比于传统的内外壳之间用锡膏焊接或胶粘的工艺，本实用新型提供的工艺简单，易于实现；且通过该工艺生产得到的双层壳的封装结构，两层壳体之间配合紧密，可有效减小麦克风的整体尺寸，有利于麦克风的微型化发展；

进一步地，本实用新型在第一壳体和第二壳体之间形成与外界或封装内腔连通的间隔空间和腔体空间，可以消除两层壳体之间的空气受热膨胀导致双壳崩开或变形的风险，且间隔空间和腔体空间也可以起到隔热的作用，有利于保护麦克风的内部结构，提升麦克风的品质和性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单的介绍。可以理解的是，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获得其他的附图。

图1示出本实用新型一优选实施方式中双层壳体结构的横截面示意图。

图2示出图1的A-A截面示意图。

图3示出图1的B-B截面示意图。

图4示出包括图1中双层壳体结构的MEMS麦克风的A-A截面示意图。

图5示出包括图1中双层壳体结构的MEMS麦克风的B-B截面示意图。

图6示出本实用新型另一优选实施方式中双层壳体结构的横截面示意图。

图7示出图6的A-A截面示意图。

图8示出图6的B-B截面示意图。

图9示出包括图6中双层壳体结构的MEMS麦克风的A-A截面示意图。

图10示出包括图6中双层壳体结构的MEMS麦克风的B-B截面示意图。

附图标记说明：1、第一壳体；2、第二壳体；3、间隔空间；4、腔体空间；5、避让部；6、MEMS芯片；7、声孔；8、ASIC芯片；9、金线；10、基板。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有技术中的双层壳体的MEMS麦克风，其双层壳的制备工艺复杂，麦克风的整体尺寸较大，不利于麦克风的微型化发展。基于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种新型的MEMS麦克风的封装结构，该封装结构的封装工艺简单，尺寸小，且可以有效提升麦克风的电磁屏蔽性能。

具体地，下面结合附图进行详细说明。图1示出本实用新型一优选实施方式中双层壳体结构的横截面示意图。图2示出图1的A-A截面示意图。图 3示出图1的B-B截面示意图。图4示出包括图1中双层壳体结构的MEMS 麦克风的A-A截面示意图。图5示出包括图1中双层壳体结构的MEMS麦克风的B-B截面示意图。图6示出本实用新型另一优选实施方式中双层壳体结构的横截面示意图。图7示出图6的A-A截面示意图。图8示出图6的B-B 截面示意图。图9示出包括图6中双层壳体结构的MEMS麦克风的A-A截面示意图。图10示出包括图6中双层壳体结构的MEMS麦克风的B-B截面示意图。

本实用新型提供一种MEMS麦克风的封装结构，包括基板10以及开口端与基板10密封固定的壳体；所述壳体与基板10之间形成封装内腔；所述壳体包括第一壳体1以及嵌套在第一壳体1外的第二壳体2，第一壳体1侧壁被配置为与第二壳体2侧壁贴合，所述第一壳体1顶壁与第二壳体2顶壁之间形成有腔体空间4；所述封装结构还包括有形成在第一壳体1侧壁与第二壳体2侧壁之间的间隔空间3；所述间隔空间3与所述腔体空间4连通，且所述间隔空间3的底部延伸至所述基板10的顶部表面；所述第一壳体侧壁底端的至少与所述间隔空间对应的位置形成有用于连通间隔空间与封装内腔的避让部(该种情况在附图中未示出)，或所述第二壳体2侧壁底端的至少与所述间隔空间3对应的位置形成有用于连通间隔空间3与外界的避让部5，避让部5 的两种设置方式均可以实现本实用新型中的功能，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

本实用新型提供一种全新的MEMS麦克风双层壳设计，其电磁屏蔽能力远远高于现有技术中的单层壳麦克风，有效提升麦克风的音效和品质；此外，该MEMS麦克风的封装结构中的第一壳体1和第二壳体2底材同时冲压成型，通过自然应力将内外两层壳体嵌套在一起，相比于传统的内外壳之间用锡膏焊接或胶粘的工艺，本实用新型提供的工艺简单，易于实现；且通过该工艺生产得到的双层壳结构，两层壳体之间配合紧密，可有效减小麦克风的整体尺寸，有利于麦克风的微型化发展；进一步地，本实用新型在第一壳体1或第二壳体2上设置有避让部5，所述避让部5可以实现间隔空间3与外部环境的连通，进而消除两层壳体之间的空气受热膨胀导致双壳崩开或变形的风险，且间隔空间3和腔体空间4也可以起到隔热的作用，有利于保护麦克风的内部结构，提升麦克风的品质和性能。

在本实用新型的其中一个优选实施方式中，如附图1-5所示，所述第一壳体1的侧壁上包括有沿第一壳体1侧壁高度方向延伸的弯折结构，所述弯折结构的背离封装内腔的一侧表面与所述第二壳体2的侧壁表面之间形成所述间隔空间3，避让部5形成在第二壳体2上，所述间隔空间3与外界连通。进一步优选地，所述第一壳体1上的弯折结构的横截面呈U形槽结构，该U 形槽结构易于加工成型，且不易折断变形。本领域技术人员可以理解的是，该弯折结构也可以设计成其它可以实现的形状，例如，其横截面可以为矩形，半圆形等，本实用新型对此不再进一步限制。

在本优选实施方式中，所述避让部5环绕第二壳体2的底端一周设置，可以实现间隔空间3与外界的连通，进而消除两层壳体之间的空气受热膨胀导致双壳崩开或变形的风险；此外，环绕一周的避让部5易于加工成型，简化了壳体的制备工艺，同时可以减轻壳体的总重量。本领域技术人员可以理解，在本实用新型的其它实施方式中，所述避让部5也可以仅形成在与所述间隔空间3对应的第二壳体2侧壁底端处，可以实现间隔空间3与外部环境的连通即可。所述避让部5的具体形状、大小均可根据实际情况进行选择，本实用新型不作具体限制。

如附图所示，本优选实施方式中所述壳体为矩形结构，包括两相对设置的长轴边和两相对设置的短轴边；所述间隔空间3形成在所述壳体的短轴边侧。需要进一步说明的是，在本实用新型的其它实施方式中，所述壳体也可以为其它常见的形状结构，例如跑道形，椭圆形等，所述间隔空间3也可以形成在所述壳体的任一边侧，所述间隔空间3的数量没有具体限制，本领域技术人员可以根据实际需要适量设置。

例如，作为本优选实施方式的另一变形，所述间隔空间形成在所述矩形壳体的长轴边侧和所述壳体的短轴边侧；所述壳体的长轴边侧的间隔空间的数量大于或等于或小于所述壳体的短轴边侧的间隔空间的数量。

本实施方式进一步优选地，所述第一壳体1和第二壳体2通过模具同时冲压成型，一次性制备得到本实用新型的双层壳体结构，有效简化双层壳体的制备工艺，相比于传统工艺中通过锡膏焊接或胶粘内外壳体，本实施方式工艺简单，更易于实现。

如附图4-5所示，本优选实施方式中还提供了包括如上所述的双层壳体结构的MEMS麦克风，所述基板10顶面上结合固定有MEMS芯片6和ASIC 芯片8，所述MEMS芯片6和ASIC芯片8位于所述封装内腔内；所述基板 10上包括有与MEMS芯片6背腔对应设置的声孔7，所述声孔7将所述MEMS 芯片6背腔与外界连通。所述MEMS芯片6与所述ASIC芯片8间通过金线 9通信连接；所述ASIC芯片8与所述基板10间通过金线9通信连接。MEMS 芯片6将声信号转换为电信号，然后通过金线9传递给ASIC芯片8，ASIC 芯片8对电信号进行处理，然后再通过金线9和基板10将结果输出至外部的电子设备。

作为上一优选实施方式的变形，如图6-10所示，在本实用新型的另一优选实施方式中，所述第二壳体2的侧壁上包括有沿第二壳体2侧壁高度方向延伸的弯折结构，所述弯折结构的靠近封装内腔的一侧表面与所述第一壳体1 的侧壁表面之间形成所述间隔空间3，避让部5形成在第二壳体2上，所述间隔空间3与外界连通。进一步地，所述第二壳体2上的弯折结构的横截面呈 U形槽结构。同理，该弯折结构也可以设计成其它可以实现的形状，例如，其横截面可以为矩形，半圆形等。本实施方式中的其它的结构设计与上一优选实施方式相同，在此不再进一步赘述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。