一种降噪式MEMS麦克风的制作方法

本发明属于mems麦克风，尤其涉及一种降噪式mems麦克风。

背景技术：

1、mems麦克风是一种微型传感器，主要包括mems电容传感器和asic芯片(包括信号放大器和偏置电压功能)。其原理是利用声音变化产生的压力梯度使mems声学振膜受声压作用而产生形变，进而改变声学振膜与背极板之间的电容值。该电容值的变化会在mems传感器上产生微小的电压变化，经过放大电路将该微小电压变化量放大输出，从而将声压信号转化为电压信号。

2、mems麦克风是具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展，mems麦克风被越来越广泛地运用到这些设备上。

3、经检索，专利公开号为cn103702268b的一种mems麦克风，包括具有背腔的基底以及设于基底上的电容系统，电容系统包括背板以及与背板相对且分别设置在背板两侧的第一振膜和第二振膜，所述第一振膜和第二振膜与背板分隔一定距离并分别形成第一绝缘间隙和第二绝缘间隙。该mems麦克风还包括分别位于第一绝缘间隙和第二绝缘间隙内的至少一个第一绝缘支撑件和第二绝缘支撑件，mems麦克风通电工作时，第一绝缘支撑件或第二绝缘支撑件分别将第一振膜和第二振膜分成了至少两个振动单元，这些振动单元均与背板形成电容，进而提高了mems麦克风的整体灵敏度和信噪比，同时这种结构的mems麦克风还兼具高声压保护功能，制作工艺不仅简单，而且生产成本低廉。结合上述专利发现现有技术存在以下不足：(1)麦克风输出中的噪声可以定义为任何不是预期输入源的信号，通常被认为是输出信号中不希望出现的元素。噪声水平越高，越会降低音频信号的质量，噪声不仅来自于麦克风本身，也会来自于麦克风外部，而现有技术中并未对来自外部的噪声进行消除处理，外部噪声仍是影响mems麦克风音质的重要因数之一；(2)在振膜产生振动时会形成上下微震现象，此时当进入麦克风的声波过大时会使得振膜的振动幅度过大，如果不采用较好的泄压和加固处理，容易出现振膜损坏的问题，而且，现有技术中采用限位挡板进行振动幅度限位的处理，但是在限位挡板受到冲击时仍会产生一定的噪音，从而影响麦克风的音质，因此，亟需设计一种降噪式mems麦克风来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种降噪式mems麦克风，旨在解决现有技术中并未对来自外部的噪声进行消除以及振膜的振动幅度过大容易出现振膜损坏和振膜噪音过大的问题。

2、本发明是这样实现的，一种降噪式mems麦克风，包括封装基板；

3、封装外壳，所述封装外壳设置于所述封装基板上，且所述封装外壳的内壁设置有外部隔音组件；

4、电路板，所述电路板固定设置在所述封装基板上，且电路板上设置有mems芯片和asic芯片，所述mems芯片和所述asic芯片电性连接，所述mems芯片由固定设置在所述电路板上的半导体基座和设置在所述半导体基座上的电容系统组成；

5、泄压组件，所述泄压组件设置在所述半导体基座上；

6、其中，所述半导体基座的中间位置和所述封装基板的底部之间开设有贯穿所述电路板的入音孔，所述入音孔的内部设置有分音组件。

7、通过上述技术方案，实现降噪式mems麦克风。

8、进一步地，所述电容系包括设置于中间位置的环形振膜，且环形振膜的外部设置有上绝缘垫外层，环形振膜的内部设置有上绝缘垫内层，所述上绝缘垫外层的上下方分别设置有上绝缘外围件和下绝缘外围件，所述上绝缘垫内层的上下方分别设置有上绝缘内件和下绝缘内件，所述下绝缘外围件的底部和下绝缘内件的底部设置有同一个背板，且背板的底部与半导体基座的顶部之间设置有下绝缘垫层，背板上开设有等距离呈环形分布的音波通孔，音波通孔的位置与环形振膜的中间位置相对应。

9、通过上述技术方案，当环形振膜在声波的作用下产生振动时，背板与环形振膜之间的距离会发生变化，从而导致电容系统的电容发生改变，进而将声波信号转化为了电信号，实现麦克风的相应功能。

10、进一步地，所述环形振膜的底部与背板的顶部带有极性相反的电荷形成电容，且下绝缘外围件的内部与下绝缘内件的外部之间和上绝缘外围件的内壁与上绝缘内件的外部之间设置有环形音腔，环形振膜设置在环形音腔的内部，所述环形音腔的内部设置有两层加固组件，且两层加固组件分别设置在环形振膜的上下方，两层加固组件到环形振膜之间的距离相同，所述加固组件包括等距离呈环形固定在环形音腔内的加固金属丝，且加固金属丝上均固定有等距离分布的绝缘胶凸块，绝缘胶凸块设计成软胶材质。

11、通过上述技术方案，通过加固金属丝和绝缘胶凸块限定环形振膜的振动幅度，并对环形振膜进行保护并降低振动噪音，保证麦克风的音质，提高mems麦克风的可靠性。

12、进一步地，所述上绝缘垫外层的圆周内壁与上绝缘垫内层的圆周外壁均开设有环形卡口，且环形振膜设置在两个环形卡口的内壁之间。

13、通过上述技术方案，将环形振膜固定在环形卡口内，保证环形振膜的稳固性能。

14、进一步地，所述泄压组件包括多列开设在半导体基座四周的泄压孔，且泄压孔与入音孔的内部相通，所述泄压孔与半导体基座相触的一端均开设有贴合槽，且贴合槽的内壁均转动连接有开合膜板，所述开合膜板上开设有多列等距离呈环形分布的微孔，且微孔与泄压孔相通。

15、通过上述技术方案，通过微孔和泄压孔排出余波，平衡环形振膜的气压，避免环形振膜受强压冲击造成振动幅度过大的问题，从而避免环形振膜受冲击损坏。

16、进一步地，所述分音组件包括固定在入音孔内的十字分音隔板，且十字分音隔板的顶部与背板的底部相接触，十字分音隔板将入音孔的内部分隔成等体积的入音腔，入音腔与泄压孔相通，所述十字分音隔板的四个拐角处内壁均固定有聚流座，且聚流座的横截面呈扇形，聚流座的横截面大小自上而下逐渐减小，所述十字分音隔板和聚流座均设计成绝缘材质，所述入音孔的圆周内壁底部和十字分音隔板的底部之间设置有下防尘膜，且环形音腔的圆周内壁顶部设置有上防尘膜。

17、通过上述技术方案，能够完全有效的将声波通过音波通孔进入到环形音腔内与环形振膜接触，使得环形振膜均匀接收音波，提高环形振膜的工作效率，提高mems麦克风的整体灵敏度，并通过下防尘膜和上防尘膜的配合作用降低mems芯片受外界灰尘环境影响的幅度。

18、进一步地，所述封装基板的顶部四周开设有与电路板四周外壁尺寸相适配的隔音槽，且外部隔音组件的四周底部卡接在隔音槽的内部，所述封装基板的顶部四周设置有与隔音槽四周外壁尺寸相适配的封装胶，且封装外壳通过封装胶固定在封装基板上。

19、通过上述技术方案，将外部隔音组件的底部伸入到封装基板上，充分保证外部降噪效果，并通过封装胶用于封装外壳与封装基板的组装固定处理。

20、进一步地，所述外部隔音组件包括设置在封装外壳内壁的第一吸音膜，且第一吸音膜的内壁设置有中芯层，所述中芯层的内壁设置有第二吸音膜，且第二吸音膜的内壁设置有内保护膜，所述中芯层的外壁与内壁之间开设有多列等距离分布的反射槽，且反射槽的两侧壁均设计成斜面状，反射槽的两侧壁均设置有反射膜。

21、通过上述技术方案，采用第一吸音膜和第二吸音膜吸收噪音，并配合反射槽将透过第一吸音膜的噪音反射到第一吸音膜内进行吸收，使得整个mems麦克风能够充分的对来自外部的噪声进行消除处理，避免外部噪声影响mems麦克风。

22、采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：

23、本发明中，通过设置的分音组件，采用十字分音隔板将入音孔的声波分割成多个入音渠道，配合聚流座使得声波能够完全有效的通过音波通孔进入到环形音腔内与环形振膜接触，使得环形振膜均匀接收音波，提高环形振膜的工作效率，避免音波汇聚到一处造成环形环形不均匀，从而提高mems麦克风的整体灵敏度；

24、本发明中，通过设置的泄压组件，在声波过强时，部分音波透过微孔排出，在声波超强时，开合膜板受强压作用打开，通过泄压孔排出余波，平衡环形振膜的气压，避免环形振膜受强压冲击造成振动幅度过大的问题，从而避免环形振膜受冲击损坏的问题，保证环形振膜的使用寿命，初步降低音噪比；

25、本发明中，通过设置的加固组件，通过加固金属丝和绝缘胶凸块限定环形振膜的振动幅度，待环形振膜与绝缘胶凸块接触时可对环形振膜进行保护并降低振动噪音，一方面能够简单有效地保护环形振膜和mems芯片，避免环形振膜出现损坏问题，减少mems芯片振膜的破损风险，另一方面可进一步降低环形振膜的音噪比，代替现有技术中直接采用限位挡板进行振动幅度限位处理的功能，保证麦克风的音质，提高mems麦克风的可靠性；

26、本发明中，通过设置的外部隔音组件，外部噪音在通过封装外壳进入到mems麦克风内时，采用第一吸音膜初步吸收噪音，并配合反射槽将透过第一吸音膜的噪音反射到第一吸音膜内进行吸收，采用第二吸音膜吸收透过反射膜的噪音，使得整个mems麦克风能够充分的对来自外部的噪声进行消除处理，避免外部噪声影响mems麦克风，形成高效的降噪式mems麦克风。