專利名稱：硅電容傳聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳聲器，尤其是涉及一種具有新型封裝結(jié)構(gòu)的硅電容傳聲器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著手機(jī)、筆記本等電子產(chǎn)品體積不斷減小、性能越來越高，也 要求配套的電子零件的體積不斷減小、性能和一致性提高。在這種背景下，作 為重要零件之一的傳聲器產(chǎn)品領(lǐng)域也推出了很多的新型產(chǎn)品，利用半導(dǎo)體制造 加工技術(shù)而批量實(shí)現(xiàn)的硅電容傳聲器為其中的代表產(chǎn)品。而硅電容傳聲器中的 關(guān)鍵設(shè)計(jì)內(nèi)容為封裝技術(shù)，而且封裝所占用的成本比例較高，所以，最近也出現(xiàn)了很多關(guān)于硅電容傳聲器封裝技術(shù)的專利，例如美國專利No. US20020102004 公開了一種名為"小型的硅電容傳聲器及其制造方法(miniature silicon condenser microphone and method for producing same)"的傳聲器封裝。附 圖4表示了專利No. US20020102004中公開的硅電容傳聲器封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。 如圖4所示，硅電容傳聲器包括一個(gè)蓋子5，蓋子5上有能夠透過聲音的 聲孔8，有一個(gè)線路板1，蓋子5和線路板1結(jié)合成為一個(gè)空腔，線路板1上安 裝上MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))聲學(xué)芯片11和集成電路2， MEMS聲學(xué)芯片11和集成 電路2可以共同將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。這種設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于，在MEMS 聲學(xué)芯片ll下方的位置，線路板通過腐蝕等工藝作出一定的凹陷106。這種設(shè) 計(jì)的優(yōu)勢在于增加了 MEMS聲學(xué)芯片11下方的空氣空間(行業(yè)內(nèi)通常稱之為"后 腔")，可以使硅電容傳聲器的靈敏度更高，頻響曲線更好。然而，這種設(shè)計(jì)對后腔的增加非常有限，對性能提高的貢獻(xiàn)也非常?。徊?且，這種設(shè)計(jì)將使得線路板的厚度大大增加，過多的增加了產(chǎn)品的高度，并且導(dǎo)致成本增加。
并且，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上也很難制造指向性的硅傳聲器產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠大大增加后腔體積、減小產(chǎn)品 尺寸、制造成本低并且很容易達(dá)到指向性性能的硅電容傳聲器。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是硅電容傳聲器，包括設(shè)有外接 焊盤的第一線路板，垂直安裝在所述第一線路板上的第二線路板，安裝在所述 第二線路板上的MEMS聲學(xué)芯片，所述MEMS聲學(xué)芯片所在位置的第二線路板上 設(shè)有可以通過聲波并作用于所述MEMS聲學(xué)芯片的內(nèi)聲孔，與所述第一線路板和 所述第二線路板粘結(jié)并形成兩個(gè)封閉空腔的殼體，其中一個(gè)或者兩個(gè)封閉空腔 的外壁上設(shè)有接受外界聲音信號的外聲孔，安裝在所述第一線路板或/和所述第 二線路板上的電子元器件。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述殼體包括兩部分，分別和上述第一線路板、第 二線路板粘合在一起構(gòu)成兩個(gè)封閉空腔，接收聲音信號的外聲孔設(shè)置在所述殼 體上。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述殼體為一體式結(jié)構(gòu)，并和上述第一線路板、第 二線路板粘合在一起構(gòu)成兩個(gè)封閉空腔，接收聲音信號的外聲孔設(shè)置在所述殼 體上。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二線路板上設(shè)有連通兩個(gè)密閉空腔且 離開所述MEMS聲學(xué)芯片所處位置的連腔聲孔，所述兩個(gè)封閉空腔的外壁上均設(shè) 有接受外界聲音信號的外聲孔。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述第二線路板上相對于MEMS聲學(xué)芯片的一 側(cè)貼有一層聲阻裝置，所述聲阻裝置覆蓋所述第二線路板上的所有聲孔。
作為一種優(yōu)選的連接方式，所述第一線路板、第二線路板和殼體之間都使 用導(dǎo)電膠粘結(jié)。
作為一種改進(jìn)，所述殼體為金屬材料殼體，或者陶瓷材料殼體，或者使用 多層線路板材料結(jié)合而成的殼體，或者使用塑料材料殼體。作為優(yōu)選的形狀，所述傳聲器為立方體。
由于采用了上述技術(shù)方案，硅電容傳聲器，它包括設(shè)有外接焊盤的第一線路 板，垂直安裝在所述第一線路板上的第二線路板，安裝在所述第二線路板上的
MEMS聲學(xué)芯片，所述MEMS聲學(xué)芯片所在位置的第二線路板上設(shè)有可以通過聲 波并作用于所述MEMS聲學(xué)芯片的內(nèi)聲孔，與所述第一線路板和所述第二線路板 結(jié)并形成兩個(gè)封閉空腔的殼體，其中一個(gè)或者兩個(gè)封閉空腔的外壁上設(shè)有接 受外界聲音信號的外聲孔，安裝在所述第一線路板或/和所述第二線路板上的電 子元器件；這樣，硅電容傳聲器的后腔體積大大增加，硅電容傳聲器的面積大 大減小，并使得硅電容傳聲器內(nèi)部零件的安裝位置更加靈活，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 上可以很容易的實(shí)現(xiàn)指向傳聲器的功能，同時(shí)還可以增加產(chǎn)品封裝的抗剪切力。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如圖1、圖2所示，硅電容傳聲器包括 一個(gè)矩形的第一線路 板l，第一線路板1下側(cè)有多個(gè)焊盤13，上側(cè)安裝有集成電路2，集成電路2 上有金線31連接第一線路板1;在集成電路2的一側(cè)，第一線路板1上安裝有
矩形的第二線路板6，第二線路板6和第一線路板1的方向垂直且機(jī)械連接在 一起并且有部分電路電連接，第二線路板6上朝向集成電路2的一側(cè)安裝有 MEMS聲學(xué)芯片11， MEMS聲學(xué)芯片11上有金線32連接第二線路板6， MEMS聲 學(xué)芯片11底面面有一個(gè)內(nèi)聲孔10，第二線路板6上相對于MEMS聲學(xué)芯片11 的一側(cè)安裝有電容、電阻等電子零件12，在本實(shí)施案例中，第一線路板l和第 二線路板6使用導(dǎo)電膠連接。
在第二線路板6朝向MEMS聲學(xué)芯片11的一側(cè)，有第一殼體5a，形狀為一 個(gè)兩側(cè)開口的方形， 一側(cè)面向第一線路板l， 一側(cè)面向第二線路板6，和兩個(gè)線路板封閉成為一個(gè)空腔4，在本實(shí)施案例中，第一殼體5a是金屬材料的，第一 殼體5a和兩個(gè)線路板連接的端面使用導(dǎo)電膠連接。
在第二線路板6背向MEMS聲學(xué)芯片11的一側(cè)，有第二殼體5b，形狀為一 個(gè)兩側(cè)開口的方形， 一側(cè)面向第一線路板l， 一側(cè)面向第二線路板6，和兩個(gè)線 路板封閉成為一個(gè)空腔9，在本實(shí)施案例中，第二殼體5a是金屬材料的，第二 殼體5a和兩個(gè)線路板連接的端面使用導(dǎo)電膠連接，并且，第二殼體5a上還有 一個(gè)外聲孔8可以接收外界聲音信號。
這樣，殼體5a和第一線路板l、第二線路板6形成一個(gè)密閉的空間，殼體 5b和第一線路板l、第二線路板6也形成一個(gè)密閉的空間，第二線路板6位于 這兩個(gè)空腔之間，兩個(gè)空腔只能通過第二線路板6上的聲孔相互導(dǎo)通，聲音將 從殼體5b上外聲孔8傳入這個(gè)空腔內(nèi)，根據(jù)MEMS聲學(xué)芯片11安裝的位置，聲 波有可能先遇到MEMS聲學(xué)芯片11或者先通過第二線路板6上的聲孔再遇到 MEMS聲學(xué)芯片ll (即聲波或從MEMS聲學(xué)芯片的正面入射,或從背面入射)，但 不管如何，MEMS聲學(xué)芯片11后方的空間都將成為MEMS聲學(xué)芯片11的后腔， 這種設(shè)計(jì)將使得MEMS聲學(xué)芯片11的后腔體積大大增加；并且第一線路板1的 面積可以大大減小，減小了硅電容傳聲器的面積；根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需要，可以 調(diào)整集成電路2、電容、電阻等零件12安裝在第一線路板1或者第二線路板6 上，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加靈活。
在本實(shí)施案例的硅電容傳聲器中，空腔4和空腔9之間以及這兩個(gè)空腔和 外界只有外聲孔8和內(nèi)聲孔10可以貫通，其余結(jié)合處要求密閉性良好。外界聲 波如附圖2中的虛線所示，通過第二殼體5b上的外聲孔8,進(jìn)入空腔9，透過 第二線路板6上的內(nèi)聲孔10，傳達(dá)到MEMS聲學(xué)芯片11上，聲腔4則成為硅電 容傳聲器的后腔。
在此結(jié)構(gòu)中，硅電容傳聲器的后腔可以做成很大，并且，因?yàn)榈谝痪€路板 1上只需要粘貼第二線路板6和集成電路2部分，所以需要的面積很小，第一 線路板1和其它電子產(chǎn)品線路板焊接在一起的時(shí)候所占用的面積也將大大減 小。當(dāng)然，在本實(shí)施案例的基礎(chǔ)上，也可以有多種調(diào)整的方案，例如將第一殼
體5a和第二殼體5b并在一起，成為一個(gè)整體的殼體5;將MEMS聲學(xué)芯片11 朝向空腔9;將電容焊接在第一線路板1上等等，這些方案都不違背利用兩個(gè) 線路板垂直焊接在一起，在內(nèi)部線路板上焊接MEMS聲學(xué)芯片11，從而增加后 腔、減小產(chǎn)品面積的宗旨。
殼體5材料可以優(yōu)選銅等電磁屏蔽效果好的單層金屬材料，也可以是單層 金屬材料鍍涂金箔，也可以是陶瓷材料，也可以是使用多層線路板材料做成， 也可以是塑料材料。
殼體5上的聲孔可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)，位置也可以根據(jù)實(shí)際需要加 以調(diào)整；或者，也可以不在殼體5上設(shè)置聲孔，而在第一線路板上設(shè)置聲孔。
MEMS聲學(xué)芯片11下的聲孔可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。
實(shí)施例二如圖3所示，本實(shí)施案例的硅電容傳聲器為一個(gè)單指向硅電容 傳聲器，相比實(shí)施案例1，本案例的調(diào)整在于在第一殼體5a和第二殼體5b 上分別設(shè)有外聲孔14和8;在第二線路板6上，除了 MEMS聲學(xué)芯片11下方的 內(nèi)聲孔10，在MEMS聲學(xué)芯片11的周圍還設(shè)有連腔聲孔15;在第二線路板6 上相對于MEMS聲學(xué)芯片11的一側(cè)，貼上一個(gè)聲阻16，聲阻16覆蓋第二線路 板6上所設(shè)的所有聲孔；第二線路板6上相對于MEMS聲學(xué)芯片11的一側(cè)不再 安裝電容12等零件，而將這些零件安裝到第一線路板1上。在第二線路板6 相對于MEMS聲學(xué)芯片11的一側(cè)沒有了電容等零件，安裝聲阻將非常容易，并 且沒有額外增加產(chǎn)品的尺寸，指向性的控制也將變得更加容易。當(dāng)然，為進(jìn)一 步減小產(chǎn)品的寬度，也可以將電容等零件安裝在第二線路板6向?qū)τ贛EMS聲學(xué) 芯片11的一側(cè)，并適當(dāng)?shù)臏p小聲阻的尺寸。
在聲波的傳輸中，如圖3虛線所示， 一個(gè)方向的聲波從外聲孔14進(jìn)入，直 接作用在MEMS聲學(xué)芯片11上面，另一個(gè)方向的聲波從外聲孔8進(jìn)入，穿過聲 阻16和連腔聲孔15、內(nèi)聲孔10作用在MEMS聲學(xué)芯片11上面，從而達(dá)到單指 向性能。
當(dāng)然，外聲孔也可以開在其他的位置，來調(diào)整指向；根據(jù)產(chǎn)品性能的不同
7需要，也可以沒有連腔聲孔15，只有MEMS聲學(xué)芯片11下方的內(nèi)聲孔10;或者 不設(shè)有連腔聲孔15和聲阻16，會具有雙指向硅電容傳聲器的功能。
權(quán)利要求
1.硅電容傳聲器，其特征在于它包括設(shè)有外接焊盤的第一線路板(1)，垂直安裝在所述第一線路板(1)上的第二線路板(6)，安裝在所述第二線路板(6)上的MEMS聲學(xué)芯片(11)，所述MEMS聲學(xué)芯片(11)所在位置的第二線路板(6)上設(shè)有可以通過聲波并作用于所述MEMS聲學(xué)芯片(11)的內(nèi)聲孔(10)，與所述第一線路板(1)和所述第二線路板(6)粘結(jié)并形成兩個(gè)封閉空腔的殼體(5)，其中一個(gè)或者兩個(gè)封閉空腔的外壁上設(shè)有接受外界聲音信號的外聲孔(8)。
2. 如權(quán)利要求l所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述殼體(5)包括 兩部分，分別和上述第一線路板(l)、第二線路板(6)粘合在一起構(gòu)成兩個(gè)封閉 空腔，接收聲音信號的外聲孔(8)設(shè)置在所述殼體(5)上。
3. 如權(quán)利要求l所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述殼體(5)為一 體式結(jié)構(gòu)，并和上述第一線路板(l)、第二線路板(6)粘合在一起構(gòu)成兩個(gè)封閉 空腔，接收聲音信號的外聲孔(8)設(shè)置在所述殼體(5)上。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述第二線路板 (6)上設(shè)有連通兩個(gè)密閉空腔且離開所述MEMS聲學(xué)芯片(ll)所處位置的連腔聲 孔(15)，所述兩個(gè)封閉空腔的外壁上均設(shè)有接受外界聲音信號的外聲孔(8)。
5. 如權(quán)利要求4所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述第二線路板(6) 上相對于MEMS聲學(xué)芯片(11)的一側(cè)貼有一層聲阻裝置(16)，所述聲阻裝置(16) 覆蓋所述第二線路板(6)上的所有聲孔(10、 15)。
6. 如權(quán)利要求1所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述第一線路板(l)、 第二線路板(6)和殼體(5)之間都使用導(dǎo)電膠粘結(jié)。
7. 如權(quán)利要求1所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述殼體(5)為金 屬材料殼體，或者陶瓷材料殼體，或者使用多層線路板材料結(jié)合而成的殼體， 或者使用塑料材料殼體。
8. 如權(quán)利要求l所述的硅電容傳聲器，其特征在于所述第一線路板(ll) 或/和所述第二線路板(13)上還安裝有對電信號進(jìn)行處理的電子元器件(21 、 22)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅電容傳聲器，它包括設(shè)有外接焊盤的第一線路板，垂直安裝在所述第一線路板上的第二線路板，安裝在所述第二線路板上的MEMS聲學(xué)芯片，所述MEMS聲學(xué)芯片所在位置的第二線路板上設(shè)有可以通過聲波并作用于所述MEMS聲學(xué)芯片的內(nèi)聲孔，與所述第一線路板和所述第二線路板粘結(jié)并形成兩個(gè)封閉空腔的殼體，其中一個(gè)或者兩個(gè)封閉空腔的外壁上設(shè)有接受外界聲音信號的外聲孔，安裝在所述第一線路板或/和所述第二線路板上的電子元器件；這樣，硅電容傳聲器的后腔體積大大增加，硅電容傳聲器的面積大大減小，并使得硅電容傳聲器內(nèi)部零件的安裝位置更加靈活，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可以很容易的實(shí)現(xiàn)指向傳聲器的功能。
文檔編號H04R19/01GK101296530SQ200710015709
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者黨茂強(qiáng) 申請人:歌爾聲學(xué)股份有限公司