專利名稱：Mems傳聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳聲器技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種MEMS傳聲器。
背景技術(shù)：
MEMS麥克風(fēng)是米用微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems,MEMS)工藝制作的microphone。其中，麥克風(fēng)又稱傳聲器。這種新型麥克風(fēng)內(nèi)含兩個(gè)芯片一MEMS芯片和專用集成電路(ASIC)芯片，兩枚芯片封裝在一個(gè)表面貼裝器件封裝體中。MEMS芯片包括一個(gè)剛性穿孔背電極和一片用作電容器的彈性硅膜。該彈性硅膜將聲波轉(zhuǎn)換為電容變化。ASIC芯片用于檢測電容變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。MEMS麥克風(fēng)與傳統(tǒng)電容式麥克風(fēng)(ECM)相比，不僅具有很好的聲學(xué)性能，還具有較高的信噪比和一致性較好的敏感度，并且在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定。MEMS麥克風(fēng)的另一突出優(yōu)點(diǎn)是功耗很低，平均只有70yW，工作電壓范圍1.5V 3.3V。而且，MEMS麥克風(fēng)相對(duì)于傳統(tǒng)ECM麥克風(fēng)更易于組合成麥克風(fēng)陣列，且穩(wěn)定性很高，結(jié)合后端的語音算法，麥克風(fēng)陣列能夠?qū)崿F(xiàn)通話的指向性和提高通話質(zhì)量。目前Windows Vista已經(jīng)內(nèi)置了麥克風(fēng)陣列的算法，因此各大筆記本廠家都在爭相尋找高質(zhì)量的MEMS麥克風(fēng)，從而提高其視頻通話中的語音傳輸質(zhì)量。基于上述特性，MEMS麥克風(fēng)具有非常廣泛的用途，既可用于智慧型手機(jī)，也可用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、筆記本電腦以及醫(yī)療設(shè)備(如助聽器)，還可應(yīng)用于汽車行業(yè)(如免提通話裝置)。甚至是將其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，例如用聲波傳感器監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。MEMS麥克風(fēng)分前進(jìn)音和零高度兩種結(jié)構(gòu)，對(duì)于零高度產(chǎn)品，MEMS芯片正對(duì)音孔，沒有保護(hù)裝置，外部聲(氣)壓直接施加在MEMS芯片上。但MEMS麥克風(fēng)內(nèi)部的關(guān)鍵性器件一MEMS芯片即振動(dòng)組件上的振膜材料為既薄又脆弱的單晶或多晶硅結(jié)構(gòu)，在較大聲或氣壓沖擊下會(huì)發(fā)生過度形變而破碎，由此會(huì)導(dǎo)致整個(gè)麥克風(fēng)因振動(dòng)組件損壞而無聲音信號(hào)輸出。另外，由于振膜材料為既薄又脆弱的單晶或多晶硅，在生產(chǎn)過程中，均會(huì)由于MEMS芯片破損造成一定的資源浪費(fèi)，甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。以上現(xiàn)狀為目前MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域普遍存在的可靠性問題,也是MEMS芯片亟需解決的一個(gè)難題。總之，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是:如何能夠降低MEMS傳聲器中MEMS芯片的損壞機(jī)率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種MEMS傳聲器，其包含的MEMS芯片能夠得到有效保護(hù)，減小MEMS芯片上振膜的破損風(fēng)險(xiǎn)。為了解決上述問題，一方面提供了一種MEMS傳聲器,包括:內(nèi)置于傳聲器外殼與印刷電路板連結(jié)形成的腔體中的集成電路芯片、MEMS芯片和設(shè)置于MEMS芯片上的振膜，上述印刷電路板上設(shè)有音孔；上述集成電路芯片和MEMS芯片固定在上述印刷電路板上并通過金屬線實(shí)現(xiàn)三者電連接；在上述MEMS芯片與印刷電路板之間設(shè)置有包含若干透氣孔的墊片。優(yōu)選的，上述墊片上的透氣孔為規(guī)則排列的小圓孔。優(yōu)選的，上述墊片為不銹鋼墊片。優(yōu)選的，上述墊片為銅墊片。優(yōu)選的，上述墊片為玻璃墊片。優(yōu)選的，上述墊片為塑料墊片。優(yōu)選的，上述墊片上透氣孔的數(shù)量、位置、形狀可調(diào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型通過在印刷電路板和MEMS芯片之間設(shè)置包含透氣孔的墊片，當(dāng)有較大聲壓或氣壓通過音孔時(shí)，可以增加阻尼，減小對(duì)振膜的沖擊，進(jìn)而能夠簡單有效地保護(hù)MEMS芯片，減少M(fèi)EMS芯片振膜的破損風(fēng)險(xiǎn)，提高M(jìn)EMS傳聲器的可靠性，延長MEMS傳聲器的使用壽命。

圖1是現(xiàn)有MEMS傳聲器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型MEMS傳聲器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型MEMS傳聲器的墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型MEMS傳聲器的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參照?qǐng)D1所示的現(xiàn)有的MEMS傳聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有的MEMS傳聲器包括:印刷電路板 1、MEMS 芯片 2、集成電路芯片(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)
5、振膜11、傳聲器外殼8、音孔12。其中，傳聲器外殼8與印刷電路板I結(jié)合形成腔體，內(nèi)置ASIC芯片5和MEMS芯片
2。傳聲器外殼8與印刷電路板I的連接處采用密封膠9進(jìn)行密封，也可以采用錫膏進(jìn)行密封。印刷電路板I上設(shè)置有音孔12。外界的聲壓或氣壓通過音孔12觸發(fā)MEMS芯片上的振膜11振動(dòng)。在上述腔體內(nèi)部，ASIC芯片5通過固定膠6粘接在印刷電路板I上，并通過封裝膠7進(jìn)行封裝。MEMS芯片2通過MEMS片封裝膠3固定在印刷電路板I上。MEMS芯片2上設(shè)置有振膜11。ASIC芯片5、MEMS芯片2和印刷電路板I通過金屬線4實(shí)現(xiàn)三者的電連接，將信號(hào)送到印刷電路板I上然后輸出。參照?qǐng)D2示出了本實(shí)用新型MEMS傳聲器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型實(shí)施例在圖1所示的MEMS傳聲器的基礎(chǔ)上增加了墊片10。本實(shí)施例中，墊片10通過粘結(jié)劑3與印刷電路板1、MEMS芯片2粘結(jié)。圖3示出了墊片10的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，墊片10上設(shè)置有規(guī)則排列的透氣孔13。透氣孔13可以是小圓孔，也可以是其它形狀的小孔。墊片的材料可以使用金屬如不銹鋼、銅、鐵等，也可以使用非金屬材料如玻璃、塑料等。[0027]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是:當(dāng)有較大聲壓或氣壓沖擊通過音孔12之后，進(jìn)入到傳聲器內(nèi)部腔體，需要通過墊片10上的透氣孔13進(jìn)入到MEMS芯片2上，沖擊MEMS芯片上的振膜11，墊片10上的透氣孔13起到阻尼的作用，能夠減小聲壓、氣壓對(duì)振膜11的沖擊，起到保護(hù)MEMS芯片2的作用。為了驗(yàn)證本實(shí)用新型實(shí)施例的效果，技術(shù)人員分別選取了 25件無墊片的傳聲器和有墊片10的傳聲器作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用風(fēng)槍對(duì)著傳聲器的音孔正面吹擊的方式進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)方法為:調(diào)整風(fēng)槍的氣壓和與傳聲器音孔12的距離，依次對(duì)上述各傳聲器進(jìn)行吹擊，查看傳聲器內(nèi)MEMS芯片的振膜11有無破損。表一為測試結(jié)果。表一
權(quán)利要求1.種MEMS傳聲器,包括:內(nèi)置于傳聲器外殼與印刷電路板連結(jié)形成的腔體中的集成電路芯片、MEMS芯片和設(shè)置于MEMS芯片上的振膜，所述印刷電路板上設(shè)有音孔；所述集成電路芯片和MEMS芯片固定在所述印刷電路板上并通過金屬線實(shí)現(xiàn)三者電連接；其特征在于，在所述MEMS芯片與印刷電路板之間設(shè)置有包含透氣孔的墊片。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片上的透氣孔為規(guī)則排列的小圓孔。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片為不銹鋼墊片。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片為銅墊片。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片為玻璃墊片。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片為塑料墊片。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳聲器，其特征在于，所述墊片上透氣孔的數(shù)量、位置、形狀可調(diào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種MEMS傳聲器，包括內(nèi)置于傳聲器外殼與印刷電路板連結(jié)形成的腔體中的集成電路芯片、MEMS芯片和設(shè)置于MEMS芯片上的振膜，所述印刷電路板上設(shè)有音孔；所述集成電路芯片和MEMS芯片固定在所述印刷電路板上并通過金屬線實(shí)現(xiàn)三者電連接；在所述MEMS芯片與印刷電路板之間設(shè)置有包含透氣孔的墊片。本實(shí)用新型通過在印刷電路板和MEMS芯片之間設(shè)置包含透氣孔的墊片，當(dāng)有較大聲壓或氣壓通過音孔時(shí)，可以增加阻尼，減小對(duì)振膜的沖擊，進(jìn)而能夠簡單有效地保護(hù)MEMS芯片，減少M(fèi)EMS芯片振膜的破損風(fēng)險(xiǎn)，提高M(jìn)EMS傳聲器的可靠性，延長MEMS傳聲器的使用壽命。
文檔編號(hào)H04R19/04GK202931551SQ20122058510
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者萬景明 申請(qǐng)人:山東共達(dá)電聲股份有限公司