麦克风和电子设备的制作方法
- 国知局
- 2024-07-27 12:49:46
1.本实用新型涉及电子设备技术领域,更具体地,本实用新型涉及一种麦克风和电子设备。背景技术:2.麦克风,学名为传声器,由英语microphone(送话器)翻译而来,也称话筒,微音器。麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。分类有动圈式、电容式、驻极体和最近新兴的硅微传声器,此外还有液体传声器和激光传声器。3.在传统技术中,一些麦克风结构中通常包括有封装在麦克风背腔内的mems(微机电系统micro-electro-mechanical system)芯片和与mems芯片连接的asic(专用集成电路application specific integrated circuit)芯片,并采用胶水封装保护asic芯片,这种结构受产品尺寸和封装规则的限制,mems的振膜面积仅约占产品面积的10%至20%,而背腔的空间却被asic芯片及保护胶水占40%以上,导致mems芯片的性能无法被充分利用。技术实现要素:4.本实用新型的一个目的是提供一种麦克风和电子设备。5.根据本实用新型的第一方面,提供一种麦克风,包括:6.基板,所述基板上设置有第一通孔;7.壳体,所述壳体设置于所述基板的一侧,并与所述基板形成有空腔,所述空腔通过所述第一通孔与外部空气连通;8.mems芯片,所述mems芯片上设置有第二通孔,所述mems芯片倒置于所述空腔内,使所述第二通孔与所述第一通孔相对;9.asic芯片,所述asic芯片埋设于所述基板内,所述asic芯片与所述mems芯片连接。10.可选地,所述mems芯片包括衬底和设置于所述衬底上的振膜组件,所述第二通孔位于所述振膜组件上;11.所述振膜组件设置在靠近于所述基板的一侧。12.可选地,所述振膜组件夹设于所述衬底与所述基板之间。13.可选地,所述mems芯片包括衬底和设置于所述衬底上的振膜组件,所述第二通孔位于所述振膜组件上;14.所述衬底上靠近于所述基板的一侧设置有焊盘,所述振膜组件通过所述焊盘与所述asic芯片连接。15.可选地,所述asic芯片在所述基板上的投影与所述mems芯片在所述基板上的投影至少有一部分相互重叠。16.可选地,所述asic芯片在所述基板上的投影位于所述mems芯片在所述基板上的投影的范围内。17.可选地,所述基板上靠近于所述mems芯片的一侧布设有第一电路层,所述asic芯片通过所述第一电路层与所述mems芯片连接。18.可选地,所述基板上远离于所述mems芯片的一侧布设有第二电路层,所述第二电路层通过过孔与所述第一电路层连接,所述麦克风能够通过所述第二电路层与外部结构连接。19.可选地,所述mems芯片具有第一引脚,所述asic芯片具有第二引脚,所述第一引脚和所述第二引脚连接,且所述第一引脚与所述第二引脚相对设置。20.根据本实用新型的第二方面,提供一种电子设备,包括第一方面所述的麦克风。21.本实用新型的一个技术效果为:通过将asic芯片埋设于基板的内部,并将mems芯片倒置于空腔,使mems芯片上的第二通孔与基板上的第一通孔相对设置,一方面实现了麦克风的声学功能,另一方面节省了asic芯片在空腔内的占用面积,减小了产品的整体尺寸;同时,相比于相同尺寸的现有麦克风结构,也提高了mems芯片在空腔内的占比,提高了其声学性能。22.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明23.构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。24.图1是本实用新型提供的一种麦克风的结构示意图。25.附图标记说明:26.1、基板;11、第一通孔;12、第一电路层;13、第二电路层;2、空腔;3、壳体;4、mems芯片;41、衬底;42、振膜组件;43、第二通孔;44、第一引脚;5、asic芯片;51、第二引脚。具体实施方式27.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。28.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。29.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。30.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。31.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。32.如图1所示,本实用新型提供了一种麦克风,包括基板1、壳体3、mems芯片4和asic芯片5;所述基板1上设置有第一通孔11;所述壳体3设置于所述基板1的一侧,并与所述基板1形成有空腔2,所述空腔2通过所述第一通孔11与外部空气连通;所述mems芯片4上设置有第二通孔43,所述mems芯片4倒置于所述空腔2内,使所述第二通孔43与所述第一通孔11相对;所述asic芯片5埋设于所述基板1内,所述asic芯片5与所述mems芯片4连接。33.具体地,在本实用新型中,基板1与壳体3的一侧连接形成一空腔2,且空腔2能够通过基板1上的第一通孔11与外部空气连通,而mems芯片4上的第二通孔43与第一通孔11相对设置。在一种实施例中,mems芯片4具有振膜,而第二通孔43则位于振膜上,可以在振膜振动的过程中平衡振膜两侧的气压。在实际使用中,外部的声音信号通过基板1上的第一通孔11作用于mems芯片4,使振膜发生振动,而mems芯片4能够与外部电路连接,从而将振膜的振动转换为电流信号,实现麦克风的声学功能。另外,asic芯片5与mems芯片4连接,能够实现对mems芯片4转换的电流信号进行处理,以提高麦克风的声学性能。34.在传统结构中,asic芯片5同样位于空腔2中,占用了相当多的腔体空间,而腔体空间的大小对于mems芯片4的性能的发挥具有很大影响,即mems芯片4对于腔体体积的占比越大,越有利于mems芯片4性能的实现。在本实施例中,通过将asic芯片5埋设于基板1内部,节省了asic芯片5在空腔2内占用的空间,提高了mems芯片4在空腔2内的体积占比,使得mems芯片4的性能得到了很好的实现,提高了麦克风的声学性能。35.另外,将asic芯片5埋设于基板1内,使得麦克风的整体尺寸可以做到只与mems芯片4相匹配的大小,且无需在空腔2内设置用于保护asic芯片5的胶水,大大减小了麦克风的整体尺寸,使得麦克风能够应用于较小空间的应用场景中,提高了麦克风的适用性。其中,埋设asic芯片5可以在制作基板1的过程中直接进行成型,也可以在基板1制作完成后,通过挖孔等方式实现,本技术对此不做限制。36.将mems芯片4倒置于空腔2内,也能够在一定程度上增大空腔2的体积,且便于与asic芯片5的连接进一步提高麦克风的声学性能。其中,将mems芯片4倒置,可以采用将mems芯片4采用倒桩工艺设置在空腔2内,或采用改变传统mems芯片4的设计结构来减小mems芯片4位于空腔2内的体积,以增大mems芯片4与基板1和壳体3形成的空间的大小,使麦克风的声学性能得到提高。37.可选地,参考图1,所述mems芯片4包括衬底41和设置于所述衬底41上的振膜组件42,所述第二通孔43位于所述振膜组件42上;所述振膜组件42设置在靠近于所述基板1的一侧。38.具体地,在本实施例中,mems芯片4包括衬底41和振膜组件42,第二通孔43位于振膜组件42上,衬底41一般用于对振膜组件42提供支撑。在实际应用中,将振膜组件42设置于靠近基板1的一侧,即振膜组件42靠近于第一通孔11设置,使得振膜组件42与壳体3间的空间尺寸增大,这种结构使得外部的声音信号从第一通孔11作用于振膜组件42上时,能够提高麦克风的信噪比,从而实现提升麦克风声学性能的效果。其中,振膜组件42包括可以包括单振膜和背极板,或包括双振膜与背极板,具体可根据麦克风的实际需求进行设计,本技术对此不做限制。39.可选地,参考图1,所述振膜组件42夹设于所述衬底41与所述基板1之间。40.具体地,在本实施例中,振膜组件42夹设于衬底41与基板1之间,一方面能够进一步提高空腔2的体积,提升麦克风的声学性能。另一方面,在制作基板1时,可以将mems芯片4与其设计为一体结构,提高了麦克风的防水、防尘性能,以及简化了制造工艺,提高了生产效率,适用于批量生产。41.可选地,参考图1,所述mems芯片4包括衬底41和设置于所述衬底41上的振膜组件42,所述第二通孔43位于所述振膜组件42上;所述衬底41上靠近于所述基板1的一侧设置有焊盘,所述振膜组件42通过所述焊盘与所述asic芯片5连接。42.具体地,在本实施例中,振膜组件42可以通过导线等导电材料连接至焊盘,通过焊盘可以连接asic芯片5。其中,焊盘设置于靠近于基板1的一侧,缩短了mems芯片4与asic芯片5的连接距离,便于工艺的实现。43.可选地,参考图1,所述asic芯片5在所述基板1上的投影与所述mems芯片4在所述基板1上的投影至少有一部分相互重叠。44.具体地,asic芯片5在基板1内的埋设位置可以根据需求进行设计,在本实施例中,asic芯片5的位置设置在与mems芯片4在沿基板1的平面方向上至少有一部分相互重叠,即将asic芯片5的一部分或全部设置于mems芯片4的下方,以减小麦克风在沿基板1的平面方向上的尺寸。另外,asic芯片5的位置至少有一部分与mems芯片4重叠也便于两者连接。45.可选地,参考图1,所述asic芯片5在所述基板1上的投影位于所述mems芯片4在所述基板1上的投影的范围内。即将asic芯片5全部设置于mems芯片4的下方,这样,在设计麦克风结构时,其沿基板1的平面方向上的尺寸可以仅考虑mems芯片4的尺寸即可,大大降低了麦克风的整体尺寸,提高了mems芯片4在空腔2内的占比,提高了麦克风的声学性能。46.可选地,参考图1,所述基板1上靠近于所述mems芯片4的一侧布设有第一电路层12,所述asic芯片5通过所述第一电路层12与所述mems芯片4连接。47.具体地,在本实施例中,基板1上靠近mems芯片4的一侧设置第一电路层12,以便于实现其它电子器件与mems芯片4的连接。48.可选地,参考图1,所述基板1上远离于所述mems芯片4的一侧布设有第二电路层13,所述第二电路层13通过过孔与所述第一电路层12连接,所述麦克风能够通过所述第二电路层13与外部结构连接。49.具体地,在本实施例中,基板1的两侧均设置有电路,即第一电路层12和第二电路层13,在实际应用中,可提高基板1的利用率,提高整个麦克风的集成性。其中mems芯片4与第一电路层12连接,而第一电路层12与第二电路层13也实现连接,当需要将麦克风应用于其它设备时,便可以将麦克风通过第二电路层13与其它设备连接,使得麦克风能够作为一个整体的零部件设置于其它电子设备中,在维修更换时也会更加方便。50.可选地,参考图1,所述mems芯片4具有第一引脚44,所述asic芯片5具有第二引脚51,所述第一引脚44和所述第二引脚51连接,且所述第一引脚44与所述第二引脚51相对设置。51.具体地,mems芯片4与asic芯片5的实际形状可根据麦克风的实际需求进行设计。在一种实施例中,将mems芯片4的第一引脚44与asic芯片5的第二引脚51相对设置,使得两者的连接距离缩短,便于麦克风的集成化设置。52.根据本实用新型的第二方面,提供了一种电子设备,包括第一方面提供的所述的麦克风。53.具体地,在本实施例中,电子设备可以是手机、耳机或平板等,本实用新型对此不做限制。将上述实施例提供的麦克风应用于电子设备中时,相比于传统麦克风,相同配置的设计具有更小的整体尺寸或更高的声学性能,一方面能够节省电子设备内部的布置空间,另一方面还能够提高电子设备的声学体验。54.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。55.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
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