光声效应气体传感器及电子设备的制作方法

本说明书涉及光声效应气体传感器，更具体地，涉及一种光声效应气体传感器及电子设备。

背景技术：

1、光声效应指的是，当气体受到周期性强度调制的光照射时产生声信号的现象。不同的气体具有各自特定的光吸收谱。可以利用光声效应检测气体的成分。利用光声效应的微型微机电系统(mems)气体传感器具有独特的优点，例如，体积小、响应快、灵敏度/选择性高等。这种光声效应气体传感器受到多方面的关注。这种光声效应气体传感器可以应用于生物医药、汽车、工业控制、个人/家居/办公/公共环境健康/安全、食品安全、物联网等领域。

2、通常在光声效应气体传感器的封装器件腔内，光源/光发射器发射特定波长的光波，待测气体中的特定气体会强烈吸收该特定波长的光波并发热，从而产生空气压力(声压)的变化。光源/光发射器发射所发射的光波包括从可见光到十多微米波长的中红外光。所述光源/光发射器通常是容易实现的近/中红外光源，包括ndir(non-dispersive infra-red非分散红外光)的宽谱光源加上滤波片、或tdlas(tunable diode laser absorptionspectroscopy可调谐激光二极管的窄线谱)。

3、图1示意性地示出了多种不同气体的吸收波长。例如，co2的强吸收谱包括1578nm、2004nm、2012nm和4.3um波长的光；丙酮对于1684nm的光具有强吸收峰；o2对于761nm和763nm的光具有强吸收峰；n2对于4.2um的光具有强吸收峰；co对于1570nm、2334nm和4.6um的光具有强吸收峰。

4、通过调制光发射的频率(比如，几千赫兹的光调制频率)，可以产生压力/声探测器(一般为麦克风)能够检测的交变声压信号。由此，可以得出待测气体中特定气体的浓度信息。

技术实现思路

1、本说明书的实施例提供用于光声效应气体传感器的新技术方案。

2、根据本说明书的第一方面，提供了一种光声效应气体传感器，包括：传感器基板；设置在传感器基板上的外壳，具有与外界连通的第一通孔并且与传感器基板形成第一腔体；在第一腔体中设置在传感器基板上的麦克风模组；以及在第一腔体中设置在传感器基板上的光源，其中，麦克风模组包括麦克风基板、麦克风壳体、mems麦克风单体以及可操作地耦接到mems麦克风单体的asic单元，mems麦克风单体和asic单元被设置在麦克风基板上，其中，麦克风壳体包括声孔和覆盖声孔的隔光透声膜，该隔光透声膜能防止由光源所发射的光的至少一部分进入麦克风壳体并能让声音透过，其中，麦克风基板和麦克风壳体形成光屏蔽腔体。

3、根据本说明书的第二方面，提供了一种电子设备，包括根据实施例所述的光声效应气体传感器。

4、在不同实施例中，通过设置隔光透声膜，可以在不影响麦克风模组的检测性能的情况下，减小光污染所产生的噪声。

5、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种光声效应气体传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，麦克风基板是传感器基板的一部分。

3.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述隔光透声膜包括厚度为0.1～10微米的柔性金属薄膜或厚度为1～20微米的具有金属镀层的聚合物薄膜。

4.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述隔光透声膜包括具有分布式布拉格反射器镀层的柔性薄膜，或者所述隔光透声膜包括对所述光源所发射光的光谱不透射或强吸收的聚合物或复合材料、叠层结构的膜，以及所述隔光透声膜的总厚度是1～20微米。

5.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述隔光透声膜包括透声且不透光的网膜，以及所述隔光透声膜的总厚度度3～100微米。

6.根据权利要求5所述的光声效应气体传感器，其中，所述网膜的声阻低于所述mems麦克风单体的振膜和背板的总声阻。

7.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述隔光透声膜对所述光源所发射的光的透射率小于1％。

8.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述隔光透声膜的声学顺性大于所述mems麦克风单体的振膜的顺性。

9.根据权利要求1所述的光声效应气体传感器，其中，所述光源包括可调谐半导体激光吸收光谱光源和非色散红外光源中的至少一个。

10.一种电子设备，包括根据权利要求1所述的光声效应气体传感器。

技术总结本说明书实施例提供了一种光声效应气体传感器和电子设备。该光声效应气体传感器包括：传感器基板；设置在传感器基板上的外壳，具有与外界连通的第一通孔并且与传感器基板形成第一腔体；在第一腔体中设置在传感器基板上的麦克风模组；以及在第一腔体中设置在传感器基板上的光源，其中，麦克风模组包括麦克风基板、麦克风壳体、MEMS麦克风单体以及可操作地耦接到MEMS麦克风单体的ASIC单元，MEMS麦克风单体和ASIC单元被设置在麦克风基板上，其中，麦克风壳体包括声孔和覆盖声孔的隔光透声膜，该隔光透声膜能防止由光源所发射的光的至少一部分进入麦克风壳体并能让声音透过，其中，麦克风基板和麦克风壳体形成光屏蔽腔体。技术研发人员：邹泉波,王喆受保护的技术使用者：潍坊歌尔微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2