发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有防尘透声膜组件的MEMS复合件，该复合件中用于粘结防尘透声膜组件与MEMS-PCB板的固定胶具有较高的流动性，在较短时间内就能填充满整个点胶区域，且固化后的固定胶具有不错的粘结强度，保证了防尘透声膜组件与MEMS-PCB板之间粘结十分紧密，长时间不容易分离。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带有防尘透声膜组件的MEMS复合件，包括MEMS-PCB板和用于贴在MEMS上的防尘透声膜组件，所述防尘透声膜组件包括防尘透声膜；所述MEMS-PCB板上设置有若干个用于放置防尘透声膜组件的凹槽，所述凹槽的宽度大于防尘透声膜组件的外径，所述凹槽的深度比防尘透声膜组件的厚度大0.02-1mm；

所述凹槽内设置有用于填充固定胶的间隔区，所述间隔区的宽度为0.05-0.4mm；所述固定胶为热敏胶；所述固定胶固化后形成的胶面与凹槽底部的距离不大于防尘透声膜组件的厚度；在25℃时，所述固定胶的粘度为300cPs-5000cPs；所述固定胶固化后的粘结强度为0.1MPa-30 MPa。

外界的灰尘、杂质等颗粒物和异物很容易经拾音孔而被引入到麦克风，扬声器等声学部件的容纳腔中，而这些外界的颗粒物、异物会对容纳腔中的芯片组件等元器件造成一定的损伤，最终会影响到麦克风，扬声器等声学部件的声学性能以及使用寿命；为了提高防尘性能，就需要在MEMS上贴上相应的具有防尘性能以及高透声性能的防尘透声膜组件；本发明的MEMS复合件，包括防尘透声膜组件和MEMS-PCB板，MEMS-PCB板上有若干个矩形或者环形排布的MEMS；其中防尘透声膜组件包括防尘透声膜，防尘透声膜具有不错的防尘透声性，能够为MEMS提供防尘的作用，保证MEMS不受外界灰尘等杂质颗粒的影响，MEMS能够长时间正常工作；MEMS-PCB板上有凹槽，凹槽的宽度大于防尘透声膜组件的半径；凹槽用于放置防尘透声膜组件，凹槽四周的边缘区域为间隔区(凹槽内部的区域，除了用于放置防尘透声膜组件的区域，其他区域均可以成为间隔区)，间隔区用于填充固定胶，固定胶的存在保证了防尘透声膜组件与MEMS-PCB的粘结十分紧密，不容易分离；先通过机械手等方式将防尘透声膜组件放置到凹槽的槽内合适位置，放置好后进行相应的点胶处理；且凹槽的深度比防尘透声膜组件的厚度大0.02-1mm；如果两者的差值过小(小于0.02mm)，则凹槽起不到安装限位的作用，同时无法对防尘透声膜组件起到一个保护作用,如果两者的差值过大(大于1mm)，则亥姆霍兹效应的影响程度增加，会损害声音的透过性；本发明中间隔区的宽度为0.05-0.04mm，间隔区的宽度很小，同时间隔区又有一定的深度，普通的胶流动性差，点胶之后往往只存在于部分点胶区域，无法填充满整个点胶区域，这导致了防尘透声膜组件与MEMS-PCB板之间的部分区域粘结强度差，容易分离；而本发明所使用的固定胶在常温25℃下的粘度为300cPs-5000cPs，粘度是反映胶流动性好坏的最直接表现，胶的粘性越大，就说明胶的流动性越差，但胶的粘度过低会导致胶的粘结强度过低，无法满足实际应用的需求；而本发明的胶具有合适的粘度，保证了胶的流动性较好，在较短的时间内，固定胶就能填充满所需要填充的间隔区(整个点胶区域)；本发明中固定胶的粘度是通过粘度计根据GB/T2794-2013的标准测得；本发明的固定胶为热敏胶，特别适合应用于MEMS中，能够耐高温，满足回流焊工艺的需求；本发明中固定胶固化后的粘结强度为0.1MPa-30MPa，具有较强的粘结强度，从而使得防尘透声膜组件与MEMS-PCB板之间的各个区域粘结都十分紧密，不容易分离；防尘透声膜组件能够长时间起到防尘透声的作用，保证电子设备的正常工作。此外，固定胶固化后其形成的胶面与底部凹槽底部的距离必须要不大于防尘透声膜组件的厚度，因为如果胶面与底部凹槽底部的距离大于防尘透声膜组件的厚度，那么相当于出现了溢胶现象，多余的固定胶就会流动到防尘透声膜上，这些多余的固定胶会对防尘透声膜的透声性能产生交到的影响，大大降低防尘透声膜的透声性能，这样就无法满足实际应用的需求；因此固定胶的多少必须要控制，过少则无法保证防尘透声膜组件与凹槽底部和侧壁粘结紧密。

作为本发明的进一步改进，所述防尘透声膜组件的厚度为0.05-0.5mm；所述凹槽的深度为0.08mm-1.3mm；所述固定胶固化后形成的胶面与凹槽底部的距离比防尘透声膜组件的厚度小10-70um。

作为优选，防尘透声膜组件的厚度为0.1-0.35mm；本发明防尘透声膜组件具有合适的厚度，利于防尘透声膜组件便于安装加工，同时具有较大的机械强度，能够满足实际加工安装的需求；同时也保证防尘透声膜组件的声损较低，具有很高的透声性能；本发明中凹槽的深度为0.08mm-1.3mm，具有合适的深度，这样防尘透声膜组件就能完全位于凹槽内部，凹槽侧壁能够为防尘透声膜组件起到保护作用，避免防尘透声膜组件在加工安装等后续过程中受到损伤，影响其透声效果；同时凹槽的深度不能过大，过大后就不方便将防尘透声膜组件安装进凹槽内部并且影响整体的透声性能；

当防尘透声膜组件通过机械手放置到凹槽后，通过在间隔区填充固定胶从而使得防尘透声膜组件稳定固定在凹槽内，固定胶固化后形成的胶面与凹槽底部的距离比防尘透声膜组件的厚度小10-70um，进一步保证了不会出现了溢胶现象，即不会有出现多余的固定胶流动到防尘透声膜上，继而影响防尘透声膜的透声性能；同时又能确保固定胶的用量，保证保证防尘透声膜组件与凹槽底部和侧壁粘结紧密。

作为本发明的进一步改进，固化后的固定胶在温度为280℃的条件下放置5min后，其粘结强度不低于初始粘结强度的90％；

在25℃时，所述固定胶与所述MEMS-PCB板之间的接触角为20°-80°，所述固定胶与所述防尘透声膜之间的接触角40°-120°。

固定胶固化后，进行粘结强度测试，其粘结强度为A；然后将固化后的固定胶在280℃的烘箱中放置5min，然后再测试其粘结强度，其粘结强度为B，经过测试发现B不低于A的90％，说明了该固定胶具有较强的耐耐高温性能，在高温下放置一定时间后，其粘结强度基本不变，特别适合应用MEMS中，满足MEMS安装处理过程中的回流焊工艺；

本发明中固定胶与MEMS-PCB板之间的接触角，固定胶与防尘透声膜之间的接触角均是通过接触角测量仪根据标准GB/T 30447-2013测得；接触角的大小，是衡量该液体对材料表面润湿性能的重要参数，接触角越小，说明液体更容易将材料润湿，液体在材料上的流动性也越好；本发明中固定胶与MEMS-PCB板之间的接触角为20°-80°，作为优选，固定胶与MEMS-PCB板之间的接触角为30-60°，接触角相对较小，进一步说明了固定胶在MEMS-PCB板上的流动性好，当通过点胶工艺将固定胶加入到间隔区后，固定胶能够在间隔区中快速流动，短时间内就可以填充满整个区域，继而保证防尘透声膜组件与MEMS-PCB板处处都有较大的粘结强度，不容易分离；而固定胶与防尘透声膜之间的接触角为40°-120°，作为优选，固定胶与防尘透声膜之间的接触角为60-110°，接触角相对较大，说明了固定胶很难将防尘透声膜润湿，对防尘透声膜的透声性能不会造成影响，保证防尘透声膜的透声性能。

作为本发明的进一步改进，固化后的固定胶的水接触角为70°-130°；根据AATCC118-1997所规定的憎油标准测试方法而测定的所述防尘透声膜的憎油等级不低于6级；所述防尘透声膜组件在100-10000Hz的声频范围下的声音阻隔量不大于4dB。

本发明中固定胶固化后的水接触角是通过接触角测量仪根据GB/T30693-2014的标准进行测得，本发明中固化后的固定胶的水接触角为70°-130°，说明固化后的固定胶主要表现为亲油性(疏水性)，具有较强的防水性能；而如果膜片表面的亲油性较强，那么固定胶就容易将防尘透声膜润湿(至少部分润湿)，那么就会大大降低防尘透声膜的透声性能，导致防尘透声膜无法满足实际应用的需求；本发明中防尘透声膜的憎油等级不低于6级，从而说明固定胶不会将膜片润湿，膜片的透声性能不会受到影响，同时膜片具有较强的防水防油性能，能够满足实际应用的需求；

声音在透过一个物体时，就会发生一定的损失；这个损失量其实也是指物体的声音阻隔量，物体的声音阻隔量越大，声音损失就越大，物体的声音阻隔量越小，声音损失也越小；物体声音阻隔量的测试方法为：将待测物体冲切成直径为5.0mm直径的圆片，再将冲切好的待测材料与具有外径5.0mm内径1.7mm的环形双面胶进行同圆心堆叠，双面胶的厚度为0.15mm，最后将双面胶装贴在带有1mm直径0.8mm深度的出音孔的麦克风测试板上，模拟麦克风选用楼氏SPA1687LR5H。距离麦克风工装2cm处设置人工嘴。模拟麦克风与人工嘴均连入Audio Precision x525型号的音频分析仪。利用Audio Preciseion自带的音频测试软使人工嘴发出频率为100Hz-10000Hz声压级为94dBSPL的声音。对麦克风工装表面装贴了测试组件和无装贴测试组件条件下麦克风端的响应信号进行收集并作差，最终得到对应物体的声音阻隔量；本发明中防尘透声膜组件的声音阻隔量不大于4dB，即声音在透过防尘透声膜组件时，声音损失量不大于4dB，从而说明了防尘透声膜组件具有优异的透声性能，具有较大的应用范围。

作为本发明的进一步改进，所述防尘透声膜的防尘等级为IP6，所述防尘透声膜对5-10μm直径的杂质颗粒的拦截效率大于80％；

所述防尘透声膜组件的透气速率为100-6000ml/min/cm²@7kPa。

本发明中防尘透声膜的防尘等级为IP6，且防尘透声膜对5-10μm直径的杂质颗粒的拦截效率大于80％，说明了本发明的防尘透声膜对外界的灰尘、杂质等颗粒物具有很强的防尘作用，不会进入到电子设备壳体内部，保证壳体内部的麦克风等声学部件能够长时间正常工作；

作为优选，防尘透声膜组件的透气速率为500-5000ml/min/cm²@7kPa；说明了防尘透声膜组件具有较大的透气速率，壳体内部的气体能够快速透过防尘透声膜进入到外界环境中，壳体内外气压保持平衡，保证壳体内部的电子设备能够长时间正常工作，不存在安全隐患，进一步提高了防尘透声膜组件的应用范围。

作为本发明的进一步改进，所述防尘透声膜的表面面积为0.5mm²-5mm²，所述防尘透声膜的厚度为2-20μm；所述防尘透声膜为尼龙膜、PE膜、PET膜、PP膜、PTFE膜、PU膜和PI膜中的任意一种。

作为优选，防尘透声膜的表面面积为1mm²-4mm²，所述防尘透声膜的厚度为5-15μm；防尘透声膜具有合适的表面面积和厚度，一方面便于安装和加工，另一方面具有不错的防尘透声性能和透气速率，以及较大的机械强度，满足实际应用的需求；本发明中防尘透声膜为尼龙膜、PE膜、PET膜、PP膜、PTFE膜、PU膜和PI膜中的任意一种，膜材料十分广泛，便于获取，价廉物美。

作为本发明的进一步改进，所述防尘透声膜组件还包括支撑层和第一粘合剂，所述支撑层位于防尘透声膜背离外界环境的一侧，所述第一粘合剂用于粘结支撑层和防尘透声膜。

通过设置有支撑层，支撑层能够对防尘透声膜起到支撑作用，从而使得整个防尘透声膜组件具有较高的机械强度，提高了防尘透声膜组件的应用范围；支撑层是不具有粘性的，支撑层与防尘透声膜之间通过第一粘合剂相粘结，保证支撑层与防尘透声膜之间粘合紧密；而支撑层与凹槽底部则通过固定胶相粘结，通过固定胶，使得整个防尘透声膜组件稳定的固定在凹槽内，一直起到防尘透声的作用。

作为本发明的进一步改进，在25℃时，所述固定胶与支撑层之间的接触角为25°-85°，所述固定胶与第一粘合剂之间的接触角为25°-90°。

固定胶与支撑层之间的接触角，固定胶与第一粘合剂之间的接触角均是通过接触角测量仪根据标准GB/T 30447-2013测得；接触角的大小，是衡量该液体对材料表面润湿性能的重要参数，接触角越小，说明液体更容易将材料润湿，液体在材料上的流动性也越好；作为优选，在25℃时，固定胶与支撑层之间的接触角为30-70°，固定胶与第一粘合剂之间的接触角为30-75°，接触角相对较小，说明了支撑层和第一粘合剂不会影响固定胶的流动，进一步保证了了固定胶在MEMS-PCB板凹槽内的快速流动；当通过点胶工艺将固定胶加入到间隔区后，固定胶能够在间隔区中快速流动，短时间内就可以填充满整个区域，继而保证防尘透声膜组件与MEMS-PCB板处处都有较大的粘结强度，不容易分离。

作为本发明的进一步改进，所述支撑层的厚度为20-100μm，所述支撑层的弹性模量为5-200MPa；所述支撑层为PI膜、PET膜、PEEK膜、PE膜和PU膜中的任意一种。

作为优选，支撑层的厚度为30-80μm，弹性模量为40-160MPa；本发明中支撑层具有合适的厚度和弹性模量，一方面保证了整个防尘透声膜组件具有合适的厚度，便于安装加工；另一方面能够提高整体的机械强度，为膜片提高较大的支撑作用，减少受压之后膜片的形变，保证膜片具有较长的使用寿命；支撑层为PI膜、PET膜、PEEK膜、PE膜和PU膜中的任意一种，来源十分广泛，便于获取。

作为本发明的进一步改进，所述第一粘合剂与支撑层之间的粘结强度为5-50N/cm；所述第一粘合剂与防尘透声膜之间的粘结强度为5-50N/cm。

作为优选，所述第一粘合剂与防尘透声膜之间的粘结强度为10-45N/cm；所述第一粘合剂与支撑层之间的粘结强度为10-45N/cm；

第一粘合剂是一种双面胶，可以为热敏胶或其他符合类型的双面胶；第一粘合剂具有足够的粘性，保证了支撑层和防尘透声膜之间粘结十分紧密，不容易发生分离，支撑层能够长时间为防尘透声膜提供支撑作用，从而提高防尘透声膜的使用寿命，保证电子设备的正常工作。

粘结强度的测试方法可以参照ASTM D-3330的方法进行适当调整。将粘合剂冲切成宽度为24mm长度为300mm的长条，将粘合剂的一侧粘贴到不锈钢板上。再将支撑层冲切成宽度为24mm长度为325mm的长条，然后将支撑层长条与粘合剂长条的一端对齐后层叠粘贴，支撑层长条会有25mm的长度处于非粘合状态，用压辊对粘合的部分进行滚动，把不锈钢板的一端放入拉力机的活动夹口，无粘合部分的支撑层端置入另一夹口，操纵夹具以5.0±0.2mm/s的速度朝180°的两个方向进行拉伸，对位移距离为25mm-75mm区间的拉力值进行统计平均，算为粘结强度值。

本发明的有益效果：一种带有防尘透声膜组件的MEMS复合件，包括MEMS-PCB板和用于贴在MEMS上的防尘透声膜组件，防尘透声膜组件包括防尘透声膜，防尘透声膜为MEMS提供防尘透声的作用；MEMS-PCB板上有若干个用于放置防尘透声膜组件的凹槽，凹槽的宽度大于防尘透声膜组件的外径；凹槽内有用于填充固定胶的间隔区，间隔区的宽度为0.05-0.4mm；固定胶为热敏胶，耐高温；在25℃时，所述固定胶的粘度为300cPs-5000cPs，粘度较低，流动速度较快；固定胶固化后的粘结强度为0.1MPa-30MPa，具有较大的粘结强度；该复合件中用于粘结防尘透声膜组件与MEMS-PCB板的固定胶具有较高的流动性，在较短时间内就能填充满整个点胶区域，且固化后的固定胶具有不错的粘结强度，保证了防尘透声膜组件与MEMS-PCB板之间处处粘结十分紧密，长时间不容易分离，继而保证壳体内部的电子部件能够长时间正常工作。