阅读说明：本技术 一种mems麦克风及其抗吹气结构 (MEMS microphone and anti structure of blowing thereof ) 是由 *** 仪保发 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及声电转换领域,尤其涉及一种MEMS麦克风及其抗吹气结构,包括线路板,所述线路板上设有声孔,所述线路板上方固定有外壳,所述线路板与外壳形成的声腔内固定有MEMS芯片,所述MEMS芯片通过抗吹气组件固定在前述声孔位置,所述抗吹气组件由柔性膜片、垫圈和刚性背极组成,所述柔性膜片与前述线路板相固定,所述柔性膜片上声孔位置固定有多个气孔Ⅰ,所述垫圈固定在柔性膜片与刚性背极之间,所述垫圈上与前述气孔Ⅰ对应位置固定有通孔,所述刚性背极上与垫圈上通孔对应位置固定有多个气孔Ⅱ。通过本发明能有效避免MEMS芯片上振膜被大气流冲击发生破裂,造成结构损坏,进而影响性能甚至导致麦克风失效。(The invention relates to the field of sound-electricity conversion, in particular to an MEMS microphone and an air blowing resisting structure thereof, which comprise a circuit board, wherein a sound hole is formed in the circuit board, a shell is fixed above the circuit board, an MEMS chip is fixed in a sound cavity formed by the circuit board and the shell, the MEMS chip is fixed at the position of the sound hole through an air blowing resisting assembly, the air blowing resisting assembly consists of a flexible membrane, a gasket and a rigid back electrode, the flexible membrane is fixed with the circuit board, a plurality of air holes I are fixed at the position of the sound hole in the flexible membrane, the gasket is fixed between the flexible membrane and the rigid back electrode, a through hole is fixed at the position on the gasket corresponding to the air holes I, and a plurality of air holes II are fixed at the position on the rigid back electrode corresponding to the through hole in the. The invention can effectively avoid the breakage of the diaphragm on the MEMS chip caused by the impact of the atmospheric air flow, which causes the structural damage, and further influences the performance and even causes the microphone failure.)

一种MEMS麦克风及其抗吹气结构

【技术领域】

本发明涉及声电转换领域，尤其涉及一种MEMS麦克风及其抗吹气结构。

【背景技术】

MEMS是微机电系统，英文全称是Micro-Electro mechanical System，是指尺寸在几毫米乃至更小的传感器装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。简单来说，MEMS就是将传统传感器的机械部件微型化后，通过三维堆叠技术，例如三维硅穿孔TSV等技术把器件固定在硅晶元(wafer)上，最后根据不同的应用场合采用特殊定制的封装形式，最终切割组装而成的硅基传感器。受益于普通传感器无法企及的IC硅片加工批量化生产带来的成本优势，MEMS同时又具备普通传感器无法具备的微型化和高集成度；前进音层压结构MEMS麦克风与普通前进音MEMS麦克风相比，性能得到优化，具有较高的信噪比，在语音识别，人机交互等领域具有更突出的性能优势；

MEMS麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，基于终端设备轻薄化和小型化的需求，目前MEMS麦克风应用已经十分广泛。

MEMS麦克风中的MEMS芯片结构包含硅基材和位于基材上的振膜和背极组成，背极由于其刚性特质和多孔的属性可以承受较大冲击，振膜由于较软和轻薄的特性，容易发生形变，在较大气流冲击下极易发生破裂，造成结构损坏，进而影响性能甚至导致麦克风失效。

因此，减小强气流冲击对麦克风的影响，对麦克风结构完整性和性能稳定性是一个重要的防护措施，可以减少很多偶发性的产品结构失效，更能使产品适用于更恶劣的环境。

【

发明内容

】

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种MEMS麦克风及其抗吹气结构，能够有效的减小强气流冲击麦克风的影响。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种MEMS麦克风及其抗吹气结构，包括线路板，所述线路板上设有声孔，所述线路板上方固定有外壳，所述线路板与外壳形成的声腔内固定有MEMS芯片，所述MEMS芯片通过抗吹气组件固定在前述声孔位置，所述抗吹气组件由柔性膜片、垫圈和刚性背极组成，所述柔性膜片与前述线路板相固定，所述柔性膜片上声孔位置固定有多个气孔Ⅰ，所述垫圈固定在柔性膜片与刚性背极之间，所述垫圈上与前述气孔Ⅰ对应位置固定有通孔，所述刚性背极上与垫圈上通孔对应位置固定有多个气孔Ⅱ，所述气孔Ⅱ与前述气孔Ⅰ不完全对位，所述MEMS芯片还通过键合金属线连接声腔内的ASIC芯片。强气流通过声孔后，柔性膜片产生形变，该形变迫使柔性膜片向刚性背极一侧运动，柔性膜片上部分区域与刚性背极贴合，并覆盖掉部分未完全对位的气孔Ⅱ，通过闭合部分气孔Ⅱ可减小外部气流通过刚性背极，相应的，透过刚性背极后气流产生的力也会相应变小，能有效避免MEMS芯片上振膜被大气流冲击发生破裂，造成结构损坏，进而影响性能甚至导致麦克风失效。

优选的，所述柔性膜片为聚四氟乙烯或者聚酰亚胺材料制成的薄膜。聚四氟乙烯或者聚酰亚胺材料具有耐高温特点，能保证麦克风的使用寿命。

优选的，所述垫圈为铜，铝，铁等金属材料制成。

优选的，所述刚性背极上气孔Ⅱ的数量要多于所述柔性膜片上气孔Ⅰ的数量。

本发明与现有的技术相比有如下优点：

通过本发明能有效避免MEMS芯片上振膜被大气流冲击发生破裂，造成结构损坏，进而影响性能甚至导致麦克风失效。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的

具体实施方式

作进一步详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明种抗吹气组件结构示意图；

图3为本发明的刚性背极结构示意图；

图4为本发明的垫圈结构示意图；

图5为本发明的柔性膜片结构示意图；

图6为正常气流通过时抗吹气组件的结构示意图；

图7为强气流通过时抗吹气组件的结构示意图；

图8为强气流通过时抗吹气组件的结构示意图；

图中：1、线路板；2、抗吹气组件；201、柔性膜片；202、垫圈；203、刚性背极；204、气孔Ⅰ；205、通孔；206、气孔Ⅱ；3、外壳；4、MEMS芯片；5、ASIC芯片；6、键合金属线；7、声孔；

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明：

如图1至图8所示，本发明公开了一种MEMS麦克风及其抗吹气结构，包括线路板1，线路板1上设有声孔7，线路板1上方固定有外壳3，线路板1与外壳3形成的声腔内固定有MEMS芯片4，MEMS芯片4通过抗吹气组件2固定在声孔7位置，抗吹气组件2由柔性膜片201、垫圈202和刚性背极203组成，柔性膜片201与线路板1相固定，柔性膜片201上声孔7位置固定有5个气孔Ⅰ204，垫圈202固定在柔性膜片201与刚性背极203之间，垫圈202上与气孔Ⅰ204对应位置固定有通孔205，刚性背极203上与垫圈202上通孔205对应位置固定有13个气孔Ⅱ206，气孔Ⅱ206与气孔Ⅰ204不完全对位，MEMS芯片4还通过键合金属线6连接声腔内的ASIC芯片5。为方便描述，本实施例将作用在MEMS芯片4上振膜的压力设为F，将透过刚性背极203每个气孔气流产生的力设为F1，即F1叠加后经过一定距离后会作用于MEMS芯片4的膜片上，该力过大会导致MEMS振膜破损，如果此力F偏小，其气流大小不足以破坏MEMS芯片4内部的振膜结构，柔性膜片201不会发生形变，柔性膜片201和刚性背极203彼此不接触，此时作用在振膜上的力等效为F，气流透过刚性背极203每个气孔Ⅱ206的力记为F1，那么通过刚性背极203后气流产生的力可以等效为13F1(此处的13个气孔Ⅱ206都可供气流通过)，当外部气流冲击变大，作用在柔性膜片201上的力F变大，此力迫使柔性膜片201产生形变，该形变迫使柔性膜片201向刚性背极203一侧运动，柔性膜片201上部分区域与刚性背极203贴合，并覆盖掉部分未完全对位的气孔Ⅱ206，通过闭合部分气孔Ⅱ206可减小外部气流通过刚性背极203，相应的，透过刚性背极203后气流产生的力也会相应变小，如上描述，若不形变，通过背极后气流产生的力可以等效为13F1；若膜片形变后，如图7至图8所示，通过刚性背极203后气流产生的力近似可以等效为7F1，因此，该结构可以阻挡强气流冲击力的作用，可以起到保护内部MEMS芯片4的作用；能有效避免MEMS芯片4上振膜被大气流冲击发生破裂，造成结构损坏，进而影响性能甚至导致麦克风失效。

其中，柔性膜片201为聚四氟乙烯材料制成的薄膜。聚四氟乙烯具有耐高温特点，能保证麦克风的使用寿命。

其中，垫圈202为铜材料制成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型，也应视为本发明的保护范围。