一种集成的硅电容麦克风装置的制造方法
一种集成的硅电容麦克风装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及硅麦克风技术领域，特别涉及一种集成的硅电容麦克风及其封装方案。
【背景技术】
[0002]微机电(MEMS micro-electro-mechanical system)麦克风或称娃麦克风因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集，例如:手机、MP3、录音笔和监听器材等。为满足人民群众日益增长的物质文化需求，硅麦克风的体积、成本、信噪比等指标也在不断地优化提高。在相关优化技术方案中，不乏使用电感来过滤人耳不敏感的高频信号，以及过滤高频噪声，以提高信噪比和敏感度的方案。
[0003]现有技术中，多采用在电路中串联额外的电感元件的方法来达到上述目的。然而，额外的电感元件不光提高了成本，而且占用了额外的空间，与小型化麦克风的目标相矛盾。如果采用体积小但价格昂贵的贴片电容，虽然对空间的占用被减少了，但是成本大幅上升了。一个典型的量产娃麦克风价格一般在I元人民币以下，而一个贴片电容的典型价格就是I兀人民币。
[0004]通过在麦克风的集成电路或基板上设置平面电容或电感，可以很好的解决上述问题。平面电容或电感不会占用额外的立体空间，通过PCB(Printed Circuit Board)印刷技术制造平面电感的成本较低，但进行电容或电阻制作(埋容埋阻)的成本较高。
[0005]专利CN101848288A、CN102740596A、CN200987236Y 提出了各种在 PCB 版上印刷的平面电感的方案，但是他们都没有将其应用于硅麦克风中，也没有针对硅麦克风进行优化。
【发明内容】
[0006]对于硅麦克风而言，由于其尺寸一般在几毫米，且包括敏感结构和集成电路，需要结合其元件布局来进行平面电感的设置。同时如果硅麦克风用于手机等射频电路工作，需考虑到其抗干扰的能力。故本实用新型的目的在于解决现有硅麦克风体积结构不理想、成本昂贵的问题，提供一种成本低、体积小且具有较优性能的硅电容麦克风。
[0007]为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种集成的硅电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板以及一个或多个MEMS敏感元件，其中所述集成电路或基板包括一个或多个平面电感。
[0009]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述一个或多个平面电感的总电感值大于0.5纳亨利。一般地，对于硅电容麦克风的使用，都涉及到大于0.5纳亨利的电感，故小于此值的电感没有明确应用场合。
[0010]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感是圆弧螺旋型、矩形螺旋形或八边形螺旋形其中的一种或几种形式。由于需要根据元件布局和抗干扰情况来设置平面电感的形状，典型的常用电感形状均在选用范围内，但这些常用形状对应的电感模型准确，会在设置时带来便利。[0011 ] 优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感是中空结构。通过使用中空的平面电感，可以在相同的电路长度下获得更大的电流围绕面积，从而获得更大的电感，节约材料和成本。所述电感中空部分还可以设置各种元件，从而节约空间。
[0012]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感形状与所处位置由布线要求决定。由于需要根据元件布局和抗干扰情况来设置平面电感的形状，典型的常用电感形状均在选用范围内，其位置布局也根据元件布局和抗干扰需要来进行设置。
[0013]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述基板为PCB印刷板。由于PCB印刷技术工艺成熟且制造平面电感的成本较低，为优选方案。
[0014]由于采用上述技术方案和通用的工艺实现方法，本实用新型的有益效果是:硅电容麦克风内部更灵活的电气走线设置和硅电容麦克风的电气参数配置，从而在保持较低成本的前提下优化电信号传递通路，以更进一步提高硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标。由于使用本实用新型的技术方案，可以在保持产品生产效率、可靠性、良率和成本基本不变的基础上提高产品性能和产品环境适应性，拓宽产品的应用场合，增加产品竞争力。
【附图说明】
[0015]图1是采用矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0016]图2是图1所示矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的剖视示意图。
[0017]图3是采用八角形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0018]图4是采用中空圆弧螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0019]图5是采用八角形螺旋形平面电感与矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视不意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行更进一步的说明。
[0021]图1是本实用新型一具体实施例的俯视示意图。MEMS敏感元件产生电信号，该电信号经过一个平面电感，从而滤去该电信号中的高频分量。本例中的平面电感为矩形螺旋平面电感。所述平面电感的位置和电感大小可以由布线要求和设计需要决定。
[0022]图2是图1的剖视示意图。所述电感包含于集成电路内，所述集成电路集成于芯片内。使用此方式设置平面电感，受到元器件布局的影响较小，但需要考察集成于芯片内的芯片面积和布局限制。
[0023]图3是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中所述平面电感为八边形螺旋形。
[0024]图4是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中所述平面电感为中空圆弧螺旋形。众所周知，电感与电流围绕的面积成正比，通过使用中空的平面电感，可以在相同的电路长度下获得更大的电流围绕面积，从而获得更大的电感，节约材料和成本。所述电感中空部分还可以设置各种元件，从而节约空间。
[0025]图5是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中有两个平面电感，分别为八边形螺旋形和矩形螺旋形。
[0026]综上所述，本实用新型提出的硅电容麦克风使得在现有工艺水平的条件下，实现娃电容麦克风内部更灵活的电气走线设置和娃电容麦克风的电气参数配置，从而在保持较低成本的前提下优化电信号传递通路，以更进一步提高硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标。
[0027]以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种集成的娃电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板、集成电路，以及一个或多个MEMS敏感元件，其特征在于，所述集成电路或基板上设置有一个或多个平面电感。2.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述一个或多个平面电感的总电感值大于0.5纳亨利。3.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感是圆弧螺旋型、矩形螺旋形或八边形螺旋形中的一种或几种形式。4.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感是中空结构。5.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感形状与所处位置由布线要求决定。6.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述基板为PCB印刷板。
【专利摘要】本实用新型提供了一种集成的硅电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板、集成电路，以及一个或多个MEMS敏感元件,其中所述集成电路或基板上设置有一个或多个平面电感。本实用新型通过在硅麦克风集成电路内或基板上设置一个或多个平面电感，使该电路自身具有较大的电感，从而可以在不需要额外接入电感元件的情况下，让该电路具有理想的电感值。本实用新型可以节约昂贵的贴片电感元件，进一步缩小麦克风的体积，同时降低成本。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN204697288
【申请号】CN201520126743
【发明人】万蔡辛, 杨少军
【申请人】北京卓锐微技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月4日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及硅麦克风技术领域，特别涉及一种集成的硅电容麦克风及其封装方案。
【背景技术】
[0002]微机电(MEMS micro-electro-mechanical system)麦克风或称娃麦克风因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集，例如:手机、MP3、录音笔和监听器材等。为满足人民群众日益增长的物质文化需求，硅麦克风的体积、成本、信噪比等指标也在不断地优化提高。在相关优化技术方案中，不乏使用电感来过滤人耳不敏感的高频信号，以及过滤高频噪声，以提高信噪比和敏感度的方案。
[0003]现有技术中，多采用在电路中串联额外的电感元件的方法来达到上述目的。然而，额外的电感元件不光提高了成本，而且占用了额外的空间，与小型化麦克风的目标相矛盾。如果采用体积小但价格昂贵的贴片电容，虽然对空间的占用被减少了，但是成本大幅上升了。一个典型的量产娃麦克风价格一般在I元人民币以下，而一个贴片电容的典型价格就是I兀人民币。
[0004]通过在麦克风的集成电路或基板上设置平面电容或电感，可以很好的解决上述问题。平面电容或电感不会占用额外的立体空间，通过PCB(Printed Circuit Board)印刷技术制造平面电感的成本较低，但进行电容或电阻制作(埋容埋阻)的成本较高。
[0005]专利CN101848288A、CN102740596A、CN200987236Y 提出了各种在 PCB 版上印刷的平面电感的方案，但是他们都没有将其应用于硅麦克风中，也没有针对硅麦克风进行优化。
【发明内容】
[0006]对于硅麦克风而言，由于其尺寸一般在几毫米，且包括敏感结构和集成电路，需要结合其元件布局来进行平面电感的设置。同时如果硅麦克风用于手机等射频电路工作，需考虑到其抗干扰的能力。故本实用新型的目的在于解决现有硅麦克风体积结构不理想、成本昂贵的问题，提供一种成本低、体积小且具有较优性能的硅电容麦克风。
[0007]为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种集成的硅电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板以及一个或多个MEMS敏感元件，其中所述集成电路或基板包括一个或多个平面电感。
[0009]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述一个或多个平面电感的总电感值大于0.5纳亨利。一般地，对于硅电容麦克风的使用，都涉及到大于0.5纳亨利的电感，故小于此值的电感没有明确应用场合。
[0010]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感是圆弧螺旋型、矩形螺旋形或八边形螺旋形其中的一种或几种形式。由于需要根据元件布局和抗干扰情况来设置平面电感的形状，典型的常用电感形状均在选用范围内，但这些常用形状对应的电感模型准确，会在设置时带来便利。[0011 ] 优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感是中空结构。通过使用中空的平面电感，可以在相同的电路长度下获得更大的电流围绕面积，从而获得更大的电感，节约材料和成本。所述电感中空部分还可以设置各种元件，从而节约空间。
[0012]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述平面电感形状与所处位置由布线要求决定。由于需要根据元件布局和抗干扰情况来设置平面电感的形状，典型的常用电感形状均在选用范围内，其位置布局也根据元件布局和抗干扰需要来进行设置。
[0013]优选的集成的硅电容麦克风装置，其中所述基板为PCB印刷板。由于PCB印刷技术工艺成熟且制造平面电感的成本较低，为优选方案。
[0014]由于采用上述技术方案和通用的工艺实现方法，本实用新型的有益效果是:硅电容麦克风内部更灵活的电气走线设置和硅电容麦克风的电气参数配置，从而在保持较低成本的前提下优化电信号传递通路，以更进一步提高硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标。由于使用本实用新型的技术方案，可以在保持产品生产效率、可靠性、良率和成本基本不变的基础上提高产品性能和产品环境适应性，拓宽产品的应用场合，增加产品竞争力。
【附图说明】
[0015]图1是采用矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0016]图2是图1所示矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的剖视示意图。
[0017]图3是采用八角形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0018]图4是采用中空圆弧螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视示意图。
[0019]图5是采用八角形螺旋形平面电感与矩形螺旋形平面电感的MEMS硅电容麦克风的俯视不意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行更进一步的说明。
[0021]图1是本实用新型一具体实施例的俯视示意图。MEMS敏感元件产生电信号，该电信号经过一个平面电感，从而滤去该电信号中的高频分量。本例中的平面电感为矩形螺旋平面电感。所述平面电感的位置和电感大小可以由布线要求和设计需要决定。
[0022]图2是图1的剖视示意图。所述电感包含于集成电路内，所述集成电路集成于芯片内。使用此方式设置平面电感，受到元器件布局的影响较小，但需要考察集成于芯片内的芯片面积和布局限制。
[0023]图3是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中所述平面电感为八边形螺旋形。
[0024]图4是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中所述平面电感为中空圆弧螺旋形。众所周知，电感与电流围绕的面积成正比，通过使用中空的平面电感，可以在相同的电路长度下获得更大的电流围绕面积，从而获得更大的电感，节约材料和成本。所述电感中空部分还可以设置各种元件，从而节约空间。
[0025]图5是本实用新型又一具体实施例的俯视示意图。本例中有两个平面电感，分别为八边形螺旋形和矩形螺旋形。
[0026]综上所述，本实用新型提出的硅电容麦克风使得在现有工艺水平的条件下，实现娃电容麦克风内部更灵活的电气走线设置和娃电容麦克风的电气参数配置，从而在保持较低成本的前提下优化电信号传递通路，以更进一步提高硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标。
[0027]以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种集成的娃电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板、集成电路，以及一个或多个MEMS敏感元件，其特征在于，所述集成电路或基板上设置有一个或多个平面电感。2.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述一个或多个平面电感的总电感值大于0.5纳亨利。3.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感是圆弧螺旋型、矩形螺旋形或八边形螺旋形中的一种或几种形式。4.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感是中空结构。5.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述平面电感形状与所处位置由布线要求决定。6.根据权利要求1所述的集成的硅电容麦克风装置，其特征在于，所述基板为PCB印刷板。
【专利摘要】本实用新型提供了一种集成的硅电容麦克风装置，包括外壳、声腔、基板、集成电路，以及一个或多个MEMS敏感元件,其中所述集成电路或基板上设置有一个或多个平面电感。本实用新型通过在硅麦克风集成电路内或基板上设置一个或多个平面电感，使该电路自身具有较大的电感，从而可以在不需要额外接入电感元件的情况下，让该电路具有理想的电感值。本实用新型可以节约昂贵的贴片电感元件，进一步缩小麦克风的体积，同时降低成本。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN204697288
【申请号】CN201520126743
【发明人】万蔡辛, 杨少军
【申请人】北京卓锐微技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月4日
最新回复(0)