[發(fā)明專利]雙單元微機(jī)電系統(tǒng)組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210098812.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN102740206A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.D.米歇爾;J.P.麥卡蒂爾;小約翰.C.鮑姆豪爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈曼國(guó)際工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/04
• 分類號(hào): H04R19/04;B81B7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 丁藝;沙捷

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)換能器，且更具體而言涉及一種被設(shè)計(jì)為增加電聲靈敏度，且由此使得MEMS組件的電學(xué)信噪比(SNR)增加達(dá)6dB的換能器組件。

背景技術(shù)

在諸如獨(dú)立麥克風(fēng)、電話聽筒、蜂窩電話、助聽器以及頭戴式耳機(jī)的各種應(yīng)用中使用微型聲換能器(miniature?acoustic?transducer)，例如使用MEMS制造技術(shù)制造的換能器。典型地，這些換能器與微處理器以及互連部分安裝在封裝內(nèi)，該封裝被設(shè)計(jì)成在提供用于安裝設(shè)備的便捷方式和用于使得聲音到達(dá)換能器的方式的同時(shí)，保護(hù)換能器和相關(guān)部件免受諸如使用中的高溫、處理和環(huán)境損壞以及電磁干擾等等的制造工藝極限(manufacturing?process?extreme)的影響。盡管工業(yè)上利用很多換能器封裝設(shè)計(jì)，這些組件中的每一個(gè)的一個(gè)共同特征是使用單個(gè)換能器。因此，不管封裝設(shè)計(jì)如何，最大可實(shí)現(xiàn)的靈敏度受到換能器的特性的限制。因此，通常的實(shí)踐是改變換能器的特性以實(shí)現(xiàn)所需的靈敏度。因此，需要用于改善MEMS換能器組件的靈敏度而無需重新設(shè)計(jì)換能器的方式。本發(fā)明提供了這種方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用至少兩個(gè)MEMS換能器的換能器組件，該換能器組件優(yōu)選地限定全向或定向麥克風(fēng)。除了至少第一和第二MEMS換能器，該組件還包括電氣連接到MEMS換能器的信號(hào)處理電路、電氣連接到信號(hào)處理電路的多個(gè)端子焊盤(terminal?pad)以及容納第一和第二MEMS換能器的換能器外殼。使用引線鍵合(wire?bond)或倒裝芯片(flip-chip)設(shè)計(jì)，MEMS換能器可以電氣連接到信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路可以包括分立電路或集成電路(IC)。第一和第二MEMS換能器可以與信號(hào)處理電路電氣串聯(lián)或并聯(lián)。第一和第二MEMS換能器可以聲學(xué)串聯(lián)或并聯(lián)耦合。

在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理電路包括IC且換能器外殼包括基板和裝到基板的罩子，其中IC以及第一和第二MEMS換能器裝到基板。罩子可以由金屬、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電復(fù)合物、涂有導(dǎo)電材料的非導(dǎo)電塑料、涂有導(dǎo)電材料的非導(dǎo)電復(fù)合物或包括電介質(zhì)和導(dǎo)電材料層二者的復(fù)合材料制造。

在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，換能器外殼包括基板和罩子，其中第一和第二MEMS換能器裝到基板，其中基板包括對(duì)應(yīng)于第一MEMS換能器的第一孔以及對(duì)應(yīng)于第二MEMS換能器的第二孔，且其中組件包括通過內(nèi)蓋表面、第一和第二MEMS換能器以及基板表面限定的換能器后腔體積(back?volume)。在至少一個(gè)配置中，換能器外殼包括將換能器后腔體積分成對(duì)應(yīng)于第一MEMS換能器的第一后腔體積和對(duì)應(yīng)于第二MEMS換能器的第二后腔體積的聲隔離壁，且其中第一和第二MEMS換能器異相地電氣組合以形成定向麥克風(fēng)。在至少一個(gè)配置中，換能器后腔體積對(duì)于第一和第二MEMS換能器是公共的，且第一和第二MEMS換能器同相地電氣組合以形成全向麥克風(fēng)。在至少一個(gè)配置中，換能器后腔體積對(duì)于第一和第二MEMS換能器是公共的，且第一和第二MEMS換能器異相地電氣組合以形成定向麥克風(fēng)。在至少一個(gè)配置中，換能器后腔體積對(duì)于第一和第二MEMS換能器是公共的，罩子包括聲學(xué)耦合換能器后腔體積與背景聲環(huán)境(ambient?acoustic?environment)的第三孔，且第一和第二MEMS換能器同相地電氣組合以形成定向麥克風(fēng)。

在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，換能器外殼包括第一基板、第二基板以及蓋部，其中第一MEMS換能器裝到第一基板且第二MEMS換能器裝到第二基板，其中第一基板限定外基板且包括對(duì)應(yīng)于第一MEMS換能器的孔，其中第二MEMS換能器與第一MEMS換能器聲學(xué)串聯(lián)耦合，其中第一和第二MEMS換能器異相地電氣組合，其中換能器外殼限定對(duì)應(yīng)于第一MEMS換能器的第一后腔體積以及對(duì)應(yīng)于第二MEMS換能器的第二后腔體積，且其中第二基板包括與第二MEMS換能器對(duì)準(zhǔn)的孔。

參考說明書的剩余部分和附圖，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的屬性和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解。

附圖說明

圖1提供根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)利用單個(gè)MEMS換能器的MEMS麥克風(fēng)組件的剖面圖；

圖2提供圖1的組件中示出的MEMS管芯(MEMS?die)的仰視圖；

圖3提供根據(jù)本發(fā)明利用一對(duì)MEMS換能器的MEMS麥克風(fēng)組件的剖面圖；

圖4示出了單MEMS換能器配置的AC等效電路；

圖5示出了用于雙MEMS換能器配置的AC等效電路，其中換能器與ASIC電氣串聯(lián)連接；

圖6示出了添加了連接的ASIC的圖4的AC等效電路；