本发明涉及声电技术领域，更为具体地，涉及一种防水mems麦克风。
背景技术：
mems(micro-electro-mechanicalsystem，微电子机械系统)麦克风被批量应用到手机、笔记本电脑等需要防水装置的电子产品中，为了适应应用到防水装置中，在mems麦克风结构中设置了防水膜，形成防水mems麦克风。
其中，现有的防水mems麦克风包括由金属外壳和pcb板组成的封装结构，在封装结构内部的pcb板上设置有asic芯片和mems芯片，其中，在mems芯片与pcb板相固定的位置设置有金属网，在金属网与pcb板之间设置有防水膜。
这种设计结构，防水膜虽然可以防水，但是当麦克风长期工作在水下时，防水膜在压力作用下因产生形变过大而失效，进而影响mems麦克风产品的性能。
为了解决上述问题，亟需一种新的防水mems麦克风为了解决上述问题，亟需一种新的防水mems麦克风。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种防水mems麦克风，以解决现有的防水mems麦克风的防水膜在压力的作用下发生形变，而导致影响防水mems麦克风性能的问题。
本发明提供的防水mems麦克风，包括由金属外壳和pcb板形成的封装结构，在所述封装结构的内部的pcb板上设置有mems芯片，在所述pcb板上还设置有与所述mems芯片相对应的声孔，
在所述封装结构的外部的pcb板上嵌设有与所述声孔相对应的防水结构，其中，
所述防水结构包括两层pi层和防水膜，其中，所述防水膜设置在所述两层pi层之间。
此外，优选的结构是，所述防水结构还包括粘合支撑层，其中，
所述防水膜的端部两侧通过所述粘合支撑层分别与所述两层pi层相连接。
此外，优选的结构是，所述粘合支撑层包括热压粘合层和/或pi支撑层。
此外，优选的结构是，所述两层pi层其中一层pi层通过所述粘合支撑层与所述pcb板的设置有所述mems芯片的一面相固定连接。
此外，优选的结构是，在所述两层pi层上均设置有微孔且至少两个，所述微孔与所述声孔、所述mems芯片的背腔连通。
此外，优选的结构是，所述防水膜的面积大于所述pcb板的面积的5％。
此外，优选的结构是，所述防水膜的表面与所述pcb板的设置有所述mems芯片的一面的垂直距离大于50um；
所述防水膜的表面与所述pi层之间的垂直距离大于50um。
此外，优选的结构是，在所述pcb板上设置有用于嵌设所述防水结构的凹槽，其中，
所述防水结构通过密封胶密封固定在所述凹槽内。
此外，优选的结构是，在所述封装结构内部还设置有asic芯片，并且，所述asic芯片、所述mems芯片均通过热熔胶或者环氧树脂固定设置在所述pcb板上。
此外，优选的结构是，所述mems芯片与所述asic芯片之间、所述asic芯片与所述pcb板之间均通过金线电连接。
从上面的技术方案可知，本发明提供的防水mems麦克风，通过将防水结构嵌设在在封装结构的外部的pcb板上，防水结构包括防水膜、两层pi层，防水膜设置在两层pi层之间；同时在两层pi层上均设置有微孔结构，从而使得两层pi层保护防水膜不会因压力的作用下发生变形而失效，提高防水mems麦克风的声学性能。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明书内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的防水mems麦克风结构示意图；
图2为根据本发明实施例的防水结构示意图；
图3-1和图3-2分别为根据本发明实施例的pi层结构示意图；
图4为根据本发明实施例的pcb板结构示意图。
其中的附图标记包括：1、金属外壳，2、pcb板，21、声孔，3、mems芯片，4、saic芯片，5、密封胶，6、金线，7、金线，8、防水结构，80、第一热压粘合层、81、第一pi层，811、微孔，82、第二热压粘合层，83、第一pi支撑层、84、第三热压粘合层，85、防水膜，86、第四热压粘合层，87、第二pi支撑层、88、第五热压粘合层、89、第二pi层。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
针对前述提出的解决现有的防水mems麦克风的防水膜在压力的作用下发生形变，而导致影响防水mems麦克风性能的问题，本发明提供了一种防水mems麦克风，通过改变防水结构而解决上述问题。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
为了说明本发明提供的防水mems麦克风的结构，图1至图4从不同角度对防水mems麦克风的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本发明实施例的防水mems麦克风结构；图2示出了根据本发明实施例的防水结构；图3-1和图3-2分别示出了根据本发明实施例的pi层结构；图4示出了根据本发明实施例的pcb板结构。
如图1至图4共同所示，本发明提供的防水mems麦克风，包括由金属外壳1和pcb板2形成的封装结构，在封装结构的内部的pcb板2上设置有mems芯片3，在所述pcb板3上还设置有与所述mems芯片3相对应的声孔21，在所述封装结构的外部的pcb板2上嵌设有与所述声孔21相对应的防水结构8，防水结构8包括两层pi层和防水膜85，防水膜85设置在两层pi层之间。
其中，防水结构8还包括粘合支撑层，防水膜85的端部两侧通过粘合支撑层分别与两层pi层相连接。其中，两层pi层其中一层pi层通过粘合支撑层与所述pcb板的设置有mems芯片的一面相固定连接。也就是说，两层pi层对称设置在防水膜85的两面，防水膜85设置在两层pi层中间，防水膜85与pi层之间通过粘合支撑层相连接，粘合支撑层用于支撑连接防水膜与pi层以及用于连接pi层与pcb板2。
在本发明的实施例中，粘合支撑层包括热压粘合层和/或pi支撑层。在图2所示的实施例中，防水结构8从上到下依次包括：第一热压粘合层80、第一pi层81、第二热压粘合层82、第一pi支撑层83、第三热压粘合层84、防水膜85第四热压粘合层86、第二pi支撑层87、第五热压粘合层88和第二pi层89，其中，第一热压粘合层80与pcb板2的设置有mems芯片3的一面相固定连接。
其中，第二热压粘合层82、第一pi支撑层83和第三热压粘合层84可以总称为粘合支撑层，此粘合支撑层用于支撑连接防水膜85与第一pi层81。其中，第四热压粘合层86、第二pi支撑层87、第五热压粘合层88可以总称为粘合支撑层，此粘合支撑层用于支撑连接防水膜85与第二pi层89。
在图2所示的实施例中，粘合支撑层包括热压粘合层和pi支撑层，在具体应用中，可以根据实际情况，对粘合支撑层中热压粘合层、pi支撑层适当减少或删除，只要满足用于支撑pi层与防水膜的连接支撑作用即可。
在本发明的实施例中，热压粘合层为haf层，haf为高性能的热敏酚醛树脂或聚氨酯的制作成的粘合剂，在本发明的实施例中，热压粘合层不但起到热压粘合作用，还起到支撑作用。
其中，pi是聚酰亚胺的缩写，pi材料是具有优异的机械性能的工程塑料，具有重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，在pi层上设置有至少两个以上的微孔，在图3-1和图3-2所示的实施例中，pi层中设置有若干个微孔，微孔在pi层的分布形状如图3-1和图3-2所示，在具体应用中，可根据实际情况，选择合适的微孔分布。
其中，微孔的孔径可以根据实际需求自行设定，一般来说，微孔的孔径为5～10μm，相邻的微孔之间间隔1～3μm，既保证了pi层的支撑强度，又使得pi层的声阻极小，满足mems麦克风的使用需求。
在图4所示的实施例中，在pcb板上设置有一个圆形的声孔21，其中需要说明的是，并且一个声孔进声的有效面积大于多个微孔结构声孔的进声有效面积，这种结构的声孔能够增强mems麦克风的声学性能，降低pcb板的制作难度；在本发明的实施例中，pi层的微孔、pcb板的声孔21以及mems芯片3的背腔相连通。
在本发明的实施例中，防水结构8的两层pi层设置在防水膜之间，并且同时在pi层上设置有微孔结构，使得两层pi层保护防水膜不会因压力的作用下发生变形而失效，从而提高防水mems麦克风的声学性能。
在本发明的实施例中，为了实现良好的声学性能，防水膜85的面积大于要占pcb板总面积的5％，并且，防水膜85的表面与pcb板2的设置有mems芯片3的一面的垂直距离大于50um；防水膜85的表面与pi层84之间的垂直距离大于50u，而这种防水结构设计不需要额外的保护网或者保护片，从而能够有效减小整个防水结构的高度，使得mems麦克风的尺寸相应减小，并适应性往小型化发展。
在本发明的实施例中，在pcb板2上设置有凹槽，防水结构8通过凹槽嵌设在pcb板2上，在设置有防水结构8的凹槽的缝隙中填充有密封胶5，通过密封胶5增加mem麦克风的密封性和防水性。采用本发明的实施例的防水结构设计不但能够减少产品的尺寸大小，还能够对防水膜85起到更好的保护作用，同时还能保证mems麦克风的产品性能。
此外，在本发明的实施例中，在封装结构内部还设置有asic芯片4，mems芯片3、asic芯片4均通过热熔胶或者环氧树脂固定在所述pcb板2上，mems芯片3与asic芯片4之间通过金线6电连接，asic芯片4与所述pcb板2之间通过金线7电连接，金属外壳1通过锡膏或者胶水与pcb板2相固定。
在本发明的实施例中，声音通过第一pi层的微孔、第二pi层的微孔、声孔21作用于mems芯片3；mems芯片3将接收到的声音信号转换成模拟信号，并通过金线6传递至asic芯片4；asic芯片4将接收到的模拟信号转换成数字信号，并进行信号放大及校准等处理，将处理后的数字信号通过金线7传输至pcb板2，同时pcb板2中的数字信号直接传输终端设备上，从而实现了信号从防水mems麦克风传输至终端设备。
通过上述实施方式可以看出，本发明提供的防水mems麦克风，通过将防水结构嵌设在在封装结构的外部的pcb板上，防水结构包括防水膜、两层pi层，防水膜设置在两层pi层之间；同时在两层pi层上均设置有微孔结构，从而使得两层pi层保护防水膜不会因压力的作用下发生变形而失效，提高防水mems麦克风的声学性能。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的防水mems麦克风。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的防水mems麦克风，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
1.一种防水mems麦克风，包括由金属外壳和pcb板形成的封装结构，在所述封装结构的内部的pcb板上设置有mems芯片，在所述pcb板上还设置有与所述mems芯片相对应的声孔，其特征在于，
在所述封装结构的外部的pcb板上嵌设有与所述声孔相对应的防水结构，其中，
所述防水结构包括两层pi层和防水膜，其中，所述防水膜设置在所述两层pi层之间。
2.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述防水结构还包括粘合支撑层，其中，
所述防水膜的端部两侧通过所述粘合支撑层分别与所述两层pi层相连接。
3.如权利要求2所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述粘合支撑层包括热压粘合层和/或pi支撑层。
4.如权利要求3所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述两层pi层其中一层pi层通过所述粘合支撑层与所述pcb板的设置有所述mems芯片的一面相固定连接。
5.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
在所述两层pi层上均设置有微孔且至少两个，所述微孔与所述声孔、所述mems芯片的背腔连通。
6.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述防水膜的面积大于所述pcb板面积的5％。
7.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述防水膜的表面与所述pcb板的设置有所述mems芯片的一面的垂直距离大于50um；
所述防水膜的表面与所述pi层之间的垂直距离大于50um。
8.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
在所述pcb板上设置有用于嵌设所述防水结构的凹槽，其中，
所述防水结构通过密封胶密封固定在所述凹槽内。
9.如权利要求1所述的防水mems麦克风，其特征在于，
在所述封装结构内部还设置有asic芯片，并且，所述asic芯片、所述mems芯片均通过热熔胶或者环氧树脂固定设置在所述pcb板上。
10.如权利要求9所述的防水mems麦克风，其特征在于，
所述mems芯片与所述asic芯片之间、所述asic芯片与所述pcb板之间均通过金线电连接。
技术总结