本发明涉及电子产品技术领域，更为具体地，涉及一种微型麦克风防尘装置及设置有该微型麦克风防尘装置的mems麦克风。
背景技术：
现有的mems麦克风通常设置有防尘结构，防尘结构主要包括支撑件和防尘膜，通过防尘结构阻止外界粉尘、颗粒等污染物进入麦克风内部，进而确保麦克风产品的声学性能。
但是，由于防尘膜的厚度极薄，而其平面尺寸相对厚度的比值又较大，在加工或使用过程中，受到如热应力等外力作用时极易产生变形而出现不规则的褶皱；此外，在防尘膜加工工艺过程中，热应力是不容易避免的，使得传统的防尘薄膜在封装时容易产生褶皱等外观不良现象，影响产品的性能及用户使用体验。
目前，为缓解从支撑载体受到的压缩力，通常会在防尘膜上设置应力缓解结构，但是由于膜的弯曲刚性在半径方向或圆周方向上是均匀的，所以会随机的发生高次的屈曲模式，即防尘膜褶皱的纹路是随机且复杂的形状；因此现有的应力缓解结构已经无法完全防止防尘膜发生屈曲，导致抑制防尘膜褶皱、屈曲的效果差。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种微型麦克风防尘装置及mems麦克风，以解决目前防尘膜容易受到外力作用而出现不规则褶皱，导致其防尘性能差等问题。
本发明提供的微型麦克风防尘装置，包括支撑载体和设置在支撑载体上的防尘膜；防尘膜包括固定在支撑载体上的固定部和设置在固定部中心位置的过滤网；过滤网包括至少两个分区区域，分区区域包括沿对应分区区域的预设圆周方向分布的圆周梁和/或沿对应分区区域的预设半径方向分布的半径梁；其中，圆周梁和/或半径梁用于调整对应分区区域的弯曲刚性，并配置分区区域的凹凸形状。
此外，优选的技术方案是，预设圆周方向和预设半径方向的预设过程包括：定义防尘膜上的任意点为分区区域的半径中心；以半径中心与分区区域内的任意点的连线方向的平行方向为分区区域的预设半径方向；以半径中心为圆心，以沿预设半径方向分布的任意长度的半径梁为半径的圆周方向为分区区域的预设圆周方向。
此外，优选的技术方案是，半径梁的角度范围为0～360°。
此外，优选的技术方案是，圆周梁和半径梁的混合比例根据分区区域在防尘膜上的位置进行调整。
此外，优选的技术方案是，位于同一分区区域上的圆周梁呈z字型分布和/或位于同一分区区域上的半径梁呈z字型分布。
此外，优选的技术方案是，在各分区区域的边缘或者相邻两分区区域的结合处设置有支撑边界；支撑边界的弯曲刚性大于分区区域的弯曲刚性。
此外，优选的技术方案是，过滤网包括位于防尘膜中心位置且呈圆形的第一分区区域、分布在第一分区区域四周且呈扇形的第二分区区和第三分区区域；第二分区区域和第三分区区域相互间隔设置。
此外，优选的技术方案是，固定部的支撑边界为圆形、弧形或者直线。
根据本发明的另一方面，提供一种mems麦克风，包括上述微型麦克风防尘装置；其中，微型麦克风防尘装置设置在mems麦克风的声孔处；或者，微型麦克风防尘装置设置在mems麦克风的芯片处。
利用上述发明的微型麦克风防尘装置及mems麦克风，将过滤网划分为多个分区区域，分区区域包括沿预设圆周方向分布的圆周梁和/或沿预设半径方向分布的半径梁，通过圆周梁和半径梁的组合能够使得防尘膜在不同分区区域实现相对强弱的弯曲刚性，进而调高防尘膜抵抗外界应力的能力。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，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一的微型麦克风防尘装置的俯视图；
图2为根据本发明实施例一的第一分区区域的局部示意图；
图3为根据本发明实施例一在第一分区区域内设置半径梁的示意图；
图4为根据本发明实施例一的第二分区区域的半径梁和圆周梁组合图一；
图5为根据本发明实施例一的第二分区区域的半径梁和圆周梁组合图二；
图6为根据本发明实施例二的微型麦克风能防尘装置的俯视图；
图7为根据本发明实施例二的微型麦克风防尘装置在不同位置的截面图。
其中的附图标记包括：支撑载体1、过滤网2、第一分区区域3、半径梁31、第二分区区域4、圆周梁41、半径梁42、圆周梁43、半径梁44、第一分区区域5、第二分区区域6、第三分区区域7、第二分区区域8。
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
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
为详细描述本发明的微型麦克风防尘装置的结构，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1示出了根据本发明实施例一的微型麦克风防尘装置的俯视结构。
如图1所示，本发明实施例一的微型麦克风防尘装置，包括支撑载体1和设置在支撑载体1上的防尘膜；防尘膜包括固定在支撑载体1上的固定部和设置在固定部中心位置的过滤网2，过滤网2可以为规则形状或者不规则形状，过滤网2包括至少两个分区区域，在该实施例一种包括9个不同形状的分区区域，各分区区域进一步包括沿对应分区区域的预设圆周方向分布的圆周梁和/或沿对应分区区域的预设半径方向分布的半径梁；其中，圆周梁和/或半径梁用于调整对应分区区域的弯曲刚性，并配置分区区域的凹凸形状。
其中，预设圆周方向和预设半径方向的预设过程包括：定义防尘膜上的任意点为分区区域的半径中心；以半径中心与分区区域内的任意点的连线方向的平行方向为分区区域的预设半径方向；以半径中心为圆心，以沿预设半径方向分布的任意长度的半径梁为半径的圆周方向为分区区域的预设圆周方向，半径梁沿预设半径方向分布，圆周梁沿预设半轴方向分布。
具体地，图2和图3分别示出了根据本发明实施例一的第一分区区域的局部结构以及设置有半径梁的示意结构。
如图1至图3共同所示，在该实施例一中，设置在支撑载体上的过滤网包括不规则分布的9个分区，其中包括第一分区区域3和第二分区区域4，第一分区区域3，此处可理解为第nk个分区区域，在其预设半径方向和预设圆周方向设定时，将过滤网的任意点ok定义为半径中心，将半径中心ok与第一分区区域3内的任意点pk的连线的边的平行方向作为预设半径方向，半径梁31可沿预设半径方向相互平行设置。
其中，由于半径中心和pk均是根据具体的防尘膜的结构或者应用环境任意选定的，因此半径梁31的倾斜方向也存在多种变形，即半径梁31的角度范围可以为0～360°，具体的半径梁31的长度可根据圆周梁的设置密度或者对应分区区域的形状进行确定。
图4示出了根据本发明实施例一的第二分区区域的半径梁和圆周梁的组合示意结构一。
如图4所示，在该实施例一所示的微型麦克风防尘装置中，过滤网的第二分区区域包括相互平行分布的半径梁42和分布在相邻半径梁42之间的圆周梁4141，由于半径梁42的设置密度可调，在相邻两半径梁42之间的距离较小时，二者之间的圆周梁41也可视为与半径梁42相垂直的分布梁结构，在该实施例中，各圆周梁41是呈直线分布。
进一步地，在图5所示根据本发明实施例一的第二分区区域的半径梁44和圆周梁43的组合示意结构二中，在半径梁44分布不变的情况下，可以调整圆周梁43的分布位置，使得圆周梁43呈z字型分布。
需要说明的是，半径梁和圆周梁的分布密度、相对位置和尺寸等均可根据防尘膜的应用环境或者生产要求进行调整，例如将位于同一分区区域上的圆周梁设置为呈z字型分布和/或位于同一分区区域上的半径梁设置为呈z字型分布均可。
另外，由于过滤网的形状可以为圆形、长方向、多边形或者不规则形状等多种情况，对过滤网的区域划分也存在多种变形，分区区域的个数及各自的形状及尺寸也可进行灵活调整。
图6和图7分别示出了根据本发明实施例二的微型麦克风能防尘装置的俯视结构和沿各个位置的截面结构。
如图6和图7所示，在本发明实施例二的微型麦克风防尘装置中，设置在支撑载体上的防尘膜的过滤网为圆形结构，包括位于防尘膜的中心位置且呈圆形的第一分区区域5、分布在第一分区区域5四周且呈扇形的第二分区区和第三分区区域7；其中的第二分区区域(包括第二分区区域6和第二分区区域8，下同)和第三分区区域7相互间隔设置。其中，第一分区区域5、第二分区区域和第三分区区域7的半径梁和/或圆周梁的分布结构及混合比例可设置为均不相同，或者部分相同。
具体地，c表示第一分区区域5的中心点、b表示第二分区区域6的中心点、a表示第二分区区域8的中心点，图7中所示ab轴曲线分布表示沿图6中ab弧线所在方向的截面图，其中曲线部分表示第二分区区域8和第二分区区域6的截面形状，实线部分表示第三分区区域7的截面形状；同理，cd轴曲线表示沿图6中cd直线所在方向的截面图，其中的曲线部分表示对应分区区域的截面形状，实线部分表示第一分区区域5的截面形状；ce轴曲线表示沿图6中ce直线所在方向的截面图，其中的竖直虚线表示第一分区区域5与其他其与的接触位置，该虚线两侧的形状分别对应两侧分区区域的截面形状。
可知，在该实施例二中，第一分区区域5位于防尘膜的中心点所在水平面的下方；第二分区区域位于防尘膜的中心点所在水平面的下方，且位于第一分区区域5的中心点所在水平面的上方；第三分区区域7位于第二分区区域的中心点所在水平面的上方；其中，虽然垂直于支撑边界的半径梁具有凸起的形状，但是其具有位移向下的特征，利用该特征可使过滤网内部分区区域中的凸起形状的向上位移抵消，抑制防尘膜位移的绝对值。
在具体应用过程中，可根据分区区域在防尘膜上的位置、生产要求及防尘膜上的弯曲刚性的相对强度，调整圆周梁、半径梁的形状、尺寸、混合比例等多种参数，以使得防尘呈现任意凹凸形状分布，进而承受更大的外部应力而不发生褶皱变形。
在本发明的一个具体实施方式中，在各分区区域的边缘或者相邻两分区区域的结合处设置支撑边界，支撑边界的弯曲刚性大于两侧分区区域的弯曲刚性，进而形成边界分明的各分区区域；此外，为较少过滤网与固定部结合位置的结构强度并减小应力传递，可将过滤网与固定部的结合处的支撑边界设置为圆形或者弧形或者直线形状，即固定部的支撑边界为圆形、弧形或者直线等多种形状。
与上述微型麦克风防尘装置相对应，本发明还提供一种mems麦克风，包括上述微型麦克风防尘装置；其中，微型麦克风防尘装置可设置在mems麦克风的声孔处；或者，微型麦克风防尘装置可设置在mems麦克风的内部各芯片处，通过微型麦克风防尘装置对麦克风内部组件或者麦克风内外部之间进行有效隔离，防止粉尘或颗粒异物进入产品内部或者进入产品的芯片内。
此外，上述微型麦克风防尘装置及mems麦克风均可应用至音箱设备、便携电话等终端产品上。
上述根据本发明提供的微型麦克风防尘装置mems麦克风，将过滤网划分为多个分区区域，分区区域包括沿预设圆周方向分布的圆周梁和/或沿预设半径方向分布的半径梁，通过圆周梁和半径梁的组合能够使得防尘膜在不同分区区域实现相对强弱的弯曲刚性，并可利用防尘膜向下的位移抵消中央位置凸部的向上的位移，进而减小防尘膜的绝对位移，微型麦克风防尘装置的设计自由度更高、性能更稳定。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的微型麦克风防尘装置及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微型麦克风防尘装置及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。
1.一种微型麦克风防尘装置，包括支撑载体和设置在所述支撑载体上的防尘膜；其特征在在于，
所述防尘膜包括固定在所述支撑载体上的固定部和设置在所述固定部中心位置的过滤网；
所述过滤网包括至少两个分区区域，所述分区区域包括沿对应分区区域的预设圆周方向分布的圆周梁和/或沿所述对应分区区域的预设半径方向分布的半径梁；其中，
所述圆周梁和/或所述半径梁用于调整对应分区区域的弯曲刚性，并配置所述分区区域的凹凸形状。
2.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，所述预设圆周方向和所述预设半径方向的预设过程包括：
定义所述防尘膜上的任意点为所述分区区域的半径中心；
以所述半径中心与所述分区区域内的任意点的连线方向的平行方向为所述分区区域的预设半径方向；
以所述半径中心为圆心，以沿所述预设半径方向分布的任意长度的半径梁为半径的圆周方向为所述分区区域的预设圆周方向。
3.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述半径梁的角度范围为0～360°。
4.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述圆周梁和所述半径梁的混合比例根据所述分区区域在所述防尘膜上的位置进行调整。
5.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
位于同一分区区域上的所述圆周梁呈z字型分布；和/或，
位于所述同一分区区域上的半径梁呈z字型分布。
6.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
在各分区区域的边缘或者相邻两分区区域的结合处设置有支撑边界；
所述支撑边界的弯曲刚性大于所述分区区域的弯曲刚性。
7.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述过滤网包括位于所述防尘膜中心位置且呈圆形的第一分区区域、分布在所述第一分区区域四周且呈扇形的第二分区区和第三分区区域；
所述第二分区区域和所述第三分区区域相互间隔设置。
8.如权利要求1所述的微型麦克风防尘装置，其特征在于，
所述固定部的支撑边界为圆形、弧形或者直线。
9.一种mems麦克风，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的微型麦克风防尘装置；其中，
所述微型麦克风防尘装置设置在所述mems麦克风的声孔处；或者，所述微型麦克风防尘装置设置在所述mems麦克风的芯片处。
技术总结